مدار کنترل اینورتر ولتاژ سه فاز ساده. مولد پالس سه فاز مدار ژنراتور قطار پالس سه فاز

یک شبکه جریان متناوب سه فاز با فرکانس 200 یا 400 هرتز برای تامین برق دستگاه های مختلف خانگی و صنعتی مورد نیاز است. برای به دست آوردن چنین ولتاژی در بیشتر موارد از یک ژنراتور سه فاز الکترومکانیکی مناسب استفاده می شود که روتور آن توسط یک موتور الکتریکی تک فاز که توسط شبکه 220 ولت تغذیه می شود به حرکت در می آید.

ژنراتور الکترونیکی پیشنهادی امکان حل این مشکل را با بهترین شانس اقدام مفید.

اگر نمودار ولتاژ سه فاز را مطالعه کنید، می توانید سه سیگنال سینوسی را ببینید که به صورت سری به میزان 1/3 دوره جابجا شده اند. اگر فرکانس 200 هرتز در نظر گرفته شود، دوره 5 میلی ثانیه است. بنابراین 1/3 دوره برابر با 1.666 ... mS است. بنابراین، معلوم می شود که اگر ولتاژ تک فاز اولیه 200 هرتز داشته باشیم، آن را از دو خط تاخیری متصل به سری عبور دهیم که هر کدام تاخیر 1.666.. mS را ایجاد می کنند، یک ولتاژ سه فاز خواهیم داشت. یک فاز ولتاژ منبع و دو فاز ولتاژ با خروجی خطوط تاخیر مربوطه است.

مداردستگاهی که بر اساس این اصل عمل می کند در شکل نشان داده شده است. تمام سیگنال های اولیه مستطیل شکل هستند، تبدیل آنها به سینوسی در اندوکتانس ترانسفورماتورهای خروجی T1-T3 رخ می دهد.

مولتی ویبراتور روی تراشه D1 پالس های مستطیلی با فرکانس 200 هرتز تولید می کند. این پالس ها به ورودی یک کلید ولتاژ بالا الکترونیکی در ترانزیستورهای VT1 و VT4 وارد می شوند که در خروجی آن سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 روشن می شود. در نتیجه، یک ولتاژ پالسی 300 ولت به سیم پیچ عرضه می شود. EMF خود القایی این پالس ها را به شکلی نزدیک به سینوسی صاف می کند و روی سیم پیچ ثانویه T1 تشکیل می شود. ولتاژ ACفرکانس 200 هرتز بنابراین، فاز "A" تشکیل می شود.

برای تشکیل فاز "B"، پالس هایی با فرکانس 200 هرتز از خروجی D1 به مدار تاخیر وارد می شوند که دارای ثابت زمانی 1.666 میلی ثانیه است. از خروجی D1.2، ولتاژ پالس که 1/3 فاز در مقایسه با ولتاژ خروجی D1.3 جابجا شده است، به کلید دوم ترانزیستورهای VT2 و VT5 وارد می شود که مشابه قبلی کار می کند. در سیم پیچ ثانویه T1 یک فاز "B" وجود دارد.

سپس، از خروجی عنصر D2.2، ولتاژ پالس، که قبلاً 1/3 فاز جابجا شده است، وارد خط تاخیر دوم در عناصر D2.3 و D2.4 می شود که در آن تغییر دیگری با فاز 1/3 رخ می دهد. پالس های خروجی عنصر D2.4 به کلید سوم ترانزیستورهای VT3 و VT6 وارد می شود که در مدار کلکتور آن سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T3 روشن است و ولتاژ متناوب فاز سوم آزاد می شود. سیم پیچ ثانویه آن

تراشه ها: D1 - K561LE5، D2 -K561LP2. ریز مدارها می توانند از سری K176 باشند، اما در این حالت ولتاژ تغذیه باید به 9 ولت (به جای 12 ولت) کاهش یابد. ترانزیستورهای KT604 را می توان با KT940 و ترانزیستورهای KT848 را با KT841 جایگزین کرد. ترانسفورماتورهای T1-T3 ترانسفورماتورهای یکسانی هستند که برای به دست آوردن ولتاژ مورد نظر هنگامی که 220 ولت به سیم پیچ اولیه آنها اعمال می شود، طراحی شده اند. به عنوان مثال، اگر می خواهید یک ولتاژ سه فاز 36 ولت دریافت کنید، باید ترانسفورماتورهای 220 ولت / 36 ولت را برای برق مورد نیاز بگیرید. برای تغذیه ریز مدارها استفاده می شود

منبع ولتاژ تثبیت شده ثابت 12 ولت. ولتاژ + 300 ولت با اصلاح ولتاژ شبکه 220 ولت با استفاده از یک پل دیود، به عنوان مثال، روی دیودهای D242 یا سایر دیودهای قدرتمند برای ولتاژ حداقل 300 ولت به دست می آید. صاف کردن ریپل توسط یک خازن 100 میکروفاراد / 360 ولت (مانند منبع تغذیه تلویزیون USST) انجام می شود. این ولتاژ ثابت به نقطه "+300V" اعمال می شود، همچنین می توانید ولتاژ کمتری اعمال کنید، در حالی که ولتاژهای خروجی بر این اساس تغییر می کنند.

در طول فرآیند تنظیم، لازم است با انتخاب مقاومت R1، فرکانس را روی پایه 10 D1 تا 200 هرتز با استفاده از فرکانس‌سنج تنظیم کنید و سپس با انتخاب R2 و R3 با استفاده از فازمتر، شیفت فاز را روی 120 تنظیم کنید. درجه

اگر یک ولتاژ سه فاز با فرکانس 400 هرتز مورد نیاز باشد، مقادیر عناصر به موارد زیر تغییر می کند: R1 = 178 kΩ، R2 = 60 kΩ، R3 = 60 kΩ. تمام قطعات، به جز ترانزیستورهای خروجی و ترانسفورماتورها، بر روی یک برد مدار چاپی ساخته شده از فایبرگلاس یک طرفه نصب می شوند. ترانزیستورهای خروجی باید روی سینک های حرارتی با سطح حداقل 100 سانتی متر مربع نصب شوند.

چشم انداز تخته مدار چاپیمنبع ولتاژ سه فاز

ژنراتور، طرحی که در شکل 1 نشان داده شده است، می تواند در موارد مختلف استفاده شود مبدل هاولتاژ تک فاز به سه فاز. ساده تر از مواردی است که در آن توضیح داده شده است.

برنج. 1 نمودار یک مولد پالس سه فاز

دستگاه شامل ژنراتورپالس ساعت DD1.1 ... DD1.3، شکل دهنده DD2 و اینورتر DD1.4 ... DD1.6. فرکانس ساعت ژنراتور 6 برابر فرکانس مورد نیاز را انتخاب کنید ولتاژ سه فازو با فرمول تقریبی محاسبه می شود

شکل دهنده بر روی یک شیفت رجیستر ساخته شده است که بر اساس مدار شمارنده تقسیم کننده فرکانس به 6 متصل شده است. در خروجی های 1، 3 و 5 (پایه های 5، 6، 13)

برنج. 2 سیگنال خروجی ژنراتور پالس سه فاز

پالس های مستطیلی DD2 تشکیل می شوند، با 1/3 دوره با چرخه کاری 2 جابجا می شوند. اینورترهای DD1.4 ... DD1.6 برای جداسازی به خروجی های DD2 متصل می شوند. سیگنال های خروجی ژنراتور در شکل 2 نشان داده شده است.

A.ROMANCHUK

ادبیات

1. ریز مدارهای دیجیتال محبوب Shilo V.L. - رادیو و ارتباطات، 1368، ص60.

2. Ilyin A. اتصال مصرف کننده های سه فاز به مدار تک فاز. - رادیو آماتور، 1377، ن10، ص26.

3. Kroer Yu سه فاز 200 هرتز از 50 هرتز. - رادیو آماتور، 1378، N10، S.21.

4. اینورتر سه فاز Pyshkin V. - رادیو، 1379، ن2، ص35.

موتورهای سه فاز ناهمزمان به دلیل سادگی و قابلیت اطمینان به طور گسترده در صنعت و در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می گیرند. عدم وجود مجموعه جرقه زنی و گرمایش جمع کننده-برس، و همچنین طراحی ساده روتور، عمر طولانی را تضمین می کند، تعمیر و نگهداری پیشگیرانه را ساده می کند. با این حال، اگر لازم باشد سرعت شفت چنین موتوری تنظیم شود، مشکلاتی ایجاد می شود. برای این کار معمولاً از مبدل های خاصی به نام تنظیم کننده فرکانس استفاده می شود که فرکانس ولتاژ تامین کننده موتور را تغییر می دهد. چنین تنظیم کننده هایی اغلب به شما امکان می دهند یک موتور سه فاز را از یک شبکه تک فاز تغذیه کنید، که به ویژه در هنگام استفاده از آنها در زندگی روزمره مهم است.

به عنوان مثال، تعداد زیادی مقاله به تنظیم کننده های فرکانس اختصاص داده شده است. متأسفانه، بیشتر طرح‌های توصیف‌شده چندان قابل تکرار نیستند، یا به دلیل پیچیده بودن آن‌ها یا (مانند تنظیم‌کننده شرح داده شده در ) از قطعات گران‌قیمتی ساخته شده‌اند که هزینه آن به نصف هزینه یک تنظیم‌کننده تجاری تولید می‌شود. توابع اضافیتنظیم کننده ها همیشه ضروری نیستند. بنابراین، برای بسیاری از برنامه های کاربردی ساده، چنین کنترل کننده ای نامطلوب است. دستگاه شرح داده شده در طبق طرح ساده است، اما سازماندهی کنترل سرعت صاف با آن دشوار است.

دستگاهی که در آن توضیح داده شده است، اگر کمی ساده شود، می تواند برای تکرار بهینه در نظر گرفته شود. این بر روی ریز مدارهای ارزان قیمت و در دسترس ساخته شده است، بنابراین نیازی به خرید میکروکنترلرهای گران قیمت یا ماژول های تخصصی نیست. در دستگاهی که در این مقاله توضیح داده شد، فقط شکل دهنده پالس کنترلی باقی مانده است. بقیه برای سادگی تغییر کرده است.

همانطور که می دانید، با کاهش فرکانس ولتاژ تامین کننده موتور، لازم است دامنه آن به طور متناسب کاهش یابد. ساده ترین راه برای انجام این کار با کمک مدولاسیون عرض پالس ولتاژ تولید شده است. در این از یک ژنراتور جداگانه و پنج میکرو مدار استفاده می شود. این خیلی راحت نیست، زیرا نیاز به استفاده از یک مقاومت متغیر دوگانه برای کنترل موتور و راه اندازی دو ژنراتور دارد و می توان تعداد ریز مدارها را کاهش داد.

من از روش دیگری برای پیاده سازی مدولاسیون عرض پالس استفاده کردم که دستگاه و استقرار آن را ساده می کند. اکنون شامل یک ژنراتور پالس های با مدت زمان ثابت با فرکانس کنترل شده، یک ضد تقسیم کننده نرخ تکرار پالس ژنراتور بر سه، یک شکل دهنده پالس کنترلی و کوپلرهای نوری است که کلیدهای برق DC به سه فاز را کنترل می کند. اینورتر AC.

شکل دهنده پالس کنترل فرکانس پالس هایی را که به آن می رسند بر شش تقسیم می کند. دیودهای ساطع کننده اپتوکوپلرها به گونه ای به هم وصل شده اند که جریان فقط در بازه های زمانی که خروجی ژنراتور روی سطح ولتاژ منطقی بالا تنظیم می شود از آنها عبور می کند و خروجی مربوطه شکل دهنده پالس کنترل روی پایین تنظیم می شود. بنابراین، هر نیم چرخه ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ موتور شامل 9 پالس با مدت زمان ثابت است، اما با مکث های قابل تنظیم بین آنها. در عین حال، کاهش مقدار موثر ولتاژ تامین شده به سیم پیچ ها به طور خودکار طبق قانون مورد نظر به دلیل افزایش سیکل کار با کاهش فرکانس آن اتفاق می افتد.

یک نمودار شماتیک از نوسانگر اصلی کنترل کننده فرکانس با استفاده از این اصل در شکل نشان داده شده است. 1. برای سیستم منبع تغذیه 0.37KW فن محوری 3 فاز طراحی شده است. یک مولد پالس بر روی یک ماشه اشمیت DD3.4 و یک ترانزیستور VT1 ساخته شده است. عملکرد آن را از لحظه تخلیه خازن C9 و تنظیم خروجی ماشه DD3.4 روی سطح منطقی بالا و خروجی تریگرهای متصل موازی DD3.5 و DD3.6 کم در نظر بگیرید.

برنج. 1. نمودار شماتیک اسیلاتور اصلی کنترل کننده فرکانس

خازن C9 از طریق مقاومت R12 و مقاومت منبع تخلیه ترانزیستور VT1 بسته به ولتاژ در گیت آن شروع به شارژ می کند. در برخی از زمان‌ها، ولتاژ خازن از آستانه سوئیچینگ بالای ماشه فراتر می‌رود که سطح خروجی آن پایین می‌آید. سپس تخلیه خازن C9 آغاز می شود. پس از رسیدن ولتاژ روی خازن به آستانه سوئیچینگ ماشه پایین، همه چیز از ابتدا تکرار می شود.

مدت زمان پالس سطح پایین در خروجی ماشه DD3.4 و سطح بالا در خروجی تریگرهای DD3.5 و DD3.6 بدون تغییر است و با ثابت زمانی مدار C9R13 تعیین می شود. و مدت زمان مکث بین پالس ها به ولتاژ در دروازه ترانزیستور اثر میدان VT1 بستگی دارد که توسط مقاومت متغیر R3 تنظیم می شود. هر چه بیشتر باشد، مقاومت ترانزیستور در منبع تخلیه کمتر است، بنابراین مکث بین پالس ها کوتاه تر و فرکانس آنها بیشتر است. در حداکثر فرکانس، مکث بین پالس ها حداقل است، بنابراین ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ های موتور نزدیک به ولتاژ کلیدهای برق است.

با کاهش فرکانس، مدت مکث افزایش می یابد، که منجر به کاهش میانگین مقدار ولتاژ روی سیم پیچ موتور می شود.

مقاومت متغیر R3 را تنظیم می کند و دور موتور را تنظیم می کند و مقاومت R4 را اصلاح می کند حداقل مقدار آن را تنظیم می کند. مقاومت R12 حداقل مدت مکث بین پالس ها را تعیین می کند.

