Este artículo trata sobre el convertidor de frecuencia para un motor eléctrico, el principio de funcionamiento y los componentes principales. El énfasis principal se pondrá en la teoría, para que comprenda el principio de funcionamiento del convertidor de frecuencia y pueda seguir diseñando y fabricando con sus propias manos. Pero primero, necesita un pequeño curso introductorio, que le dirá qué es un convertidor de frecuencia y para qué se necesita.
Funciones del inversor
La mayor parte de la industria la ocupan los motores asíncronos. Y siempre ha sido complicado gestionarlos, ya que tienen una velocidad de rotor constante, y cambiar el voltaje de entrada resulta muy difícil, ya veces incluso imposible. Pero el convertidor de frecuencia cambia completamente la imagen. Y si antes, por ejemplo, se usaban varias cajas de engranajes para cambiar la velocidad del transportador, hoy es suficiente usar un dispositivo electrónico.
Además, chastotniki le permite obtener no solo la capacidad de cambiar los parámetros de la unidad, sino también varios grados adicionales de protección. No hay necesidad de arrancadores electromagnéticos y, a veces,ni siquiera es necesario disponer de una red trifásica para asegurar el normal funcionamiento de un motor de inducción. Todas estas tareas asociadas con la conmutación y el encendido del accionamiento eléctrico se transfieren al convertidor de frecuencia. Te permite cambiar las fases en la salida, la frecuencia de la corriente (y por lo tanto cambia la velocidad del rotor), ajustar el arranque y el freno, y también puedes implementar muchas otras funciones. Todo depende del microcontrolador utilizado en el circuito de control.
Principio de funcionamiento
Hacer un convertidor de frecuencia para un motor eléctrico con sus propias manos, cuyo diagrama se proporciona en el artículo, es bastante simple. Te permite convertir una fase en tres. Por lo tanto, es posible utilizar un motor eléctrico asíncrono en la vida cotidiana. Al mismo tiempo, su eficiencia y potencia no se perderán. Después de todo, sabe que cuando enciende el motor en una red con una fase, estos parámetros disminuyen casi a la mitad. Y se trata de varias transformaciones del voltaje suministrado a la entrada del dispositivo.
La unidad rectificadora es la primera en el esquema. Se discutirá con más detalle a continuación. Después de filtrar el voltaje rectificado. Y se suministra una corriente continua limpia a la entrada del inversor. Convierte la corriente continua en corriente alterna con el número de fases necesario. Esta cascada puede estar sujeta a ajustes. Consiste en semiconductores a los que se conecta un circuito de control en un microcontrolador. Pero ahora sobre todos los nodos con más detalle.
Unidad rectificadora
Puede ser de dos tipos: monofásico y trifásico. El primer tipo de rectificador se puede utilizar en cualquier red. Si tienes una trifásica, entonces basta con conectarte a una. El circuito chastotnik para un motor eléctrico no está completo sin una unidad rectificadora. Dado que hay una diferencia en la cantidad de fases, significa que se debe usar una cierta cantidad de diodos semiconductores. Si estamos hablando de convertidores de frecuencia que funcionan con una sola fase, se requiere un rectificador de cuatro diodos. Están conectados.
Te permite reducir la diferencia entre el valor del voltaje en la entrada y la salida. Por supuesto, también se puede usar un circuito de media onda, pero es ineficiente y se produce una gran cantidad de oscilaciones. Pero si estamos hablando de una conexión trifásica, entonces es necesario usar seis semiconductores en el circuito. Exactamente el mismo circuito en el rectificador de un generador de coche, no hay diferencias. Lo único que se puede agregar aquí son tres diodos adicionales para protección contra voltaje inverso.
Elementos de filtro
Después del rectificador viene el filtro. Su objetivo principal es cortar toda la componente variable de la corriente rectificada. Para una imagen más clara, necesita dibujar un circuito equivalente. Entonces, el plus pasa por la bobina. Y luego se conecta un condensador electrolítico entre más y menos. Esto es lo interesante en el circuito de reemplazo. Si la bobina se reemplaza por reactancia, entonces el capacitor, si está presente,diferente corriente puede ser un conductor o un descanso.
Como se dijo, la salida del rectificador es corriente continua. Y cuando se aplica a un condensador electrolítico, no pasa nada, ya que este último es un circuito abierto. Pero hay una pequeña variable en la corriente. Y si fluye una corriente alterna, entonces en el circuito equivalente, el capacitor se convierte en un conductor. Por lo tanto, hay un cierre de más a menos. Estas conclusiones se hacen de acuerdo con las leyes de Kirchhoff, que son fundamentales en ingeniería eléctrica.
Inversor de transistores de potencia
Y ahora hemos llegado al nodo más importante: la cascada de transistores. Hicieron un inversor, un convertidor de CC a CA. Si está haciendo un convertidor de frecuencia para un motor eléctrico con sus propias manos, se recomienda usar ensamblajes de transistores IGBT, puede encontrarlos en cualquier tienda de repuestos de radio. Además, el costo de todos los componentes para la fabricación de un convertidor de frecuencia será diez veces menor que el precio de un producto terminado, incluso fabricado en China.
Se utilizan dos transistores para cada fase. Están incluidos entre más y menos, como se muestra en el diagrama del artículo. Pero cada transistor tiene una característica: una salida de control. Dependiendo de qué señal se le aplique, las propiedades del elemento semiconductor cambian. Además, esto se puede hacer tanto con la ayuda de la conmutación manual (por ejemplo, aplique voltaje a las salidas de control necesarias con varios microinterruptores) como automática. eso es sobreeste último y será discutido más adelante.
Esquema de control
Y si la conexión del convertidor de frecuencia al motor eléctrico es simple, solo necesita conectar los terminales correspondientes, entonces todo es mucho más complicado con el circuito de control. El caso es que existe la necesidad de programar el dispositivo para lograr los máximos ajustes posibles. En el corazón hay un microcontrolador, al que están conectados lectores y actuadores. Por lo tanto, es necesario contar con transformadores de corriente que monitoreen constantemente la potencia consumida por el accionamiento eléctrico. Y en caso de excederse, se debe apagar el convertidor de frecuencia.
Conexión del circuito de control
Además, se proporciona protección contra sobrecalentamiento. Las salidas de control de los transistores IGBT se conectan a la salida del microcontrolador mediante un dispositivo de adaptación (conjunto Darlington). Además, es necesario controlar visualmente los parámetros, por lo que debe incluir una pantalla LED en el circuito. De los lectores, debe agregar botones que le permitirán cambiar entre los modos de programación, así como una resistencia variable, al girarla, la velocidad de rotación del rotor del motor eléctrico cambia.
Conclusión
Me gustaría señalar que también puede hacer su propio convertidor de frecuencia para un motor eléctrico, el precio del producto terminado comienza desde 5000 rublos. Y esto es para motores eléctricos cuya potencia no supere los 0,75 kW. Si necesita administrar másunidad potente, necesitará un chastotnik más caro. Para su uso en la vida cotidiana, el esquema discutido a continuación es suficiente. La razón es que no hay necesidad de una gran cantidad de funciones y configuraciones, lo más importante es la capacidad de cambiar la velocidad del rotor.
