Prispevek govori o enofaznem pogonskem vezju s spremenljivo frekvenco ali vezju VFD za nadzor hitrosti izmeničnega toka, ne da bi to vplivalo na njihove operativne specifikacije.
Kaj je VFD
Motorji in druge podobne induktivne obremenitve posebej ne marajo, da delujejo s frekvencami, ki morda niso v okviru njihovih proizvodnih specifikacij, in postanejo v takšnih nenormalnih pogojih precej neučinkoviti.
Na primer, motor, določen za delovanje s 60 Hz, morda ni priporočljiv za delo s frekvencami 50 Hz ali drugimi območji.
To lahko povzroči neželene rezultate, kot je segrevanje motorja, nižje ali večje od zahtevanih hitrosti in neobičajno velika poraba, zaradi česar so stvari zelo neučinkovite in poslabša življenjsko dobo povezane naprave.
Vendar delovanje motorjev v različnih pogojih vhodne frekvence pogosto postane prisila in v takih situacijah lahko postane VFD ali pogonsko vezje s spremenljivo frekvenco zelo priročno.
VFD je naprava, ki uporabniku omogoča nadzor hitrosti izmeničnega motorja s prilagajanjem frekvence in napetosti vhodnega napajanja v skladu s specifikacijami motorja.
To tudi pomeni, da nam VFD omogoča upravljanje katerega koli izmeničnega motorja prek katerega koli razpoložljivega omrežnega napajalnika, ne glede na njegove napetostne in frekvenčne specifikacije, tako da ustrezno prilagodimo frekvenco in napetost VFD v skladu s specifikacijami motorja.
To se običajno opravi z uporabo danega krmilnika v obliki spremenljivega gumba, prilagojenega z drugačno frekvenčno kalibracijo.
Izdelava VFD doma se morda zdi težaven predlog, vendar pogled na spodnjo zasnovo kaže, da navsezadnje ni tako težko zgraditi te zelo uporabne naprave (ki sem jo oblikoval jaz).
Delovanje vezja
Vezje lahko v osnovi razdelimo na dve stopnji: stopnja polovičnega voznika in stopnja logičnega generatorja PWM.
V polovičnem mostu je uporabljen pol mostni voznik IC IR2110, ki samostojno skrbi za visokonapetostni pogonski oder, ki vključuje dva visokofrekvenčna in nizko bočna mosfet-a.
Gonilna enota tako tvori srce vezja, vendar za izvajanje te ključne funkcije potrebuje le nekaj komponent.
Zgornji IC pa bi potreboval visoko logiko in nizko logiko frekvenc za pogon priključene obremenitve na želeni specifični frekvenci.
Ti hi in lo vhodni logični signali postanejo delovni podatki za gonilnik IC in morajo vključevati signale za določanje določene frekvence ter PWM v fazi z omrežnim izmeničnim tokom.
Zgornje informacije so ustvarjene v drugi fazi, ki obsega nekaj 555 IC-jev in števec desetletij. IC 4017.
Dve 555 IC-ji sta odgovorni za generiranje modificiranih sinusno-valovnih PWM-jev, ki ustrezajo polnovalnemu vzorcu izmeničnega toka, pridobljenem iz izstopajočega izhoda mostičnega usmernika.
IC4017 deluje kot izhodni logični generator totemskega pola, katerega izmenična frekvenca postaja glavni parameter določanja frekvence vezja.
Ta določitvena frekvenca je izvlečena iz zatiča št. 3 IC1, ki napaja tudi sprožilni zatič IC2 in za ustvarjanje spremenjenih PWM-jev na zatiču št. 3 IC2.
Spremenjeni moduli s sinusnim valom se optično preberejo na izhodih 4017 IC, preden se napaja IR2110, da se natančno naloži 'tisk' spremenjenih PWM na izhodu gonilnika polovičnega mostu in navsezadnje za motor, ki se upravlja.
Vrednosti Cx in 180k pot je treba ustrezno izbrati ali prilagoditi, da se zagotovi pravilno določena frekvenca za motor.
Prav tako je treba ustrezno izračunati visoko napetost na odtoku visokofrekvenčnega mosfet-a in jo izračunati tako, da se po ustreznem stopnjevanju ali spuščanju po specifikacijah motorja popravi razpoložljiva omrežna napetost AC.
Zgornje nastavitve bodo določile pravilne volte na herc (V / Hz) za določen motor.
Napajalno napetost obeh stopenj lahko pretvorite v skupni vod, enak za ozemljitveni priključek.
TR1 je stopenjski transformator 0-12V / 100mA, ki vezjem zagotavlja zahtevane obratovalne napajalne napetosti.
Krmilno vezje PWM
Izhode iz IC 4017 iz zgornjega diagrama boste morali ustrezno vključiti v vhode HIN in LIN naslednjega diagrama. Povežite tudi označene diode 1N4148 v zgornjem diagramu z nizko stranskimi vrati MOSFET, kot je prikazano na spodnjem diagramu.
Voznik polnega mostu
Nadgradnja:
Zgoraj obravnavano preprosto enofrekvenčno zasnovo VFD je mogoče še bolj poenostaviti in izboljšati z uporabo samodejno nihajočega polno mostu IC IRS2453, kot je prikazano spodaj:
Tu je IC 4017 popolnoma odpravljen, saj je gonilnik mostu opremljen z lastno stopnjo oscilatorja, zato za to IC ni potrebno zunanje proženje.
Izhodna regulacija motorja je v celoti zasnovana kot most in ima celotno območje nastavitve hitrosti od nič do največje.
Lonec na zatiču št. 5 IC 2 se lahko uporablja za nadzor hitrosti in navora motorja s pomočjo PWM metode.
Za nadzor hitrosti V / Hz je mogoče Rt / Ct, povezano z IRS2453 in R1, povezano z IC1, prilagoditi (ročno), da dobite ustrezne rezultate.
Poenostavitev še več
Če se vam zdi, da je celotni odsek mosta ogromen, ga lahko nadomestite s polno mostičnim vezjem na osnovi P, N-MOSFET, kot je prikazano spodaj. Ta gonilnik s spremenljivo frekvenco uporablja enak koncept, razen odseka gonilnika s polnim mostom, ki uporablja MOSFET-je s P-kanali na visoki strani in MOSFET-je z N-kanali na spodnji strani.
Čeprav je konfiguracija morda videti neučinkovita zaradi vpletenosti MOSFET-jev P-kanala (zaradi njihove visoke ocene RDSon), bi bila uporaba številnih vzporednih P-MOSFET-ov morda videti kot učinkovit pristop za reševanje težave z nizkim RDSon-om.
Tu se vzporedno uporabljajo 3 MOSFET-ji za P-kanalne naprave, da se zagotovi minimalizirano ogrevanje naprav, enako kot N-kanalni kolegi.
Prejšnji: Kako zaščititi MOSFET-je - pojasnjene osnove Naprej: I / V sledilno vezje za sončne MPPT aplikacije
