บทความนี้จะกล่าวถึงเครื่องแปลงความถี่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า หลักการทำงานและส่วนประกอบหลัก จะเน้นที่ทฤษฎีเป็นหลัก เพื่อให้คุณเข้าใจหลักการทำงานของเครื่องแปลงความถี่ และสามารถออกแบบและผลิตเพิ่มเติมด้วยมือของคุณเอง แต่ก่อนอื่น คุณต้องมีหลักสูตรเบื้องต้นเล็กๆ ซึ่งจะบอกคุณว่าตัวแปลงความถี่คืออะไรและเพื่อจุดประสงค์ใด
ฟังก์ชั่นอินเวอร์เตอร์
ส่วนแบ่งของสิงโตในอุตสาหกรรมนี้ถูกครอบครองโดยมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส และมันยากเสมอที่จะจัดการพวกมัน เนื่องจากมีความเร็วของโรเตอร์คงที่ และการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอินพุตกลับกลายเป็นว่ายากมาก และบางครั้งก็เป็นไปไม่ได้ด้วยซ้ำ แต่เครื่องแปลงความถี่จะเปลี่ยนภาพโดยสิ้นเชิง และถ้าก่อนหน้านี้ เช่น กระปุกเกียร์ต่างๆ ถูกใช้เพื่อเปลี่ยนความเร็วของสายพานลำเลียง วันนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพียงชิ้นเดียว
นอกจากนี้ chastotniki ยังช่วยให้คุณได้รับความสามารถในการเปลี่ยนพารามิเตอร์ของไดรฟ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงระดับการป้องกันเพิ่มเติมอีกหลายระดับ ไม่จำเป็นต้องใช้สตาร์ตเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าและบางครั้งไม่จำเป็นต้องมีเครือข่ายสามเฟสเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานปกติของมอเตอร์เหนี่ยวนำ หน้าที่ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนและการเปิดไดรฟ์ไฟฟ้าจะถูกโอนไปยังเครื่องแปลงความถี่ ช่วยให้คุณเปลี่ยนเฟสที่เอาต์พุต ความถี่ของกระแส (และดังนั้น ความเร็วของโรเตอร์จะเปลี่ยนไป) เพื่อปรับการสตาร์ทและเบรก และคุณยังสามารถใช้ฟังก์ชันอื่นๆ ได้อีกมากมาย ทั้งหมดขึ้นอยู่กับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ในวงจรควบคุม
หลักการทำงาน
การทำเครื่องแปลงความถี่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าด้วยมือของคุณเอง แผนภาพที่ให้ไว้ในบทความนั้นค่อนข้างง่าย ช่วยให้คุณสามารถแปลงหนึ่งเฟสเป็นสาม ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสในชีวิตประจำวัน ในเวลาเดียวกันประสิทธิภาพและพลังของมันจะไม่สูญหายไป ท้ายที่สุด คุณทราบดีว่าเมื่อคุณเปิดมอเตอร์ในเครือข่ายที่มีเฟสเดียว พารามิเตอร์เหล่านี้จะลดลงเกือบครึ่งหนึ่ง และมันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับอินพุตของอุปกรณ์
วงจรเรียงกระแสเป็นหน่วยแรกในโครงการ จะกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมด้านล่าง หลังจากกรองแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขแล้ว และกระแสตรงที่สะอาดจะจ่ายให้กับอินพุตของอินเวอร์เตอร์ มันแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับด้วยจำนวนเฟสที่ต้องการ น้ำตกนี้สามารถปรับเปลี่ยนได้ ประกอบด้วยเซมิคอนดักเตอร์ที่เชื่อมต่อวงจรควบคุมบนไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่ตอนนี้เกี่ยวกับโหนดทั้งหมดโดยละเอียดมากขึ้น
วงจรเรียงกระแส
สามารถเป็นสองประเภท - หนึ่งและสามเฟส วงจรเรียงกระแสประเภทแรกสามารถใช้ได้กับทุกเครือข่าย หากคุณมีสามเฟสก็เพียงพอที่จะเชื่อมต่อกับหนึ่ง วงจร chastotnik สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าจะไม่สมบูรณ์หากไม่มีเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า เนื่องจากมีจำนวนเฟสต่างกัน หมายความว่าต้องใช้ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์จำนวนหนึ่ง หากเรากำลังพูดถึงเครื่องแปลงความถี่ที่ขับเคลื่อนโดยเฟสเดียว จำเป็นต้องใช้เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบสี่ไดโอด เชื่อมกัน
ช่วยให้คุณลดความแตกต่างระหว่างค่าแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตและเอาต์พุต แน่นอนว่าสามารถใช้วงจรครึ่งคลื่นได้ แต่ก็ไม่มีประสิทธิภาพและเกิดการสั่นจำนวนมาก แต่ถ้าเรากำลังพูดถึงการเชื่อมต่อแบบสามเฟส จำเป็นต้องใช้เซมิคอนดักเตอร์หกตัวในวงจร วงจรเดียวกันในวงจรเรียงกระแสของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ารถยนต์ไม่มีความแตกต่าง สิ่งเดียวที่สามารถเพิ่มได้ที่นี่คือไดโอดเพิ่มเติมสามตัวสำหรับการป้องกันแรงดันย้อนกลับ
