In diesem Artikel werden der Frequenzumrichter für einen Elektromotor, das Funktionsprinzip und die Hauptkomponenten erläutert. Der Schwerpunkt liegt auf der Theorie, damit Sie die Funktionsweise des Frequenzumrichters verstehen und eigenhändig weiter konstruieren und fertigen können. Aber zuerst brauchen Sie einen kleinen Einführungskurs, der Ihnen erklärt, was ein Frequenzumrichter ist und wofür er benötigt wird.
Wechselrichterfunktionen
Der Löwenanteil der Branche wird von Asynchronmotoren eingenommen. Und es war schon immer schwierig, sie zu handhaben, da sie eine konstante Rotordrehzahl haben und sich die Änderung der Eingangsspannung als sehr schwierig und manchmal sogar als unmöglich herausstellt. Aber der Frequenzumrichter ändert das Bild komplett. Und wenn früher zum Beispiel verschiedene Getriebe verwendet wurden, um die Geschwindigkeit des Förderbands zu ändern, reicht es heute aus, ein elektronisches Gerät zu verwenden.
Darüber hinaus können Sie mit chastotniki nicht nur die Laufwerksparameter ändern, sondern auch mehrere zusätzliche Schutzgrade. Es sind keine elektromagnetischen Starter erforderlich, und manchmales ist nicht einmal notwendig, ein dreiphasiges Netz zu haben, um den normalen Betrieb eines Induktionsmotors sicherzustellen. All diese Aufgaben rund um das Sch alten und Einsch alten des Elektroantriebs werden auf den Frequenzumrichter übertragen. Sie können damit die Phasen am Ausgang ändern, die Frequenz des Stroms (und damit die Geschwindigkeit des Rotors) ändern, den Start und die Bremse anpassen und viele andere Funktionen implementieren. Es hängt alles vom Mikrocontroller ab, der im Steuerkreis verwendet wird.
Funktionsprinzip
Es ist ganz einfach, mit eigenen Händen einen Frequenzumrichter für einen Elektromotor herzustellen, dessen Diagramm im Artikel angegeben ist. Es ermöglicht Ihnen, eine Phase in drei umzuwandeln. Daher wird es möglich, einen asynchronen Elektromotor im Alltag zu verwenden. Gleichzeitig geht seine Effizienz und Kraft nicht verloren. Schließlich wissen Sie, dass sich diese Parameter fast um die Hälfte verringern, wenn Sie den Motor in einem Netzwerk mit einer Phase einsch alten. Und es geht um mehrere Transformationen der Spannung, die dem Eingang des Geräts zugeführt wird.
Die Gleichrichtereinheit ist die erste im Schema. Es wird weiter unten ausführlicher diskutiert. Danach wird die gleichgerichtete Spannung gefiltert. Und dem Eingang des Wechselrichters wird ein sauberer Gleichstrom zugeführt. Er wandelt Gleichstrom in Wechselstrom mit der erforderlichen Phasenzahl um. Diese Kaskade kann angepasst werden. Es besteht aus Halbleitern, an die eine Steuersch altung eines Mikrocontrollers angeschlossen ist. Aber jetzt zu allen Knoten im Detail.
Gleichrichtereinheit
Es kann zwei Arten geben - ein- und dreiphasig. Der erste Gleichrichtertyp kann in jedem Netzwerk verwendet werden. Wenn Sie eine dreiphasige haben, reicht es aus, eine anzuschließen. Die Chastotnik-Sch altung für einen Elektromotor ist ohne eine Gleichrichtereinheit nicht vollständig. Da sich die Anzahl der Phasen unterscheidet, bedeutet dies, dass eine bestimmte Anzahl von Halbleiterdioden verwendet werden muss. Wenn es sich um Frequenzumrichter handelt, die von einer Phase gespeist werden, ist ein Vier-Dioden-Gleichrichter erforderlich. Sie sind überbrückt.
Damit können Sie die Differenz zwischen dem Spannungswert am Eingang und am Ausgang verringern. Natürlich kann auch eine Halbwellensch altung verwendet werden, aber sie ist ineffizient und es treten viele Schwingungen auf. Wenn es sich jedoch um eine dreiphasige Verbindung handelt, müssen sechs Halbleiter in der Sch altung verwendet werden. Genau die gleiche Sch altung im Gleichrichter eines Autogenerators, es gibt keine Unterschiede. Das einzige, was hier hinzugefügt werden kann, sind drei zusätzliche Dioden für den Verpolungsschutz.
