|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Napęd elektryczny o zmiennej częstotliwości. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Silniki elektryczne Schemat funkcjonalny najprostszej wersji przemiennika częstotliwości pokazano na rys.1.
W nim do zasilania trójfazowego silnika elektrycznego stosuje się impulsy prostokątne, przesunięte w fazie względem siebie, jak pokazano na ryc. 3.
Głównym elementem obwodu pokazanego na rys. 1 jest generator z szerokim zakresem strojenia częstotliwości zegara. Impulsy te podawane są do 6-fazowego generatora sygnałowego (trzy sygnały fazy bezpośredniej i trzy sygnały odwrotne), który steruje pracą modułu mocy podłączonego do silnika elektrycznego. Napięcie zasilania generowane jest przez prostownik. W przypadku silników o dużej mocy prostownik zasilany jest z sieci trójfazowej, w przypadku silników małej mocy wystarczy zasilanie z sieci jednofazowej. Pierwszą wersję obwodu przestrajalnego generatora pokazano na rys.3.
Generator zbudowany jest na timerze KR1006VI1. Generatory takie opisano w [2]. Częstotliwość generowanych impulsów w obwodzie z rys. 3 opisuje wyrażenie: F=1,46/(R1+R2+2R3)C. Strojenie częstotliwości (od 3 Hz do 3000 Hz) odbywa się ręcznie poprzez regulację potencjometru R1 (dwukrotnie) i przełączenie pozycji przełącznika SA1 (500 razy). Ponieważ przetwornica 6-fazowa dzieli częstotliwość przez 6, do silnika można zastosować częstotliwości od 0,5 Hz do 500 Hz. W przypadkach, gdy konieczne jest przyspieszenie silnika od niskich do wysokich prędkości, można stopniowo zwiększać częstotliwość w obwodzie z ryc. 3 za pomocą przełącznika SA1. Wadą tego schematu jest to, że wzrost częstotliwości następuje gwałtownie. Do płynnego wzrostu częstotliwości w trybie automatycznym dobrze nadają się przetworniki napięciowo-częstotliwościowe [3]. Przemysł krajowy wyprodukował tylko jeden typ takiego konwertera - mikroukład K1108PP1. Mikroukład ma wiele wad: zakres częstotliwości wynosi tylko do 10 kHz, dwubiegunowe zasilanie wynosi ± 15 V. Ale całkiem nadaje się do zasilania silników elektrycznych. Częstotliwość impulsów wyjściowych układu DA1 w obwodzie na ryc. 4 jest określona przez wyrażenie: . =Uw/(kIoR5C2), gdzie parametry stałe przyjmują wartości: Io=1 mA, k=75 kOhm.
Przy wartościach wskazanych na schemacie częstotliwość wynosi F = 34Uin, tj. przy maksymalnym napięciu wejściowym +15 V będzie to około 500 Hz. Aby uzyskać szerszy zakres częstotliwości, należy proporcjonalnie zmniejszyć pojemność C2. Schemat działa w następujący sposób. Po włączeniu zasilania kondensator C1 rozpoczyna ładowanie przez rezystor R2. Stała czasowa obwodu ładowania przy tych wartościach znamionowych wynosi 20 s, tj. cały proces podkręcania trwa około jednej minuty. Aby dopasować obwód o wysokiej rezystancji do wejścia konwertera, zainstalowany jest wtórnik źródła na tranzystorze polowym VT1. Ponieważ charakterystyka wejściowa tranzystorów polowych ma rozpiętość napięcia odcięcia, wprowadzono regulację potencjometrem R3. Konieczne jest zwarcie kondensatora C1 pęsetą i osiągnięcie zerowego napięcia u źródła VT1. Potencjometr R1 służy do ustawienia maksymalnej częstotliwości generacji. Kondensator C1 jest odłączony, a miernik częstotliwości ustawia maksymalną wymaganą częstotliwość. Rysunek 5 przedstawia schemat kondycjonera sygnału z rysunku 2.