چنین ژنراتوری پیچیده تر از در است، اما به دلایل مختلف استفاده می شود. در مرحله اول، به شما امکان می دهد طیف گسترده ای از کنترل فرکانس را با مقاومت کمی از مقاومت متغیر R3 بدست آورید. برای اکثر مقاومت های متغیر، زمانی که یک کنتاکت متحرک از یک تماس فلزی به یک پوشش مقاومتی (یا برعکس) حرکت می کند، یک تغییر شدید در مقاومت رخ می دهد. علاوه بر این، هر چه مقاومت اسمی مقاومت بزرگتر باشد، این خاصیت خود را روشن تر نشان می دهد. و در یک ژنراتور معمولی، مقاومت های متغیر با مقاومت بالا برای بدست آوردن یک بازه کنترل گسترده مورد نیاز است. در عمل، این اثر خود را به عنوان یک حرکت تند شفت موتور و افزایش جریان مصرف شده توسط آن هنگامی که موتور مقاومت متغیر به موقعیت شدید خود نزدیک می شود، نشان می دهد.

ثانیاً ، امکان شروع یکنواخت موتور بدون عارضه قابل توجه دستگاه امکان پذیر شد. این برای فن ها، به خصوص گریز از مرکز، مهم است، زیرا لحظه اینرسی پروانه معمولاً بسیار زیاد است، که به کارکرد طولانی مدت موتور در حالت راه اندازی با بیش از حد قابل توجهی از مصرف جریان نامی کمک می کند.

ثالثاً، با توجه به اینکه فرکانس ژنراتور با تغییر ولتاژ DC کنترل می شود، در صورت لزوم، سازماندهی کنترل از راه دور سرعت شفت موتور آسان است.

برای اجرای یک شروع نرم، از عناصر C2، R1، R2، VD1 و همچنین رله K2 استفاده می شود. در لحظه روشن شدن، مدار سیم پیچ رله K2 شکسته می شود، دیودهای ساطع کننده اپتوکوپلرهای U1-U6 از ژنراتور پالس جدا می شوند، خازن C2 تخلیه می شود. در این حالت، مقاومت پیرایش R2 حداقل نرخ تکرار پالس ژنراتور را تنظیم می کند که موتور از آن شروع می شود. لازم به ذکر است که حداقل فرکانس نیز تا حدی به موقعیت لغزنده مقاومت متغیر R3 بستگی دارد.

هنگامی که دکمه SB1 "Start" را فشار می دهید، رله K2 با کنتاکت های خود K2.2 کوپلرهای نوری را به ژنراتور متصل می کند. خازن C2 عمدتاً از طریق مقاومت R2 شروع به شارژ می کند. ولتاژ در دروازه ترانزیستور و در نتیجه فرکانس ژنراتور به تدریج افزایش می یابد. با انتخاب ظرفیت خازن C2 می توانید سرعت شتاب موتور را تغییر دهید. هنگامی که فرکانس ژنراتور به مقدار تعیین شده توسط مقاومت متغیر R3 برسد، دیود VD1 بسته می شود. خازن C2 که از طریق مقاومت R2 به ولتاژ تغذیه شارژ می شود، بر عملکرد بیشتر ژنراتور تأثیر نمی گذارد.

با فشار دادن دکمه SB2 "Stop" رله K2 کوپلرهای اپتوکوپلر را غیرفعال می کند و کنتاکت K2.1 خازن C2 را تخلیه می کند. رله K1 گره را کنترل می کند حفاظت فعلیکنترل کننده فرکانس هنگام بارگذاری بیش از حد، مدار قدرت سیم پیچ رله K2 را باز می کند. برای حفاظت بیشتر، کنترل کننده فرکانس از طریق یک قطع کننده مدار با جریان قطع 3 آمپر به شبکه متصل می شود.

اگر شروع نرم و کنترل کنترل کننده فرکانس با استفاده از دکمه ها مورد نیاز نباشد، می توان تمام عناصر موجود در نمودار را در داخل قاب dash-dot حذف کرد. به جای بخش منبع تخلیه ترانزیستور VT1، یک مقاومت متغیر با مقاومت 100 کیلو اهم باید در مدار رئوستات گنجانده شود. بهتر است ظرفیت خازن C9 را به 470 nF افزایش دهید و مقاومت مقاومت های R12 و R13 را به ترتیب انتخاب کنید.
200 اهم و 1.6 کیلو اهم. آندهای دیودهای ساطع کننده اپتوکوپلرهای U1-U6 باید مستقیماً به خروجی تریگرهای DD3.5 و DD3.6 متصل شوند.

از خروجی ماشه DD3.4، پالس ها به ورودی شمارنده DD4 وارد می شوند که ضریب تقسیم آن روی سه تنظیم شده است. شکل دهنده پالس کنترل بر روی شمارنده DD1، عناصر 3OR-NOT ریزمدار DD2 ساخته شده است و Schmitt DD3.1-DD3.3 را راه اندازی می کند. کار او با جزئیات کافی در و.

عملکرد گره کنترل با نمودارهای زمان بندی سیگنال ها در برخی از نقاط آن، نشان داده شده در شکل، توضیح داده شده است. 2. جریان هایی که از دیودهای ساطع کننده اپتوکوپلرهای U1 و U4 عبور می کنند به عنوان خروجی فاز A نشان داده می شوند. از آنجایی که بر خلاف , در دستگاه مورد نظر، تمام فرآیندها با فرکانس ژنراتور همگام می شوند، به اصطلاح زمان مرده در بین حالت های باز کلیدهای برق مختلف که از نظر مدت زمان مکث بین پالس های ژنراتور برابر است، می باشد. به صورت خودکار ارائه می شود. با مقادیر مقاومت R12 و خازن C9 نشان داده شده در نمودار و حداکثر فرکانس پالس، مدت زمان آن حداقل 30 میکرو ثانیه است.

برنج. 2. نمودارهای زمان بندی سیگنال ها

ترانزیستور اثر میدانی KP501A را می توان با سری BSN304 یا KP505 جایگزین کرد. به جای ریز مدار 74NST14، بهتر است یکی از آنالوگ های کاربردی آن KR1554TL2، 74AC14 را نصب کنید که با افزایش ظرفیت بار متمایز می شوند. در اینجا نیازی به استفاده از ریز مدارهای سری K561 و حتی بیشتر از K176 نیست.

ادبیات

1. Naryzhny V. منبع تغذیه موتور الکتریکی سه فاز از شبکه تک فاز با کنترل سرعت. - رادیو، 1382، شماره 12، ص. 35-37.

2. Galichanin A. سیستم کنترل فرکانس برای موتور ناهمزمان. - رادیو، 1395، شماره 6، ص. 35-41.

3. Khitsenko V. سه مرحله از یک. - رادیو، 1394، شماره 9، ص. 42، 43.

تاریخ انتشار: 17.05.2017

نظرات خوانندگان

• petr / 10.09.2018 - 17:16
  شماره پین ​​kr1561le10 با کتاب مرجع مطابقت ندارد
• اسکندر / 1396/05/24 - 19:40
  خروجی های فاز A جریان هایی را نشان می دهد که از طریق دیودهای ساطع کننده اپتوکوپلرهای U1 و U4 از طریق U1 و U2 عبور می کنند چرا سیگنال را برای درایورها معکوس می کنیم - (A, B, C)

ماده: اختراع مربوط به دستگاه های فناوری تبدیل است و می تواند برای منبع تغذیه با فرکانس 400 هرتز سیستم های هواپیما (LA) و همچنین برای منبع تغذیه یک ابزار با فرکانس بالا با فرکانس 400 هرتز استفاده شود. یا 200 هرتز نتیجه فنی شامل ساده سازی طراحی، کاهش وزن و اندازه دستگاه، افزایش قابلیت اطمینان و کیفیت ولتاژ خروجی با نظارت و کنترل ژنراتور مکث است. برای انجام این کار، دستگاه ادعا شده که مطابق مدار پل ساخته شده است، حاوی کلیدهای کاملاً کنترل شده با دیودهای متصل ضد موازی، بارهای فاز متصل به مدار ستاره و یک واحد کنترل، شامل یک دستگاه جدید است. راه حل، واحد کنترل، متشکل از یک نوسان ساز اصلی، یک ژنراتور، مکث کلیدهای کنترلی، شکل دهنده توالی پالس سه فاز و پارامتر تنظیم برای دوره ولتاژ خروجی T و ضریب توان بار cos φ n که ورودی آن به مدار بار متصل است. شی دیگر روشی برای کنترل یک اینورتر سه فاز با لینک است جریان مستقیممجهز به یک واحد کنترل که یک مکث بین کلیدهای کنترل شده ایجاد می کند و مدت زمان مکث بین کلیدهای کنترل شده بازوهای اینورتر آنتی فاز در cos φ n = 1.0÷0.8 0.05T÷0.044T است. 2 n.p. f-ly، 2 بیمار.

