3-faasiline asünkroonmootori kiiruse regulaatori ahel

Selles postituses käsitleme lihtsa kolmefaasilise asünkroonmootori kiiruse regulaatori vooluahela tegemist, mida saab rakendada ka ühefaasilise asünkroonmootori jaoks või sõna otseses mõttes igat tüüpi vahelduvvoolumootorite jaoks.

Kui tegemist on asünkroonmootorite kiiruse reguleerimine , tavaliselt kasutatakse maatriksmuundureid, mis hõlmavad paljusid keerukaid etappe, nagu LC-filtrid, kahesuunalised lülitite massiivid (kasutades IGBT-sid) jne.

Kõiki neid kasutatakse tükeldatud vahelduvvoolu signaali saavutamiseks, mille töötsüklit saab reguleerida keeruka mikrokontrolleri vooluahela abil, tagades lõpuks vajaliku mootori kiiruse juhtimise.

Kuid me võime katsetada ja proovida saavutada kolmefaasilist asünkroonmootori kiiruse juhtimist palju lihtsama kontseptsiooni abil, kasutades täiustatud nulliga ristumise detektori opto-siduri IC-sid, triac-triaci ja PWM-ahelat.

Zero Crossing Detector Opto Coupleri kasutamine

Tänu MOC-seeria optilistele ühenditele, mis on muutnud triac-juhtimisahelad äärmiselt ohutuks ja hõlpsasti konfigureeritavaks ning võimaldanud kavandatud juhtimisseadmetele PWM-i integreerida probleemideta.

Ühes oma varasemas postituses arutasin lihtsat PWM pehme käivitamise mootori kontrolleri vooluring mis rakendas ühendatud mootori tõhusa pehme käivitamise MOC3063 IC-d.

Ka siin kasutame kavandatud kolmefaasilise asünkroonmootori kiiruse regulaatori ahela jõustamiseks identset meetodit, järgmine pilt näitab, kuidas seda saab teha:

Joonisel näeme kolme identset MOC-opto-siduri astet, mis on konfigureeritud nende tavalises triac-regulaatori režiimis, ja sisendosa integreeritud lihtne IC 555 PWM-ahel .

3 MOC-ahelat on konfigureeritud kolmefaasilise vahelduvvoolu sisendi käitlemiseks ja sama edastamiseks lisatud induktsioonmootorile.

PWM-sisend opto isoleeritud LED-i juhtimisküljel määrab kolmefaasilise vahelduvvoolu sisendi tükeldamise suhte, mida MOC ICS töötleb.

IC 555 PWM kontrolleri kasutamine (nullpinge vahetamine)

See tähendab, kohandades 555 IC-ga seotud PWM-pott saab tõhusalt kontrollida asünkroonmootori kiirust.

Selle tihvti nr 3 väljundil on varieeruv töötsükkel, mis omakorda vahetab vastavalt väljundtriake, mille tulemuseks on kas AC RMS väärtuse suurenemine või sama vähenemine.

RMS-i suurendamine laiemate PWM-ide kaudu võimaldab mootoril saada suuremat kiirust, samal ajal kui AC RMS-i vähendamine kitsamate PWM-ide abil vähendab vastupidist efekti, see tähendab, et see põhjustab mootori proportsionaalse aeglustumise.

Ülaltoodud funktsioone rakendatakse väga täpselt ja ohutult, kuna IC-dele on määratud palju sisemisi keerukaid funktsioone, mis on spetsiaalselt ette nähtud triakide ja suurte induktiivkoormuste juhtimine näiteks induktsioonmootorid, solenoidid, ventiilid, kontaktorid, tahkisreleed jne.

IC tagab ka alalisvooluastme täiesti isoleeritud töö, mis võimaldab kasutajal seadistusi teha ilma elektrilöögi kartuseta.

Seda põhimõtet saab tõhusalt kasutada ka ühefaasilise mootori kiiruse reguleerimiseks, kasutades 3 asemel ühte MOC IC-d.

Kujundus põhineb tegelikult ajaline proportsionaalne triac drive teooria. Ülemist IC555 PWM ahelat võib reguleerida nii, et see annaks 50% töötsükli palju suurema sagedusega, samas kui alumist PWM vooluahelat võib kasutada asünkroonmootori kiiruse reguleerimise toimingu teostamiseks seotud poti reguleerimise kaudu.

