Vienfazis kintamo dažnio pavaros VFD grandinė

Šiame įraše aptariama vienos fazės kintamo dažnio pavaros grandinė arba VFD grandinė, skirta valdyti kintamosios srovės variklį, nepažeidžiant jų veikimo specifikacijų.

Kas yra VFD

Varikliai ir kitos panašios indukcinės apkrovos „nemėgsta“ veikti tokiais dažniais, kurie gali neatitikti jų gamybos specifikacijų, ir būna priversti daug neefektyviai, jei yra priversti tokiomis neįprastomis sąlygomis.

Pavyzdžiui, varikliui, nurodytam veikti 60Hz dažniu, gali būti nerekomenduojama dirbti 50 Hz dažniu ar kitais diapazonais.

Tai padarius, galima gauti nepageidaujamų rezultatų, tokių kaip variklio įkaitimas, mažesnis ar didesnis nei reikalaujamas greitis, ir neįprastai didelis suvartojimas, todėl viskas labai neefektyvu ir sumažėja prijungto įrenginio gyvenimo pablogėjimas.

Tačiau variklių veikimas skirtingomis įėjimo dažnio sąlygomis dažnai tampa priverstine prasme, o tokiose situacijose VFD arba kintamo dažnio pavaros grandinė gali tapti labai patogi.

VFD yra įtaisas, leidžiantis vartotojui valdyti kintamosios srovės variklio greitį, reguliuojant įėjimo tiekimo dažnį ir įtampą pagal variklio specifikacijas.

Tai taip pat reiškia, kad VFD leidžia mums valdyti bet kurį kintamosios srovės variklį per bet kokį galimą kintamosios srovės maitinimo šaltinį, neatsižvelgiant į jo įtampą ir dažnio specifikacijas, tinkamai pritaikant VFD dažnį ir įtampą pagal variklio specifikacijas.

Paprastai tai atliekama naudojant nurodytą valdiklį, kintamą rankenėlę, skirtą skirtingo dažnio kalibravimui.

Padaryti VFD namuose gali pasirodyti sudėtingas pasiūlymas, tačiau žvilgsnis į žemiau siūlomą dizainą rodo, kad vis dėlto ne taip sunku sukurti šį labai naudingą įrenginį (kurį sukūriau aš).

Grandinės valdymas

Grandinę iš esmės galima suskirstyti į du etapus: pusiau brige vairuotojo etapas ir PWM logikos generatoriaus etapas.

Pusiau tilto vairuotojo etape naudojama pusiau tilto tvarkyklė IC IR2110, kuri viena pati rūpinasi aukštos įtampos variklio pavaros pakopa, apimančia atitinkamai du aukštus ir žemus šonus.

Taigi vairuotojo IC sudaro grandinės širdį, tačiau norint įgyvendinti šią svarbią funkciją, reikia tik kelių komponentų.

Tačiau pirmiau minėtam IC reikia didelės logikos ir žemos dažnių logikos, kad būtų galima valdyti prijungtą apkrovą norimu konkrečiu dažniu.

Šie „hi“ ir „log“ įvesties loginiai signalai tampa tvarkyklės IC veikimo duomenimis ir turi apimti signalus nurodytam dažniui nustatyti, taip pat PWM, kurie yra fazėje su tinklo AC.

Pirmiau pateiktą informaciją sukuria kitas etapas, apimantis porą 555 IC ir dešimtmečio skaitiklį. IC 4017.

Du 555 IC yra atsakingi už modifikuotų sinusinės bangos PWM generavimą, atitinkantį visos bangos kintamosios srovės mėginį, gautą iš pakopinio tilto lygintuvo išėjimo.

IC4017 veikia kaip toteminio poliaus išėjimo logikos generatorius, kurio kintamas dažnio dažnis tampa grandinės pagrindiniu dažnio nustatymo parametru.

Šis nustatomas dažnis yra paimamas iš IC1 kaiščio Nr. 3, kuris taip pat maitina IC2 paleidimo kaištį ir sukuria modifikuotus PWM IC2 kaištyje Nr. 3.

Pakeistos sinusinės bangos PWM nuskaitomos 4017 IC išėjimuose prieš tiekiant IR2110, kad būtų galima tiksliai modifikuotų PWM spausdinti pusiau tilto vairuotojo išvestyje ir galiausiai valdomame variklyje.

Cx ir 180k pot vertės turėtų būti tinkamai parinktos arba pritaikytos, kad būtų užtikrintas teisingas nurodytas variklio dažnis.

Taip pat reikia tinkamai apskaičiuoti aukštą įtampą aukšto šoninio „mosfet“ nutekėjimo angoje ir išgauti ištaisius turimą tinklo įtampą AC, tinkamai ją padidinus arba nuleidus, kaip nurodyta variklio specifikacijose.

Pirmiau pateikti nustatymai nustatys teisingą konkretaus variklio voltą, išreikštą hercais (V / Hz).

Abiejų pakopų maitinimo įtampa gali būti padaryta į bendrą liniją, vienodą įžeminimo jungčiai.

TR1 yra laipsniškas 0-12 V / 100 mA transformatorius, kuris aprūpina grandines reikalinga darbine maitinimo įtampa.

PWM valdiklio grandinė

Turėsite tinkamai integruoti IC 4017 išvestis iš pirmiau pateiktos diagramos į šios diagramos HIN ir LIN įvestis. Taip pat aukščiau pateiktoje diagramoje nurodytus 1N4148 diodus prijunkite prie žemų šonų MOSFET vartų, kaip parodyta žemiau esančioje diagramoje.

„Full Bridge“ variklio vairuotojas

Atnaujinti:

Pirmiau aptartas paprastas VFD dizainas gali būti dar labiau supaprastintas ir patobulintas naudojant savaiminio svyravimo pilną tiltą IC IRS2453, kaip parodyta žemiau:

Čia IC 4017 visiškai pašalinamas, nes pilno tilto vairuotojas turi savo osciliatoriaus pakopą, todėl šiam IC nereikia išorinio paleidimo.

Būdamas visiškai tiltu, variklio išvesties valdymas gali visiškai reguliuoti nulį iki maksimalaus greičio.

IC 2 IC 5 kontaktas gali būti naudojamas variklio greičiui ir sukimo momentui valdyti naudojant PWM metodą.

V / Hz greičio valdymui Rt / Ct, susijusius su IRS2453, ir R1, susijusius su IC1, gali būti atitinkamai pakoreguoti (rankiniu būdu), kad būtų gauti tinkami rezultatai.

Supaprastinti dar daugiau

Jei jums atrodo, kad visa tilto dalis yra didžiulė, galite ją pakeisti P, N-MOSFET pagrindu veikiančia visa tilto grandine, kaip parodyta žemiau. Šis kintamo dažnio tvarkyklė naudoja tą pačią koncepciją, išskyrus viso tilto tvarkyklės sekciją, kurioje naudojami P kanalo MOSFET aukščiausioje pusėje ir N kanalo MOSFETS žemoje pusėje.

Nors konfigūracija gali atrodyti neefektyvi dėl P kanalo MOSFET įtraukimo (dėl jų aukšto RDSon įvertinimo), daugelio lygiagrečių P-MOSFET naudojimas gali atrodyti kaip efektyvus būdas išspręsti žemos RDSon problemą.

Čia 3 MOSFET lygiagrečiai naudojami P kanalų įtaisams, kad būtų užtikrintas kuo mažesnis prietaisų šildymas, lygiavertis N kanalų analogams.