Selles artiklis käsitletakse elektrimootori sagedusmuundurit, selle tööpõhimõtet ja põhikomponente. Põhirõhk asetatakse teooriale, et saaksite aru sagedusmuunduri tööpõhimõttest ning saaksite oma kätega edasi projekteerida ja toota. Kuid kõigepe alt on teil vaja väikest sissejuhatavat kursust, mis ütleb teile, mis on sagedusmuundur ja milleks seda vaja on.
Inverteri funktsioonid
Lõviosa tööstusest hõivavad asünkroonsed mootorid. Ja nende haldamine on alati olnud keeruline, kuna neil on konstantne rootori kiirus ja sisendpinge muutmine osutub väga keeruliseks ja mõnikord isegi võimatuks. Kuid sagedusmuundur muudab pilti täielikult. Ja kui varem kasutati näiteks konveieri kiiruse muutmiseks erinevaid käigukaste, siis tänapäeval piisab ühe elektroonilise seadme kasutamisest.
Lisaks võimaldavad chastotniki teil saada mitte ainult ajami parameetrite muutmise võimalust, vaid ka mitut täiendavat kaitseastet. Elektromagnetilisi startereid pole vaja ja mõnikordasünkroonmootori normaalse töö tagamiseks pole isegi vaja kolmefaasilist võrku. Kõik need elektriajami lülitamise ja sisselülitamisega seotud ülesanded kantakse üle sagedusmuundurile. See võimaldab muuta väljundis faase, voolu sagedust (ja seega ka rootori kiiruse muutumist), reguleerida käivitust ja pidurit ning rakendada ka palju muid funktsioone. Kõik sõltub juhtahelas kasutatavast mikrokontrollerist.
Tööpõhimõte
Elektrimootori sagedusmuunduri valmistamine oma kätega, mille skeem on artiklis toodud, on üsna lihtne. See võimaldab teil muuta ühe faasi kolmeks. Seetõttu muutub igapäevaelus võimalikuks asünkroonse elektrimootori kasutamine. Samal ajal ei kao selle tõhusus ja võimsus. Lõppude lõpuks teate, et kui lülitate mootori sisse ühe faasiga võrgus, vähenevad need parameetrid peaaegu poole võrra. Ja see kõik on seotud seadme sisendisse antava pinge mitmete teisendustega.
Alaldi seade on skeemis esimene. Seda arutatakse üksikasjalikum alt allpool. Pärast alaldatud pinge filtreerimist. Ja inverteri sisendisse antakse puhas alalisvool. See muundab alalisvoolu vajaliku arvu faasidega vahelduvvooluks. Seda kaskaadi saab reguleerida. See koosneb pooljuhtidest, millega on ühendatud mikrokontrolleri juhtahel. Aga nüüd kõigist sõlmedest üksikasjalikum alt.
Alaldiüksus
Seda võib olla kahte tüüpi – ühe- ja kolmefaasiline. Esimest tüüpi alaldit saab kasutada mis tahes võrgus. Kui teil on kolmefaasiline, siis piisab, kui ühendada ühega. Elektrimootori chastotniku ahel ei ole täielik ilma alaldita. Kuna faaside arv on erinev, tähendab see, et kasutada tuleb teatud arv pooljuhtdioode. Kui me räägime ühefaasilistest sagedusmuunduritest, siis on vaja nelja dioodiga alaldit. Need on sillatud.
See võimaldab teil vähendada sisendi ja väljundi pinge väärtuse erinevust. Muidugi võib kasutada ka poollaineahelat, kuid see on ebaefektiivne ja tekib suur hulk võnkeid. Aga kui me räägime kolmefaasilisest ühendusest, siis on vaja ahelas kasutada kuut pooljuhti. Täpselt sama skeem autogeneraatori alaldis, erinevusi pole. Ainus, mida saab siia lisada, on kolm täiendavat dioodi pöördpinge kaitseks.