ماده: اختراع مربوط به دستگاه های فناوری تبدیل است که می تواند برای منبع تغذیه با فرکانس 400 هرتز سیستم های هواپیما (LA) و همچنین برای منبع تغذیه ابزار با فرکانس بالا با فرکانس 400 هرتز استفاده شود. یا 200 هرتز

اینورترهای سه فاز شناخته شده با پیوند DC، بار را بر اساس مدار ستاره روشن می کنند، با مدت زمان (λ) حالت باز بودن کلیدهای کنترل شده نیمی از دوره (λ=180 درجه el.)، که در آن ولتاژ فاز در بار دارای فرم دو مرحله ای است [راهنمای فناوری مبدل. اد. I.M. Chizhenko. کیف مؤسسه انتشاراتی: فنیا، 1357، ص 131، 132، شکل 3.38 و 3.39b، ج].

معایب چنین اینورترها قابلیت اطمینان نسبتاً پایین به دلیل امکان عبور جریان از طریق شیرهای کنترل شده ضد فاز تمام فازها در هنگام سوئیچینگ و همچنین ضریب بالا است. اعوجاج غیر خطی، یعنی تفاوت قابل توجهی در ولتاژ خروجی از سینوسی.

طرح‌هایی برای تشکیل توالی‌های سه فازی پالس‌ها برای کنترل شیرهای هر فاز وجود دارد، اما آنها اجازه نمی‌دهند فاصله‌ای بین روشن کردن شیرهای ضد فاز [VL Shilo] ایجاد شود. مدارهای دیجیتال محبوب: یک کتابچه راهنمای. - م.: متالورژی، 1988، ص59، fig.1.38a، b].

نزدیکترین راه حل فنیاین اختراع یک اینورتر سه فاز با پیوند DC است که در یک مدار پل ساخته شده است که شامل کلیدهای کاملاً کنترل شده با دیودهای متصل ضد موازی، بارهای فاز متصل به مدار ستاره، واحد کنترل و کلیدهای کمکی متصل به مدار مربوطه است. فازهای بار و یک خازن اضافی و کلیدهای اصلی در حالت رسانا 5/12T و کمکی 1/12T هستند که T دوره ولتاژ خروجی است [پتنت (RF) شماره 2125761، H02M 7/5387، 1999].

معایب این دستگاههستند عدد بزرگعناصر اضافی، پیچیدگی و قابلیت اطمینان نسبتاً پایین.

وظیفه ای که باید توسط اختراع ادعا شده حل شود، ساده سازی طراحی، کاهش وزن و اندازه دستگاه، بهبود قابلیت اطمینان و کیفیت ولتاژ خروجی با نظارت و کنترل ژنراتور مکث است.

مشکل با این واقعیت حل می شود که در یک اینورتر سه فاز با پیوند DC، ساخته شده بر اساس یک مدار پل، حاوی کلیدهای کاملاً کنترل شده با دیودهای متصل ضد موازی، بارهای فاز متصل شده مطابق مدار ستاره، واحد کنترل، طبق اختراع، واحد کنترل شامل یک نوسان ساز اصلی، یک ژنراتور سه فاز، دنباله ای از پالس ها و یک پارامتر برای دوره ولتاژ خروجی T و ضریب توان بار cos φ n است که ورودی آن به مدار بار، ژنراتور مکث روشن شدن کلیدهای کنترل شده و رمزگشای اول، دوم، سوم پالس های کنترلی کلیدهای بازوهای ضد فاز فازهای مربوطه اینورتر، که ورودی های آن به ژنراتور مکث کلید روشن خروجی و خروجی های مربوط به شکل دهنده قطار پالس سه فاز، خروجی نوسان ساز اصلی به ورودی اول ژنراتور مکث کلید روشن کن کنترل شده و ورودی دوم پارامتر ولتاژ خروجی متصل می شود. دوره T و به ضریب توان بار cos φ n.

این مشکل همچنین با روش کنترل یک اینورتر سه فاز با پیوند DC حل می شود که طبق آن، طبق اختراع، مدت زمان مکث بین روشن کردن کلیدهای کنترل شده بازوهای اینورتر ضد فاز در cos φ می باشد. n =1.0÷0.8 روی 0.05T÷0.044T تنظیم شده است.

ماهیت اختراع با نقاشی ها نشان داده شده است. شکل 1 نمودار یک اینورتر سه فاز را نشان می دهد، شکل 2 - نمودارهای ولتاژ زمان بندی.

اینورتر متشکل از ماژول های قدرت 1-6 است که شامل کلیدها و دیودهایی است که به صورت ضد موازی به سوئیچ ها متصل می شوند که در یک مدار پل با یک ترمینال به ترمینال منفی منبع تغذیه 7 و دیگری به ترمینال مربوطه متصل می شوند. فاز بار 8. واحد کنترل 9 شامل یک ژنراتور اصلی 10، ژنراتور پالس سه فاز 11، رسیور پالس کنترل اول 12، رسیور پالس کنترل دوم 13، رسیور پالس کنترل سوم 14 از هر فاز A, B, C است. ، ژنراتور مکث 15 و پارامتر تنظیم برای دوره ولتاژ خروجی T، ضریب توان بار cos φ n 16 (شکل 1).

از اسیلاتور اصلی 10، پالس‌های (U10) (شکل 2) به شکل‌دهنده قطار پالس سه فاز 11 عرضه می‌شود، که پالس‌های کنترلی (U11) را به ماژول‌های قدرت بالا و پایین 1-6 هر بازوی پل در طول مدت خروجی می‌دهد. نیم چرخه ولتاژ خروجی مدت زمان مکث بین روشن کردن بازوهای ضدفاز اینورتر (tp) توسط ژنراتور مکث 15 تنظیم می شود که پالس های ورودی آن از ژنراتور اصلی 10 تامین می شود. رسیورهای دوم و سوم پالس های کنترلی 12، 13، 14. پالس ها از واحد کنترل 9 به ماژول های قدرت بالایی (U1) و پایینی (U2) 1-6 هر بازوی پل با مکث بین روشن کردن ضد- می آیند. بازوهای اینورتر فاز تنظیم کننده پارامترهای دوره ولتاژ خروجی T و ضریب توان بار cos φ n 16 که در ورودی آن پالس ها از نوسانگر اصلی 10 دریافت می شود، ژنراتور مکث 15 را با توجه به مقادیر بدست آمده نظارت و کنترل می کند. از دوره ولتاژ خروجی T، ضریب توان بار cos φ n از فازهای بار 8.

