ממיר תדרים למנוע חשמלי תלת פאזי וחד פאזי: ממיר תדר במו ידיך, איך להכין

כיום, מנועים אסינכרוניים הם כונני המתיחה העיקריים עבור מכונות, מסועים ויחידות תעשייתיות אחרות.

על מנת שהמנועים יתפקדו כראוי, הם צריכים ממיר תדרים. זה מאפשר לך לייעל את פעולת היחידה ולהאריך את חיי השירות שלה. אין צורך לקנות מכשיר - ממיר תדרים למנוע חשמלי תלת פאזי יכול להתבצע ביד.

מטרת ממיר התדרים

מנוע חשמלי אסינכרוני יכול לפעול ללא ממיר תדרים, אך במקרה זה תהיה לו מהירות קבועה ללא אפשרות התאמה. בנוסף, היעדר ממיר תדר יוביל לעלייה בזרם ההתחלה פי 5-7 מהנומינלי, אשר יגרום לעלייה בעומסי הלם, יגדיל את הפסדי האנרגיה ויוביל להפחתה משמעותית בחיי השירות יחידה.

כדי לבטל את כל הגורמים השליליים לעיל, הומצאו ממירי תדר עבור מנועים אסינכרוניים תלת פאזיים וחד פאזיים.

ממיר התדרים מאפשר לווסת את מהירות המנוע החשמלי בטווח רחב, מספק התחלה חלקה, מאפשר להתאים גם את מהירות ההתחלה וגם את מהירות הבלימה, לחבר מנוע תלת פאזי לרשת חד פאזית ועוד אַחֵר. כל התכונות הללו תלויות במיקרו-בקר שעליו הוא בנוי ועשויות להשתנות מדגם לדגם.

איך המכשיר עובד

זרם החילופין זורם מהרשת אל גשר הדיודה, שם הוא מתוקן ועובר לבנק של קבלי החלקה, שם לבסוף הופך לזרם ישר, שזורם לניקוז של טרנזיסטורי IGBT רבי עוצמה הנשלטים על ידי בקר. מקורות הטרנזיסטורים, בתורם, מחוברים למנוע.

הנה סכימה פשוטה של ​​ממיר תדרים למנוע אינדוקציה תלת פאזי.

עכשיו בואו נסתכל מה קורה לטרנזיסטורים ואיך הם עובדים.

טרנזיסטור אפקט שדה (המכונה מפתח, מוספת וכו') הוא מתג אלקטרוני, עקרון הפעולה שלו מבוסס על ההתרחשות מוליכות בין שני המסופים (הנקז והמקור) של המוספ, כאשר מופיע מתח על מסוף הבקרה (שער) העולה על מתח ניקוז.

בניגוד לממסרים רגילים, המפתחות פועלים בתדרים גבוהים מאוד (מכמה הרץ ועד מאות קילו-הרץ), כך שלא ניתן להחליף אותם בממסר.

עם מתגים מהירים אלה, המיקרו-בקר מסוגל לשלוט במעגלי החשמל.

מלבד מוספים, הבקר מחובר גם לחיישני זרם, פקדים לממיר התדרים וציוד היקפי נוסף.

כאשר ממיר התדר פועל, המיקרו-בקר מודד את צריכת החשמל ובהתאם לפרמטרים שנקבעו בלוח הבקרה, משנה את משך ותדירות התקופות בהן הטרנזיסטור פתוח (מופעל) או סגור (כבוי), ובכך משנה או שומרת על מהירות הסיבוב מנוע חשמלי.

מכשיר מתוצרת עצמית

למרות יחידות המפעל הרבות, אנשים מייצרים ממירי תדרים באופן עצמאי, שכן היום ניתן לקנות את כל מרכיביו בכל חנות רדיו או להזמין מסין. ממיר תדר כזה יעלה לך הרבה יותר זול מזה שנרכש, יתר על כן, לא תטיל ספק באיכות ההרכבה והאמינות שלו.

