Është mjaft e vështirë të bësh konvertues të frekuencës me duart e tua, pasi duhet të jesh shumë i përgatitur në elektronikën e energjisë dhe teknologjinë gjysmëpërçuese. Por, para se të mendoni për dizajnimin e kësaj pajisjeje, duhet të zbuloni se për çfarë qëllimesh përdoren. Ju gjithashtu duhet të dini se cilët janë komponentët kryesorë të këtyre sistemeve elektronike.
Çfarë është një konvertues frekuence?
Të gjithë e dinë që ka rrymë alternative në rrjet dhe ka një frekuencë të caktuar. Në Rusi, standardi është 50 Hertz. Në disa vende perëndimore, një standard paksa i ndryshëm është 60 Hertz. Funksionimi i shumë pajisjeve varet nga frekuenca e rrymës. Konvertuesit përdoren për të fuqizuar motorët asinkron. Ka shumë arsye për përdorimin e mjeteve elektronike. Për shembull, në industri, invertorët janë bërë të përhapur që nga përdorimi i tyreju lejon të hiqni qafe mekanizma të mëdhenj.
Në mënyrë më të detajuar, mund të ndryshoni shpejtësinë e rrotullimit të rripit në transportues duke përdorur një kuti ingranazhi, i cili bazohet në një lloj kuti ingranazhi makine. Për më tepër, mund të jetë ose mekanik (duke përdorur disa ingranazhe) ose CVT. Por është shumë më efektive të ndryshosh parametrat e rrymës që ushqen motorin. Kthimi i rezistencës së ndryshueshme ndryshon shpejtësinë e rrotullimit të transportuesit. Për më tepër, frekuenca mund të ndryshohet në një gamë të gjerë.
Çfarë veçori të tjera kanë konvertuesit e frekuencës?
Përveç kësaj, cilësimet e inverterit lejojnë që motori elektrik të fitojë gradualisht shpejtësi gjatë disa sekondave. Koha përcaktohet nga përdoruesi përmes programimit të funksionit të konvertuesit të frekuencës. Në mënyrë të ngjashme, mund të bëni me kohën e ndalimit të armaturës së motorit. Kjo zvogëlon ngarkesën në disk, gjë që ndikon drejtpërdrejt në burimin e saj.
Përveç kësaj, për bizneset e vogla që nuk kanë aftësinë t'i sigurojnë vetes një rrjet trefazor, por ka nevojë për të, përdorimi i konvertuesve të frekuencës është një ilaç i vërtetë. Ka shumë modele të pajisjeve të tilla që janë të lidhura me një rrjet të rrymës alternative njëfazore, dhe ato prodhojnë tre në dalje. Prandaj, është e mundur të lidhni një motor elektrik në një prizë të rregullt. Dhe në këtë rast, ai nuk do të humbasë fuqinë, puna e tij do të jetë korrekte.
Përbërësit e fuqisë së konvertuesve
Të gjithë konvertuesit e frekuencës përdorin transistorë të fuqishëm IGBT ose MOSFET. Ato janë ideale për këtë lloj pune. Ata janë montuar në module të veçanta. Kjo metodë instalimi mund të përmirësojë performancën e një pajisjeje elektronike. Këta transistorë punojnë në modalitetin kyç, kontrolli kryhet duke përdorur një sistem mikroprocesor. Fakti është se i gjithë kontrolli është me rrymë të ulët, nuk kërkohet ndërrimi i tensioneve të larta. Prandaj, kjo mund të arrihet duke përdorur mikroprocesorin më të thjeshtë.
Manimet speciale më të përdorura të serive IR2132 dhe IR2130. Ato përbëhen nga gjashtë drejtues që kontrollojnë çelësat. Tre përdoren për pjesën e poshtme dhe tre për pjesën e sipërme. Ky asamble ju lejon të zbatoni një kaskadë të thjeshtë të konvertuesit të frekuencës. Përveç kësaj, ajo ka disa shkallë mbrojtjeje. Për shembull, kundër qarkut të shkurtër dhe mbingarkesës. Karakteristikat më të detajuara të të gjithë elementëve mund të gjenden në manuale. Por të gjithë elementët e fuqisë kanë një pengesë të madhe - koston e lartë të produkteve.
Diagrami strukturor i konvertuesit
Çdo konvertues i frekuencës për një motor ka tre blloqe kryesore - një ndreqës, filtra, një inverter. Rezulton se voltazhi AC fillimisht konvertohet në DC, pastaj filtrohet. Pas gjithë kësaj, ajo përmbyset në një ndryshore. Por ekziston një bllok i tretë - kontrolli i mikroprocesorit të inverterit. Dhe për të qenë më të saktë, transistorë të fuqishëm IGBT. Nëse jeni marrë ndonjëherë mekonvertuesit e frekuencës, atëherë ju e dini se në panelin e përparmë kanë disa butona për programim.
