Bài viết này sẽ thảo luận về bộ biến tần cho động cơ điện, nguyên lý hoạt động và các thành phần chính. Trọng tâm chính sẽ là lý thuyết, để bạn hiểu nguyên lý hoạt động của bộ biến tần và có thể tự tay mình thiết kế và sản xuất thêm. Nhưng trước tiên, bạn cần một khóa học giới thiệu nhỏ, khóa học này sẽ cho bạn biết bộ biến tần là gì và nó cần cho những mục đích nào.
Chức năng biến tần
Thị phần lớn trong ngành là động cơ không đồng bộ. Và luôn luôn khó khăn để quản lý chúng, vì chúng có tốc độ rôto không đổi, và việc thay đổi điện áp đầu vào hóa ra rất khó, và đôi khi thậm chí là không thể. Nhưng bộ biến tần thay đổi hoàn toàn bức tranh. Và nếu trước đó, nhiều hộp số khác nhau được sử dụng để thay đổi tốc độ của băng tải, thì ngày nay chỉ cần sử dụng một thiết bị điện tử là đủ.
Ngoài ra, chastotniki cho phép bạn không chỉ có khả năng thay đổi các thông số ổ đĩa mà còn có thêm một số mức độ bảo vệ. Không cần thiết bị khởi động điện từ, và đôi khithậm chí không cần thiết phải có mạng ba pha để đảm bảo hoạt động bình thường của động cơ cảm ứng. Tất cả các nhiệm vụ liên quan đến chuyển đổi và bật ổ điện được chuyển sang bộ biến tần. Nó cho phép bạn thay đổi các pha ở đầu ra, tần số của dòng điện (và do đó tốc độ của rôto thay đổi), điều chỉnh khởi động và phanh, và bạn cũng có thể thực hiện nhiều chức năng khác. Tất cả phụ thuộc vào vi điều khiển được sử dụng trong mạch điều khiển.
Nguyên lý hoạt động
Tự tay bạn làm bộ biến tần cho động cơ điện, sơ đồ được đưa ra trong bài viết khá đơn giản. Nó cho phép bạn chuyển đổi một giai đoạn thành ba giai đoạn. Do đó, có thể sử dụng động cơ điện không đồng bộ trong cuộc sống hàng ngày. Đồng thời, hiệu quả và điện năng của nó sẽ không bị mất. Rốt cuộc, bạn biết rằng khi bạn bật động cơ trong mạng một pha, các thông số này giảm gần một nửa. Và đó là tất cả về một số biến đổi của điện áp được cung cấp cho đầu vào của thiết bị.
Bộ chỉnh lưu là đơn vị đầu tiên trong sơ đồ. Nó sẽ được thảo luận chi tiết hơn bên dưới. Sau khi điện áp chỉnh lưu được lọc. Và một dòng điện một chiều sạch được cung cấp cho đầu vào của biến tần. Nó chuyển đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều với số pha cần thiết. Dòng thác này có thể được điều chỉnh. Nó bao gồm các chất bán dẫn được kết nối với một mạch điều khiển trên vi điều khiển. Nhưng bây giờ về tất cả các nút chi tiết hơn.
Bộ chỉnh lưu
Nó có thể có hai loại - một và ba pha. Loại chỉnh lưu đầu tiên có thể được sử dụng trong bất kỳ mạng nào. Nếu bạn có ba pha, thì chỉ cần kết nối với một pha là đủ. Mạch chastotnik cho động cơ điện sẽ không hoàn chỉnh nếu không có bộ chỉnh lưu. Vì có sự khác biệt về số lượng pha, điều đó có nghĩa là phải sử dụng một số lượng điốt bán dẫn nhất định. Nếu chúng ta đang nói về bộ biến tần được cấp nguồn bởi một pha, thì cần phải có bộ chỉnh lưu bốn diode. Chúng là cầu nối.
Nó cho phép bạn giảm sự khác biệt giữa giá trị điện áp ở đầu vào và đầu ra. Tất nhiên, mạch nửa sóng cũng có thể được sử dụng, nhưng nó không hiệu quả và một số lượng lớn các dao động xảy ra. Nhưng nếu chúng ta đang nói về kết nối ba pha, thì cần phải sử dụng sáu chất bán dẫn trong mạch. Chính xác là cùng một mạch trong bộ chỉnh lưu của máy phát điện trên ô tô, không có sự khác biệt. Thứ duy nhất có thể được bổ sung ở đây là ba điốt bổ sung để bảo vệ điện áp ngược.
