3 fazių asinchroninio variklio greičio reguliatoriaus grandinė

Išbandykite Mūsų Instrumentą, Kaip Pašalinti Problemas





Šiame pranešime aptariame paprasto 3 fazių asinchroninio variklio greičio reguliatoriaus grandinės, kuri taip pat gali būti taikoma vienos fazės asinchroniniam varikliui arba pažodžiui bet kokio tipo kintamosios srovės varikliui, kūrimą.

Kai kalbama apie kontroliuojant asinchroninių variklių greitį , paprastai naudojami matriciniai keitikliai, apimantys daug sudėtingų etapų, tokius kaip LC filtrai, dvikryptės jungiklių matricos (naudojant IGBT) ir kt.



Visa tai naudojama norint pasiekti susmulkintą kintamosios srovės signalą, kurio darbo ciklą būtų galima sureguliuoti naudojant sudėtingą mikrovaldiklio grandinę, galiausiai užtikrinant reikiamą variklio greičio valdymą.

Tačiau mes galime eksperimentuoti ir pabandyti atlikti 3 fazių asinchroninio variklio greičio valdymą naudodamiesi daug paprastesne koncepcija, naudodami pažangią nulio kirtimo detektoriaus opto jungties IC, galios triacą ir PWM grandinę.



Nulinio kirtimo detektoriaus „Opto Coupler“ naudojimas

Dėka MOC optinių jungčių serijos, dėl kurios „triac“ valdymo grandinės tapo itin saugios ir lengvai konfigūruojamos, be to, be jokių rūpesčių galima integruoti PWM numatytiems valdikliams.

Viename iš savo ankstesnių įrašų aptariau paprastą PWM minkšto paleidimo variklio valdiklio grandinė kuris įdiegė „MOC3063 IC“, kad užtikrintų veiksmingą prijungto variklio paleidimą.

Siūlomam 3 fazių asinchroninio variklio greičio reguliatoriaus grandinei įgyvendinti taip pat naudojame identišką metodą, šiame paveikslėlyje parodyta, kaip tai galima padaryti:

Paveiksle matome tris identiškus MOC opto jungties etapus, sukonfigūruotus jų standartiniu triac reguliatoriaus režimu, ir įvesties pusę integruotą su paprasta IC 555 PWM grandinė .

3 MOC grandinės yra sukonfigūruotos valdyti 3 fazių kintamosios srovės įvestį ir tiekti tą patį į prijungtą asinchroninį variklį.

PWM įvestis izoliuotoje opto šviesos diodo valdymo pusėje nustato 3 fazių kintamosios srovės įėjimo, kurį apdoroja MOC ICS, kapojimo santykį.

IC 555 PWM valdiklio naudojimas (nulinės įtampos perjungimas)

Tai reiškia, koreguojant PWM puodas, susijęs su 555 IC galima efektyviai kontroliuoti asinchroninio variklio greitį.

Išvestis prie jo kaiščio Nr. 3 ateina su skirtingu darbo ciklu, kuris savo ruožtu atitinkamai perjungia išėjimo triacus, dėl to arba padidėja kintamosios srovės efektinė vertė, arba sumažėja ta pati.

Padidinus RMS, naudojant platesnius PWM, galima įgyti didesnį variklio greitį, o mažinant kintamosios srovės efektą per siauresnius PWM, gaunamas priešingas efektas, ty jis priverčia variklį proporcingai sulėtėti.

Aukščiau išvardytos funkcijos yra įgyvendinamos labai tiksliai ir saugiai, nes IC yra priskirtos daugybė vidinių sudėtingų funkcijų, specialiai skirtų vairuojant triakus ir dideles indukcines apkrovas pvz., indukciniai varikliai, solenoidai, vožtuvai, kontaktoriai, kietojo kūno relės ir kt.

IC taip pat užtikrina visiškai izoliuotą nuolatinės srovės pakopos veikimą, kuris leidžia vartotojui atlikti pakeitimus, nebijant elektros smūgio.

Principą taip pat galima efektyviai naudoti valdant vienfazį variklio greitį, vietoj 3 naudoja vieną MOC IC.

Dizainas iš tikrųjų yra pagrįstas laiko proporcinga triacinė pavara teorija. Viršutinė IC555 PWM grandinė gali būti sureguliuota taip, kad būtų pasiektas 50% darbo ciklas daug didesniu dažniu, tuo tarpu apatinė PWM grandinė gali būti naudojama asinchroninio variklio greičio reguliavimo operacijai įgyvendinti per atitinkamo puodo reguliavimą.