Sellel 555 IC-l on soovitatav suhteliselt madalam sagedus kui ülemisel IC 555 ahelal. Seda saab teha, suurendades tihvti # 6/2 kondensaatorit umbes 100 nF-ni.

MÄRKUS. FAASJuhtmetega seeriatesse sobivate induktorite lisamine võib dramaatiliselt parandada süsteemi kiiruse juhtimist.

Andmeleht MOC3061 jaoks

Eeldatav lainekuju ja faasikontroll ülaltoodud kontseptsiooni abil:

Eespool selgitatud meetod kolmefaasilise asünkroonmootori juhtimiseks on tegelikult üsna toores, kuna see on nii olnud puudub V / Hz juhtimine .

See kasutab lihtsalt võrgu sisse / välja lülitamist erineva kiirusega, et saada mootorile keskmine võimsus ja reguleerida kiirust, muutes mootori keskmist vahelduvvoolu.

Kujutage ette, kui lülitate mootori käsitsi sisse või välja 40 korda või 50 korda minutis. Selle tulemusel aeglustub teie mootor suhtelise keskmise väärtuseni, kuid liigub pidevalt. Ülaltoodud põhimõte töötab samamoodi.

Tehnilisem lähenemisviis on vooluahela kujundamine, mis tagab V / Hz suhte korraliku juhtimise ja kohandab seda automaatselt sõltuvalt libisemise kiirusest või pinge kõikumisest.

Selleks kasutame põhiliselt järgmisi etappe:

1. H-Bridge või Full Bridge IGBT draiveri ringraja
2. 3-faasiline generaatori etapp kogu silla vooluringi toitmiseks
3. V / Hz PWM protsessor

Full Bridge IGBT juhtimisahela kasutamine

Kui ülaltoodud triac-põhise disaini seadistamise protseduurid tunduvad teile hirmutavad, võiks proovida järgmist täissilla PWM-põhist asünkroonmootori kiiruse juhtimist:

Ülaltoodud joonisel kujutatud vooluring kasutab ühte kiibiga täissilla draiverit IC IRS2330 (uusim versioon on 6EDL04I06NT), millel on kõik sisseehitatud funktsioonid, et rahuldada ohutut ja täiuslikku kolmefaasilist mootorit.

Nõutava kolmefaasilise võnkeväljundi genereerimiseks vajab IC ainult sünkroniseeritud kolmefaasilist loogikasisendit oma HIN / LIN-i pinode kaudu, mida lõpuks kasutatakse täissilla IGBT-võrgu ja ühendatud kolmefaasilise mootori käitamiseks.

The kiiruse juhtimine PWM-i sissepritsega viiakse läbi kolme eraldi poolsilla NPN / PNP draiveri etapi kaudu, mida kontrollitakse SPWM-vooga IC 555 PWM-generaatorilt, nagu on näha meie eelmistes kavandites. Seda PWM-i taset võib lõppkokkuvõttes kasutada asünkroonse mootori kiiruse reguleerimiseks.

Enne kui asünkroonmootori tegeliku kiiruse reguleerimise meetodi õppimise selgeks saame, mõistame kõigepealt, kuidas automaatne V / Hz juhtimine võib saavutada mõne IC 555 ahela abil, nagu allpool arutletud

Automaatne V / Hz PWM protsessori vooluring (suletud ring)

Ülalolevates jaotistes õppisime konstruktsioone, mis aitavad asünkroonmootoril liikuda tootja määratud kiirusega, kuid see ei muutu vastavalt püsivale V / Hz suhtele, kui järgmine PWM-protsessor pole integreeritud H-ga -Silla PWM sisendsööt.

Ülaltoodud vooluring on lihtne PWM generaator, kasutades paari IC 555 . IC1 genereerib PWM-sageduse, mis muundatakse R4 / C3 abil kolmnurga laineteks IC2 tihvti nr 6 juures.

Neid kolmnurga laineid võrreldakse siinuslaine lainepikkusega IC2 tihvti nr 5 juures. Need proovi lainepikkused saadakse kolmefaasilise vahelduvvooluvõrgu alaldamise teel 12 V vahelduvvoolu pulsatsiooniks ja suunatakse nõutava töötlemise jaoks IC2 tihvti nr 5.

Võrreldes kahte lainekuju, sobivalt mõõdetuna SPWM genereeritakse IC2 tihvti nr 3 juures, millest saab H-silla võrgu juhtiv PWM.

