Z tohoto článku se dozvíte, co je to frekvenční měnič pro elektromotor, zvažte jeho obvod, princip činnosti a také se dozvíte o nastavení průmyslových vzorů. Hlavní důraz bude kladen na výrobu frekvenčního měniče vlastníma rukama. Samozřejmě k tomu budete muset mít alespoň obecnou představu o technologii vodičů. Je nutné začít u účelu, pro který se frekvenční měniče používají.
Když vznikne potřeba IF
Moderní frekvenční měniče jsou high-tech zařízení, která se skládají z prvků na bázi polovodičů. Navíc je zde elektronický řídicí systém postavený na mikrokontroléru. S jeho pomocí se ovládají všechny nejdůležitější parametry elektromotoru. Zejména pomocí frekvenčního měniče je možné měnit rychlost otáčení elektromotoru. Existuje nápad pořídit si frekvenční měničelektrický motor. Cena takového zařízení pro motory o výkonu 0,75 kW bude přibližně 5-7 tisíc rublů.
Za zmínku stojí, že rychlost otáčení můžete měnit pomocí převodovky postavené na bázi variátoru nebo typu převodu. Ale takové návrhy jsou velmi velké, není vždy možné je použít. Kromě toho musí být tyto mechanismy včas servisovány a jejich spolehlivost je extrémně nízká. Použití frekvenčního měniče vám umožní snížit náklady na servis elektrického pohonu a také zvýšit jeho schopnosti.
Hlavní součásti frekvenčního měniče
Jakýkoli frekvenční měnič se skládá ze čtyř hlavních modulů:
- Usměrňovací jednotka.
- Zařízení pro filtrování stejnosměrného proudu.
- Sestava měniče.
- Mikroprocesorový řídicí systém.
Všechny jsou vzájemně propojeny a řídící jednotka řídí činnost koncového stupně - měniče. S jeho pomocí se mění výstupní charakteristiky střídavého proudu.
Bude to podrobně popsáno níže, je uvedeno schéma. Frekvenční měnič pro elektromotor má několik dalších funkcí. Je třeba poznamenat, že zařízení obsahuje několik úrovní ochrany, které jsou také řízeny mikrokontrolérem. Zejména se provádí regulace teploty výkonových polovodičových prvků. Navíc je zde funkce ochrany proti zkratu a nadproudu. FrekvencePřevodník musí být připojen k napájecí síti pomocí ochranných zařízení. Není potřeba magnetický startér.
Usměrňovač frekvenčního měniče
Toto je úplně první modul, kterým protéká proud. S jeho pomocí je střídavý proud usměrněn - přeměněn na stejnosměrný proud. To se děje kvůli použití prvků, jako jsou polovodičové diody. Nyní ale stojí za zmínku drobná funkce. Víte, že většina indukčních motorů je napájena z třífázové sítě střídavého proudu. To ale není dostupné všude. Velké podniky to samozřejmě mají, ale v každodenním životě se to zřídka používá, protože je snazší provádět jednofázový. Ano, a když vezmeme v úvahu elektřinu, věci jsou jednodušší.
A frekvenční měniče mohou být napájeny jak z třífázové sítě, tak z jednofázové sítě. Jaký je rozdíl? A to je bezvýznamné, v návrhu jsou použity různé typy usměrňovačů. Pokud se bavíme o jednofázovém frekvenčním měniči pro elektromotor, pak je nutné použít obvod na čtyřech polovodičových diodách zapojených můstkovým typem. Ale pokud je potřeba napájení z třífázové sítě, měli byste zvolit jiný obvod sestávající ze šesti polovodičových diod. Dva prvky v každém rameni, v důsledku toho získáte AC usměrnění. Na výstupu se zobrazí plus a mínus.
Filtrování stejnosměrného napětí
Na cestě venusměrňovač, napětí máš konstantní, ale má velké vlnění, proměnná složka stále klouže. Chcete-li vyhladit všechny tyto "drsnosti" proudu, budete muset použít alespoň dva prvky - induktor a elektrolytický kondenzátor. Ale vše by mělo být řečeno podrobněji.
Induktor má velký počet závitů, má určitou reaktanci, což vám umožňuje mírně vyhladit zvlnění proudu, který jím protéká. Druhým prvkem je kondenzátor zapojený mezi dva póly. Má opravdu zajímavé vlastnosti. Když teče stejnosměrný proud, musí být podle Kirchhoffova zákona nahrazen přerušením, to znamená, že mezi plusem a mínusem není jakoby nic. Ale když teče střídavý proud, je to vodič, kus drátu bez odporu. Jak bylo uvedeno výše, stejnosměrný proud protéká, ale je v něm malý podíl střídavého proudu. A zavře se, v důsledku čehož jednoduše zmizí.