همانطور که از نمودارهای زمان بندی مشخص است، ولتاژ در بار (U8) دارای یک فرم سه مرحله ای با مکث بین کلیدهای کنترل شده بازوهای اینورتر ضد فاز است که شکل ولتاژ فاز را به یک سینوسی نزدیک می کند. یکی این منجر به کاهش محتوای هارمونیک های فرد می شود، بنابراین کیفیت ولتاژ خروجی دستگاه بهبود می یابد.

نمونه ای از اجرای خاص روش.

از اسیلاتور اصلی 10، پالس ها به شکل دهنده قطار پالس سه فاز 11 عرضه می شود که پالس های کنترلی را به ماژول های قدرت بالا و پایین 1-6 خروجی می دهد. مدت زمان مکث بین روشن کردن بازوهای ضد فاز اینورتر برای مقدار cos φ n = 1.0 توسط ژنراتور مکث 15 برابر با مقدار 0.05T تنظیم می شود. مولد مکث 15 به طور همزمان مقدار 0.05T را به رمزگشاهای پالس کنترل اول، دوم، سوم 12،13،14 وارد می کند. پالس ها از واحد کنترل 9 به ماژول های قدرت بالا و پایین 1-6 هر بازوی پل با مکثی برابر با 0.05T بین روشن شدن بازوهای اینورتر آنتی فاز می آیند و یک فرم ولتاژ خروجی سه مرحله ای را تشکیل می دهند.

استفاده از این اینورتر سه فاز به شما امکان می دهد مدار را ساده کنید، اندازه و وزن را کاهش دهید و قابلیت اطمینان دستگاه را افزایش دهید. روش کنترل برای یک اینورتر سه فاز با پیوند DC شکل ولتاژ خروجی را به شکل سینوسی نزدیک می کند که کیفیت ولتاژ خروجی را در مقادیر cos φ n = 1.0÷0.8 بهبود می بخشد.

1. یک اینورتر سه فاز با پیوند DC، ساخته شده بر اساس مدار پل، حاوی کلیدهای کاملاً کنترل شده با دیودهای متصل ضد موازی، بارهای فاز متصل به مدار ستاره، یک واحد کنترل، با مشخصه این که واحد کنترل شامل یک اسیلاتور اصلی، یک شکل دهنده قطار پالس سه فاز و دستگاه تنظیم کننده دوره ولتاژ خروجی T و ضریب توان بار cos φ n، که ورودی آن به مدار بار متصل است، ژنراتور مکث برای روشن کردن کلیدهای کنترل شده و رمزگشاهای اول، دوم، سوم پالس های کنترلی کلیدهای بازوهای ضدفاز فازهای مربوطه اینورتر که ورودی های آنها به خروجی ژنراتور مکث روشن کننده کلیدهای کنترل شده و مربوطه متصل است. خروجی های شکل دهنده قطار پالس سه فاز، خروجی نوسانگر اصلی به اولین ورودی ژنراتور مکث روشن کردن کلیدهای کنترل شده و ورودی دوم پارامتر تنظیم برای دوره خروجی متصل می شود. ولتاژ T و ضریب توان روشن است بارهای cos φ n.

2. روشی برای کنترل یک اینورتر سه فاز با پیوند DC، که مشخصه آن این است که مدت زمان مکث بین کلیدهای کنترل شده بازوهای اینورتر ضد فاز در cos φ n = 1.0÷0.8 روی 0.05÷ تنظیم شده است. 0.044T.

اختراعات مشابه:

این اختراع مربوط به مهندسی برق است، یعنی اینورترهای ترانزیستور نیم پل تک فاز، برای استفاده در صنعت برق در نظر گرفته شده است و می تواند در منابع مختلف برق ثانویه مانند دستگاه های جوشکاری الکتریکی استفاده شود. شارژرها، منابع جریان با تثبیت زیاد جریان تصحیح خروجی و غیره.

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق است و می تواند در انبارهای نورد الکتریکی با موتورهای ناهمزمان کششی که توسط یک شبکه تماس جریان مستقیم تغذیه می شوند، به ویژه در انبارهای برقی واگن های مترو استفاده شود.

این اختراع مربوط به فناوری تبدیل است و می تواند برای گرمایش القایی و ذوب فلزات استفاده شود. .

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق است و می تواند در دستگاه های فشار قوی، ماشین های دوار یا موتور استفاده شود. وسیله نقلیهبرای تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم یا بالعکس یا تغییر شکل، دامنه و فرکانس جریان

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق است و می تواند در درایوها و فناوری ولتاژ بالا استفاده شود. نتیجه فنی افزایش قابلیت اطمینان با از بین بردن خرابی کامل کارخانه با استفاده از مبدل شیر است. در یک مبدل AC، مقاومت ترمز دارای چندین مقاومت ترمز جداگانه (18) است که به ترتیب بخشی از زیر ماژول دوقطبی (14) هستند، و زیر ماژول ها (14)، زمانی که زیر ماژول ها به صورت سری متصل می شوند، به صورت سری به هم متصل می شوند. و حداقل تا حدی حاوی انرژی انباشته کننده (16) است اتصال موازیبا یک مقاومت ترمز جداگانه اختصاص داده شده (18) و یک نیمه هادی قدرت ترمز قابل کنترل (28)، که در موقعیت ترمز، اجازه می دهد تا جریان از مقاومت ترمز فردی اختصاص داده شده (18) عبور کند و در موقعیت عملیاتی معمولی، قطع شود. جریان از آن عبور می کند. 2 n. و 11 z.p. f-ly, 12 بیمار.

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق است و می تواند برای کنترل انواع مبدل های قدرت، به ویژه مبدل های فرکانس الکترونیکی، با استفاده از ارتباطات بی سیم. نتیجه فنی افزایش سرعت و دقت کنترل است. در راه و نظام کنترل بی سیمدستگاه های سوئیچینگ، هر مبدل قدرت شامل دستگاه های نیمه هادی با توان بالا است. سیگنال‌های کنترلی بین کنترل‌کننده و گره بی‌سیم یک یا چند مجموعه مشخص از مبدل‌های قدرت با استفاده از یک سیستم ارتباطی بی‌سیم منتقل می‌شوند. سیگنال های کنترلی به گره بی سیم محلی یک یا چند مبدل قدرت منتقل می شوند. انتقال داده شامل بسته های داده ای حاوی چنین اطلاعات کنترلی است که ماژول زمان گره بی سیم محلی را می توان با استفاده از اطلاعات همگام سازی زمانی سیستم ارتباط بی سیم همگام سازی کرد. به عنوان سایر جنبه های اختراع حاضر، سیستمی با استفاده از روش مذکور شرح داده شده است برنامه کامپیوتریبرای اعدام روش مشخص شده. 3 n. و 20 z.p. f-ly, 3 بیمار.

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق است و می تواند در دستگاه هایی برای کنترل توان انتقالی به بار استفاده شود. نتیجه فنی افزایش بهره وری انرژی و قابلیت اطمینان است. یک مدار خازن اضافی به مبدل ولتاژ پل وارد می شود که بر روی ترانزیستور ساخته شده است و بین پایانه های اول و دوم مدار خروجی پل ترانزیستوری متصل می شود. در ساده ترین حالت، مدار خازن اضافی شامل یک خازن است. در نسخه دیگری از دستگاه، مدار خازن اضافی به صورت چهار خازن ساخته شده است و خازن های اول، دوم، سوم و چهارم آن به ترتیب به مدارهای خروجی اول، دوم، سوم و چهارم به صورت موازی متصل می شوند. ترانزیستورهای قدرت. 3 w.p. f-ly، 4 بیمار.

