En enkel trefas spänningsomvandlare styrkrets. Tre-fas pulsgenerator Tre-fas pulståg generator kretsar

Ett trefas växelströmsnätverk med en frekvens på 200 eller 400 Hz krävs för att driva olika hushålls- och industriapparater. För att erhålla en sådan spänning används i de flesta fall en lämplig elektromekanisk trefasgenerator, vars rotor drivs av en enfas elektrisk motor som drivs av ett 220V-nätverk.

Den föreslagna elektroniska generatorn gör det möjligt att lösa detta problem med bästa oddsen användbar åtgärd.

Om man studerar trefasspänningsdiagrammet kan man se tre sinusformade signaler förskjutna i serie med 1/3 av perioden. Om en frekvens på 200 Hz antas är perioden 5 mS. Därför är 1/3 av perioden lika med 1,666... mS. Således visar det sig att om vi har en initial enfasspänning på 200 Hz, som passerar den genom två seriekopplade fördröjningslinjer, som var och en introducerar en fördröjning på 1.666 .. mS, kommer vi att få en trefasspänning, en fas är källspänningen och två faser av spänning med utgångar från motsvarande fördröjningslinjer.

kretsschema en anordning som fungerar enligt denna princip visas i figuren. Alla initiala signaler är rektangulära, deras omvandling till sinusform sker i induktanserna hos utgångstransformatorerna T1-T3.

Multivibratorn på D1-chippet producerar rektangulära pulser med en frekvens på 200 Hz. Dessa pulser matas till ingången på en elektronisk högspänningsomkopplare på transistorerna VT1 och VT4, vid vars utgång transformatorns T1 primärlindning är påslagen. Som ett resultat tillförs en pulsad spänning på 300V till lindningen. Självinduktions-EMK jämnar ut dessa pulser till en form nära sinusformad och på sekundärlindningen bildas T1 AC spänning frekvens 200 Hz. Sålunda bildas fas "A".

För att bilda "B"-fasen matas pulser med en frekvens på 200 Hz från utgången D1 till fördröjningskretsen, som har en tidskonstant på 1,666 mS. Från utgången D1.2 matas den pulsade spänningen, skiftad med 1/3 fas jämfört med spänningen vid utgång D1.3, till den andra tangenten på transistorerna VT2 och VT5, som fungerar på samma sätt som den föregående. På sekundärlindningen T1 finns en fas "B".

Sedan, från utgången av element D2.2, kommer pulsspänningen, redan skiftad med 1/3 fas, in i den andra fördröjningslinjen på elementen D2.3 och D2.4, i vilken en annan förskjutning sker med 1/3 fas. Pulserna från utgången av element D2.4 matas till den tredje nyckeln på transistorerna VT3 och VT6, i vars kollektorkrets transformatorns T3 primärlindning är påslagen, och en växelspänning av den tredje fasen släpps på dess sekundära lindning.

Chips: D1 - K561LE5, D2 -K561LP2. Mikrokretsar kan vara från K176-serien, men i detta fall måste matningsspänningen sänkas till 9V (istället för 12V). KT604 transistorer kan ersättas med KT940, KT848 transistorer med KT841. Transformatorer T1-T3 är identiska transformatorer, designade för att erhålla önskad spänning när 220V appliceras på deras primärlindning. Till exempel, om du vill få en trefasspänning på 36V, måste du ta 220V / 36V transformatorer för den erforderliga effekten. Används för att driva mikrokretsar

källa för konstant stabiliserad spänning 12V. Spänningen + 300V erhålls genom att likrikta nätspänningen 220V med hjälp av en diodbrygga, till exempel på D242-dioder eller andra kraftfulla dioder för en spänning på minst 300V. Ripple smoothing utförs av en 100 mikrofarad / 360V kondensator (som i USST TV-strömförsörjning). Denna konstanta spänning appliceras på "+300V"-punkten. Du kan också applicera en lägre spänning, medan utspänningarna kommer att ändras i enlighet med detta.

Under inställningsprocessen är det nödvändigt, genom att välja motståndet R1, att ställa in frekvensen på stift 10 D1 till 200 Hz med hjälp av en frekvensmätare, och sedan genom att välja R2 och R3, med hjälp av en fasmätare, ställa in fasförskjutningen till 120 °.

Om en trefasspänning med en frekvens på 400 Hz krävs, ändras elementens värden till följande: R1 = 178 kΩ, R2 = 60 kΩ, R3 = 60 kΩ. Alla delar, förutom utgångstransistorer och transformatorer, är monterade på ett kretskort tillverkat av ensidig glasfiber. Utgångstransistorerna måste monteras på kylflänsar med en yta på minst 100 cm2.

Se tryckt kretskort trefas spänningskälla

Generatorn, vars schema visas i Fig. 1, kan användas i olika omvandlare enfas spänning till trefas. Det är enklare än de som beskrivs i.

Ris. 1 Diagram över en trefaspulsgenerator

Enheten består av generator klockpulserna DD1.1 ... DD1.3, shaper DD2 och inverterarna DD1.4 ... DD1.6. Klockfrekvens generator välj 6 gånger den frekvens som krävs trefasspänning och beräknas med den ungefärliga formeln

Formaren är gjord på ett skiftregister, anslutet enligt frekvensdelarens räknarkrets med 6. Vid utgångarna 1, 3 och 5 (stift 5, 6, 13)

Ris. 2 Trefas pulsgeneratorns utsignaler

DD2 rektangulära pulser bildas, förskjutna med 1/3 av perioden med en arbetscykel på 2. Omriktare DD1.4 ... DD1.6 är anslutna till utgångarna på DD2 för frånkoppling. Generatorns utsignaler visas i Fig.2.