Układ składa się z licznika-dekodera DD1, w którym do generowania sygnałów wykorzystywane jest 6 pozycji dekodera, a od siódmej pozycji ustawiony jest sygnał do zerowania licznika. Jego współczynnik konwersji wynosi 6. Jak widać na ryc. 2, aby utworzyć sygnał fazy A, konieczne jest połączenie pierwszych trzech pozycji dekodera, dla fazy B - pozycji od trzeciej do piątej, dla fazy C - piąty, szósty i pierwszy. Rysunek 6 przedstawia moduł zasilający do zasilania silnika trójfazowego, składający się z 6 sterowników VT1-VT6.
Dla każdej fazy używane są dwa sterowniki, na przykład: dla fazy A, sterownikiem strony wysokiej jest VT1, a sterownikiem strony niskiej jest VT2. Na wejścia sterownika podawane są sygnały o przeciwnej fazie: na górze - A bezpośrednie, na dole A - odwrócone. Dlatego potrzebny jest sygnał 6-fazowy. Jako sterowniki można stosować zarówno tranzystory polowe bipolarne, jak i tranzystory polowe dużej mocy. Wiele firm produkuje moduły zawierające 6 sterowników w jednym pakiecie. Na przykład firma International Rectifier produkuje moduł CPV363M4. o parametrach: maksymalne napięcie kolektor-emiter 600 V, maksymalny prąd impulsu 50 A. Rezystory R1-R3 są czujnikami prądu, napięcia z nich należy doprowadzić do jednostek sterujących trybem. Jak widzimy, zasilanie silników impulsowym napięciem trójfazowym jest w praktyce po prostu realizowane. Ale jest to odpowiednie tylko dla silników o małej mocy. Przykładowo w kamerach i rejestratorach wideo do podawania taśmy i obracania bloku głowic obrotowych BVG stosuje się trójfazowe, małogabarytowe silniki elektryczne [4]. Zasilane są impulsowym napięciem trójfazowym i do tego opracowano specjalne mikroukłady, na przykład sterownik silnika BVG XRA6459P1. W przypadku silników o większej mocy nadal konieczne jest generowanie napięć o kształcie zbliżonym do sinusoidalnego, ponieważ. Napięcia o fali prostokątnej mogą powodować duże pasożytnicze przepięcia, które mogą prowadzić do uszkodzenia izolacji. Rysunek 7 przedstawia dwupoziomowe przybliżenie sygnału sinusoidalnego.
W tym przypadku sygnał powstaje poprzez zsumowanie dwóch prostokątnych sekwencji A1 i A2. Jak widać z rys. 7, aby uformować te sygnały, przedział 360° należy podzielić już na 12 części. Dlatego jeden chip licznikowy, jak na ryc. 5, nie będzie już wystarczający. Liczba elementów logicznych zostanie podwojona. Jeśli kształtownik na ryc. 5 można zmontować na 3 układach scalonych, to w przypadku kształtownika dwupoziomowego potrzeba ich 6. Osobno kwestia sterowników. W poprzedniej wersji sterowniki pracowały w trybie kluczowym: tranzystor był albo zablokowany, albo otwarty do nasycenia. W tym przypadku nagrzewanie się tranzystora jest bardzo małe i nie wymaga on radiatora. Rozważmy przykład. Napięcie zasilania 60 V, prąd pracy w trybie nasycenia 10 A. Gdy tranzystor jest zablokowany, nie nagrzewa się, w stanie otwartym do nasycenia spadek napięcia na nim wynosi około 0,1 V, dlatego uwalniana jest moc 10x0,1 \u1d 0,5 W, ale tylko w połowie cyklu, co oznacza, że średnia moc wynosi 7 W. Jeśli przejdziemy na liniowy tryb pracy tranzystora, moc rozpraszania gwałtownie wzrośnie. Na przykład, gdy na ryc. 30 występują połówki sygnału, spadek napięcia na tranzystorze wyniesie 5 V przy prądzie 150 A, tj. moc 1 watów. Biorąc pod uwagę, że moc ta jest przeznaczona na 6/25 okresu, otrzymujemy średnią moc 50 W, tj. XNUMX razy więcej! Teraz musisz zainstalować grzejniki. Można obejść się bez grzejników, jeśli każdy sterownik składa się z dwóch równolegle połączonych tranzystorów, do jednego z nich przykładany jest sygnał A1 (ryc. 7), a A2 do drugiego. Tranzystory nadal będą działać w trybie kluczowym, ale ich liczba ulegnie podwojeniu. W przypadku trzech, czterech lub więcej poziomów aproksymacji sygnału sinusoidalnego złożoność sprzętu wzrośnie proporcjonalnie do kwadratu liczby poziomów. Dlatego ta ścieżka jest mało obiecująca. W sprzęcie profesjonalnym sygnał sinusoidalny uzyskuje się w sposób pokazany na rys. 8.