องค์ประกอบตัวกรอง
หลังจากวงจรเรียงกระแสมาถึงตัวกรอง จุดประสงค์หลักคือเพื่อตัดองค์ประกอบตัวแปรทั้งหมดของกระแสไฟที่แก้ไข เพื่อให้เห็นภาพชัดขึ้น คุณต้องวาดวงจรที่สมมูลกัน ดังนั้นบวกผ่านขดลวด จากนั้นตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะเชื่อมต่อระหว่างบวกและลบ นี่คือสิ่งที่น่าสนใจในวงจรทดแทน หากขดลวดถูกแทนที่ด้วยค่ารีแอกแตนซ์ ตัวเก็บประจุ (ถ้ามี)กระแสที่แตกต่างกันอาจเป็นตัวนำหรือตัวแบ่ง
ตามที่กล่าวไว้ เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสเป็นกระแสตรง และเมื่อนำไปใช้กับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะไม่มีอะไรเกิดขึ้นเนื่องจากวงจรหลังเป็นวงจรเปิด แต่มีตัวแปรเล็กน้อยในปัจจุบัน และถ้ากระแสสลับไหล ในวงจรสมมูล ตัวเก็บประจุจะกลายเป็นตัวนำ ดังนั้นจึงมีการปิดบวกกับลบ ข้อสรุปเหล่านี้ทำขึ้นตามกฎของ Kirchhoff ซึ่งเป็นพื้นฐานทางวิศวกรรมไฟฟ้า
เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์อินเวอร์เตอร์
และตอนนี้เรามาถึงโหนดที่สำคัญที่สุดแล้ว - น้ำตกทรานซิสเตอร์ พวกเขาทำอินเวอร์เตอร์ - ตัวแปลงกระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ หากคุณกำลังทำเครื่องแปลงความถี่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าด้วยมือของคุณเอง ขอแนะนำให้ใช้ส่วนประกอบทรานซิสเตอร์ IGBT คุณสามารถหาได้ในร้านอะไหล่วิทยุ นอกจากนี้ ต้นทุนของส่วนประกอบทั้งหมดสำหรับการผลิตเครื่องแปลงความถี่จะต่ำกว่าราคาของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปถึงสิบเท่า แม้แต่ที่ผลิตในจีนก็เช่นกัน
แต่ละเฟสใช้ทรานซิสเตอร์สองตัว โดยจะรวมไว้ระหว่างบวกและลบตามที่แสดงในแผนภาพในบทความ แต่ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวมีคุณสมบัติ - เอาต์พุตควบคุม คุณสมบัติขององค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์จะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับสัญญาณที่ใช้ นอกจากนี้ สามารถทำได้ทั้งสองอย่างโดยใช้สวิตช์แบบแมนนวล (เช่น ใช้แรงดันไฟฟ้ากับเอาต์พุตควบคุมที่จำเป็นด้วยไมโครสวิตช์หลายตัว) และแบบอัตโนมัติ เกี่ยวกับและจะมีการหารือเพิ่มเติม
รูปแบบการควบคุม
และหากการเชื่อมต่อของตัวแปลงความถี่กับมอเตอร์ไฟฟ้าทำได้ง่าย คุณเพียงแค่ต้องเชื่อมต่อขั้วที่เกี่ยวข้อง จากนั้นทุกอย่างก็ซับซ้อนมากขึ้นด้วยวงจรควบคุม สิ่งสำคัญคือจำเป็นต้องตั้งโปรแกรมอุปกรณ์เพื่อให้สามารถปรับเปลี่ยนได้สูงสุด ที่หัวใจคือไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เชื่อมต่อผู้อ่านและแอคทูเอเตอร์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีหม้อแปลงกระแสที่จะคอยตรวจสอบพลังงานที่ใช้โดยไดรฟ์ไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง และในกรณีที่เกินควรปิดตัวแปลงความถี่
ต่อวงจรควบคุม
นอกจากนี้ยังมีระบบป้องกันความร้อนสูงเกินไป เอาต์พุตควบคุมของทรานซิสเตอร์ IGBT เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์โดยใช้อุปกรณ์จับคู่ (ชุดประกอบดาร์ลิงตัน) นอกจากนี้ จำเป็นต้องควบคุมพารามิเตอร์ด้วยสายตา ดังนั้นคุณต้องรวมจอแสดงผล LED ไว้ในวงจรด้วย สำหรับผู้อ่าน คุณต้องเพิ่มปุ่มที่จะช่วยให้คุณสลับไปมาระหว่างโหมดการตั้งโปรแกรม เช่นเดียวกับความต้านทานที่เปลี่ยนแปลงได้ โดยการหมุนมัน ความเร็วของการหมุนของโรเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าจะเปลี่ยนไป
สรุป
ฉันต้องการทราบว่าคุณสามารถสร้างเครื่องแปลงความถี่ของคุณเองสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าได้ด้วยราคาของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปเริ่มต้นที่ 5,000 รูเบิล และสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าที่มีกำลังไม่เกิน 0.75 กิโลวัตต์ หากคุณต้องการจัดการเพิ่มเติมไดรฟ์ที่ทรงพลัง คุณจะต้องใช้ chastotnik ที่แพงกว่า สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน โครงการที่กล่าวถึงด้านล่างนี้ก็เพียงพอแล้ว เหตุผลก็คือไม่จำเป็นต้องใช้ฟังก์ชั่นและการตั้งค่าจำนวนมาก สิ่งที่สำคัญที่สุดคือความสามารถในการเปลี่ยนความเร็วของโรเตอร์