A.ROMANCHUK

Litteratur

1. Shilo V.L. Populära digitala mikrokretsar. - Radio och kommunikationer, 1989, s.60.

2. Ilyin A. Anslutning av trefasförbrukare till en enfaskrets. - Radioamatör, 1998, N10, s.26.

3. Kroer Yu Trefas 200 Hz av 50 Hz. - Radioamatör, 1999, N10, S.21.

4. Pyshkin V. Trefas växelriktare. - Radio, 2000, N2, s.35.

Trefasiga asynkronmotorer används ofta i industrin och i vardagen på grund av sin enkelhet och tillförlitlighet. Frånvaron av en gnistbildning och uppvärmning av kollektor-borste, såväl som den enkla designen av rotorn, säkerställer en lång livslängd, förenklar underhåll och underhåll. Men om det är nödvändigt att reglera axelhastigheten för en sådan motor, uppstår svårigheter. För detta används vanligtvis speciella omvandlare, så kallade frekvensregulatorer, som ändrar frekvensen på spänningen som förser motorn. Sådana regulatorer låter dig ofta driva en trefasmotor från ett enfasnätverk, vilket är särskilt viktigt när de används i vardagen.

En hel del artiklar ägnas till exempel åt frekvensregulatorer. Tyvärr är de flesta av de beskrivna konstruktionerna inte särskilt replikerbara, antingen för att de är för komplexa eller (som regulatorn som beskrivs i ) de är byggda av dyra delar, vars kostnad når hälften av kostnaden för en kommersiellt tillverkad regulator. Ytterligare funktioner regulatorer är inte alltid nödvändiga. Därför, för många enkla applikationer, är en sådan styrenhet ogynnsam. Enheten som beskrivs i är enkel enligt schemat, men det är svårt att organisera smidig hastighetskontroll med den.

Apparaten som beskrivs i kan anses vara optimal för repetition, om den förenklas lite. Den är byggd på billiga, allmänt tillgängliga mikrokretsar, så det finns inget behov av att köpa dyra mikrokontroller eller specialiserade moduler. I enheten som beskrivs i den här artikeln finns bara kontrollpulsformaren kvar. Resten har ändrats för enkelhetens skull.

Som du vet, med en minskning av frekvensen av spänningen som förser motorn, är det nödvändigt att proportionellt minska dess amplitud. Det enklaste sättet att göra detta är med hjälp av pulsbreddsmodulering av den genererade spänningen. I detta används en separat generator och fem mikrokretsar. Detta är inte särskilt bekvämt, eftersom det kräver att man använder ett dubbelt variabelt motstånd för att styra motorn och ställa in två generatorer, och antalet mikrokretsar kan minskas.

Jag använde ett annat sätt att implementera pulsbreddsmodulering, vilket förenklar enheten och dess etablering. Nu består den av en frekvensstyrd generator av pulser med konstant varaktighet, en motdelare av generatorns pulsrepetitionsfrekvens med tre, en styrpulsformare och optokopplare som styr strömbrytarna för DC-till-tre-fas. AC inverter.

Styrpulsformaren delar frekvensen av de pulser som kommer till den med sex. Optokopplarnas emitterande dioder är anslutna så att strömmen flyter genom dem endast under de tidsintervall då generatorutgången är inställd på en hög logisk spänningsnivå och motsvarande utgång från styrpulsformaren är inställd på låg. Därför består varje halvcykel av spänning som appliceras på motorlindningen av nio pulser med konstant varaktighet, men med justerbara pauser mellan dem. Samtidigt sker minskningen av det effektiva värdet av spänningen som tillförs lindningarna automatiskt enligt den önskade lagen på grund av en ökning av arbetscykeln med en minskning av dess frekvens.

Ett schematiskt diagram av masteroscillatorn till en frekvensregulator som använder denna princip visas i fig. 1. Den är designad för strömförsörjningssystem med 0,37KW 3-fas axialfläkt. En pulsgenerator är byggd på en Schmitt-trigger DD3.4 och en transistor VT1. Tänk på dess funktion från det ögonblick då kondensatorn C9 laddas ur och utgången från triggern DD3.4 är inställd på en hög logisk nivå, och utgångarna från de parallellkopplade triggarna DD3.5 och DD3.6 är låga.

Ris. 1. Schematiskt diagram av masteroscillatorn för frekvensregulatorn

Kondensator C9 börjar laddas genom motståndet R12 och drain-source-resistansen hos transistorn VT1, beroende på spänningen vid dess gate. Vid någon tidpunkt kommer spänningen på kondensatorn att överstiga triggerns övre omkopplingströskel, vars utgångsnivå blir låg. Därefter börjar urladdningen av kondensatorn C9. Efter att spänningen på kondensatorn når den nedre triggeromkopplingströskeln, kommer allt att upprepas från början.

Varaktigheten av lågnivåpulsen vid utgången av triggern DD3.4 och den höga nivån vid utgångarna av triggarna DD3.5 och DD3.6 är oförändrad och bestäms av tidskonstanten för C9R13-kretsen. Och varaktigheten av pauser mellan pulser beror på spänningen vid grinden av fälteffekttransistorn VT1, som ställs in av ett variabelt motstånd R3. Ju högre den är, desto lägre är transistorns drain-source-resistans, därför är pauserna mellan pulserna kortare och deras frekvens högre. Vid maximal frekvens är pauserna mellan pulserna minimala, så spänningen som appliceras på motorlindningarna är nära strömbrytarnas spänning.

Med en minskning av frekvensen ökar pausernas varaktighet, vilket leder till en minskning av medelvärdet för spänningen på motorlindningen.

Variabelt motstånd R3 och reglera motorvarvtalet, och trimmotstånd R4 ställer in dess minimivärde. Motstånd R12 bestämmer den minsta varaktigheten av pauser mellan pulserna.

En sådan generator är mer komplicerad än i , men används av flera skäl. För det första låter det dig få ett brett utbud av frekvenskontroll med ett litet motstånd för det variabla motståndet R3. För de flesta variabla motstånd, när en rörlig kontakt rör sig från en metallkontakt till en resistiv beläggning (eller vice versa), uppstår en skarp förändring i motståndet. Dessutom, ju större motståndets nominella resistans är, desto ljusare uppträder denna egenskap. Och i en konventionell generator krävs variabla motstånd med högt motstånd för att få ett brett styrintervall. I praktiken visar sig denna effekt som ett kraftigt ryck på motoraxeln och en strömökning som förbrukas av den när motorn med variabelt motstånd närmar sig sitt extremläge.