Kuidas V / Hz vooluring töötab

Kui toide on sisse lülitatud, algab tihvti nr 5 kondensaator pinge nr 5 abil nullpingega, mis põhjustab madalaima SPWM-i väärtuse H-silla vooluring , mis omakorda võimaldab asünkroonse mootori käivitamist aeglase järk-järgulise pehme käivitusega.

Kui see kondensaator laeb, tõuseb tihvti nr 5 potentsiaal, mis proportsionaalselt tõstab SPWM-i ja võimaldab mootoril järk-järgult kiirust suurendada.

Samuti näeme tahhomeetri tagasisideahelat, mis on integreeritud ka IC2 tihvti nr 5.

Seda tahhomeeter jälgib rootori pöörlemiskiirust või libisemiskiirust ning tekitab IC2 tihvti nr 5 juures lisapinget.

Nüüd, kui mootori kiirus suureneb, üritab libisemiskiirus sünkroniseerida staatori sagedusega ja selle käigus hakkab see kiirust saama.

See induktsioonlibisuse suurenemine suurendab tahhomeetri pinget proportsionaalselt, mis omakorda põhjustab IC2 väärtuse suurenemist SPWM väljund ja see omakorda suurendab veelgi mootori kiirust.

Ülaltoodud reguleerimine püüab hoida V / Hz suhet üsna konstantsel tasemel kuni lõpuks, kuni IC2 SPWM ei suuda enam suureneda.

Sel hetkel saavutavad libisemiskiirus ja staatori kiirus püsiseisundi ning seda hoitakse seni, kuni sisendpinge või libisemiskiirus (koormuse tõttu) ei muutu. Kui neid muudetakse, hakkab uuesti tööle V / Hz protsessori vooluahel ja see hakkab reguleerima suhet, et säilitada asünkroonmootori kiiruse optimaalne reaktsioon.

Tahhomeeter

The Tahhomeetri vooluring saab ka odavalt ehitada järgmise lihtsa vooluringi abil ja integreerida ülalkirjeldatud vooluahelatega:

Kuidas kiiruskontrolli rakendada

Eespool toodud lõikudes mõistsime automaatset reguleerimisprotsessi, mille saab saavutada a integreerimisega tahhomeetri tagasiside automaatse reguleerimisega SPWM-kontrolleri vooluringile.

Nüüd õpime, kuidas saab asünkroonmootori kiirust reguleerida sageduse muutmisega, mis lõpuks sunnib SPWM-i langema ja säilitama õige V / Hz suhte.

Järgmine skeem selgitab kiiruse reguleerimise etappi:

Siin näeme kolmefaasilist generaatori vooluahelat IC 4035 abil, mille faasinihke sagedust saab muuta, muutes kella sisendit selle tihvti nr 6 juures.

Kolmefaasilised signaalid rakendatakse üle 4049 IC värava nõutavate HIN, LIN kanalite loomiseks täissilla draiverivõrgu jaoks.

See tähendab, et IC 4035 taktsageduse sobivaks muutmiseks saame efektiivselt muuta asünkroonmootori töötavat kolmefaasilist sagedust.

See viiakse läbi lihtsa IC 555 astable-ahela kaudu, mis toidab reguleeritavat sagedust IC 4035 tihvti nr 6 juures ja võimaldab sagedust reguleerida läbi lisatud 100K potti. Kondensaator C tuleb arvutada nii, et reguleeritav sagedusvahemik oleks ühendatud asünkroonmootori õige spetsifikatsiooni piires.

Kui sageduspotti varieeritakse, muutub ka asünkroonmootori efektiivne sagedus, mis vastavalt muudab ka mootori kiirust.

Näiteks kui sagedust vähendatakse, põhjustab mootori kiiruse vähenemine, mis omakorda põhjustab tahhomeetri väljundi pinge proportsionaalset vähendamist.

See tahhomeetri väljundi proportsionaalne vähendamine sunnib SPWM-i kitsenema ja tõmbab seeläbi mootori väljundpinge proportsionaalselt alla.

See toiming tagab omakorda V / Hz suhte säilimise, reguleerides samal ajal asünkroonmootori kiirust sageduse juhtimise kaudu.

Hoiatus: ülaltoodud kontseptsioon on loodud ainult teoreetiliste eelduste põhjal, palun jätkake ettevaatusega.

Kui teil on selle kolmefaasilise asünkroonmootori kiiruse regulaatori konstruktsiooni osas veel kahtlusi, olete teretulnud postitama sama oma kommentaaride kaudu.