ביצוע ממיר תלת פאזי

נרכיב את הממיר שלנו על גבי מכשירי G4PH50UD, אשר ישלטו על ידי הבקר PIC16F628A באמצעות מנהלי האופטו HCPL3120.

לממיר התדרים המורכב, כאשר הוא מחובר לרשת חד-פאזית של 220 וולט, יהיו שלושה פאזות מלאות של 220 וולט במוצא, עם תזוזה של 120 מעלות, והספק של 3 קילוואט.

מעגל ממיר התדרים נראה כך:

מכיוון שממיר התדר מורכב מחלקים הפועלים במתח גבוה (חלק הספק) וגם במתח נמוך (בקרה), זה יהיה הגיוני לפצל אותו לשלושה לוחות (לוח ראשי, לוח בקרה וספק כוח במתח נמוך עבורו) כדי למנוע אפשרות של תקלה בין המסלולים עם מתח גבוה ונמוך והפלט של המכשיר מ בִּניָן.

כך נראה פריסת לוח הבקרה:

כדי להפעיל את לוח הבקרה, אתה יכול להשתמש בכל ספק כוח של 24 וולט, עם אדוות של לא יותר מ-1 וולט תנופה, עם עיכוב בהפסקת אספקת החשמל למשך 2-3 שניות מרגע היעלמות מתח האספקה 220 וולט.

ניתן להרכיב את ספק הכוח בעצמך לפי תכנית זו:

שימו לב שהדירוגים והשמות של כל רכיבי הרדיו בתרשימים כבר חתומים, כך שגם חובב רדיו מתחיל יכול להרכיב באמצעותם מכשיר עובד.

לפני שתמשיך בהרכבת הממיר, ודא:

1. יש לך את כל הרכיבים הדרושים במלאי;
2. הפריסה הנכונה של הלוח;
3. בנוכחות כל החורים הדרושים להתקנת רכיבי רדיו על הלוח;
4. העובדה שהם לא שכחו למלא את המיקרו-בקר בקושחה מהארכיון הזה:

אם עשית הכל נכון ולא שכחת כלום, אתה יכול להתחיל להרכיב.

לאחר ההרכבה, תקבל משהו דומה:

עכשיו אתה רק צריך לבדוק את המכשיר: בשביל זה אנחנו מחברים את המנוע לממיר התדרים ומפעילים עליו מתח. לאחר שנדלקת נורית המוכנות, לחץ על כפתור "התחל". המנוע אמור להתחיל להסתובב לאט. כשלוחצים על הכפתור המנוע מתחיל להאיץ, בשחרור הוא שומר על המהירות ברמה שאליה הצליח להאיץ. כאשר כפתור האיפוס נלחץ, המנוע יעבור לעצירה. לחצן רוורס מופעל רק כאשר המנוע כבוי.

אם הבדיקה הצליחה, אז אתה יכול להתחיל להכין את המארז ולאסוף בו את ממיר התדרים. אל תשכח לעשות חורים במארז לזרימת קר ויציאה של אוויר חם מגוף הקירור של טרנזיסטורי IGBT.

ממיר תדרים למנוע חד פאזי

ממיר תדר עבור מנוע חד פאזי שונה ממנוע תלת פאזי בכך שיש לו שני פאזות במוצא (אין שגיאה, מנוע חד פאזי, כאשר מחובר ללא ממיר תדרים, הפיתול העובד מחובר ישירות לרשת, ופיתול ההתחלה מחובר דרך קַבָּל; אבל בעת שימוש בממיר תדר, פיתול ההתחלה מחובר דרך הפאזה השנייה) ונייטרלי אחד - בניגוד לשלושת הפאזות באחרון, כך להכין ממיר תדר למנוע חשמלי חד פאזי, שימוש במעגל תלת פאזי כבסיס, לא יעבוד, אז אתה צריך להתחיל הכל מחדש.

בתור המוח של הממיר הזה, נשתמש ב-ATmega328 MK עם מאתחול arduina. באופן עקרוני, מדובר בארדואינו, רק ללא רצועות משלו. אז אם יש לך ארדואינקה עם מיקרו-בקר כזה שוכב בפחים שלך, אתה יכול להלחים אותו בבטחה ולהשתמש בו לעסקים, לאחר שתמלא אותו בסקיצה (קושחה) מהארכיון הזה:

הדרייבר IR2132 יחובר לאטמגה, וכבר אליו - המוספטים IRG4BC30, אליהם נחבר מנוע בהספק של עד 1 קילוואט כולל.

מעגל ממיר תדר למנוע חד פאזי:

כמו כן, כדי להפעיל את ה-arduin (5v) ולהפעיל את ממסר הכוח (12v), אנחנו צריכים 2 מייצבים. הנה התרשימים שלהם:

מייצב 12 וולט.

מייצב ל-5 וולט.

תשומת הלב! תכנית זו אינה קלה. יתכן שתצטרכו לצבוט ולנקות באגים בקושחה כדי להשיג ביצועים מלאים של המכשיר, אבל זה לא קשה, ויש הרבה מאוד מדריכי תכנות של Arduino באינטרנט. בנוסף, הסקיצה עצמה מכילה הערות מפורטות למדי לכל פעולה. אבל אם זה קשה לך מדי, אז אתה יכול לנסות למצוא ממיר תדר כזה בחנות. למרות שהם לא נפוצים כמו כונני תדר למנועים תלת פאזיים, אתה יכול לקנות אותם, אם כי לא בכל חנות.

שימו לב גם שלא ניתן להפעיל את המעגל ללא נטל - מקשי הפלט יישרפו. הנטל חייב להיות מחובר דרך דיודה הפונה לאנודה אל קבל מסנן ההספק. אם תחבר את הנטל ללא דיודה, המפתחות ייכשלו שוב.

אם הכל מתאים לך, אתה יכול להתחיל להכין את הלוח, ולאחר מכן - להרכבה של המעגל כולו. לפני ההרכבה יש לוודא שהלוח מחווט כהלכה ושאין בו פגמים וכן שיש ברשותכם את כל רכיבי הרדיו המצוינים בתרשים. זכור גם להתקין את ה-IGBTs על גוף הקירור המאסיבי ולבודד אותם ממנו על ידי שימוש ברפידות תרמיות ובדסקיות מבודדות.

לאחר הרכבת ממיר התדר, ניתן להתחיל לבדוק אותו. באופן אידיאלי, אתה צריך את הפונקציונליות הבאה: כפתור "S1" - התחל, כל לחיצה לאחר מכן מוסיפה מספר מסוים (שמשתנה על ידי עריכת הסקיצה) של סיבובים; "S2" זהה ל-"S1", רק גורם למנוע להסתובב בכיוון ההפוך; כפתור "S3" - עצור, בלחיצה, המנוע מפסיק עם חופשה.

שימו לב שההילוך לאחור מתבצע באמצעות עצירה מוחלטת של המנוע, כאשר מנסים להחליף כיוון הסיבוב על מנוע פועל יעצור אותו מיד, ומקשי ההפעלה יישרפו להעמיס יותר מדי. אם אינך מצטער על הכסף שייאלץ לבזבז על החלפת מוספים, אז אתה יכול להשתמש בתכונה זו כבלם חירום.

בעיות אימות אפשריות

אם בעת בדיקת ממיר התדר, המעגל לא פעל או לא פעל כראוי, אז עשית טעות איפשהו. נתק את ממיר התדרים מהרשת ובדוק אם התקנת רכיבים, יכולת השירות שלהם והיעדר הפסקות / קצרים של מסלולים היכן שהם לא צריכים להיות. לאחר מציאת התקלה, בטל אותה ובדוק שוב את המהפך. אם הכל בסדר עם זה, המשך לאיתור באגים בקושחה.