Kako narediti 3-fazno vezje VFD

Preizkusite Naš Instrument Za Odpravo Težav





Predstavljeno trifazno VFD vezje ( oblikoval jaz ) se lahko uporablja za nadzor hitrosti katerega koli trifaznega krtačenega AC motorja ali celo brezkrtačnega AC motorja. Idejo je zahteval gospod Tom

Uporaba VFD

Predlagano 3-fazno vezje VFD se lahko univerzalno uporablja za večino 3-faznih motorjev z izmeničnim tokom, pri čemer učinkovitost regulacije ni preveč kritična.



Lahko se posebej uporablja za nadzor vrtljaji motorja indukcijske kletke veverice z načinom odprte zanke in po možnosti tudi v načinu zaprte zanke, o čemer bomo govorili v nadaljnjem delu članka.

Moduli, potrebni za 3-fazni pretvornik

Za načrtovanje predlaganega 3-faznega VFD ali pogonsko vezje s spremenljivo frekvenco so v bistvu potrebne naslednje temeljne stopnje vezja:



  1. Vezje krmilnika napetosti PWM
  2. 3-fazno vezje gonilnika mosta H / most
  3. 3-fazno vezje generatorja
  4. Vezje pretvornika napetosti v frekvenco za generiranje parametra V / Hz.

Spoznajmo podrobnosti delovanja zgornjih stopenj s pomočjo naslednje razlage:

Preprosto vezje krmilnika napetosti PWM je razvidno iz spodnjega diagrama:

Krmilnik PWM

Že sem vključil in razložil delovanje zgornje faze generatorja PWM, ki je v osnovi zasnovana za generiranje različnih izhodnih vrednosti PWM na pin3 IC2 kot odziv na potencial, uporabljen na pin5 iste IC.

Prednastavitev 1K, prikazana na diagramu, je nadzorni gumb RMS, ki ga je mogoče ustrezno prilagoditi za pridobivanje želene sorazmerne količine izhodne napetosti v obliki PWM na pin3 IC2 za nadaljnjo obdelavo. Ta je nastavljen tako, da proizvaja ustrezen izhod, ki je lahko enak omrežnemu efektivnemu efektivu omrežja 220V ali 120V.

Vezje gonilnika H-Bridge

Naslednji diagram spodaj prikazuje enosmerno vezje 3-faznega gonilnika H-most z IC ICS2330

Zasnova je videti preprosta, saj večino zapletenosti obravnavajo vgrajeni čipi, prefinjena vezja.

Dobro izračunan 3-fazni signal se preko vhodov HIN1 / 2/3 in LIN1 / 2/3 IC vklopi skozi fazo generatorja 3-faznih signalov.

Rezultati iz IC IRS2330 je mogoče videti integrirano s 6 mostnimi omrežji ali IGBT-jevimi mostnimi omrežji, katerih odtoki so ustrezno konfigurirani z motorjem, ki ga je treba nadzorovati.

Vhodna vrata mosfet / IGBT na spodnji strani so integrirana z zatičem IC2 št. 3 zgoraj omenjene faze vezja generatorja PWM za sprožitev vbrizga PWM v stopnjo mosfet mostu. Ta regulacija na koncu pomaga motorju, da doseže želeno hitrost v skladu z nastavitvami (prek 1 k prednastavitve v prvem diagramu).

3-fazni VFD priročnik

V naslednjem diagramu vizualiziramo zahtevano vezje 3-faznega generatorja signala.

Konfiguriranje 3-faznega vezja generatorja

Trifazni generator je izdelan okrog nekaj CMOS čipov CD4035 in CD4009, ki ustvarjajo natančno dimenzionirane 3-fazne signale v prikazanih pinoutih.

Frekvenca 3-faznih signalov je odvisna od dovedenih vhodnih ur, ki bi morale biti 6-krat večje od predvidenega 3-faznega signala. Pomen, če je zahtevana 3-fazna frekvenca 50 Hz, mora biti vhodna ura 50 x 6 = 300 Hz.

To tudi pomeni, da bi lahko zgornje ure spreminjali, da bi spreminjali efektivno frekvenco voznikove IC, ki bi bila odgovorna za spreminjanje delovne frekvence motorja.

Ker pa mora biti zgornja sprememba frekvence samodejna kot odziv na spremenljivo napetost, postane pretvornik napetosti v frekvenco bistvenega pomena. Naslednja stopnja obravnava preprosto natančno vezje pretvornika napetosti v frekvenco za zahtevano izvedbo.

Kako ustvariti konstantno razmerje V / F

Običajno je pri indukcijskih motorjih za vzdrževanje optimalne učinkovitosti hitrosti in toka motorja treba nadzorovati hitrost zdrsa ali vrtilno frekvenco rotorja, kar pa postane mogoče z vzdrževanjem konstantnega razmerja V / Hz. Ker je magnetni tok statorja vedno konstanten ne glede na vhodno frekvenco napajanja, hitrost rotorja postane enostavno nadzorovana vzdrževanje razmerja V / Hz konstantno .

V načinu z odprto zanko lahko to storite približno tako, da ohranite vnaprej določena razmerja V / Hz in ga izvedete ročno. Na primer v prvem diagramu je to mogoče storiti s primerno prilagoditvijo prednastavitve R1 in 1K. R1 določi frekvenco, 1K pa prilagodi efektivno vrednost izhoda, zato lahko z ustrezno nastavitvijo obeh parametrov ročno uveljavimo zahtevano vrednost V / Hz.

Da pa dobimo sorazmerno natančen nadzor navora in hitrosti asinhronskega motorja, moramo izvesti strategijo zaprte zanke, pri kateri je treba podatke o hitrosti zdrsa dovajati v procesno vezje za samodejno nastavitev razmerja V / Hz, tako da ta vrednost vedno ostane približno približno konstantna.

Izvajanje povratnih informacij z zaprto zanko

Prvi diagram na tej strani je mogoče ustrezno spremeniti za načrtovanje samodejne regulacije V / Hz z zaprto zanko, kot je prikazano spodaj:

Na zgornji sliki potencial na zatiču št. 5 IC2 določa širino SPWM, ki se ustvari na zatiču št. 3 istega IC. SPWM se ustvari s primerjavo vzorca mrežne napetosti 12V na zatiču # 5 s trikotnim valom na zatiču # 7 IC2, ta pa se napaja na nizko stranske MOSFET-e za nadzor motorja.

Sprva je ta SPWM nastavljen na neko prilagojeno raven (z uporabo 1K perseta), ki sproži spodnja stranska IGBT vrata 3-faznega mostu za zagon gibanja rotorja pri določeni nominalni ravni hitrosti.

Takoj, ko se rotor rotorja začne vrteti, pritrjeni tahometer z rotorskim mehanizmom povzroči, da se na zatiču št. 5 IC2 razvije sorazmerno dodatna napetost, to sorazmerno povzroči širjenje SPWM, kar povzroči več napetosti na statorskih tuljavah motorja. To povzroči nadaljnje povečanje hitrosti rotorja, kar povzroči več napetosti na zatiču št. 5 IC2, in to traja, dokler enakovredna napetost SPWM ne more več naraščati in sinhronizacija rotorja statorja doseže stabilno stanje.

Zgornji postopek se samodejno prilagaja skozi vsa obdobja delovanja motorja.

Kako narediti in vgraditi tahometer

Na naslednjem diagramu je razvidna preprosta zasnova tahometra, ki bi jo lahko integrirali z mehanizmom rotorja, tako da lahko rotacijska frekvenca napaja osnovo BC547.

Tu se podatki o hitrosti rotorja zbirajo s senzorja Hall-ovega učinka ali IR LED / senzorske mreže in se napajajo na dnu T1.

T1 niha pri tej frekvenci in aktivira vezje tahometra, izdelano z ustrezno konfiguracijo monostabilnega vezja IC 555.