Elemente filtern
Nach dem Gleichrichter kommt der Filter. Sein Hauptzweck besteht darin, die gesamte variable Komponente des gleichgerichteten Stroms abzuschneiden. Für ein klareres Bild müssen Sie ein Ersatzsch altbild erstellen. Plus geht also durch die Spule. Und dann wird ein Elektrolytkondensator zwischen Plus und Minus gesch altet. Das ist das Interessante an der Ersatzsch altung. Wenn die Spule durch eine Reaktanz ersetzt wird, dann wird der Kondensator, falls vorhanden,unterschiedlicher Strom kann entweder ein Leiter oder eine Unterbrechung sein.
Wie gesagt, der Ausgang des Gleichrichters ist Gleichstrom. Und wenn es an einen Elektrolytkondensator angelegt wird, passiert nichts, da letzterer ein offener Stromkreis ist. Aber es gibt eine kleine Variable im Strom. Und wenn ein Wechselstrom fließt, wird der Kondensator im Ersatzsch altbild zum Leiter. Daher gibt es eine Schließung von Plus nach Minus. Diese Schlussfolgerungen werden nach den in der Elektrotechnik grundlegenden Kirchhoffschen Gesetzen getroffen.
Leistungstransistor-Wechselrichter
Und jetzt sind wir beim wichtigsten Knoten angelangt - der Transistorkaskade. Sie stellten einen Wechselrichter her - einen DC-AC-Wandler. Wenn Sie mit Ihren eigenen Händen einen Frequenzumrichter für einen Elektromotor herstellen, empfiehlt es sich, Baugruppen von IGBT-Transistoren zu verwenden, die Sie in jedem Radioteilegeschäft finden können. Darüber hinaus werden die Kosten aller Komponenten für die Herstellung eines Frequenzumrichters zehnmal niedriger sein als der Preis eines fertigen Produkts, selbst wenn es in China hergestellt wird.
Für jede Phase werden zwei Transistoren verwendet. Sie sind zwischen Plus und Minus enth alten, wie im Diagramm im Artikel gezeigt. Aber jeder Transistor hat eine Funktion - einen Steuerausgang. Je nachdem, welches Signal daran angelegt wird, ändern sich die Eigenschaften des Halbleiterelements. Darüber hinaus kann dies sowohl durch manuelles Sch alten (z. B. mit mehreren Mikrosch altern Spannung an die erforderlichen Steuerausgänge anlegen) als auch automatisch erfolgen. Das ist ungefährletzteres und wird weiter diskutiert.
Steuerungsschema
Und wenn der Anschluss des Frequenzumrichters an den Elektromotor einfach ist, man braucht nur die entsprechenden Klemmen zu verbinden, dann ist alles viel komplizierter mit der Steuersch altung. Die Sache ist, dass das Gerät programmiert werden muss, um die maximal möglichen Einstellungen zu erreichen. Herzstück ist ein Mikrocontroller, an den Lesegeräte und Aktoren angeschlossen sind. Daher sind Stromwandler erforderlich, die die vom Elektroantrieb verbrauchte Leistung ständig überwachen. Und bei Überschreitung sollte der Frequenzumrichter abgesch altet werden.
Steuerkreis anschließen
Außerdem ist ein Überhitzungsschutz vorhanden. Die Steuerausgänge von IGBT-Transistoren werden über ein Anpassgerät (Darlington-Anordnung) mit dem Ausgang des Mikrocontrollers verbunden. Außerdem ist es notwendig, die Parameter visuell zu kontrollieren, also müssen Sie eine LED-Anzeige in die Sch altung einbauen. Von den Lesegeräten müssen Sie Tasten hinzufügen, mit denen Sie zwischen den Programmiermodi wechseln können, sowie einen variablen Widerstand, durch Drehen ändert sich die Drehzahl des Rotors des Elektromotors.
Schlussfolgerung
Ich möchte darauf hinweisen, dass Sie auch Ihren eigenen Frequenzumrichter für einen Elektromotor herstellen können, der Preis des fertigen Produkts beginnt bei 5000 Rubel. Und dies gilt für Elektromotoren, deren Leistung 0,75 kW nicht überschreitet. Wenn Sie mehr verw alten müssenleistungsstarker Antrieb, benötigen Sie einen teureren Chastotnik. Für den Einsatz im Alltag ist das unten besprochene Schema ausreichend. Der Grund dafür ist, dass viele Funktionen und Einstellungen nicht erforderlich sind, das Wichtigste ist die Möglichkeit, die Rotorgeschwindigkeit zu ändern.