Sygnał zegarowy podawany jest do licznika, którego kodem wyjściowym jest adres pamięci tylko do odczytu (ROM), która zawiera tablicę sinusów. Kody cyfrowe proporcjonalne do wartości sinusoidalnego prądu podawane są do przetwornika cyfrowo-analogowego (DAC), gdzie przetwarzane są na analogowe sygnały sinusoidalne. Aby rozdzielić je na górne i dolne przetworniki, używany jest spust i dwa klawisze. W pierwszej połowie cyklu sygnał sinusoidalny trafia do górnego sterownika, w drugiej - dolnego. Około 20 lat temu wyprodukowaliśmy masowo układ K568PE1, w którym zapisano tablicę sinusoidalną. Teraz nie można jej już odnaleźć. Dlatego programista będzie musiał samodzielnie skompilować tabelę oprogramowania układowego ROM i zaprogramować układ ROM, który, jak widać, nie jest dostępny dla wszystkich. Istnieje łatwiejszy sposób wygenerowania napięcia zbliżonego do sinusoidalnego. Metodę tę pokazano na rysunku 9. Jeśli pomnożymy przez siebie sygnały liniowo rosnące i liniowo opadające, otrzymamy sygnał paraboliczny, bardzo zbliżony do sinusoidalnego.
Schemat funkcjonalny urządzenia realizującego tę zasadę pokazano na ryc. 10.
Generator dostarcza impulsy zegarowe równolegle do dwóch liczników. Jeden liczy do sumowania, drugi do odejmowania. Kody liczników są ze sobą skoordynowane dzięki temu, że sygnał stanu zerowego licznika odejmującego jest resetem licznika dodatniego. Kody liczników przesyłane są do mnożnika cyfrowego, a stamtąd do przetwornika cyfrowo-analogowego. Układ przełączania sterownika jest taki sam jak na rys. 8. Ale ten obwód jest łatwiejszy do wdrożenia niż obwód na ryc. 8, ponieważ istnieją gotowe mikroukłady powielacza. Na przykład w serii CMOS układ K561IP5. Można to zrobić inaczej: umieść przetwornik cyfrowo-analogowy na wyjściach liczników i podłącz ich wyjścia do analogowego mnożnika, na przykład K525PS2. Jak widać, zbudowanie wysokiej jakości przemiennika częstotliwości nie jest tak proste, jak mogłoby się wydawać. Literatura:
Autor: O.N. Partala
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Niebezpieczeństwa dla produkcji wina ▪ Oświetlenie uliczne na zamówienie
▪ część witryny Zasilanie. Wybór artykułu ▪ artykuł Mag i czarodziej. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Katamaran Princess Frog. Transport osobisty ▪ artykuł Zasilacz stabilizowany do lutownic. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony