Kaip padaryti 3 fazių VFD grandinę

Pateikta 3 fazių VFD grandinė ( suprojektavo aš ) gali būti naudojamas reguliuojant bet kurio trifazio kintamosios srovės variklio arba net kintamosios srovės kintamosios srovės variklio greitį. Idėjos paprašė ponas Tomas

Naudojant VFD

Siūloma 3 fazių VFD grandinė gali būti visuotinai pritaikyta daugumai 3 fazių kintamosios srovės variklių, kur reguliavimo efektyvumas nėra per didelis.

Jis gali būti specialiai naudojamas kontrolei voverės narvo indukcinio variklio greitis su atvirojo ciklo režimu ir galbūt uždaro ciklo režimu, kuris bus aptartas tolesnėje straipsnio dalyje.

Moduliai reikalingi 3 fazių keitikliui

Kuriant siūlomą 3 fazių VFD arba kintamo dažnio pavaros grandinę, iš esmės reikalingi šie pagrindiniai grandinės etapai:

1. PWM įtampos valdiklio grandinė
2. 3 fazių aukšto šono / žemo šono H tilto tvarkyklė
3. 3 Fazių generatoriaus grandinė
4. Įtampa į dažnio keitiklio grandinę V / Hz parametrui generuoti.

Sužinokime aukščiau aprašytų etapų veikimo detales naudodamiesi tokiu paaiškinimu:

Paprastą PWM įtampos valdiklio grandinę galima pamatyti toliau pateiktoje diagramoje:

PWM valdiklis

Aš jau įtraukiau ir paaiškinau pirmiau minėto PWM generatoriaus etapo, kuris iš esmės yra skirtas generuoti kintamą PWM išvestį IC2 pin3, reaguojant į potencialą, naudojamą to paties IC pin5, veikimą.

1K išankstinis nustatymas, parodytas diagramoje, yra RMS valdymo rankenėlė, kurią galima tinkamai sureguliuoti, norint gauti norimą proporcingą išėjimo įtampos kiekį PWM pavidalu IC2 kaištelyje 3 tolesniam apdorojimui. Tai nustatyta gaminti atitinkamą išėjimą, kuris gali būti lygiavertis 220 V arba 120 V kintamosios srovės tinklo įtampai.

„H-Bridge“ vairuotojo grandinė

Toliau pateiktoje diagramoje pavaizduota vieno lusto H-tilto 3 fazių tvarkyklės grandinė naudojant IC IRS2330.

Dizainas atrodo nesudėtingas, nes didžiąją sudėtingumo dalį sprendžia lustai įmontuotos sudėtingos grandinės.

Gerai apskaičiuotas 3 fazių signalas per HIN1 / 2/3 ir LIN1 / 2/3 IC įvestis per 3 fazių signalo generatoriaus pakopą.

Išvestys IC IRS2330 galima pamatyti integruotą su 6 „mosfets“ arba IGBT tiltų tinklais, kurių kanalizacija yra tinkamai sukonfigūruota varikliui, kurį reikia valdyti.

Žemieji šoniniai „mosfet“ / IGBT vartai yra integruoti į aukščiau aptarto PWM generatoriaus grandinės etapo IC2 kaištį Nr. 3, kad būtų pradėta PWM injekcija į tilto „mosfet“ stadiją. Šis reguliavimas galiausiai padeda varikliui pasiekti norimą greitį pagal nustatymus (per 1 k iš anksto nustatytą pirmoje diagramoje).

Šioje diagramoje mes vaizduojame reikalingą 3 fazių signalo generatoriaus grandinę.

3 fazių generatoriaus grandinės konfigūravimas

Trifazis generatorius yra sukonstruotas aplink porą CMOS lustų CD4035 ir CD4009, kurie generuoja tiksliai išmatuojamus 3 fazių signalus per rodomus kontaktus.

Trifazių signalų dažnis priklauso nuo įvestų įvesties laikrodžių, kurie turėtų būti 6 kartus didesni už numatytą 3 fazių signalą. Reiškia, jei reikalingas 3 fazių dažnis yra 50 Hz, įvesties laikrodis turėtų būti 50 x 6 = 300 Hz.

Tai taip pat reiškia, kad pirmiau minėti laikrodžiai gali būti keičiami, norint pakeisti efektyvų vairuotojo IC dažnį, kuris savo ruožtu būtų atsakingas už variklio darbo dažnio keitimą.

Tačiau kadangi pirmiau minėtas dažnio keitimas turi būti automatinis, atsižvelgiant į kintančią įtampą, įtampa į dažnio keitiklį tampa būtina. Kitame etape aptariama paprasta tiksli įtampos ir dažnio keitiklio grandinė reikalingam įgyvendinimui.

Kaip sukurti pastovų V / F santykį

Paprastai asinchroniniuose varikliuose, norint išlaikyti optimalų variklio greičio ir sukimo momento efektyvumą, reikia kontroliuoti slydimo greitį arba rotoriaus greitį, o tai savo ruožtu tampa įmanoma išlaikant pastovų V / Hz santykį. Kadangi statoriaus magnetinis srautas visada yra pastovus, neatsižvelgiant į įėjimo tiekimo dažnį, rotoriaus greitis tampa lengvai valdomas išlaikant pastovų V / Hz santykį .

Atviros kilpos režimu tai galima padaryti apytiksliai išlaikant iš anksto nustatytus V / Hz santykius ir įgyvendinant juos rankiniu būdu. Pavyzdžiui, pirmoje diagramoje tai gali būti padaryta tinkamai sureguliuojant R1 ir 1K išankstinį nustatymą. R1 nustato dažnį, o 1K sureguliuoja išvesties RMS, todėl tinkamai sureguliavę du parametrus, mes galime priversti reikiamą kiekį V / Hz rankiniu būdu.

Tačiau norint palyginti tiksliai valdyti asinchroninio variklio sukimo momentą ir greitį, turime įgyvendinti uždaro ciklo strategiją, kurioje slydimo greičio duomenys turi būti tiekiami į apdorojimo grandinę, kad būtų galima automatiškai reguliuoti V / Hz santykį, kad tai vertė visada išlieka beveik pastovi.

Uždarojo ciklo grįžtamojo ryšio įgyvendinimas

Pirmąją šio puslapio schemą galima tinkamai modifikuoti projektuojant uždaro ciklo automatinį V / Hz reguliavimą, kaip parodyta žemiau:

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje potencialas IC2 kaištyje Nr. 5 nustato SPWM plotį, kuris generuojamas to paties IC kaištyje Nr. 3. SPWM generuojamas lyginant tinklo 12 V pulsacijos mėginį 5 kaištyje su trikampio banga IC2 kaištyje Nr. 7, ir tai tiekiama variklio valdymo žemiesiems šoniniams skydams.

Iš pradžių šis SPWM nustatomas tam tikru pakoreguotu lygiu (naudojant 1K perset), kuris suaktyvina 3 fazių tilto žemuosius IGBT vartus, kad būtų pradėtas rotoriaus judėjimas nurodytu vardiniu greičio lygiu.

Kai tik rotoriaus rotorius pradeda suktis, pritvirtintas tachometras su rotoriaus mechanizmu sukelia proporcingą papildomą įtampos kiekį prie IC2 5-ojo kaiščio, todėl proporcingai SPWM padidėja, dėl to padidėja įtampa variklio statoriaus ritėse. Tai sukelia tolesnį rotoriaus greičio padidėjimą, sukeliantį daugiau įtampos prie IC2 5-ojo kontakto, ir tai tęsiasi tol, kol SPWM ekvivalentinė įtampa nebegalės didėti, o statoriaus rotoriaus sinchronizavimas pasieks pastovią būseną.

Pirmiau aprašyta procedūra tęsiasi savaime per variklio veikimo laikotarpius.

Kaip pagaminti ir integruoti tachometrą

Šioje diagramoje galima pamatyti paprastą tachometro konstrukciją, kuri gali būti integruota į rotoriaus mechanizmą, kad sukimosi dažnis galėtų maitinti BC547 pagrindą.

Čia rotoriaus greičio duomenys renkami iš salės efekto jutiklio arba IR LED / jutiklio tinklo ir tiekiami į T1 pagrindą.

T1 svyruoja tokiu dažniu ir įjungia tachometro grandinę, sukurtą tinkamai sukonfigūravus IC 555 monostabilią grandinę.