Manuali i udhëzimeve të inverterit do t'ju udhëzojë se si të konfiguroni të gjitha funksionet. Kjo është një çështje shumë e ndërlikuar, pasi ka mjaft cilësime edhe në pajisjen më të thjeshtë. Përveç faktit që pajisja elektronike ju lejon të ndryshoni frekuencën e rrotullimit të armaturës së motorit, të rregulloni kohën e nxitimit dhe ngadalësimit, ekzistojnë edhe disa shkallë mbrojtjeje. Për shembull, mbirryma. Në rastin e përdorimit të një pajisjeje të tillë, nuk ka nevojë të instaloni çelësa automatikë.
Njësi ndreqës
Në varësi të qëllimit të konvertuesit të frekuencës, përdoren faza të ndryshme ndreqës. Dhe opsioni i furnizimit me energji mund të jetë ose nga një rrjet trefazor, ose nga një njëfazor. Por në daljen e inverterit, në çdo rast, ekziston një tension alternativ trefazor. Por për të kontrolluar rrymën, së pari duhet të korrigjohet. Gjë është se është mjaft e vështirë të kontrollosh variablin - është e nevojshme të përdoren reostate të mëdha, gjë që nuk është shumë e përshtatshme. Për më tepër, tani është koha e mikroelektronikës dhe automatizimit, është jo vetëm e paarsyeshme përdorimi i teknologjive të vjetruara, por edhe shumë i padobishëm.
Një pajisje elektronike e përbërë nga gjashtë dioda gjysmëpërçuese përdoret për të korrigjuar një rrymë alternative trefazore. Ato ndizen në një qark urë, rezulton se çdo palë dioda shërben për të korrigjuar një fazë. Një tension konstant shfaqet në daljen e njësisë ndreqëse, e tijvlera është e barabartë me atë që rrjedh në hyrje. Në këtë fazë, të gjitha transformimet janë përfunduar, nuk kryhet asnjë kontroll i këtij blloku. Në rast se energjia furnizohet nga një rrjet njëfazor, një fazë ndreqës është e mjaftueshme edhe nga një diodë e vetme. Por është më efikase të përdorësh një qark urë prej katërsh.
Kutia e filtrit
Ky modul përdoret për filtrimin e tensionit DC. Versioni më i thjeshtë i bllokut është një induktor i përfshirë në hendekun e shpatullës pozitive. Një kondensator elektrolitik është i lidhur midis poleve. Ai ka një funksion - për të hequr qafe komponentin e ndryshueshëm. Gjë është se ndreqësi nuk është në gjendje të heqë qafe plotësisht valëzimet. Mbetet një sasi e vogël AC që mund të prodhojë zhurmë të konsiderueshme gjatë funksionimit.
Për të marrë parasysh parimin e funksionimit të bllokut të filtrit, është e nevojshme të analizohet duke zëvendësuar elementët. Kur funksionon në kushte të rrymës së drejtpërdrejtë, induktiviteti zëvendësohet nga rezistenca, kondensatori zëvendësohet nga një qark i hapur. Por kur mundësohet nga rryma alternative, kapaciteti zëvendësohet nga rezistenca. Prandaj, i gjithë komponenti i ndryshueshëm zhduket, pasi në këtë rast ndodh një qark i shkurtër. Për ta kuptuar këtë është mjaft e vështirë, është e nevojshme të kuptohen bazat teorike të inxhinierisë elektrike. Por një konvertues i frekuencës 3-fazore nuk mund të bëhet pa këtë.
Faza inverter
Dhe këtu fillon argëtimi - përdorimi i transistorëve të fuqishëm IGBT. Ato kontrollohen nga një sistem mikroprocesor, ngacilësia e funksionimit të tyre varet nga funksionimi i të gjithë konvertuesit të frekuencës. Një qark i tillë i konvertuesit të tensionit përdoret gjerësisht. Në fakt, me ndihmën e tranzistorëve të fuqisë, çdo tension mund të përmbyset. Në total, gjashtë elementë përdoren në qarkun më të thjeshtë - dy për secilën fazë. Konvertuesi i frekuencës prodhon 220 volt në çdo fazë në lidhje me zero.
Për të hequr qafe shfaqjen e tensionit të kundërt, është e nevojshme të përdorni dioda gjysmëpërçuese. Ata janë të lidhur midis kolektorit dhe emetuesit të transistorëve të energjisë. Menaxhimi kryhet në hyrje të bazës. Siç u përmend më herët, konvertuesit e frekuencës bëjeni vetë kanë dy transistorë për secilën fazë në kaskadën e inverterit. Aktivizoni kryqëzimet e tyre p-n në seri. Faza hiqet nga mesi i secilës shpatull. Modulet e gatshme janë të disponueshme për shitje, ato kanë priza për furnizimin e tensionit të drejtpërdrejtë, si dhe tre kontakte për heqjen e alternimit trefazor. Përveç kësaj, ekziston një lidhës për lidhjen e një sistemi kontrolli të mikrokontrolluesit.
Kontrolli i mikroprocesorit
Përdoret për të ndryshuar shpejtësinë e boshtit të motorit nga inverteri, voltazhi, frekuenca e paracaktuar e të cilit është 50Hz, mund të ndryshohet në amplitudë në një gamë të gjerë. Dhe më konkretisht, nga zero në frekuencën që mund të sigurojë mikroprocesori. Kërkesa kryesore për këtë të fundit është aftësia për të lidhur pajisje të shumta. Kur tiDizenjoni një konvertues, voltazhi, frekuenca e të cilit ndryshohet nga një rezistencë e ndryshueshme, duhet të kontrollohet nga procesori. Është zgjedhur me kujdes, duhet të ketë një numër të mjaftueshëm portash I/O.