Phần tử lọc
Sau khi chỉnh lưu đến bộ lọc. Mục đích chính của nó là cắt toàn bộ thành phần biến đổi của dòng điện chỉnh lưu. Để có hình ảnh rõ ràng hơn, bạn cần vẽ một mạch tương đương. Vì vậy, cộng đi qua cuộn dây. Và sau đó một tụ điện được kết nối giữa cộng và trừ. Đây là điều thú vị trong mạch thay thế. Nếu cuộn dây được thay thế bằng điện kháng, thì tụ điện, nếu có,dòng điện khác nhau có thể là chất dẫn điện hoặc dòng điện đứt.
Như đã nói, đầu ra của bộ chỉnh lưu là dòng điện một chiều. Và khi nó được đặt vào một tụ điện, không có gì xảy ra, vì sau này là một mạch hở. Nhưng có một biến số nhỏ trong dòng điện. Và nếu dòng điện xoay chiều chạy qua, thì trong mạch tương đương, tụ điện trở thành vật dẫn. Do đó, có một đóng của cộng với trừ. Những kết luận này được đưa ra theo định luật Kirchhoff, là định luật cơ bản trong kỹ thuật điện.
Biến tần bán dẫn điện
Và bây giờ chúng ta đã đạt đến nút quan trọng nhất - tầng bán dẫn. Họ đã tạo ra một bộ biến tần - một bộ chuyển đổi DC-to-AC. Nếu bạn đang tự tay chế tạo bộ biến tần cho động cơ điện, thì bạn nên sử dụng các cụm bóng bán dẫn IGBT, bạn có thể tìm thấy chúng ở bất kỳ cửa hàng linh kiện radio nào. Hơn nữa, chi phí của tất cả các thành phần để sản xuất bộ biến tần sẽ thấp hơn 10 lần so với giá của một sản phẩm hoàn chỉnh, thậm chí được sản xuất tại Trung Quốc.
Hai bóng bán dẫn được sử dụng cho mỗi pha. Chúng được bao gồm giữa cộng và trừ, như được hiển thị trong sơ đồ trong bài báo. Nhưng mỗi bóng bán dẫn có một tính năng - một đầu ra điều khiển. Tùy thuộc vào tín hiệu được áp dụng cho nó, các đặc tính của phần tử bán dẫn thay đổi. Hơn nữa, điều này có thể được thực hiện cả với sự trợ giúp của chuyển đổi thủ công (ví dụ, áp dụng điện áp cho các đầu ra điều khiển cần thiết với một số công tắc micro) và tự động. Đó là vềcái sau và sẽ được thảo luận thêm.
Sơ đồ kiểm soát
Và nếu kết nối bộ biến tần với động cơ điện đơn giản, bạn chỉ cần kết nối các đầu cuối tương ứng, thì với mạch điều khiển mọi thứ phức tạp hơn nhiều. Vấn đề là cần phải lập trình thiết bị để đạt được những điều chỉnh tối đa có thể từ nó. Trung tâm là một bộ vi điều khiển, nơi đầu đọc và thiết bị truyền động được kết nối với nhau. Vì vậy, cần phải có các máy biến dòng liên tục theo dõi công suất tiêu thụ của ổ điện. Và trong trường hợp vượt quá, nên tắt bộ chuyển đổi tần số.
Kết nối mạch điều khiển
Ngoài ra, bảo vệ quá nhiệt được cung cấp. Các đầu ra điều khiển của bóng bán dẫn IGBT được kết nối với đầu ra của vi điều khiển bằng thiết bị phù hợp (lắp ráp Darlington). Ngoài ra, cần kiểm soát trực quan các thông số, do đó bạn cần đưa vào mạch điện một màn hình LED. Trong số người đọc, bạn cần thêm các nút cho phép bạn chuyển đổi giữa các chế độ lập trình, cũng như biến trở, bằng cách xoay nó, tốc độ quay của rôto của động cơ điện sẽ thay đổi.
Kết
Tôi muốn lưu ý rằng bạn cũng có thể tự chế tạo bộ biến tần cho động cơ điện, giá thành phẩm bắt đầu từ 5000 rúp. Và điều này dành cho động cơ điện có công suất không vượt quá 0,75 kW. Nếu bạn cần quản lý thêmổ đĩa mạnh mẽ, bạn sẽ cần một chastotnik đắt tiền hơn. Để sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, sơ đồ được thảo luận dưới đây là đủ. Lý do là không cần nhiều chức năng và cài đặt, điều quan trọng nhất là khả năng thay đổi tốc độ rôto.