För det andra blev det möjligt att genomföra en smidig start av motorn utan betydande komplikationer av enheten. Detta är relevant för fläktar, särskilt centrifugala, eftersom impellerns tröghetsmoment vanligtvis är ganska stort, vilket bidrar till långvarig drift av motorn i startläget med ett betydande överskott av märkströmförbrukningen.

För det tredje, på grund av det faktum att generatorfrekvensen styrs genom att ändra DC-spänningen, om nödvändigt, är det lätt att organisera fjärrkontroll av motoraxelns hastighet.

För att implementera en mjukstart används elementen C2, R1, R2, VD1 samt relä K2. Vid uppstartsögonblicket är reläets K2 lindningskrets bruten, emitteringsdioderna för optokopplarna U1-U6 kopplas bort från pulsgeneratorn, kondensatorn C2 är urladdad. I detta tillstånd ställer trimningsmotståndet R2 in den minsta pulsrepetitionshastigheten för generatorn, från vilken motorn kommer att starta. Det bör noteras att minimifrekvensen också till viss del beror på läget för det variabla motståndet R3 skjutreglaget.

När du trycker på SB1 "Start"-knappen kommer relä K2 med dess kontakter K2.2 att ansluta optokopplarna till generatorn. Kondensator C2 kommer att börja laddas huvudsakligen genom motstånd R2. Spänningen vid transistorns gate, och därmed generatorns frekvens, ökar gradvis. Genom att välja kapacitansen för kondensatorn C2 kan du ändra motorns accelerationshastighet. När generatorfrekvensen når det värde som ställts in av det variabla motståndet R3, stängs VD1-dioden. Kondensator C2, som laddas till matningsspänningen genom motstånd R2, påverkar inte generatorns vidare drift.

När du trycker på knappen SB2 "Stopp" relä K2 inaktiverar optokopplarna, och kontakterna K2.1 laddar ur kondensatorn C2. Relä K1 styr noden strömskydd frekvensregulator. Vid överbelastning öppnar den strömkretsen för relälindningen K2. För ytterligare skydd är frekvensregulatorn ansluten till nätverket via en strömbrytare med en utlösningsström på 3 A.

Om mjukstart och styrning av frekvensregulatorn med hjälp av knapparna inte krävs, kan alla element som finns på diagrammet inuti den streckprickade ramen utelämnas. Istället för drain-source-delen av transistorn VT1 bör ett variabelt motstånd med ett motstånd på 100 kOhm ingå i reostatkretsen. Det är bättre att öka kapacitansen för kondensatorn C9 till 470 nF och välja resistansen för motstånden R12 respektive R13
200 Ohm och 1,6 kOhm. Anoderna för sändningsdioderna på optokopplarna U1-U6 ska anslutas direkt till utgångarna på triggarna DD3.5 och DD3.6.

Från utgången från triggern DD3.4 matas pulserna till ingången på räknaren DD4, vars divisionsfaktor är satt till tre. Styrpulsformaren är byggd på DD1-räknaren, 3OR-NOT-elementen i DD2-mikrokretsen och Schmitt triggar DD3.1-DD3.3. Hans arbete beskrivs tillräckligt detaljerat i och.

Styrnodens funktion förklaras av tidsdiagrammen för signaler vid några av dess punkter, som visas i fig. 2. Strömmarna som flyter genom emitteringsdioderna hos optokopplarna U1 och U4 visas som fas A-utgångar. Eftersom, i motsats till , i den aktuella enheten är alla processer synkroniserade med generatorns frekvens, den så kallade dödtiden At mellan de öppna tillstånden för olika strömbrytare, som är lika i varaktighet som pausen mellan generatorpulserna, tillhandahålls automatiskt. Med värdena för motståndet R12 och kondensatorn C9 indikerade på diagrammet och den maximala pulsfrekvensen, är dess varaktighet minst 30 μs.

Ris. 2. Tidsdiagram för signaler

Fälteffekttransistor KP501A kan ersättas av BSN304- eller KP505-serien. Istället för 74NST14-mikrokretsen är det bättre att installera en av dess funktionella analoger KR1554TL2, 74AC14, som kännetecknas av en ökad lastkapacitet. Det är inte nödvändigt att använda K561-seriens mikrokretsar här, och ännu mer K176.

Litteratur

1. Naryzhny V. Strömförsörjning av en trefas elmotor från ett enfasnät med hastighetskontroll. - Radio, 2003, nr 12, sid. 35-37.

2. Galichanin A. Frekvenskontrollsystem för asynkronmotor. - Radio, 2016, nr 6, sid. 35-41.

3. Khitsenko V. Tre faser från en. - Radio, 2015, nr 9, sid. 42, 43.

Publiceringsdatum: 17.05.2017

Läsarnas åsikter

• petr / 10.09.2018 - 17:16
  Pinnumren kr1561le10 matchar inte uppslagsboken
• Alexander / 24/05/2017 - 19:40
  Fas A-utgångar visar strömmarna som flyter genom emitteringsdioderna för optokopplarna U1 och U4 till U1 och U2 Varför invertera signalen för drivrutiner -(A, B, C)

ÄMNEN: Uppfinningen avser anordningar för omvandlingsteknik och kan användas för strömförsörjning med en frekvens på 400 Hz ombord på flygplanssystem (LA), samt för strömförsörjning av ett högfrekvent verktyg med en frekvens på 400 Hz eller 200 Hz. Det tekniska resultatet består i att förenkla designen, minska vikten och storleken på enheten, öka tillförlitligheten och kvaliteten på utspänningen genom att övervaka och kontrollera pausgeneratorn. För detta inkluderar den patentsökta anordningen, som är gjord enligt en bryggkrets, innehållande helt kontrollerade brytare med antiparallellkopplade dioder, fasbelastningar anslutna enligt stjärnkretsen och en styrenhet, en ny, enligt den tekniska lösningen , styrenhet, bestående av en masteroscillator, en generators inkopplingspauser för kontrollknapparna, formgivaren för trefaspulssekvensen och inställningsparametern för perioden för utspänningen T och lasteffektfaktorn cos φ n , vars ingång är ansluten till lastkretsen. Ett annat syfte är en metod för att styra en trefasväxelriktare med länk likström utrustad med en styrenhet som bildar en paus mellan påslagning av de styrda omkopplarna, och varaktigheten av pausen mellan påslagning av de styrda omkopplarna på motfasomriktararmarna vid cos φ n =1,0÷0,8 är 0,05T÷0,044T. 2 n.p. flyg, 2 ill.

