Z tego artykułu dowiesz się, czym jest przemiennik częstotliwości do silnika elektrycznego, rozważysz jego obwód, zasadę działania, a także poznasz ustawienia konstrukcji przemysłowych. Główny nacisk zostanie położony na wykonanie przetwornicy częstotliwości własnymi rękami. Oczywiście do tego będziesz musiał mieć przynajmniej ogólne pojęcie o technologii przewodników. Należy zacząć od celu, w jakim używane są przetwornice częstotliwości.
Gdy zajdzie potrzeba IF
Nowoczesne przetwornice częstotliwości to zaawansowane technologicznie urządzenia składające się z elementów opartych na półprzewodnikach. Ponadto istnieje elektroniczny układ sterowania zbudowany na mikrokontrolerze. Za jego pomocą kontrolowane są wszystkie najważniejsze parametry silnika elektrycznego. W szczególności za pomocą przetwornicy częstotliwości możliwa jest zmiana prędkości obrotowej silnika elektrycznego. Jest pomysł na zakup przetwornicy częstotliwości zasilnik elektryczny. Cena takiego urządzenia do silników o mocy 0,75 kW wyniesie około 5-7 tysięcy rubli.
Warto zauważyć, że prędkość obrotową można zmieniać za pomocą skrzyni biegów zbudowanej na bazie wariatora, czyli rodzaju przekładni. Ale takie projekty są bardzo duże, nie zawsze można z nich korzystać. Ponadto takie mechanizmy muszą być serwisowane terminowo, a ich niezawodność jest wyjątkowo niska. Zastosowanie przemiennika częstotliwości pozwala obniżyć koszty serwisowania napędu elektrycznego, a także zwiększyć jego możliwości.
Główne elementy przetwornicy częstotliwości
Każda przetwornica częstotliwości składa się z czterech głównych modułów:
- Prostownik.
- Urządzenia filtrujące DC.
- Montaż falownika.
- System sterowania mikroprocesorowego.
Wszystkie są ze sobą połączone, a jednostka sterująca steruje pracą stopnia wyjściowego - falownika. To z jego pomocą zmienia się charakterystyka wyjściowa prądu przemiennego.
Zostanie to szczegółowo opisane poniżej, podany jest schemat. Przetwornica częstotliwości do silnika elektrycznego ma kilka innych funkcji. Należy zauważyć, że urządzenie zawiera kilka poziomów ochrony, które są również kontrolowane przez urządzenie mikrokontrolerowe. W szczególności prowadzona jest kontrola temperatury elementów półprzewodnikowych mocy. Ponadto istnieje funkcja ochrony przed zwarciem i przetężeniem. CzęstotliwośćKonwerter należy podłączyć do sieci zasilającej za pomocą urządzeń zabezpieczających. Nie ma potrzeby stosowania rozrusznika magnetycznego.
Prostownik z przetwornicą częstotliwości
To pierwszy moduł, przez który przepływa prąd. Za jego pomocą prąd przemienny jest prostowany - zamieniany na prąd stały. Dzieje się tak dzięki zastosowaniu elementów takich jak diody półprzewodnikowe. Ale teraz warto wspomnieć o małej funkcji. Wiesz, że większość silników indukcyjnych jest zasilana z trójfazowej sieci prądu przemiennego. Ale to nie jest dostępne wszędzie. Oczywiście mają go duże przedsiębiorstwa, ale rzadko jest używany w życiu codziennym, ponieważ łatwiej jest przeprowadzić jednofazowy. Tak, a biorąc pod uwagę energię elektryczną, sprawa jest prostsza.
Przetwornice częstotliwości mogą być zasilane zarówno z sieci trójfazowej, jak iz sieci jednofazowej. Jaka jest różnica? I to nieistotne, w projekcie wykorzystywane są różne typy prostowników. Jeśli mówimy o jednofazowej przetwornicy częstotliwości do silnika elektrycznego, konieczne jest zastosowanie obwodu na czterech diodach półprzewodnikowych połączonych mostkiem. Ale jeśli istnieje zapotrzebowanie na zasilanie z sieci trójfazowej, należy wybrać inny obwód, składający się z sześciu diod półprzewodnikowych. Dwa elementy w każdym ramieniu, w wyniku czego uzyskasz rektyfikację AC. Wyjście pokaże plus i minus.
Filtrowanie napięcia DC
W drodze do wyjściaprostownik masz stałe napięcie, ale ma duże tętnienia, element zmienny nadal się ślizga. Aby wygładzić wszystkie te „nierówności” prądu, będziesz musiał użyć co najmniej dwóch elementów - cewki indukcyjnej i kondensatora elektrolitycznego. Ale wszystko należy opowiedzieć bardziej szczegółowo.