Filtri elemente
Pärast alaldit tuleb filter. Selle põhieesmärk on katkestada kogu alaldatud voolu muutuv komponent. Selgema pildi saamiseks peate koostama samaväärse vooluringi. Niisiis, pluss läheb läbi mähise. Ja siis on plussi ja miinuse vahele ühendatud elektrolüütkondensaator. Just see on asendusahelas huvitav. Kui mähis asendatakse reaktantsiga, siis kondensaator, kui see on olemas,erinev vool võib olla kas juht või katkestus.
Nagu öeldud, on alaldi väljundiks alalisvool. Ja kui see rakendatakse elektrolüütkondensaatorile, ei juhtu midagi, kuna viimane on avatud vooluahel. Kuid voolus on väike muutuja. Ja kui vahelduvvool voolab, siis samaväärses vooluringis muutub kondensaator juhiks. Seetõttu on pluss miinus sulgemine. Need järeldused tehakse Kirchhoffi seaduste järgi, mis on elektrotehnikas põhilised.
Toitetransistori inverter
Ja nüüd oleme jõudnud kõige olulisema sõlmeni – transistori kaskaadini. Nad tegid inverteri – DC-AC-muunduri. Kui teete oma kätega elektrimootori sagedusmuundurit, siis on soovitatav kasutada IGBT transistoride komplekte, neid leiate igast raadioosade kauplusest. Lisaks on kõigi sagedusmuunduri valmistamise komponentide maksumus kümme korda väiksem kui Hiinas toodetud valmistoote hind.
Iga faasi jaoks kasutatakse kahte transistorit. Need on lisatud plussi ja miinuse vahele, nagu on näidatud artikli diagrammil. Kuid igal transistoril on funktsioon - juhtväljund. Olenev alt sellest, millist signaali sellele rakendatakse, muutuvad pooljuhtelemendi omadused. Pealegi saab seda teha nii käsitsi lülitamise abil (näiteks mitme mikrolülitiga vajalikele juhtväljunditele pinge andmine) kui ka automaatselt. See on umbesviimast ja seda arutatakse edaspidi.
Juhtimisskeem
Ja kui sagedusmuunduri ühendamine elektrimootoriga on lihtne, peate lihts alt ühendama vastavad klemmid, siis on juhtimisahelaga kõik palju keerulisem. Asi on selles, et seadet on vaja programmeerida, et saavutada sellest maksimaalsed võimalikud kohandused. Südames on mikrokontroller, millega on ühendatud lugejad ja täiturid. Seega on vaja voolutrafosid, mis jälgivad pidev alt elektriajami tarbitavat võimsust. Ja ületamise korral tuleks sagedusmuundur välja lülitada.
Juhtahela ühendamine
Lisaks on tagatud ülekuumenemiskaitse. IGBT transistoride juhtväljundid ühendatakse sobitusseadme (Darlingtoni agregaat) abil mikrokontrolleri väljundiga. Lisaks on vaja parameetreid visuaalselt juhtida, seega peate vooluringi kaasama LED-ekraani. Lugejatest tuleb lisada nupud, mis võimaldavad programmeerimisrežiimide vahel lülituda, aga ka muutuvat takistust, seda pöörates muutub elektrimootori rootori pöörlemiskiirus.
Järeldus
Tahaksin märkida, et elektrimootori jaoks saate teha ka oma sagedusmuunduri, valmistoote hind algab 5000 rublast. Ja see on mõeldud elektrimootoritele, mille võimsus ei ületa 0,75 kW. Kui teil on vaja rohkem juhtidavõimas ajam, vajate kallimat chastotnikut. Igapäevaelus kasutamiseks piisab allpool käsitletud skeemist. Põhjus on selles, et puudub vajadus suure hulga funktsioonide ja seadistuste järele, kõige olulisem on rootori pöörlemissageduse muutmise võimalus.