ÄMNEN: Uppfinningen avser anordningar för omvandlingsteknik, kan användas för strömförsörjning med en frekvens på 400 Hz ombord på flygplanssystem (LA), samt för strömförsörjning av ett högfrekvent verktyg med en frekvens på 400 Hz eller 200 Hz.

Kända trefasväxelriktare med en likströmslänk, kopplar på belastningen enligt stjärnkretsen, med varaktigheten (λ) för det öppna tillståndet för de styrda nycklarna under halva perioden (λ=180° el.), i vilken fasspänning vid belastningen har en tvåstegsform [Handbook of converting technology. Ed. I.M. Chizhenko. Kiev. Förlag: Tekhnika, 1978, s. 131, 132, fig. 3.38 och 3.39b, c].

Nackdelarna med sådana växelriktare är relativt låg tillförlitlighet på grund av möjligheten att genomströmmar flyter genom antifasstyrda ventiler av alla faser under omkoppling, samt en hög koefficient icke-linjär distorsion, dvs. en signifikant skillnad i utspänningen från sinusformen.

Det finns scheman för bildandet av trefassekvenser av pulser för att styra ventilerna i varje fas, men de tillåter inte bildandet av ett intervall mellan att slå på antifasventiler [VL Shilo. Populära digitala kretsar: en handbok. - M.: Metallurgy, 1988, s.59, fig.1.38a, b].

närmast teknisk lösning Denna uppfinning är en trefas växelriktare med en likströmslänk, som är gjord enligt en bryggkrets, som innehåller fullt styrda strömställare med antiparallellkopplade dioder, fasbelastningar anslutna i en stjärnkrets, en styrenhet och hjälpströmbrytare anslutna till motsvarande belastningsfaser och en extra kondensator, och huvudnycklarna är i ledande tillstånd 5/12T, och hjälptillståndet 1/12T, där T är perioden för utspänningen [Patent (RF) nr 2125761, H02M 7/5387 1999].

nackdelar denna apparatär stort antal ytterligare element, komplexitet och relativt låg tillförlitlighet.

Uppgiften som ska lösas av den patentsökta uppfinningen är att förenkla designen, minska vikten och storleken på anordningen, förbättra tillförlitligheten och kvaliteten på utspänningen genom att övervaka och styra pausgeneratorn.

Problemet löses av det faktum att i en trefas växelriktare med en likströmslänk, gjord enligt en bryggkrets, innehållande helt kontrollerade omkopplare med antiparallellkopplade dioder, fasbelastningar kopplade enligt stjärnkretsen, styrenheten, enligt uppfinningen innehåller styrenheten en masteroscillator, en trefasgenerator, en sekvens av pulser och en parametersättare för perioden för utspänningen T och lasteffektfaktorn cos φ n, vars ingång är ansluten till belastningskrets, generatorn för startpausen för de styrda nycklarna och den första, andra, tredje avkodaren för styrpulserna för tangenterna för motfasarmarna för motsvarande faser av växelriktaren, vars ingångar är anslutna till utgången på pausgeneratorn och motsvarande utgångar på trefaspulsformaren, är huvudoscillatorutgången ansluten till den första ingången på påslagningspausgeneratorn för styrda tangenter och den andra ingången på inställningsparametern för utspänningsperioden T och till lasteffektfaktor cos φ n.

Problemet löses också genom metoden att styra en trefasväxelriktare med en likströmslänk, enligt vilken, enligt uppfinningen, varaktigheten av pausen mellan påslagning av de styrda tangenterna på anti-fas växelriktarens armar vid cos φ n =1,0÷0,8 är satt till 0,05T÷0,044T.

Kärnan i uppfinningen illustreras av ritningar. Figur 1 visar ett diagram över en trefas växelriktare, figur 2 - timing spänningsdiagram.

Växelriktaren består av effektmoduler 1-6, bestående av omkopplare och dioder kopplade antiparallellt med omkopplarna, vilka är kopplade i en bryggkrets med en plint till den negativa polen på strömkällan 7, och den andra till motsvarande belastningsfas 8. Styrenheten 9 består av en mastergenerator 10, trefaspulsgenerator 11, den första styrpulsavkodaren 12, den andra styrpulsavkodaren 13, den tredje styrpulsavkodaren 14 för varje fas A, B, C , pausgeneratorn 15 och inställningsparametern för utspänningsperioden T, belastningseffektfaktor cos φn 16 (figur 1).

Från masteroscillatorn 10 tillförs pulser (U10) (figur 2) till formgivaren av trefaspulståget 11, som matar ut styrpulser (U11) till de övre och nedre effektmodulerna 1-6 i varje bryggarm under halvcykeln för utspänningen. Varaktigheten av pausen mellan påslagning av växelriktarens motfasarm (tp) ställs in av pausgeneratorn 15, vars ingång pulseras från mastergeneratorn 10. Pausgeneratorn 15 inför samtidigt en paus i den första, andra , tredje avkodare av styrpulserna 12, 13, 14. Pulserna kommer från styrenheten 9 till de övre (U1) och nedre (U2) effektmodulerna 1-6 på varje bryggarm med en paus mellan påslagning av antifasomriktaren vapen. Parametraren för perioden för utspänningen T och belastningseffektfaktorn cos φ n 16, vid vars ingång pulser tas emot från masteroscillatorn 10, övervakar och styr pausgeneratorn 15 enligt de erhållna värdena för period för utspänningen T, lasteffektfaktor cos φ n från lastfaserna 8 .

Som framgår av tidsdiagrammen har spänningen vid belastningen (U8) en trestegsform med en paus mellan påslagning av de styrda omkopplarna på antifasomvandlararmarna, vilket för fasspänningsformen närmare en sinusform. ett. Detta leder till en minskning av innehållet av udda övertoner, därför förbättras kvaliteten på enhetens utspänning.

Ett exempel på en specifik implementering av metoden.

