3-fazno vezje krmilnika hitrosti asinhronega motorja

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





V tem prispevku razpravljamo o izdelavi preprostega 3-faznega krmilnika hitrosti asinhronega motorja, ki ga lahko uporabimo tudi za enofazni asinhronski motor ali dobesedno za katero koli vrsto AC-motorja.

Ko gre za nadzor hitrosti asinhronskih motorjev , običajno se uporabljajo matrični pretvorniki, ki vključujejo številne zapletene stopnje, kot so LC filtri, dvosmerni nizi stikal (z uporabo IGBT-jev) itd.



Vsi ti se uporabljajo za končno doseganje sesekljanega izmeničnega signala, katerega obratovalni cikel je mogoče prilagoditi s pomočjo kompleksnega vezja mikrokrmilnika in na koncu zagotoviti zahtevano regulacijo hitrosti motorja.

Vendar pa lahko eksperimentiramo in poskusimo doseči 3-fazni nadzor hitrosti asinhronega motorja s pomočjo precej preprostejšega koncepta z uporabo naprednih IC optičnih sklopk detektorja ničelnega prehoda, močnostnega triaka in vezja PWM.



Uporaba detektorja ničelnega križanja Opto sklopka

Zahvaljujoč seriji optičnih sklopnikov MOC, ki je naredila triac krmilna vezja izjemno varna in enostavna za konfiguracijo ter omogoča integracijo PWM brez težav za predvidene krmilnike.

V enem od svojih prejšnjih prispevkov sem razpravljal o preprostem Krmilno vezje motorja z mehkim zagonom PWM ki je implementiral MOC3063 IC za zagotavljanje učinkovitega mehkega zagona na priključenem motorju.

Tudi tu uporabljamo enako metodo za uveljavitev predlaganega vezja krmilnika hitrosti 3-faznega asinhronskega motorja, naslednja slika prikazuje, kako to lahko storimo:

Na sliki lahko vidimo tri enake stopnje optičnega sklopnika MOC, konfigurirane v svojem standardnem načinu triak regulatorja, in vhodno stran, integrirano z preprosto vezje PWM IC 555 .

3 vezja MOC so konfigurirana za obdelavo 3-faznega AC vhoda in ga dovajajo na pritrjeni asinhronski motor.

Vhod PWM na izolirani LED kontrolni strani opta določa razmerje sekanja 3-faznega AC vhoda, ki ga obdeluje MOC ICS.

Uporaba krmilnika PWM IC 555 (ničelno preklapljanje napetosti)

To pomeni, da s prilagoditvijo PWM lonec, povezan s 555 IC lahko učinkovito nadzorujemo hitrost asinhronskega motorja.

Izhod na svojem zatiču št. 3 prihaja z različnim delovnim ciklom, ki nato ustrezno izklopi izhodne triakce, kar povzroči bodisi povečanje efektivne vrednosti AC bodisi njegovo zmanjšanje.

Povečanje efektivne efektivne vrednosti s širšimi PWM omogoča doseganje večje hitrosti na motorju, medtem ko zmanjšanje efektivne efektivne frekvence skozi ožje PWM povzroči nasprotni učinek, to pomeni, da motor sorazmerno upočasni.

Zgornje funkcije so izvedene z veliko natančnostjo in varnostjo, saj so IC-ji dodeljene številne notranje dovršene funkcije, posebej namenjene za vožnja z triaki in težkimi induktivnimi obremenitvami kot so asinhronski motorji, solenoidi, ventili, kontaktorji, polprevodniški releji itd.

IC zagotavlja tudi popolnoma izolirano delovanje za enosmerni tok, ki uporabniku omogoča prilagoditve brez strahu pred električnim udarom.

Načelo se lahko učinkovito uporablja tudi za nadzor hitrosti enofaznega motorja z uporabo ene same IC MOC namesto 3.

Zasnova dejansko temelji na časovno sorazmeren triačni pogon teorija. Zgornje vezje PWM IC555 se lahko prilagodi tako, da ustvari 50-odstotni obratovalni cikel pri veliko višji frekvenci, spodnje vezje PWM pa se lahko uporabi za uravnavanje hitrosti delovanja asinhronskega motorja s prilagoditvami pripadajočega lonca.