Cewka ma dużą liczbę zwojów, ma pewną reaktancję, która pozwala delikatnie wygładzić tętnienie przepływającego przez nią prądu. Drugim elementem jest kondensator połączony między dwoma biegunami. Ma kilka naprawdę ciekawych właściwości. Kiedy płynie prąd stały, zgodnie z prawem Kirchhoffa, należy go zastąpić przerwą, to znaczy, że nie ma nic między plusem a minusem. Ale kiedy płynie prąd przemienny, jest to przewodnik, kawałek drutu bez oporu. Jak wspomniano powyżej, płynie prąd stały, ale jest w nim niewielka część prądu przemiennego. I zamyka się, w wyniku czego po prostu znika.
Moduł falownika
Montaż falownika jest, a dokładniej mówiąc, najważniejszy w całym projekcie. Służy do zmiany parametrów prądu wyjściowego. W szczególności jego częstotliwość, napięcie itp. Falownik składa się z sześciu sterowanych tranzystorów. Na każdą fazę dwa elementy półprzewodnikowe. Warto zauważyć, że w stopniu falownika zastosowano nowoczesne zespoły tranzystorów IGBT. Nawet domowe, nawet przetwornica częstotliwości Delta, obecnie najbardziej budżetowa i przystępna cenowo, składa się z tych samych węzłów. Możliwości są po prostu inne.
Posiadają trzy wejścia, taką samą liczbę wyjść, a także sześć punktów podłączenia do urządzenia sterującego. Należy zauważyć, że w niezależnej produkcji przetwornicy częstotliwości konieczne jest dobranie zespołu zgodnie z mocą. Dlatego należy natychmiast zdecydować, jaki typ silnika będzie podłączony do przetwornicy częstotliwości.
System sterowania mikroprocesorowego
Dzięki własnej produkcji jest mało prawdopodobne, aby możliwe było osiągnięcie takich samych parametrów, jakie mają wzory przemysłowe. Powodem tego wcale nie jest fakt, że produkowane zespoły tranzystorów mocy są nieefektywne. Faktem jest, że w domu dość trudno jest zrobić moduł sterujący. Oczywiście nie chodzi tu o lutowanie elementów, ale o zaprogramowanie urządzenia mikrokontrolerowego. Najłatwiejszą opcją jest wykonanie jednostki sterującej, za pomocą której można regulować prędkość obrotową, bieg wsteczny, zabezpieczenie prądowe i przed przegrzaniem.
Aby zmienić prędkość obrotową, musisz użyć zmiennej rezystancji, która jest podłączona do portu wejściowego mikrokontrolera. Jest to urządzenie nadrzędne, które wysyła sygnał do mikroukładu. Ten ostatni analizuje poziom zmiany napięcia w stosunku do wzorca, który wynosi 5 V. Układ sterowania pracuje według pewnego algorytmu, który jest napisany przed programowaniem. Ściśle według niej odbywa się praca układu mikroprocesorowego. Bardzo popularne firmowe moduły sterująceSiemensa. Przetwornica częstotliwości tego producenta charakteryzuje się wysoką niezawodnością, może być stosowana w każdym typie napędu elektrycznego.
Jak skonfigurować przetwornicę częstotliwości
Dziś istnieje wielu producentów tego urządzenia. Ale algorytm strojenia jest prawie taki sam dla wszystkich. Oczywiście dostrojenie przetwornicy częstotliwości bez pewnej wiedzy nie zadziała. Musisz mieć dwie rzeczy - doświadczenie w regulacji i instrukcję obsługi. Ten ostatni ma załącznik opisujący wszystkie funkcje, które można zaprogramować. Na obudowie przetwornicy częstotliwości jest zwykle kilka przycisków. Co najmniej cztery sztuki muszą być obecne. Dwie służą do przełączania między funkcjami, za pomocą pozostałych wybiera się parametry lub kasuje wprowadzone dane. Aby przejść do trybu programowania, należy nacisnąć określony przycisk.
Każdy model przetwornicy częstotliwości ma własny algorytm wejścia w tryb programowania. Dlatego nie da się obejść bez instrukcji obsługi. Warto również zauważyć, że funkcje są podzielone na kilka podgrup. I łatwo się w nich zgubić. Staraj się nie zmieniać tych ustawień, których producent nie zaleca dotykania. Te ustawienia należy zmieniać tylko w wyjątkowych przypadkach. Po wybraniu funkcji programowania na wyświetlaczu pojawi się jej alfanumeryczne oznaczenie. W miarę zdobywania doświadczenia dostrajanie przetwornicy częstotliwości będzie dla Ciebie bardzo proste.
Wnioski
Kiedyeksploatacji, konserwacji lub produkcji przetwornicy częstotliwości, należy przestrzegać wszystkich środków bezpieczeństwa. Pamiętaj, że konstrukcja urządzenia zawiera kondensatory elektrolityczne, które zachowują swój ładunek nawet po odłączeniu od sieci AC. Dlatego przed demontażem należy poczekać na rozładowanie. Należy pamiętać, że w konstrukcji przemienników częstotliwości występują elementy, które obawiają się elektryczności statycznej. W szczególności dotyczy to mikroprocesorowego układu sterowania. Dlatego lutowanie należy wykonywać z zachowaniem wszelkich środków ostrożności.