Från masteroscillatorn 10 tillförs pulser till formgivaren av trefaspulståget 11, som matar ut styrpulser till de övre och nedre effektmodulerna 1-6. Varaktigheten av pausen mellan påslagning av växelriktarens motfasarm för värdet av cos φn = 1,0 ställs in av pausgeneratorn 15, lika med värdet 0,05T. Pausgeneratorn 15 inför samtidigt värdet 0,05T i de första, andra, tredje styrpulsavkodarna 12, 13, 14. Pulserna kommer från styrenheten 9 till de övre och nedre effektmodulerna 1-6 på varje bryggarm med en paus lika med 0,05T mellan påslagning av motfasväxelriktararmarna, vilket bildar en trestegs utspänningsform.

Användningen av denna trefasiga växelriktare gör att du kan förenkla kretsen, minska storleken och vikten och öka enhetens tillförlitlighet. Styrmetoden för en trefas växelriktare med en DC-länk bringar utspänningsformen närmare en sinusform, vilket förbättrar kvaliteten på utspänningen vid värden cos φ n =1.0÷0.8.

1. Trefas växelriktare med likströmslänk, tillverkad enligt en bryggkrets, innehållande helt styrda strömställare med antiparallellkopplade dioder, fasbelastningar kopplade enligt stjärnkretsen, en styrenhet, kännetecknad av att styrenheten innehåller en masteroscillator, en trefas pulsformare och inställningsparametern för perioden för utspänningen T och lasteffektfaktorn cos φ n, vars ingång är ansluten till lastkretsen, pausgeneratorn för att slå på styrda nycklar och de första, andra, tredje avkodarna för styrpulserna för tangenterna för motfasarmarna för motsvarande faser av växelriktaren, vars ingångar är anslutna till utgången på pausgeneratorn som slår på de styrda tangenterna och motsvarande utgångar från formgivaren för trefaspulståget, utgången från masteroscillatorn är ansluten till den första ingången på generatorn för pausen för att slå på de kontrollerade tangenterna och den andra ingången för inställningsparametern för perioden för utgången spänning T och effektfaktorn på laddar cos φ n.

2. Förfarande för styrning av en trefasväxelriktare med en likströmslänk, kännetecknad av att paustiden mellan påslagning av de styrda tangenterna på motfasväxelriktarens armar vid cos φn =1,0÷0,8 sätts till 0,05÷ 0,044T.

Liknande patent:

Uppfinningen avser elektroteknik, nämligen enfas halvbrygga transistorväxelriktare, är avsedd för användning inom den elektriska industrin och kan användas i olika sekundära kraftkällor, till exempel i elektriska svetsmaskiner, laddare, strömkällor med hög stabilisering av den utgående likriktade strömmen, etc.

Uppfinningen hänför sig till området för elektroteknik och kan användas på elektrisk rullande materiel med asynkrona dragmotorer som drivs av ett likströmskontaktnät, i synnerhet på elektrisk rullande materiel i tunnelbanevagnar.

Uppfinningen avser omvandlingsteknik och kan användas för induktionsvärmning och smältning av metaller. .

Uppfinningen hänför sig till området för elektroteknik och kan användas i högspänningsanordningar, roterande maskiner eller motorer fordon att omvandla växelström till likström eller vice versa, eller för att ändra strömmens form, amplitud och frekvens

Uppfinningen hänför sig till området elektroteknik och kan användas inom drivsystem och högspänningsteknik. Det tekniska resultatet är att öka tillförlitligheten genom att eliminera fullständigt fel i anläggningen med hjälp av ventilomvandlaren. I en växelströmsomvandlare har bromsmotståndet flera separata bromsmotstånd (18), som är en del av den bipolära submodulen (14), och submodulerna (14), när de bildar en seriekoppling av submodulerna, kopplas i serie och åtminstone delvis innehålla en ackumulator ( 16) energi i parallellkoppling med ett på motsvarande sätt tilldelat individuellt bromsmotstånd (18) och en styrbar bromskrafthalvledare (28) som i bromsläge tillåter strömflödet genom det motsvarande tilldelade individuella bromsmotståndet (18) och i normalt driftläge avbryter strömflödet genom den. 2 n. och 11 z.p. flyg, 12 sjuk.

Uppfinningen hänför sig till området elektroteknik och kan användas för att styra en mängd olika kraftomvandlare, i synnerhet elektroniska frekvensomvandlare, med hjälp av trådlös kommunikation. Det tekniska resultatet är att öka hastigheten och noggrannheten i kontrollen. I sättet och systemet trådlös kontroll växlingsenheter innehåller varje effektomvandlare högeffektshalvledarenheter. Styrsignaler sänds mellan styrenheten och den trådlösa noden för en eller flera av den specificerade uppsättningen effektomvandlare som använder ett trådlöst kommunikationssystem. Styrsignalerna sänds till den lokala trådlösa noden hos en eller flera av flertalet effektomvandlare. Dataöverföringen inkluderar datapaket som innehåller sådan styrinformation att tidsmodulen för den lokala trådlösa noden kan synkroniseras med användning av för det trådlösa kommunikationssystemet. Som andra aspekter av föreliggande uppfinning beskrivs ett system som använder nämnda metod, och datorprogram för utförande specificerad metod. 3 n. och 20 z.p. flyg, 3 ill.

Uppfinningen hänför sig till området för elektroteknik och kan användas i anordningar för styrning av den effekt som överförs till lasten. Det tekniska resultatet är en ökad energieffektivitet och tillförlitlighet. En ytterligare kondensatorkrets införs i bryggspänningsomvandlaren, gjord på transistorer, anslutna mellan de första och andra terminalerna på transistorbryggans utgångskrets. I det enklaste fallet innehåller den extra kondensatorkretsen en kondensator. I en annan version av enheten är den extra kondensatorkretsen gjord i form av fyra kondensatorer, och dess första, andra, tredje och fjärde kondensatorer är anslutna parallellt med utgångskretsarna för den första, andra, tredje respektive fjärde. krafttransistorer. 3 w.p. flyg, 4 ill.