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق می باشد و می تواند در سیستم های منبع تغذیه و اینورترها استفاده شود و نتیجه فنی افزایش قابلیت اطمینان و کارایی برای کاربران و تامین کنندگان است. روش و دستگاه ارائه راه حل برای ناسازگاری بین سیستم ها منبع تغذیه اضطراری(BP) یک شکل موج غیر سینوسی و بارهای با تصحیح ضریب توان فعال (PFC) شامل مراحل زیر است: تولید شکل موج سیگنال غیر سینوسی (مثلاً یک نوسان ولتاژ) برای تحویل به بار با مدولاسیون عرض پالس (PWM) چرخه وظیفه؛ نمونه برداری از شکل موج غیر سینوسی برای جمع آوری نمونه های سیگنال خروجی؛ و تنظیم چرخه وظیفه برای کنترل شکل موج سیگنال غیر سینوسی به عنوان تابعی از نمونه های سیگنال خروجی برای ارائه یک مشخصه سیگنال دلخواه (مثلاً سطح سیگنال RMS) به بار. در تجسم های اختراع، چرخه وظیفه خروجی به ترتیب در موارد افزایش و کاهش تقاضای توان بار به طور متفاوت تنظیم می شود. 3 n. و 17 z.p. f-ly, 14 بیمار.

این اختراع مربوط به مبدل های انرژی الکتریکی، به طور خاص به اینورترهای ولتاژ مستقل است و می تواند در منابع تغذیه ثانویه در تجهیزات صنعتی عمومی، و همچنین در مبدل های کمکی برای لوکوموتیوها در حمل و نقل ریلی استفاده شود. نتیجه فنی اختراع کاهش ابعاد کلی مبدل است. نتیجه فنی مشخص شده با این واقعیت حاصل می شود که مبدل DC به AC حاوی یک منبع ولتاژ DC با یک خازن در خروجی، یک اینورتر ولتاژ پل متشکل از چهار سوئیچ است که هر کدام از یک ترانزیستور و یک دیود معکوس تشکیل شده است. خروجی های DC که به خروجی منبع ولتاژ DC و خروجی های AC به سیم پیچ اولیهترانسفورماتور، سیم پیچ ثانویه آن به بار، سیستم کنترل متصل است، علاوه بر این، یک سنسور هال در مدار مغناطیسی ترانسفورماتور تعبیه شده است که خروجی آن به ورودی سیستم کنترل متصل است، خروجی های که به ورودی های درایور اول و دوم وصل می شوند که هر کدام دو کلید متصل سری اینورتر ولتاژ پل را کنترل می کنند. 1 بیمار

این اختراع مربوط به یک منبع تغذیه سه فاز بدون وقفه است. نتیجه فنی شامل اجرای اختراع ادعا شده بدون استفاده از تغییر پله ای در عملکرد دو مبدل قدرت است تا بتوان یک برق سه فاز استاندارد برای بار تامین کرد. برای انجام این کار، مدار مبدل برق ادعا شده، حاوی یک ورودی، از جمله تعداد زیادی از خطوط ورودی، که هر کدام برای اتصال به فاز یک منبع برق متناوب چند فازی با سیگنال سینوسی طراحی شده‌اند. تعداد زیادی از باس های DC، از جمله یک گذرگاه DC مثبت اول با ولتاژ DC نامی اول، یک گذرگاه DC مثبت دوم با ولتاژ نامی DC دوم، یک گذرگاه DC منفی اول با ولتاژ DC نامی سوم، و یک گذرگاه DC منفی دوم با ولتاژ DC نامی دوم. داشتن ولتاژ DC نامی چهارم؛ یک مدار مبدل قدرت شامل اولین مبدل برق و یک مبدل برق دوم که هر کدام به یک ورودی AC و حداقل یکی از بسیاری از باس های DC متصل هستند. 3 n. p. f - ly، 17 z. p. f - ly, 16 ill.

این اختراع مربوط به رشته مهندسی برق است و می تواند در مبدل های قدرت استفاده شود. اثر: افزایش ضریب توان و راندمان. لینک DC (3) حاوی یک خازن (3a) است که به صورت موازی با خروجی مدار مبدل (2) متصل شده و یک ولتاژ موج دار (vdc) از لینک DC را خروجی می کند. مدار (4) اینورتر خروجی پیوند (3) DC را با سوئیچینگ به AC تبدیل می کند و AC را به موتور (7) متصل به آن می رساند. کنترل کننده (5) سوئیچینگ مدار اینورتر (4) را به گونه ای کنترل می کند که جریان های موتور (iu، iv و iw) به طور همزمان با ریپل ولتاژ تغذیه (vin) تپش داشته باشند. کنترل کننده (5) سوئیچینگ مدار (4) اینورتر را مطابق با بار موتور (7) یا وضعیت عملکرد موتور (7) کنترل می کند و دامنه جریان های ریپل (iu, iv) را کاهش می دهد. و iw) موتور. 5 z.p. f-ly, 5 بیمار.

این اختراع مربوط به زمینه فناوری تبدیل است و می تواند به عنوان مثال در سیستم های درایو جریان متناوب AC و در سیستم های منبع تغذیه ثانویه استفاده شود. نتیجه فنی شامل ایجاد یک اینورتر ولتاژ مستقل است که با اطمینان از حداقل مقاومت مداری که جریان هر فاز از آن عبور می کند، کاهش تلفات برق را ممکن می کند و در عین حال سطح پایینی از هارمونیک های ولتاژ بالاتر را در موتور حفظ می کند. فاز. برای انجام این کار، دستگاه مورد ادعا شامل اولین پل برقی از سه نیم پل موازی متصل، ساخته شده از چندین ترانزیستور متصل به سری که با دیودهای معکوس شنت شده اند، پل برقی شش بازوی دوم، که سه نیم پل موازی متصل است. ، از دو جفت ترانزیستور متصل به سری ساخته شده است که هر کدام از دو ترانزیستور به هم متصل شده توسط خروجی های برق مخالف و یک تقسیم کننده ولتاژ از سه خازن به صورت سری تشکیل شده است. خروجی های اول و چهارم تقسیم کننده ولتاژ به ورودی های پل برقی اول و خروجی های دوم و سوم آن به ورودی های پل برقی دوم متصل می شوند. خروجی های نیم پل پل اول و دوم به همین نام به هم وصل شده و به فاز مربوطه موتور متصل می شوند. 1 بیمار