Priporočljivo je, da ima ta 555 IC relativno nižjo frekvenco kot zgornja vezja IC 555. To lahko storite s povečanjem pin # 6/2 kondenzatorja na približno 100nF.

vezje za nadzor hitrosti asinhronskega motorja z optičnimi spojniki detektorja ničelnega prečenja

OPOMBA: DODAJANJE PRIMERNIH INDUKTORJEV V SERIJO S FAZNIMI ŽICAMI LAHKO DRASTIČNO IZBOLJŠAJO UČINKOVITOST SISTEMA ZA NADZOR HITROSTI.

Podatkovni list za MOC3061

Predpostavljeni nadzor valov in faz z uporabo zgornjega koncepta:

Zgoraj razložena metoda upravljanja 3-faznega asinhronskega motorja je pravzaprav precej groba, saj je brez nadzora V / Hz .

Preprosto zaposluje vklop / izklop omrežja z različnimi hitrostmi, da proizvede povprečno moč motorja in nadzoruje hitrost s spreminjanjem tega povprečnega AC na motor.

Predstavljajte si, če motor vklopite / izklopite ročno 40-krat ali 50-krat na minuto. To bi povzročilo, da se vaš motor upočasni na neko relativno povprečno vrednost, vendar se neprekinjeno premika. Zgornji princip deluje na enak način.

Bolj tehničen pristop je oblikovanje vezja, ki zagotavlja ustrezen nadzor razmerja V / Hz in ga samodejno prilagodi glede na hitrost zdrsa ali morebitna nihanja napetosti.

Za to v osnovi uporabljamo naslednje faze:

  1. Gonilniško vezje H-Bridge ali Full Bridge IGBT
  2. 3-fazni generator za napajanje celotnega mostu
  3. V / Hz PWM procesor

Uporaba nadzornega vezja IGBT Full Bridge

Če se vam postopki nastavitve zgornje zasnove na osnovi triaka zdijo zastrašujoče, lahko poskusite z naslednjim polno mostom nastavljenim številom vrtljajev asinhronskega motorja s PWM:

3-fazno krmiljenje asinhronega motorja s polnim mostom

Vezje, prikazano na zgornji sliki, uporablja en čip gonilnik polnega mostu IC IRS2330 (najnovejša različica je 6EDL04I06NT), ki ima vse vgrajene funkcije za zagotovitev varnega in popolnega 3-faznega delovanja motorja.

IC potrebuje samo sinhroniziran 3-fazni logični vhod prek svojih izhodov HIN / LIN za generiranje zahtevanega 3-faznega nihajnega izhoda, ki se končno uporablja za upravljanje celotnega mostnega IGBT omrežja in priključenega 3-faznega motorja.

The vbrizgavanje PWM za nadzor hitrosti je izveden skozi 3 ločene stopnje NPN / PNP gonilnikov, ki jih krmili napajalnik SPWM iz generatorja PWM IC 555, kot je razvidno iz naših prejšnjih zasnov. Ta nivo PWM se lahko na koncu uporablja za nadzor hitrosti asinhronskega motorja.

Preden se naučimo dejanske metode nadzora hitrosti za asinhronski motor, najprej razumemo, kako deluje samodejno Krmiljenje V / Hz je mogoče doseči z uporabo nekaj vezij IC 555, kot je opisano spodaj

Avtomatsko vezje procesorja PWM V / Hz (zaprta zanka)

V zgornjih odsekih smo se naučili zasnove, ki bo asinhronskemu motorju pomagala, da se premika s hitrostjo, ki jo je določil proizvajalec, vendar se ne bo prilagodil glede na konstantno razmerje V / Hz, razen če bo s H -Vstavi vhodni vir PWM.

Samodejno vezje P / P procesorja V / Hz z uporabo IC 555

Zgornje vezje je preprosto PWM generator z nekaj IC 555 . IC1 generira frekvenco PWM, ki se s pomočjo R4 / C3 pretvori v trikotne valove na zatiču št. 6 v IC2.

Te trikotne valove primerjamo z valovanjem sinusnega vala na zatiču št. 5 v IC2. Te vzorčne valove dobimo tako, da odpravimo 3-fazno omrežje izmeničnega toka v 12V izmenično valovanje in se za zahtevano obdelavo dovede na zatič št. 5 IC2.

S primerjavo dveh valovnih oblik, primerno dimenzionirani Ustvari se SPWM na zatiču št. 3 IC2, ki postane pogonski PWM za omrežje H-bridge.