Mund ta komplikoni pak sistemin duke lidhur një ekran LCD me mikrokontrolluesin. Nuk kërkohet interpretim i lartë i ngjyrave prej tij, mjafton piktura njëngjyrëshe, si në kalkulatorët e thjeshtë. Butonat për programim janë gjithashtu të lidhur me portat hyrëse-dalëse. Kështu mund të bëni një konvertues të thjeshtë të frekuencës. Çmimi i të gjithë elementëve do të jetë jo më shumë se dy mijë rubla. Por kostoja e një inverteri me një fuqi prej 200-750 watts varion nga 6500 në 12000 rubla. Gjithçka varet nga prodhuesi dhe aftësitë e pajisjes.
Kasëpajisje
Konvertuesit e frekuencës bëjeni vetë duhet të kenë një strehim të besueshëm. Nga kjo varet jo vetëm lehtësia e përdorimit, por edhe efikasiteti. Baza është prej alumini. Arsyeja e përdorimit të këtij materiali është nevoja për ftohje me cilësi të lartë. Gjatë funksionimit, moduli IGBT nxehet shumë, dhe temperatura e diodave gjysmëpërçuese gjithashtu rritet. Dhe nuk ka fare rëndësi nëse keni një konvertues frekuence 380 apo 220 volt.
Pjesa tjetër e trupit është prej plastike. Është e nevojshme që të gjithë elementët e fuqisë të fshihen prej tij, në mënyrë që të mos ketë kontakt aksidental me terminalet e tensionit të lartë gjatë funksionimit. Në pjesën e përparme, është e nevojshme të sigurohet një vrimë për ekranin LCD dhe butonat. Më vete, nënjë vend i përshtatshëm, është instaluar një rezistencë e ndryshueshme. Gjatë programimit të mikrokontrolluesit, është e nevojshme të merret parasysh se kjo rezistencë ndryshon frekuencën e rrymës së daljes.
Shkëmbimi i nxehtësisë i elementeve të sistemit
Vëmendje e veçantë duhet t'i kushtohet shpërndarjes së nxehtësisë. Sa më e fuqishme të jetë pajisja që po zhvillohet, aq më i besueshëm duhet të jetë sistemi i ftohjes. Siç u përmend më lart, baza duhet të jetë prej alumini. Qarku i konvertuesit të tensionit duhet të sigurojë mbrojtje kundër mbinxehjes. Për këtë qëllim, kërkohet të shponi një vrimë në strehim, në të është montuar një sensor i temperaturës. Prej tij, sinjali furnizohet përmes një pajisjeje që përputhet me mikrokontrolluesin. Nëse temperatura maksimale tejkalohet, ngarkesa duhet të shkëputet. Prandaj, moduli i tranzistorit të energjisë fiket.
Për të përmirësuar shpërndarjen e nxehtësisë, duhet të përdoren ventilatorë. Vendndodhja e tyre duhet të zgjidhet në mënyrë që fluksi i ajrit të ftohë finët e radiatorit të kasës. Për të rritur efikasitetin e sistemit të ftohjes, duhet të përdorni paste termike. Është më e arsyeshme të ndizni tifozët në momentin e ndezjes së pajisjes. Por është gjithashtu e mundur të programoni kontrolluesin duke përdorur një sinjal nga një sensor i temperaturës. Kur temperatura arrin gjysmën e temperaturës në të cilën ndodh mbyllja emergjente e pajisjes, ventilatorët ndizen.
Pllaka qarkore
Si një tabelë qarku, është më mirë të përdorni opsione të gatshme. Në shitje ka dërrasa të madhësive të ndryshme me vrima rreth të cilavekontakte të vogla të konservuara. Ata në gjuhën e folur quhen "peshk". E vetmja gjë që vlen të merret në konsideratë është mundësia e zëvendësimit të procesorit dhe mikroqarqeve. Për këtë qëllim, ju duhet të përdorni lidhës që janë ngjitur në tabelë. Konvertuesit e frekuencës bëjeni vetë bëhen më së miri me shpresën e zëvendësimit të shpejtë të elementeve. IC ose kontrolluesi thjesht futet në këtë prizë, si një prizë në një prizë.
Përfundime
Ju gjithashtu mund të bëni konvertuesin tuaj të frekuencës. Çmimi i analogëve, siç zbuluam, është shumë më i lartë. Edhe pse, natyrisht, ata kanë më shumë mundësi. Por në fakt, nëse shikoni më nga afër, rezulton se nuk përdoren më shumë se pesë funksione. Kur disku po funksionon, është e nevojshme të ndryshoni shpejtësinë e rrotullimit, si dhe të rregulloni kohën e nxitimit dhe ngadalësimit. Pak më rrallë, përdoret funksioni i kundërt dhe ndryshimi i rrymës maksimale të lejueshme.