Rekomenduojama, kad šio 555 IC dažnis būtų santykinai žemesnis nei viršutinės IC 555 grandinės. Tai galima padaryti padidinus kaištį Nr. 6/2 iki maždaug 100 nF.

asinchroninio variklio greičio valdymo grandinė, naudojant nulio kirtimo detektoriaus opto jungtis

PASTABA: TINKAMŲ INDUKTORIŲ PRIDĖJIMAS SERIJOSE, KURIŲ FASEJOSE LAIDUOSE, GALI KRAŠTAI PAGERINTI SISTEMOS GREITIO VALDYMO NAUDOJIMĄ.

MOC3061 duomenų lapas

Manoma bangos formos ir fazių kontrolė naudojant aukščiau pateiktą koncepciją:

Pirmiau paaiškintas 3 fazių asinchroninio variklio valdymo metodas iš tikrųjų yra gana neapdorotas, nes jis buvo nėra V / Hz valdymo .

Jis paprasčiausiai naudoja maitinimo tinklo įjungimą / išjungimą skirtingais greičiais, kad gautų vidutinę variklio galią ir valdytų greitį keisdamas variklio vidutinę kintamą srovę.

Įsivaizduokite, jei variklį įjungiate / išjungiate rankiniu būdu 40 kartų arba 50 kartų per minutę. Tai sukeltų jūsų variklio sulėtėjimą iki tam tikros vidutinės vertės, tačiau nuolat judėtų. Minėtas principas veikia taip pat.

Techniškesnis metodas yra sukurti grandinę, užtikrinančią tinkamą V / Hz santykio valdymą ir automatiškai tą patį sureguliuojantį priklausomai nuo slydimo greičio ar įtampos svyravimų.

Tam mes iš esmės naudojame šiuos etapus:

  1. „H-Bridge“ arba „Full Bridge“ IGBT vairuotojo grandinė
  2. Trifazis generatoriaus etapas viso tilto grandinei tiekti
  3. V / Hz PWM procesorius

„Full Bridge“ IGBT valdymo grandinės naudojimas

Jei pirmiau minėto „triac“ pagrindu sukurtos konstrukcijos nustatymo procedūros jums atrodo bauginančios, galima išbandyti tokį viso tilto PWM asinchroninio variklio greičio valdymą:

3 fazių asinchroninio variklio valdymas su visa tilto grandine

Viršutiniame paveiksle pavaizduotoje grandinėje naudojamas vieno lusto viso tilto tvarkyklė IC IRS2330 (naujausia versija yra 6EDL04I06NT), kuri turi visas savybes, kad būtų užtikrintas saugus ir tobulas 3 fazių variklio veikimas.

IC reikia tik sinchronizuoto 3 fazių loginio įvesties per savo HIN / LIN kištukus, kad būtų sukurtas reikalingas 3 fazių svyruojantis išėjimas, kuris galiausiai naudojamas viso tilto IGBT tinklo ir prijungto 3 fazių variklio valdymui.

greičio kontrolė PWM įpurškimas yra įgyvendinamas per 3 atskirus pusiau tiltinius NPN / PNP tvarkyklių etapus, valdomus naudojant SPWM tiekimą iš IC 555 PWM generatoriaus, kaip matyti iš mūsų ankstesnių konstrukcijų. Šis PWM lygis gali būti naudojamas kontroliuojant asinchroninio variklio greitį.

Prieš sužinodami faktinį asinchroninio variklio greičio valdymo metodą, pirmiausia supraskime, kaip automatinis V / Hz valdymas galima pasiekti naudojant kelias IC 555 grandines, kaip aptarta toliau

Automatinė V / Hz PWM procesoriaus grandinė (uždara grandinė)

Ankstesniuose skyriuose mes sužinojome konstrukcijas, kurios padės asinchroniniam varikliui judėti gamintojo nurodytu greičiu, tačiau jis nebus sureguliuotas pagal pastovų V / Hz santykį, nebent šis HWM procesorius būtų integruotas su H -Tiltas PWM įvesties tiekimas.

Automatinė V / Hz PWM procesoriaus grandinė naudojant IC 555

Minėta grandinė yra paprasta PWM generatorius naudojant porą IC 555 . IC1 sukuria PWM dažnį, kuris R4 / C3 pagalba paverčiamas trikampio bangomis IC2 kaištyje Nr. 6.

Šios trikampio bangos lyginamos su sinusinių bangų bangomis IC2 kaištyje Nr. 5. Šie mėginių banginiai gaunami ištaisius 3 fazių kintamosios srovės tinklą į 12 V kintamosios srovės bangas ir tiekiami į IC2 kaištį Nr. 5 reikalingam apdorojimui.

Palyginus abi bangos formas, tinkamai išmatuojama SPWM yra sugeneruotas ties IC2 kaiščiu Nr. 3, kuris tampa H-tilto tinklo varomuoju PWM.

Kaip veikia V / Hz grandinė

Įjungus maitinimą, kaištis Nr. 5 pradeda kondensatorių, kai kaištis Nr. 5 pateikia nulinę įtampą, dėl kurios mažiausia SPWM vertė H-tilto grandinė , o tai savo ruožtu leidžia asinchroninį variklį paleisti lėtai, palaipsniui ir švelniai.

Kai šis kondensatorius įkraunamas, padidėja kaištis Nr. 5, kuris proporcingai pakelia SPWM ir leidžia varikliui palaipsniui įgyti greitį.

Taip pat galime pamatyti tachometro grįžtamojo ryšio grandinę, kuri taip pat yra integruota su IC2 kaiščiu Nr. 5.

Tai tachometras stebi rotoriaus greitį arba slydimo greitį ir sukuria papildomą įtampą prie IC2 5-ojo kaiščio.

Dabar, kai variklio greitis padidėja, slydimo greitis bando sinchronizuotis su statoriaus dažniu ir proceso metu jis pradeda didėti.

Šis indukcinio slydimo padidėjimas proporcingai padidina tachometro įtampą, o tai savo ruožtu sukelia IC2 padidėjimą SPWM išvestis o tai savo ruožtu dar labiau padidina variklio greitį.

Aukščiau nurodytu koregavimu bandoma išlaikyti gana pastovų V / Hz santykį, kol galiausiai, kai SPWM iš IC2 nebegali toliau didėti.

Šiuo metu slydimo greitis ir statoriaus greitis įgyja pastovią būseną ir tai palaikoma tol, kol įėjimo įtampa ar slydimo greitis (dėl apkrovos) nepakinta. Jei tai bus pakeista, vėl veiks V / Hz procesoriaus grandinė ir pradės koreguoti santykį, kad išlaikytų optimalų asinchroninio variklio greičio atsaką.

Tachometras

Tachometro grandinė taip pat gali būti pigiai pastatytas naudojant šią paprastą grandinę ir integruotas su aukščiau paaiškintais grandinės etapais:

Kaip įgyvendinti greičio kontrolę

Pirmiau pateiktose pastraipose mes supratome automatinio reguliavimo procesą, kurį galima pasiekti integruojant a tachometro grįžtamasis ryšys į automatiškai reguliuojančią SPWM valdiklio grandinę.

Dabar sužinokime, kaip galima valdyti asinchroninio variklio greitį keičiant dažnį, kuris galiausiai privers SPWM nukristi ir išlaikyti teisingą V / Hz santykį.

Šioje diagramoje paaiškinamas greičio reguliavimo etapas:

Čia galime pamatyti 3 fazių generatoriaus grandinę, naudojančią IC 4035, kurios fazės poslinkio dažnį galima keisti keičiant laikrodžio įvestį jo kaište Nr. 6.

Trifaziai signalai yra naudojami per 4049 IC vartus, kad būtų pagaminti reikalingi HIN, LIN kanalai pilno tilto vairuotojų tinklui.

Tai reiškia, kad tinkamai keisdami IC 4035 laikrodžio dažnį, galime efektyviai pakeisti asinchroninio variklio veikiantį 3 fazių dažnį.

Tai įgyvendinama per paprastą „IC 555“ astable grandinę, kuri tiekia reguliuojamą dažnį IC 4035 kaištyje Nr. 6 ir leidžia reguliuoti dažnį per prijungtą 100K puodą. Kondensatorių C reikia apskaičiuoti taip, kad reguliuojamas dažnių diapazonas atitiktų teisingą prijungto asinchroninio variklio specifikaciją.

Kintant dažnio potui, keičiasi ir asinchroninio variklio efektyvusis dažnis, atitinkamai pakeičiantis variklio greitį.

Pavyzdžiui, sumažinus dažnį, sumažėja variklio greitis, o tai savo ruožtu tachometro išėjime proporcingai sumažina įtampą.

Šis proporcingas tachometro išėjimo sumažėjimas priverčia SPWM susiaurėti ir taip proporcingai traukia variklio išėjimo įtampą.

Šis veiksmas savo ruožtu užtikrina, kad išlaikomas V / Hz santykis kontroliuojant asinchroninio variklio greitį per dažnio valdymą.

Įspėjimas: Pirmiau pateikta koncepcija sukurta tik remiantis teorinėmis prielaidomis. Prašau elgtis atsargiai.

Jei turite daugiau abejonių dėl šio 3 fazių asinchroninio variklio greičio valdiklio konstrukcijos, maloniai kviečiame paskelbti tą patį savo komentaruose.




Pora: Kaip suprojektuoti nepertraukiamo maitinimo (UPS) grandinę Kitas: dviejų pakaitinių apkrovų įjungimas / išjungimas naudojant IC 555