I convertitori di frequenza fanno da soli. Lo schema e il principio di funzionamento del convertitore di frequenza

Per la prima volta motore asincrono è stato utilizzato alla fine del 19 ° secolo. La sua applicazione di successo ha permesso di introdurre questa apparecchiatura in quasi tutte le fabbriche, fabbriche e industrie. Tuttavia, era piuttosto problematico controllare questo dispositivo, specialmente avviando e fermando. Lo scopo principale del funzionamento del convertitore di frequenza, nonché lo scopo della sua creazione, era la necessità di un dispositivo che controlli un motore asincrono.

Informazioni generali

È meglio fornire convertitore di frequenza (PE) quei dispositivi che hanno un tasso di energia piuttosto elevato. Lo scopo principale per cui viene utilizzata tale apparecchiatura è cambiare la corrente di avviamento. PE consente di impostare il valore per questo parametro, che consente di arrestare e avviare il motore in modo più fluido.

Si può anche notare che questi due dispositivi, che funzionano a coppie, consentono di sostituire tali dispositivi come azionamenti elettrici CC. Da un lato, è molto facile regolare la velocità di un tale sistema, tuttavia, vi è un punto debole in tale rete - il motore elettrico stesso. Nei motori DC, questo dispositivo è il più costoso e inaffidabile. E se si confrontano apparecchiature asincrone con un dispositivo DC, allora ci sono chiari vantaggi: un dispositivo più semplice e più affidabile; la massa, il costo e le dimensioni del dispositivo asincrono saranno molto inferiori a quelli di una macchina DC con la stessa potenza.

Cos'è un convertitore di frequenza

Va detto che il valore corrente può essere regolato manualmente. Tuttavia, ci vorrà una certa quantità di tempo, dal momento che la persona non è in grado di reagire istantaneamente a qualsiasi cambiamento, come una macchina. E questo porterà al fatto che una certa quantità di energia verrà sprecata e la risorsa energetica del motore sarà sviluppata più velocemente.

Un convertitore di frequenza per un motore elettrico è praticamente un dettaglio necessario, poiché quei dispositivi che non ce l'avevano avevano un valore di corrente che superava il valore di tensione nominale di 5-7 volte. Tale differenza non consentirà di creare condizioni accettabili per il funzionamento del motore.

Il principio di funzionamento del convertitore di frequenza sta nel fatto che utilizza uno speciale meccanismo elettronico che controlla il funzionamento del motore asincrono. È anche importante notare che lo stato di emergenza consente non solo di impostare un avvio regolare, ma anche di scegliere l'indicatore ottimale tra tensione e frequenza. Questa caratteristica è calcolata utilizzando una formula specifica.

Il principale vantaggio dell'utilizzo di un convertitore di frequenza per un motore è il risparmio dell'energia elettrica, il cui valore raggiunge il 50%. Un altro importante vantaggio di PE è la capacità di personalizzare il proprio lavoro in modo che sia il più adatto per ogni settore. L'uso di tale dispositivo si basa sul principio di funzionamento della conversione a doppia tensione.

Il primo stadio è la regolazione della tensione proveniente dalla rete. È raddrizzato e filtrato. Queste operazioni sono svolte attraverso un sistema di condensatori.

Il secondo stadio - l'inclusione del sistema di controllo elettronico. Questo elemento imposta il valore corrente, che corrisponderà alla frequenza, oltre alla modalità operativa selezionata in precedenza.

Come puoi vedere, il principio di funzionamento del convertitore di frequenza è abbastanza semplice.

Materiali di assemblaggio

Oggi, la diffusione e il miglioramento delle tecnologie e delle attrezzature ha portato al fatto che, avendo una certa conoscenza in elettronica e competenze, è possibile assemblare una emergenza per un motore monofase con la propria mano.

Per assemblare questo dispositivo, avrai bisogno di materiali come:

• driver a ponte trifase modello IR2135 o 2133;
• è necessario un microcontrollore che verrà utilizzato come generatore PWM, modello AT90SPWM3B;
• un altro dettaglio importante è il programmatore;
• tre coppie di transistor;
• indicatore a cristalli liquidi;
• sei pulsanti per controllare il sistema.

Assemblaggio del dispositivo

Per iniziare, è necessario disporre di un circuito convertitore di frequenza. L'assemblaggio sarà molto più semplice e veloce con questo documento.

La prima fase dell'assemblaggio è la connessione degli avvolgimenti del motore. Per fare ciò, usa l'opzione di connessione, che è chiamata triangolo in ingegneria elettrica.

Nell'assemblaggio del convertitore di frequenza con le tue mani, due basi saranno la base. Uno di questi (il primo) sarà la base per il posizionamento di elementi come l'alimentazione, il driver, i transistor. I terminali di alimentazione saranno anche collegati a questa scheda. La seconda scheda è necessaria per il montaggio del microcontrollore e dell'indicatore. Per collegare questi due elementi tra loro, è necessario utilizzare un loop flessibile. Per creare un'unità di impulso, puoi usare lo schema più semplice.

Per controllare il funzionamento del motore, non è necessario aggiungere dispositivi esterni. Tuttavia, se tale desiderio è ancora presente, è possibile aggiungere lo schema IL300 al progetto.

Il prossimo elemento importante nell'assemblaggio del convertitore di frequenza fai da te sarà un radiatore comune. Nel circuito di questi dispositivi, questo elemento viene utilizzato per posizionare transistor e ponte a diodi. Uno dei passaggi richiesti è installare i fotoaccoppiatori OS2-4. Lo scopo principale di questi elementi è la duplicazione dei pulsanti di controllo.

Nella produzione del convertitore di frequenza con le tue mani per un motore con una potenza fino a 400 W, puoi fare a meno del sensore termico. Per misurare la tensione, è possibile utilizzare un amplificatore convenzionale (DA-1-2). È inoltre necessario proteggere tutti i pulsanti di controllo. Per questo sono usati pulsanti di plastica. Il dispositivo è controllato da fotoaccoppiatore.

L'ultima cosa che devi fare nella produzione del convertitore di frequenza con le tue mani è quella di occuparti della soppressione delle interferenze. Questo dovrebbe essere fatto solo se il sistema utilizza fili troppo lunghi. Quando il rotore del motore è già in funzione, è possibile scegliere qualsiasi velocità di rotazione, compresa nell'intervallo di frequenza compreso tra 1 e 40.

collegamento

La raccolta dell'emergenza è solo metà della battaglia. La seconda metà è la corretta connessione del convertitore al motore. Un convertitore di frequenza per una pompa che funziona attraverso l'uso di un motore asincrono può essere collegato utilizzando due metodi. La scelta del metodo dipende dalla tensione di rete.

Se ha una tensione di 220 V e solo una fase, lo schema di connessione più vantaggioso è un triangolo. È importante ricordare una cosa. La corrente di uscita non può superare il valore nominale superiore al 50%.

Se si collega l'inverter a 380 V e tre fasi, quindi per connettersi al motore è meglio ricorrere a uno schema come una stella. Al fine di semplificare il più possibile questo processo, sul CP acquistato sono presenti dei terminali speciali che hanno il contrassegno necessario. In fatto di fatti in casa dovrà farne a meno.

È importante non dimenticare che in qualsiasi sistema, fatto da sé o acquistato, deve esserci un circuito con un terminale per la messa a terra.

Manutenzione del dispositivo

Come accennato in precedenza, basta raccogliere l'emergenza e collegarla - un po '. Un'altra parte importante che garantisce una lunga durata del dispositivo è la manutenzione del dispositivo. Un convertitore di frequenza per pompa, motore o qualsiasi altro dispositivo deve essere sottoposto a manutenzione completa:

1. Il nemico più terribile delle apparecchiature elettroniche è la polvere. È importante assicurarsi che non si accumuli sui contatti interni. Per rimuovere queste particelle di detriti è possibile utilizzare un compressore a bassa potenza. Non è consigliabile utilizzare un aspirapolvere, in quanto non sarà in grado di rimuovere uno strato denso di polvere.
2. È necessario controllare regolarmente le prestazioni di tutti i nodi. Se si verificano problemi, modificali immediatamente. La vita normale di un condensatore elettrolitico è di 5 anni, per un fusibile di 10 anni. Le ventole che funzionano all'interno del dispositivo devono essere cambiate ogni 2-3 anni, cicli interni - ogni 6 anni.
3. È molto importante monitorare parametri come la temperatura degli elementi interni e la tensione sul bus DC. Se la temperatura aumenta eccessivamente, è probabile che il grasso termico si secchi, causando un guasto dei condensatori. Per evitare questo problema, si consiglia di cambiare il grasso termico ogni tre anni.
4. È importante osservare le seguenti regole di funzionamento: temperatura dell'aria ambiente non superiore a +40 gradi; la stanza deve essere asciutta, l'alta umidità non è accettabile; eccessiva polverosità influenzerà negativamente il dispositivo.

Dispositivo strutturale PE

Per rispondere con precisione alla domanda su come realizzare il convertitore di frequenza, è necessario comprendere un altro punto. Questo è un dispositivo strutturale di questo dispositivo.

Poiché è necessario navigare nella produzione di modelli acquistati, lo schema dovrebbe essere appropriato. E questo significa che dovrebbe funzionare sulla struttura della doppia trasformazione. Questo circuito ha le parti principali: DC link, power pulse inverter e sistema di controllo.

Se consideriamo più in dettaglio, la parte DC consiste di due connessioni: un raddrizzatore non gestito e un filtro. È in questo elemento che la tensione alternata, che agisce sulla rete, sarà convertita in una costante.

Il secondo elemento è un inverter ad impulsi di potenza. È trifase e consiste di sei chiavi transistor. Sono progettati per collegare il corrispondente avvolgimento del motore a ciascuno dei tasti, sia positivo che negativo. Questo elemento è responsabile della conversione della tensione CC in ingresso in trifase e alternata. Inoltre, questo dispositivo imposta la frequenza e l'ampiezza desiderate.

L'ultimo elemento è il sistema di controllo. Utilizza transistor IGBT di potenza. Rispetto ai tiristori convenzionali, la frequenza di commutazione dei transistor è più elevata. Ciò consente di generare un segnale di uscita sinusoidale con distorsione minima.

Convertitori di frequenza sul microcontrollore

Il principio di funzionamento di tali dispositivi è il seguente. Inizialmente, le caratteristiche di tutti i microcontrollori (MK) sono configurate per funzionare in combinazione con una tensione di 200 V, nonché una frequenza di campo di 50 Hz. In altre parole, sono configurati di default per funzionare in tandem con il più primitivo asincrono Motori 220 V / 50 Hz. C'è anche un indicatore come la velocità della selezione della frequenza. Per impostazione predefinita, questo valore è impostato su 15 Hz / sec. Ciò significa che l'overclocking dell'MK a 50 Hz richiederà poco più di 3 secondi e, ad esempio, a 150 Hz in 10 secondi esattamente. È anche importante notare che inizialmente PE è scalare. In altre parole, maggiore è la frequenza di uscita del motore, maggiore sarà la sua tensione.

Riparazione e regolazione del dispositivo

La riparazione dei convertitori di frequenza è parte integrante del lavoro con questi dispositivi. Abbastanza spesso c'è un problema come il guasto della resistenza di frenatura. Se ciò accade, l'emergenza non sarà in grado di funzionare a piena capacità. Per stabilire se un elemento del freno ha fallito o meno, c'è una tabella in cui sono riportati tutti i valori nominali per tutti i tipi di elementi. Se dopo la verifica con questo documento è risultato che ogni parametro non corrisponde, allora il resistore deve essere cambiato.

Ci possono anche essere guasti nel caso in cui l'emergenza sia troppo potente o la rete sia troppo debole per questo modello. Qui è il principio di funzionamento di elementi di un'emergenza. È progettato per funzionare ad alta tensione costante. Se i parametri di rete non raggiungono gli indicatori minimi richiesti per il funzionamento, allora non sarà in grado di eseguire le sue funzioni. In quanto tale, la riparazione del convertitore di frequenza non è necessaria qui, è necessario acquistare un dispositivo meno potente.

Principali indicatori di convertitori

Le caratteristiche principali di questi dispositivi includono quanto segue:

• tensione operativa nell'intervallo da 220 a 480;
• tutti i modelli sono protetti con IP54;
• condizioni di temperatura richieste per il normale funzionamento, da +10 a +40 gradi Celsius;
• potenza per i modelli più acquistati - da 1 kW.

Inoltre, ci sono modelli come convertitori di frequenza a due unità, nonché varietà come dispositivi a matrice e vettoriali. Ad esempio, il tipo vettoriale è la corrente alternata PE e la tensione che viene applicata ad essa, che è necessaria per creare l'ampiezza desiderata. Questo tipo di dispositivo garantisce che il motore si avvii 2 secondi dopo l'inizio dell'emergenza. Tuttavia, lo svantaggio era che è piuttosto costoso, e quindi la sua popolarità sta rapidamente calando.

È molto importante notare che scegliere un dispositivo potente è sbagliato. La selezione deve essere effettuata in base ai parametri operativi della rete. Se si acquista un convertitore di frequenza troppo potente per un motore elettrico, si scopre che ci sarà un pagamento in eccesso per l'apparecchiatura che rappresenterà una minaccia e non regolerà il funzionamento dell'unità.