Izhod iz zgornjega tahometra se sorazmerno spreminja kot odziv na vhodno frekvenco na dnu T1.

Ko frekvenca narašča, napetost na skrajni desni strani izhoda D3 naraste in obratno ter pomaga vzdrževati razmerje V / Hz na relativno konstantni ravni.

Kako nadzorovati hitrost

Hitrost motorja s konstantnim V / F je mogoče doseči s spreminjanjem frekvenčnega vhoda na vhodu ure IC 4035. To lahko dosežemo tako, da spremenljivo frekvenco iz nestabilnega vezja IC 555 ali katerega koli standardnega nestabilnega vezja vstavimo v vhod ure IC 4035.

Sprememba frekvence učinkovito spremeni delovno frekvenco motorja, kar ustrezno zniža hitrost zdrsa.

To zazna tahometer in tahometer sorazmerno zmanjša potencial na zatiču št. 5 IC2, kar sorazmerno zmanjša vsebnost SPWM na motorju, posledično pa se zmanjša napetost motorja, kar zagotavlja spreminjanje hitrosti motorja s pravilno zahtevano razmerje V / F.

Domači pretvornik V v F

V zgornjem vezju pretvornika napetosti v frekvenco je uporabljen IC 4060, na katerega od frekvence odvisni upor vpliva sklop LED / LDR za predvidene pretvorbe.

Sklop LED / LDR je zaprt v svetlobno zaščitni škatli, LDR pa je nameščen na 1M frekvenčno odpornem uporu IC.

Ker je odziv LDR / LDR dokaj linearen, spreminjajoča se osvetlitev LED na LDR ustvarja sorazmerno različno (naraščajočo ali padajočo) frekvenco na pin3 IC.

FSD ali obseg V / Hz stopnje je mogoče nastaviti z ustrezno nastavitvijo 1M upora ali celo vrednosti C1.

LED je napetost, ki je izpeljana in osvetljena skozi PWM-je iz prve faze PWM-tokokroga. To pomeni, da se bo spreminjanje PWM spreminjalo tudi pri osvetlitvi LED, kar bi posledično povzročilo sorazmerno povečanje ali zmanjšanje frekvence na pin 3 IC 4060 v zgornjem diagramu.

Integriranje pretvornika z VFD

To različno frekvenco od IC 4060 je zdaj preprosto treba integrirati s trifaznim vhodom IC CD4035.

Zgornje faze tvorijo glavne sestavine za izdelavo 3-faznega VFD vezja.

Zdaj bi bilo pomembno razpravljati o enosmernem vodilu, potrebnem za dobavo krmilnikov motorjev IGBT, in o postopkih nastavitve celotne zasnove.

Enosmerni vodnik, ki se uporablja na tirnicah H-mostu IGBT, je mogoče dobiti s popravkom razpoložljivega 3-faznega omrežnega vhoda z uporabo naslednje konfiguracije vezja. Tirnice IGBT DC BUS so povezane čez točke, ki so označene kot 'obremenitev'

Za enofazni vir se lahko popravek izvede s standardno konfiguracijo 4 diodnega mostnega omrežja.

Kako nastaviti predlagano trifazno VFD vezje

To lahko storite v skladu z naslednjimi navodili:

Po uporabi napetosti enosmernega vodila na IGBT-jih (brez priključenega motorja) nastavite prednastavljeno vrednost PWM 1k, dokler napetost na vodilih ne postane enaka predvideni specifikaciji napetosti motorja.

Nato prilagodite prednastavitev IC 4060 1M, da prilagodite katerega koli od vhodov IC IRS2330 na zahtevano pravilno frekvenčno raven glede na dane specifikacije motorja.

Po zaključku zgornjih postopkov se lahko določen motor priključi in dobavi z različnimi napetostnimi nivoji, parametrom V / Hz in potrdi za samodejno delovanje V / Hz prek priključenega motorja.




Prejšnja: Kako zgraditi vezje za rastočo svetlobo Naprej: Raziskan krog mehčalca vode