این اختراع به فناوری مبدل قدرت مربوط می شود و دستگاهی است که یک روش پالس کارآمد برای کنترل توان انتقال یافته به بار را اجرا می کند. نتیجه فنی افزایش بهره وری انرژی و قابلیت اطمینان است. این دستگاه یک مبدل ولتاژ پل فشاری است که شامل ترانزیستورها (سوئیچ های کنترل شده با قدرت) است که مدار پل ترانزیستوری را تشکیل می دهد و بار دو ترمینالی مدار پل ترانزیستوری را تشکیل می دهد. ترانزیستورهای اول و دوم پل ترانزیستوری که به صورت سری به هم متصل شده اند، اولین مدار ترانزیستوری را تشکیل می دهند که بین ریل های برق وصل می شود. ترانزیستورهای سوم و چهارم پل ترانزیستوری که به صورت سری به هم متصل شده اند، مدار دوم ترانزیستوری را تشکیل می دهند که بین ریل های برق وصل شده است. نقاط میانی مدارهای ترانزیستوری اول و دوم به ترتیب ترمینال های اول و دوم مدار خروجی مدار پل ترانزیستوری هستند و ترمینال های اول و دوم بار دو ترمینالی مدار پل ترانزیستوری به آنها متصل می شوند. ترانزیستورهای اول و دوم توسط سیگنال های پالس پارافاز دنباله اول خود کنترل می شوند و ترانزیستورهای سوم و چهارم توسط سیگنال های پالس پارافاز دنباله دوم خود کنترل می شوند. دنباله دوم سیگنال های پالس پارافاز در زمان نسبت به دنباله اول جابجا می شود. اهداف تعیین شده با معرفی چوک های اضافی و مدارهای C حاوی خازن به دست می آیند. اولین ترمینال سیم‌پیچ سلف اول مستقیماً به اولین ترمینال مدار خروجی مدار پل ترانزیستوری و ترمینال دوم سیم‌پیچ سلف اول از طریق به باس‌های برق یا به گذرگاه برق متصل می‌شود. خازن ها یا خازن اولین مدار C. ترمینال اول سیم پیچ چوک دوم مستقیماً به ترمینال دوم مدار خروجی مدار پل ترانزیستوری و ترمینال دوم سیم پیچ چوک دوم به باس های برق یا از طریق گذرگاه برق وصل می شود. خازن ها یا خازن مدار C دوم. در اولین نسخه از طرح دستگاه پیشنهادی، خازن های اضافی معرفی شده اند و در مدارهای ترانزیستور اول و دوم، هر یک از ترانزیستورهای موجود در آنها یا یکی از آنها توسط خازن اضافی مربوطه شنت می شود. در نسخه دوم طرح دستگاه پیشنهادی، دیودهای اضافی معرفی شده است. خروجی دوم سیم پیچ سلف اول به ترتیب از طریق دیودهای اضافی اول و دوم به باس های برق اول و دوم متصل می شود. خروجی سیم پیچ دوم سلف دوم به ترتیب از طریق سومین و چهارمین دیود اضافی به باس های برق اول و دوم متصل می شود. 2 w.p. f-ly, 3 بیمار.

این اختراع مربوط به دستگاه‌های فناوری تبدیل است و می‌توان از آن برای تغذیه سیستم‌های داخل هواپیما با فرکانس 400 هرتز و همچنین برای تامین انرژی ابزاری با فرکانس بالا با فرکانس 400 هرتز یا 200 هرتز استفاده کرد.

این مقاله نمودار یک دستگاه ساده را در نظر می گیرد که به شما امکان می دهد کنترل مدار قدرت یک درایو ناهمزمان فرکانس را اجرا کنید. هدف این مقاله برای آماتورهای رادیویی است که علاقه مند به توسعه و ساخت کنترل کننده های سرعت خانگی برای موتورهای ناهمزمان هستند، از جمله زمانی که آنها از یک شبکه تک فاز خانگی تغذیه می شوند.

یادداشت مهم. این مقاله سیستم های کمکی را در نظر نمی گیرد که بدون آنها ساخت یک مدار درایو کامل غیرممکن است، یعنی: منابع تغذیه برای همه واحدهای درایو، یک مدار رابط برای یک مدار کنترل ولتاژ پایین و یک مدار قدرت اینورتر (درایورهای سوئیچ قدرت)، خود مدار قدرت اینورتر توسعه این گره ها به صلاحدید خوانندگان واگذار شده است.

فرکانس کنترل شده (یا متغیر) درایو ناهمزمان(از این پس به سادگی درایو) معمولاً طبق طرح "شبکه تامین - یکسو کننده - فیلتر - اینورتر ولتاژ سه فاز - موتور ناهمزمان رانده (از این پس - AD)" ساخته می شود. شبکه تامین به ترتیب می تواند تک فاز خانگی یا سه فاز صنعتی باشد و یکسو کننده تک فاز یا سه فاز ساخته می شود. به عنوان یک فیلتر، به عنوان یک قاعده، از فیلترهای L شکل L استفاده می شود؛ در سیستم های کم مصرف، استفاده از فیلتر C صاف کننده معمولی قابل قبول است.

پیچیده ترین گره اینورتر ولتاژ است. در سالهای اخیر، بر اساس کلیدهای قدرت کاملاً کنترل شده - ترانزیستور ساخته شده است. ماسفتیا IGBTو اخیراً از مدارهای مبتنی بر کلیدهای نیمه کنترل شده (تریستور) استفاده شده است. وظیفه اینورتر به دست آوردن یک ولتاژ سه فاز تنظیم شده در فرکانس و مقدار موثر از یک ولتاژ ثابت است. کنترل فرکانس به خصوص دشوار نیست، اما برای تنظیم مقدار ولتاژ موثر، باید از مدولاسیون PWM استفاده کنید، که بسیار ساده نیست.

کنترل کلیدهای پاور اینورتر طبق یک الگوریتم خاص توسط یک کنترل کننده ویژه (به عبارت دیگر، یک مدار کنترل) انجام می شود. الگوریتم کنترل نه تنها شامل اجرای توابع کنترل فرکانس و مقدار موثر ولتاژ خروجی، بلکه اجرای حفاظت از سوئیچ های قدرت از اضافه بار و اتصال کوتاه است. در برخی موارد، عملکردهای کنترل گشتاور روی شفت IM و سایر وظایف خاص که برای استفاده آماتور نامربوط هستند، علاوه بر این اجرا می شوند.

توسعه یک مدار کنترل اینورتر با طیف کاملی از عملکردها، کاری بسیار پیچیده است که نمی توان آن را به طیف گسترده ای از علاقه مندان به الکترونیک توصیه کرد، با این حال، در یک مدار کوتاه، اما برای استفاده خانگی (و حتی برای برخی موارد خاص صنعتی، به عنوان مثال، درایوهای تهویه)، امکان حل آن وجود دارد - به مقاله های موجود در مجلات زیر مراجعه کنید رادیو شماره 4 برای سال 2001و شماره 12 برای سال 2003(قابل دانلود از) . متأسفانه این طرح ها دارای معایب متعددی هستند، به ویژه پایداری پایین پارامترها به دلیل رویکرد ترکیبی نیمه آنالوگ-نیمه دیجیتال، عدم توسعه سیستم های حفاظتی و غیره. تلاش برای رهایی از این معایب و در در همان زمان گسترش می یابد عملکردسیستم کنترل منجر به ایجاد یک مدار کنترل اینورتر ولتاژ بر روی یک میکروکنترلر ارزان قیمت شد (شکل 2 را ببینید). تصویر 1) که برای تکرار پیشنهاد شده است.

شکل 1. نمودار شماتیک

مختصر ویژگی ها و ویژگی ها:

• تشکیل دنباله ای از تکانه ها برای کنترل سوئیچ های قدرت طبق الگوریتمی که وابستگی خطی مقدار ولتاژ موثر به فرکانس را پیاده سازی می کند.
• تنظیم فرکانس ولتاژ خروجی اینورتر از 5 تا 50 هرتز.
• حفاظت با سرعت بالا سوئیچ های قدرت اینورتر در برابر جریان های اتصال کوتاه؛
• امکان استفاده از مدار حفاظتی به عنوان سنسور تخصصی به عنوان سنسور جریان (به عنوان مثال توسط شرکت LEM) و یک شانت معمولی.
• امکان اتصال نمایشگر اضافی با رابط سریالبرای نشان دادن جریان و تنظیم فرکانس؛
• سادگی بسیار زیاد مدار - تنها 4 ریز مدار، از جمله یک میکروکنترلر.