Kako deluje vezje V / Hz

Ko je napajanje vklopljeno, se kondenzator na zatiču št. 5 začne z upodabljanjem ničelne napetosti na zatiču št. 5, kar povzroči najnižjo vrednost SPWM H-mostno vezje , kar pa indukcijskemu motorju omogoča zagon s počasnim postopnim mehkim zagonom.

Ko se ta kondenzator polni, se potencial na zatiču št. 5 poveča, kar sorazmerno dvigne SPWM in motorju omogoča postopno povečevanje hitrosti.

Opazimo lahko tudi povratno vezje tahometra, ki je prav tako integrirano z nožico 5 na IC2.

To tahometer nadzoruje hitrost rotorja ali hitrost zdrsa in ustvarja dodatno napetost na zatiču št. 5 IC2.

Zdaj, ko se hitrost motorja povečuje, se hitrost zdrsa poskuša sinhronizirati s frekvenco statorja in v tem procesu začne pridobivati ​​hitrost.

To povečanje indukcijskega zdrsa sorazmerno poveča napetost tahometra, kar posledično povzroči, da IC2 poveča Izhod SPWM to pa še poveča hitrost motorja.

Zgornja prilagoditev poskuša vzdrževati razmerje V / Hz na dokaj konstantni ravni, dokler se končno SPWM iz IC2 ne more več povečevati.

Na tej točki hitrost zdrsa in hitrost statorja postaneta stabilni in se ohranjata, dokler se ne spremeni vhodna napetost ali hitrost zdrsa (zaradi obremenitve). Če se spremenijo, vezje procesorja V / Hz spet začne delovati in začne prilagajati razmerje za vzdrževanje optimalnega odziva hitrosti asinhronega motorja.

Tahometer

The Vezje tahometra je mogoče tudi poceni zgraditi z uporabo naslednjega preprostega vezja in integrirati z zgoraj razloženimi fazami vezja:

Kako izvesti nadzor hitrosti

V zgornjih odstavkih smo razumeli postopek samodejne regulacije, ki ga lahko dosežemo z integracijo a povratne informacije tahometra na samodejno regulacijsko vezje krmilnika SPWM.

Zdaj pa se naučimo, kako je mogoče hitrost asinhronskega motorja nadzorovati s spreminjanjem frekvence, kar bo na koncu prisililo SPWM, da pade in ohrani pravilno razmerje V / Hz.

Naslednji diagram razlaga stopnjo nadzora hitrosti:

Tu lahko vidimo 3-fazno vezje generatorja, ki uporablja IC 4035, katerega frekvenco faznega premika lahko spreminjamo s spreminjanjem vhoda ure na svojem zatiču # 6.

Trifazni signali se uporabijo na vratih 4049 IC za izdelavo zahtevanih HIN, LIN dovodov za omrežje gonilnikov s polnim mostom.

To pomeni, da lahko s primernim spreminjanjem taktne frekvence IC 4035 učinkovito spremenimo delovno 3-fazno frekvenco asinhronskega motorja.

To je izvedeno s preprostim nestabilnim vezjem IC 555, ki napaja nastavljivo frekvenco na zatiču št. 6 IC 4035 in omogoča prilagajanje frekvence skozi priloženi lonec 100K. Kondenzator C je treba izračunati tako, da je nastavljivo frekvenčno območje znotraj pravilne specifikacije priključenega asinhronskega motorja.

Ko se frekvenčni lonec spreminja, se spremeni tudi efektivna frekvenca asinhronskega motorja, kar ustrezno spremeni hitrost motorja.

Na primer, ko se frekvenca zmanjša, se zmanjša hitrost motorja, kar posledično povzroči, da izhod tahometra sorazmerno zmanjša napetost.

To sorazmerno zmanjšanje izhoda tahometra prisili SPWM, da se zoži in s tem sorazmerno potegne izhodno napetost na motor.

To pa zagotavlja, da se razmerje V / Hz ohrani, medtem ko nadzor frekvence asinhronskega motorja nadzoruje frekvenčni nadzor.

Opozorilo: Zgornji koncept je zasnovan samo na teoretičnih predpostavkah, zato bodite previdni.

Če dvomite o tej 3-fazni zasnovi krmilnika vrtljajev asinhronskega motorja, vas vabimo, da ga objavite v svojih komentarjih.




Prejšnja: Kako oblikovati vezje neprekinjenega napajanja (UPS) Naprej: Vklop / izklop dveh nadomestnih obremenitev z IC 555