Modul měniče
Sestava měniče je, abych byl přesný, nejdůležitější v celém návrhu. Slouží ke změně parametrů výstupního proudu. Zejména jeho frekvence, napětí atd. Měnič se skládá ze šesti řízených tranzistorů. Pro každou fázi dva polovodičové prvky. Stojí za zmínku, že ve fázi invertoru se používají moderní sestavy tranzistorů IGBT. Dokonce i doma vyrobený, dokonce i frekvenční měnič Delta, dnes nejlevnější a cenově dostupný, se skládá ze stejných uzlů. Možnosti jsou prostě různé.
Mají tři vstupy, stejný počet výstupů a také šest bodů připojení k ovládacímu zařízení. Je třeba poznamenat, že při nezávislé výrobě frekvenčního měniče je nutné vybrat sestavu podle výkonu. Proto se musíte okamžitě rozhodnout, jaký typ motoru bude připojen k frekvenčnímu měniči.
Mikroprocesorový řídicí systém
Při vlastní výrobě je nepravděpodobné, že bude možné dosáhnout stejných parametrů, jaké mají průmyslové vzory. Důvod není vůbec v tom, že vyrobené sestavy výkonových tranzistorů jsou neefektivní. Faktem je, že doma je docela obtížné vyrobit řídicí modul. Samozřejmě se nejedná o pájení prvků, ale o programování mikrokontrolérového zařízení. Nejjednodušší možností je vyrobit řídicí jednotku, pomocí které můžete nastavit rychlost otáčení, zpětný chod, proud a ochranu proti přehřátí.
Pro změnu rychlosti otáčení musíte použít proměnný odpor, který je připojen ke vstupnímu portu mikrokontroléru. Toto je hlavní zařízení, které vysílá signál do mikroobvodu. Ten analyzuje úroveň změny napětí oproti referenčnímu, což je 5 V. Řídicí systém pracuje podle určitého algoritmu, který je zapsán před programováním. Přísně podle ní se odvíjí práce mikroprocesorového systému. Velmi oblíbené firemní řídicí modulySiemens. Frekvenční měnič tohoto výrobce má vysokou spolehlivost, lze jej použít v jakémkoli typu elektrického pohonu.
Jak nastavit frekvenční měnič
V dnešní době existuje mnoho výrobců tohoto zařízení. Ale algoritmus ladění je pro všechny téměř stejný. Naladění frekvenčního měniče bez určitých znalostí samozřejmě nepůjde. Musíte mít dvě věci - zkušenosti se seřizováním a návod k obsluze. Ten má dodatek, který popisuje všechny funkce, které lze naprogramovat. Na skříni frekvenčního měniče je obvykle několik tlačítek. Musí být přítomny alespoň čtyři kusy. Dvě jsou určeny pro přepínání mezi funkcemi, pomocí ostatních se volí parametry nebo se ruší zadávaná data. Pro přepnutí do programovacího režimu musíte stisknout určité tlačítko.
Každý model frekvenčního měniče má svůj vlastní algoritmus pro vstup do programovacího režimu. Bez návodu se tedy neobejdete. Za zmínku také stojí, že funkce jsou rozděleny do několika podskupin. A je snadné se v nich ztratit. Snažte se neměnit nastavení, kterých se výrobce nedoporučuje dotýkat. Tato nastavení by se měla měnit pouze ve výjimečných případech. Když zvolíte programovací funkci, uvidíte na displeji její alfanumerické označení. Až budete získávat zkušenosti, bude se vám ladění frekvenčního měniče zdát velmi jednoduché.
Závěry
Kdyprovozu, údržbě nebo výrobě frekvenčního měniče je třeba dodržovat všechna bezpečnostní opatření. Pamatujte, že konstrukce zařízení obsahuje elektrolytické kondenzátory, které si udrží svůj náboj i po odpojení ze sítě AC. Před demontáží je tedy nutné počkat na vybití. Vezměte prosím na vědomí, že v konstrukci frekvenčních měničů jsou prvky, které se obávají statické elektřiny. Týká se to zejména mikroprocesorového řídicího systému. Proto by pájení mělo být provedeno se všemi preventivními opatřeními.