Minėto tachometro išvestis kinta proporcingai atsižvelgiant į įėjimo dažnį T1 bazėje.

Didėjant dažniui, kraštutinės dešinės pusės įtampa didėja, D3 išėjimas taip pat didėja ir atvirkščiai ir padeda išlaikyti santykinai pastovų V / Hz santykį.

Kaip kontroliuoti greitį

Variklio greitį naudojant pastovią V / F galima pasiekti keičiant dažnio įėjimą IC 4035 laikrodžio įėjime. Tai galima pasiekti paduodant kintamą dažnį iš IC 555 astable grandinės arba bet kurios standartinės astable grandinės į laikrodžio įvestį. IC 4035.

Pakeitus dažnį, efektyviai keičiamas variklio darbinis dažnis, atitinkamai sumažinantis slydimo greitį.

Tai nustato tachometras, o tachometras proporcingai sumažina potencialą IC2 # 5 kaištyje, o tai savo ruožtu proporcingai sumažina variklio SPWM kiekį, todėl variklio įtampa sumažėja, užtikrinant teisingą variklio greičio kitimą. reikalingas V / F santykis.

Naminis „V to F“ keitiklis

Pirmiau pateiktoje įtampos į dažnio keitiklį grandinėje naudojamas IC 4060, o jo atsparumas nuo dažnio priklauso nuo šviesos diodų / LDR agregato numatomoms konversijoms.

Šviesos diodų / LDR agregatas yra sandariai uždarytas šviesai atsparioje dėžutėje, o LDR yra išdėstytas per 1M nuo dažnio priklausantį IC rezistorių.

Kadangi LDR / LDR atsakas yra gana linijinis, kintantis šviesos diodo apšvietimas ant LDR generuoja proporcingai kintantį (didėjantį arba mažėjantį) dažnį IC pin3.

FSD arba pakopos V / Hz diapazoną galima nustatyti tinkamai nustatant 1M rezistorių ar net C1 vertę.

Šviesos diodas yra įtampa, gaunama ir apšviečiama per PWM nuo pirmojo PWM grandinės etapo. Tai reiškia, kad kintant PWM, šviesos diodų apšvietimas taip pat skirsis, o tai savo ruožtu sukeltų proporcingai didėjantį arba mažėjantį dažnį IC34060 3 kaištelyje, pateiktame aukščiau pateiktoje diagramoje.

Keitiklio integravimas į VFD

Šį skirtingą IC 4060 dažnį dabar reikia tiesiog integruoti į 3 fazių generatoriaus IC CD4035 laikrodžio įvestį.

Pirmiau minėti etapai sudaro pagrindinius komponentus 3 fazių VFD grandinei sukurti.

Dabar svarbu aptarti nuolatinės srovės magistralę, reikalingą tiekti IGBT variklių valdiklius, ir viso projekto nustatymo procedūras.

IGBT H tilto bėgiais įtaisytą nuolatinę magistralę galima gauti ištaisius turimą 3 fazių tinklo įvestį naudojant tokią grandinės konfigūraciją. IGBT DC BUS bėgiai yra sujungti per taškus, nurodytus kaip „apkrova“

Vienfazis šaltinis gali būti ištaisytas naudojant standartinę 4 diodų tilto tinklo konfigūraciją.

Kaip nustatyti siūlomą 3 fazių VFD grandinę

Tai gali būti padaryta pagal šias instrukcijas:

Pritaikius nuolatinės srovės magistralės įtampą IGBT (be prijungto variklio), sureguliuokite iš anksto nustatytą PWM 1k, kol įtampa bėgiuose taps lygi numatytoms variklio įtampos specifikacijoms.

Tada sureguliuokite iš anksto nustatytą „IC 4060 1M“ nustatymą, kad bet kurį iš „IC IRS2330“ įėjimų nustatytumėte reikiamą teisingą dažnio lygį pagal pateiktas variklio specifikacijas.

Atlikus aukščiau nurodytas procedūras, nurodytą variklį galima prijungti ir tiekti su skirtingais įtampos lygiais, V / Hz parametru ir patvirtinti, kad prijungtas variklis automatiškai veikia V / Hz.