Uppfinningen hänför sig till området elektroteknik och kan användas i kraftförsörjningssystem och växelriktare.Det tekniska resultatet är en ökning av tillförlitlighet och effektivitet för användare och leverantörer. Metod och apparat för att tillhandahålla lösning för inkompatibilitet mellan system avbrottsfri strömförsörjning(BP) för en icke-sinusformad vågform och belastningar med aktiv effektfaktorkorrigering (PFC) inkluderar stegen att: generera en icke-sinusformad signalvågform (t.ex. en spänningsfluktuation) som ska levereras till lasten, med en pulsbredd modulering (PWM) arbetscykel; sampling av den icke-sinusformade vågformen för att ackumulera utsignalsampler och justering av arbetscykeln för att styra den icke-sinusformade signalvågformen som en funktion av utsignalsamplen för att leverera en önskad signalkarakteristik (t.ex. RMS-signalnivå) till lasten. I utföringsformer av uppfinningen justeras den utgående arbetscykeln olika i fall av stigande respektive fallande belastningseffektbehov. 3 n. och 17 z.p. flyg, 14 sjuk.

Uppfinningen hänför sig till elektriska energiomvandlare, speciellt till autonoma spänningsomvandlare och kan användas i sekundära strömförsörjningar i allmän industriell utrustning, såväl som i hjälpomvandlare för lokomotiv inom järnvägstransporter. Det tekniska resultatet av uppfinningen är att reducera omvandlarens totala dimensioner. Det specificerade tekniska resultatet uppnås genom att DC-till-AC-omvandlaren innehåller en DC-spänningskälla med en kondensator vid utgången, en bryggspänningsomriktare, bestående av fyra nycklar, som var och en består av en transistor och en omvänd diod , vars DC-terminaler är anslutna till utgången på källlikspänningen och AC-utgångar är anslutna till primärlindning transformator, vars sekundärlindning är ansluten till lasten, styrsystemet, dessutom är en Hall-sensor inbyggd i transformatorns magnetkrets, vars utgång är ansluten till ingången på styrsystemet, utgångarna på som är anslutna till ingångarna på den första och andra drivenheten, som var och en styr två seriekopplade omkopplare på bryggspänningsomriktaren . 1ill.

Uppfinningen avser en trefas avbrottsfri kraftkälla. Det tekniska resultatet består i implementeringen av den patentsökta uppfinningen utan användning av en stegvis förändring i driften av två effektomvandlare så att en standard trefaseffekt kan tillföras lasten. För detta, den patentsökta effektomvandlarkretsen, innehållande en ingång, innefattande ett flertal ingångsledningar, av vilka var och en är utformad att anslutas till en fas hos en flerfas växelströmskälla med en sinusformad signal; ett flertal DC-bussar, inklusive en första positiv DC-buss med en första nominell DC-spänning, en andra positiv DC-buss med en andra nominell DC-spänning, en första negativ DC-buss med en tredje nominell DC-spänning och en andra negativ DC-bussström med en fjärde märklikspänning; en effektomvandlarkrets innefattande en första effektomvandlare och en andra effektomvandlare, var och en ansluten till en AC-ingång och åtminstone en av flertalet DC-bussar. 3 n. sid f - ly, 17 z. p. f - ly, 16 ill.

Uppfinningen hänför sig till området för elektroteknik och kan användas i kraftomvandlare. EFFEKT: ökad effektfaktor och effektivitet. DC-länken (3) innehåller en kondensator (3a) ansluten parallellt med utgången från omvandlarkretsen (2) och matar ut en rippelspänning (vdc) från DC-länken. Omriktarens krets (4) omvandlar utgången från länken (3) DC till AC genom att koppla om och matar AC till motorn (7) som är ansluten till den. Styrenheten (5) styr omkopplingen av växelriktarkretsen (4) på ​​ett sådant sätt att motorströmmarna (iu, iv och iw) pulserar synkront med matningsspänningsrippeln (vin). Styrenheten (5) styr omkopplingen av växelriktarens krets (4) i enlighet med motorns (7) belastning eller motorns (7) drifttillstånd och minskar amplituden för rippelströmmarna (iu, iv och iw) hos motorn. 5 z.p. flyg, 5 sjuka.

Uppfinningen hänför sig till området för omvandlingsteknik och kan användas till exempel i växelströmsdrivsystem med variabel ström och i sekundära kraftförsörjningssystem. Det tekniska resultatet består i utvecklingen av en autonom spänningsomriktare, som gör det möjligt att minska effektförlusterna genom att säkerställa minimimotståndet i kretsen genom vilken strömmen för varje fas flyter, samtidigt som en låg nivå av högre spänningsövertoner i motorn bibehålls faser. För att göra detta innehåller den påstådda enheten den första elektriska bryggan av tre parallellkopplade halvbryggor, gjord av flera seriekopplade transistorer shuntade med backdioder, den andra sexarmade elektriska bryggan, som är tre parallellkopplade halvbryggor , gjord av två seriekopplade par av transistorer, som var och en består av två transistorer anslutna med motsatta effektutgångar, och en spänningsdelare av tre kondensatorer kopplade i serie. De första och fjärde utgångarna på spänningsdelaren är anslutna till ingångarna på den första elektriska bryggan, och dess andra och tredje utgångar är anslutna till ingångarna på den andra elektriska bryggan. Utgångarna med samma namn halvbryggor från den första och andra bryggan är sammankopplade och anslutna till motsvarande fas av motorn. 1 sjuk.

Uppfinningen avser effektomvandlarteknologi och är en anordning som implementerar en energieffektiv pulsmetod för att styra den effekt som överförs till lasten. Det tekniska resultatet är en ökad energieffektivitet och tillförlitlighet. Enheten är en push-pull bryggspänningsomvandlare, som innehåller transistorer (effektstyrda omkopplare) som bildar en transistorbryggkrets och en tvåpolsbelastning av transistorbryggkretsen. De första och andra transistorerna i transistorbryggan som är seriekopplade bildar en första transistorkrets som är ansluten mellan kraftskenorna. Transistorbryggans tredje och fjärde transistor som är seriekopplade bildar en andra transistorkrets som är ansluten mellan kraftskenorna. Mittpunkterna för de första och andra transistorkretsarna är de första och andra anslutningarna på utgångskretsen för transistorbryggkretsen, respektive, och de första och andra klämmorna hos transistorbryggkretsens tvåterminala belastning är anslutna till dem. De första och andra transistorerna styrs av parafaspulssignaler i deras första sekvens, och de tredje och fjärde transistorerna styrs av parafaspulssignaler i deras andra sekvens. Den andra sekvensen av parafaspulssignaler skiftas i tid i förhållande till den första sekvensen. De uppsatta målen uppnås genom att införa ytterligare chokes och C-kretsar som innehåller kondensatorer. Den första terminalen på lindningen av den första induktorn är direkt ansluten till den första terminalen på utgångskretsen för transistorbryggkretsen, och den andra terminalen på lindningen av den första induktorn är ansluten till kraftbussarna eller till kraftbussen genom kondensatorer eller en kondensator i den första C-kretsen. Den första terminalen på lindningen av den andra induktorn är direkt ansluten till den andra terminalen på utgångskretsen på transistorbryggkretsen, och den andra terminalen på lindningen på den andra induktorn är ansluten till kraftbussarna eller till kraftbussen genom kondensatorer eller en kondensator i den andra C-kretsen. I den första versionen av kretsen för den föreslagna enheten introduceras ytterligare kondensatorer, och i de första och andra transistorkretsarna shuntas var och en av transistorerna som finns i dem eller en av dem av motsvarande extra kondensator. I den andra versionen av schemat för den föreslagna enheten introduceras ytterligare dioder. Den andra utgången på lindningen av den första induktorn är ansluten till den första och andra kraftbussarna genom de första respektive andra ytterligare dioderna. Den andra lindningsutgången från den andra induktorn är ansluten till de första och andra kraftbussarna genom de tredje respektive fjärde ytterligare dioderna. 2 w.p. flyg, 3 ill.

Uppfinningen avser anordningar för omvandling av teknologi och kan användas för att driva ombordsystem på flygplan med en frekvens på 400 Hz, samt för att driva ett högfrekvent verktyg med en frekvens på 400 Hz eller 200 Hz

Den här artikeln överväger ett diagram över en enkel enhet som låter dig implementera kontroll av strömkretsen för en asynkron frekvensomriktare. Artikeln riktar sig till radioamatörer som är intresserade av utveckling och tillverkning av hemmagjorda hastighetsregulatorer för asynkronmotorer, inklusive när de drivs från ett hushålls enfasnätverk.

Viktig notering. Artikeln tar inte hänsyn till hjälpsystem, utan vilka det är omöjligt att bygga en komplett drivkrets, nämligen: strömförsörjning för alla drivenheter, en gränssnittskrets för en lågspänningsstyrkrets och en växelriktarströmkrets (strömbrytare), själva växelriktarens strömkrets. Utvecklingen av dessa noder överlåts till läsarnas gottfinnande.

Frekvensstyrd (eller variabel) asynkron drift(nedan helt enkelt frekvensomriktaren) är vanligtvis byggd enligt schemat "försörjningsnät - likriktare - filter - trefas spänningsomriktare - driven asynkronmotor (hädanefter - AD)". Försörjningsnätet kan vara antingen hushålls enfas respektive industriell trefas, och likriktaren är gjord enfas eller trefas. Som filter används som regel L-formade LC-filter, i lågeffektsystem är användningen av ett konventionellt utjämnande C-filter acceptabelt.

Den mest komplexa noden är spänningsomriktaren. Under de senaste åren har den byggts på grundval av helt kontrollerade strömbrytare - transistorer ( MOSFET eller IGBT), och på senare tid användes kretsar baserade på halvkontrollerade nycklar (tyristorer). Växelriktarens uppgift är att erhålla en trefasspänning reglerad i frekvens och effektvärde från en konstant spänning. Frekvensstyrning är inte speciellt svårt, men för att reglera det effektiva spänningsvärdet måste man använda PWM-modulering, vilket är långt ifrån enkelt.

Styrningen av omriktarens strömknappar utförs enligt en viss algoritm av en speciell styrkontroll (med andra ord en styrkrets). Styralgoritmen innebär inte bara implementeringen av frekvensstyrningsfunktionerna och det effektiva värdet på utspänningen, utan också implementeringen av skyddet av strömbrytare från överbelastningar och kortslutningar. I vissa fall implementeras dessutom funktionerna för att kontrollera vridmomentet på IM-axeln och andra specifika uppgifter som är irrelevanta för amatöranvändning.

Utvecklingen av en växelriktarstyrkrets med ett komplett utbud av funktioner är en uppgift som är för svår för att rekommendera den till ett brett spektrum av elektronikentusiaster, dock i en trunkerad, men tillräcklig för hushållsbruk (och även för vissa speciella industriella fall, för exempelvis ventilationsdrifter), är det möjligt att lösa det - se nedan artiklar i tidningar Radio nr 4 för 2001 och Nr 12 för 2003(kan laddas ner från) . Tyvärr har dessa konstruktioner flera nackdelar, i synnerhet den låga stabiliteten hos parametrarna på grund av det blandade semi-analoga-semi-digitala angreppssättet, bristen på utveckling av skyddssystem etc. Ett försök att bli av med dessa nackdelar och vid samtidigt expandera funktionalitet kontrollsystem resulterade i skapandet av en spänningsomriktarstyrkrets på en billig mikrokontroller (se fig. Bild 1), som föreslås för upprepning.

Figur 1. Schematiskt diagram

Korta egenskaper och funktioner:

• bildande av en sekvens av impulser för att styra effektomkopplare enligt en algoritm som implementerar ett linjärt beroende av det effektiva spänningsvärdet på frekvensen;
• inverterns utspänningsfrekvensreglering från 5 till 50 Hz;
• höghastighetsskydd av växelriktarens strömbrytare mot kortslutningsströmmar;
• möjligheten att använda en skyddskrets som en specialiserad sensor som en strömsensor (till exempel av företaget LEM) och en konventionell shunt;
• Möjlighet att ansluta en extra display med Seriellt gränssnitt för att indikera aktuell och inställd frekvens;
• extrem enkelhet i kretsen - endast 4 mikrokretsar, inklusive en mikrokontroller.

Kretsen använder en billig mikrokontroller AT89C2051-24PI. Den implementerar alla nödvändiga funktioner enligt ett speciellt utvecklat program.

Anslutning XP3 tjänar till att ansluta matningsspänningen för styrkretsen 5 V (stift 1 och 4), samt att ansluta växelriktarens strömnycklar till drivkretsen (stift 12 - 17).

Anslutning XP1 tjänar till att ansluta signalen från växelriktarens strömsensor. Om en strömsensor används LEM eller liknande, då krävs ett belastningsmotstånd R0, dess motstånd bestäms av typen av sensor. Om en shunt används som sensor behövs inte detta motstånd. Shunten måste dimensioneras så att vid kortslutningsström i växelriktarens DC-krets faller den mellan 3 och 5 V. Om spänningen är betydligt lägre kan ett extra förstärkningssteg krävas.

Skyddskretsen är byggd på en komparator DA1A och trigger DD1.1 och det fungerar så här. Spänning från strömsensorn genom skyddskretsen R1-VD1 går till den icke-inverterande ingången på komparatorn DA1.A, och tröskelspänningen från avstämningsmotståndet matas till dess inverterande ingång R2. När spänningen från strömsensorn överstiger tröskeln kommer komparatorn att fungera, och en hög logisk nivå från dess utgång kommer att gå till triggerklockingången DD1.1, som kommer att växla och signalen från dess stift 5 kommer att sätta mikrokontrollern i återställningstillstånd. Slå på avtryckaren DD1.1 inställd på att återställa av krets R5-C1. För att återställa skyddskretsen till arbetsläge och därmed starta växelriktaren, tryck kort på knappen SB1.

När en återställningssignal kommer till mikrokontrollern DD2 slutar, börjar den köra sitt program. Först sker den interna initieringen av mikrokontrollern, och sedan ges en aktiveringssignal för bussbufferten DD3 "PORT ". Denna buffert används för att snabbt stänga av utgångsstyrsignalerna när skyddet utlöses, eftersom när en återställningssignal tas emot av mikrokontrollern ställs en hög logisk nivå in på alla dess utgångsportar, inklusive linjen " PORT ", som översätter utgångarna DD3 till Z-tillståndet. Tack vare motstånden R9-R14 vid utgångarna på styrkretsen märkt " VT1 " - "VT6 ", ställs ett logiskt lågt in, vilket motsvarar det låsta tillståndet för alla omriktarströmbrytare. LED HL1 indikerar styrkretsens driftläge: grönt sken "arbete", rött - "skydd".

Denna konstruktion av skyddskretsen beror på det faktum att hastigheten hos moderna billiga mikrokontroller uppenbarligen inte är tillräcklig för att implementera skydd. mjukvaruverktyg. Detta gäller inte bara för den använda mikrokontrollern, utan även för snabbare AVR:er och PIC:er.

Med ett motstånd R8 det önskade frekvensvärdet för växelriktarens utspänning ställs in. Oavsett motorns läge R8, omedelbart efter driftstart genererar omriktaren utsignaler för en spänningsfrekvens på 5 Hz. Sedan, efter att ha analyserat läget för skjutreglaget för detta motstånd, börjar mikrokontrollern en gradvis ökning av frekvensen till en förutbestämd nivå. Frekvensändringen är diskret i steg om 1 Hz, med ändringshastigheten inställd på 2 Hz/sek. Detta görs för att eliminera den abrupta förändringen i utfrekvensen, vilket kan leda till överspänningsströmmar i IM och mekaniska överbelastningar i drivmekanismen.

Till anslutning XP2 du kan ansluta en display med ett seriellt gränssnitt, som visar inställda och aktuella frekvensvärden, närvaron av en display är inte nödvändig för driften av kretsen. I författarens version tillämpades den på sex sju segment LED-indikatorer och sex register med seriell ingång och parallell datautgång.

Figur 2 Ritning av PCB-sidor

Figur 3 Placering av element på tavlan.

Ett kretskort har utvecklats för styrkretsen (se fig. figur 2). Utformningen av kretselementen visar Figur 3. Kontakterna som används är stiftpluggar av denna typ snälla. mikrokontroller DD2 installeras i panelen för att möjliggöra omprogrammering. Tvåfärgad LED - vilken som helst, en röd glödkristall är ansluten till ett motstånd R16. Knapp SB1- valfri klocka, inställningsmotstånd R3 typ SP5-16, variabel R8- vilken som helst. Typen av motstånd och kondensatorer är inte av grundläggande betydelse, det är bara viktigt att spänningen på elektrolytkondensatorerna är minst 10 V. Icke-elektrolytiska kondensatorer är keramiska skivor.

Styrkretsens funktionsalgoritm förklaras av diagrammen för utsignalerna och motsvarande diagram över växelriktarens utspänningar (med aktiv belastning) - se. Figur 4 och Bild 5. Pulsernas varaktighet är 1,11 millisekunder, och varaktigheten av pausen mellan dem (inom paketet) beror på frekvensen, och vid en växelriktares utspänningsfrekvens på 50 Hz är cirka 20 mikrosekunder (ett skyddsintervall som helt eliminerar möjligheten genomströmmar i växelriktaren).

Figur 4 Styrkretsutgångsdiagram

Figur 5 Inverterns utspänningsvågform under resistiv belastning

Styrkretsen testades med en högeffektsväxelriktare på IGBT transistorer MBN1200C33(HITACHI), till vilken en IM med en effekt på 55 kW med en nominell hastighet på 1500 min-1, laddad på en centrifugalfläkt, kopplades. Det förekom inga fel i styrkretsens funktion. Den faktiska formen på spänningarna vid växelriktarens utgång med ovanstående BP visas med oscillogram - se fig. Bild 6 och Bild 7.

Figur 6 Fasspänningar på motorn

Figur 7 Fasspänningar på motorn

Högkvalitativa bilder av kretsen, ritningen av ledarna på det tryckta kretskortet, binär fil firmware, kan laddas ner i, och några ytterligare information om funktionerna i konstruktionen av resten, som inte beaktas i den här artikeln, kan driv- och växelriktarnoderna erhållas från den extra artikelapplikationen som finns på samma plats.