مدار از یک میکروکنترلر ارزان قیمت استفاده می کند AT89C2051-24PI. تمام توابع مورد نیاز را طبق یک برنامه ویژه توسعه یافته پیاده سازی می کند.

رابط XP3برای اتصال ولتاژ تغذیه مدار کنترل 5 ولت (پین های 1 و 4) و همچنین اتصال کلیدهای برق اینورتر به مدار درایور (پین های 12 - 17).

رابط XP1برای اتصال سیگنال از سنسور جریان اینورتر عمل می کند. اگر از سنسور جریان استفاده شود LEMیا مشابه، پس یک مقاومت بار مورد نیاز است R0مقاومت آن بر اساس نوع سنسور تعیین می شود. اگر از یک شنت به عنوان سنسور استفاده شود، این مقاومت مورد نیاز نیست. اندازه شنت باید به گونه ای باشد که وقتی جریان اتصال کوتاه در مدار DC اینورتر وجود دارد، افت ولتاژی بین 3 تا 5 ولت در آن افت کند. اگر ولتاژ به میزان قابل توجهی کمتر باشد، ممکن است یک مرحله تقویت اضافی لازم باشد.

مدار حفاظتی بر روی یک مقایسه ساخته شده است DA1Aو ماشه DD1.1و اینجوری کار میکنه ولتاژ سنسور جریان از طریق مدار محافظ R1-VD1به ورودی غیر معکوس مقایسه کننده می رود DA1.A، و ولتاژ آستانه از مقاومت تنظیم به ورودی معکوس آن تامین می شود R2. هنگامی که ولتاژ سنسور جریان از آستانه فراتر رود، مقایسه کننده کار می کند و سطح منطقی بالایی از خروجی آن به ورودی ساعت ماشه می رود. DD1.1که سوئیچ می کند و سیگنال پین 5 آن میکروکنترلر را در حالت ریست قرار می دهد. ماشه را روشن کنید DD1.1تنظیم مجدد توسط مدار R5-C1. برای بازنشانی مدار حفاظتی به موقعیت کاری و در نتیجه راه اندازی اینورتر، دکمه را به طور خلاصه فشار دهید SB1.

هنگامی که یک سیگنال تنظیم مجدد به میکروکنترلر می رسد DD2متوقف می شود، شروع به اجرای برنامه خود می کند. ابتدا مقدار دهی اولیه میکروکنترلر رخ می دهد و سپس سیگنال فعال سازی باس بافر داده می شود. DD3 "دروازه ". این بافر برای خاموش کردن سریع سیگنال های کنترل خروجی هنگام فعال شدن حفاظت استفاده می شود، زیرا هنگامی که سیگنال تنظیم مجدد توسط میکروکنترلر دریافت می شود، سطح منطقی بالایی در تمام پورت های خروجی آن از جمله خط تنظیم می شود " دروازه "، که خروجی ها را ترجمه می کند DD3به حالت Z با تشکر از مقاومت ها R9-R14در خروجی های مدار کنترل با علامت " VT1 " - "VT6 "، پایین منطقی تنظیم شده است، که مربوط به حالت قفل تمام کلیدهای برق اینورتر است. LED HL1حالت عملکرد مدار کنترل را نشان می دهد: درخشش سبز "کار"، قرمز - "محافظت".

این ساخت مدار حفاظتی به این دلیل است که سرعت میکروکنترلرهای ارزان قیمت مدرن به وضوح برای اجرای حفاظت کافی نیست. ابزارهای نرم افزاری. این نه تنها در مورد میکروکنترلر مورد استفاده، بلکه برای AVRها و PICهای سریعتر نیز صدق می کند.

با یک مقاومت R8مقدار فرکانس مورد نظر ولتاژ خروجی اینورتر تنظیم شده است. صرف نظر از موقعیت موتور R8، بلافاصله پس از شروع کار، اینورتر سیگنال های خروجی را برای فرکانس ولتاژ 5 هرتز تولید می کند. سپس، با تجزیه و تحلیل موقعیت لغزنده این مقاومت، میکروکنترلر شروع به افزایش تدریجی فرکانس به یک سطح از پیش تعیین شده می کند. تغییر فرکانس در مراحل 1 هرتز گسسته است و نرخ تغییر روی 2 هرتز بر ثانیه تنظیم شده است. این کار برای حذف تغییر ناگهانی فرکانس خروجی انجام می شود که می تواند منجر به افزایش جریان در IM و اضافه بارهای مکانیکی در مکانیزم درایو شود.

به رابط XP2شما می توانید یک صفحه نمایش را با یک رابط سریال متصل کنید، که مقادیر تنظیم شده و فرکانس فعلی را نشان می دهد، وجود نمایشگر برای عملکرد مدار ضروری نیست. در نسخه مؤلف، بر روی شش هفت بخش اعمال شد نشانگرهای LEDو شش رجیستر با ورودی سریال و خروجی داده موازی.

شکل 2 طراحی کناره های PCB

شکل 3 محل عناصر روی تخته.

یک برد مدار چاپی برای مدار کنترل ایجاد شده است (شکل 2 را ببینید). شکل 2). طرح عناصر مدار نشان می دهد شکل 3. کانکتورهای مورد استفاده از نوع پین فیش هستند لطفا. میکروکنترلر DD2در پنل نصب شده تا امکان برنامه ریزی مجدد را فراهم کند. LED دو رنگ - هر، یک کریستال درخشش قرمز به یک مقاومت متصل است R16. دکمه SB1- هر ساعت، مقاومت تنظیم R3نوع SP5-16، متغیر R8- هر نوع مقاومت ها و خازن ها اهمیت اساسی ندارد فقط مهم این است که ولتاژ خازن های الکترولیتی حداقل 10 ولت باشد خازن های غیر الکترولیتی دیسک های سرامیکی هستند.

الگوریتم عملکرد مدار کنترل با نمودارهای سیگنال های خروجی و نمودارهای مربوط به ولتاژهای خروجی اینورتر (با بار فعال) توضیح داده شده است - ببینید. شکل 4و شکل 5. مدت زمان پالس ها 1.11 میلی ثانیه است و مدت زمان مکث بین آنها (داخل پک) به فرکانس بستگی دارد و در یک اینورتر ولتاژ خروجی فرکانس 50 هرتز حدود 20 میکرو ثانیه است (بازه نگهبانی که امکان را کاملاً از بین می برد. جریان عبوری در اینورتر).

شکل 4 نمودار خروجی مدار کنترل

شکل 5 شکل موج ولتاژ خروجی اینورتر تحت بار مقاومتی

مدار کنترل با استفاده از یک اینورتر با توان بالا تست شد IGBTترانزیستورها MBN1200C33(HITACHI) که یک IM با توان 55 کیلووات با سرعت اسمی 1500 دقیقه بر روی یک فن گریز از مرکز بارگذاری شده بود. هیچ نقصی در عملکرد مدار کنترل وجود نداشت. شکل واقعی ولتاژها در خروجی اینورتر با BP فوق با اسیلوگرام نشان داده شده است - به شکل 1 مراجعه کنید. شکل 6و شکل 7.

شکل 6 ولتاژ فاز روی موتور

شکل 7 ولتاژ فاز روی موتور

تصاویر مدار با کیفیت بالا، ترسیم هادی های برد مدار چاپی، فایل باینریسیستم عامل، قابل دانلود در، و برخی اطلاعات اضافیدر مورد ویژگی های ساخت بقیه، که در این مقاله در نظر گرفته نشده است، گره های درایو و اینورتر را می توان از مقاله-برنامه اضافی واقع در همان مکان به دست آورد.