3-fazni krug regulatora brzine asinhronog motora

U ovom postu raspravljamo o izradi jednostavnog kruga regulatora brzine vrtnje 3-faznog asinhronog motora, koji se također može primijeniti na jednofazni asinkroni motor ili doslovno za bilo koji tip motora na izmjeničnu struju.

Kada je u pitanju upravljanje brzinom rada asinhronih motora , obično se koriste matrični pretvarači, koji uključuju mnoge složene stupnjeve poput LC filtara, dvosmjernih nizova prekidača (pomoću IGBT-a) itd.

Sve se to koristi za konačno postizanje usitnjenog izmjeničnog signala čiji se radni ciklus može prilagoditi složenim krugom mikrokontrolera, konačno pružajući potrebnu kontrolu brzine motora.

Međutim, možemo eksperimentirati i pokušati ostvariti 3-faznu kontrolu brzine vrtnje asinhronog motora kroz puno jednostavniji koncept pomoću naprednih IC optičkih spojnica detektora nule, trijaka snage i PWM kruga.

Korištenje optičke spojnice detektora nultih križanja

Zahvaljujući seriji optičkih sprežnika MOC koja je učinila upravljačke krugove triaka izuzetno sigurnim i jednostavnim za konfiguriranje, a omogućava i integraciju PWM-a bez muke za predviđene kontrole.

U jednom od svojih ranijih postova raspravljao sam o jednostavnom Krug upravljačkog sklopa motora s mekim pokretanjem PWM-a koji je implementirao MOC3063 IC za pružanje učinkovitog laganog pokretanja na spojenom motoru.

I ovdje koristimo identičnu metodu za provođenje predloženog kruga regulatora brzine vrtnje asinhronog motora, sljedeća slika pokazuje kako se to može učiniti:

Na slici možemo vidjeti tri identična stupnja optičke spojnice MOC konfigurirana u njihovom standardnom načinu rada triac regulatora, a ulazna strana integrirana s jednostavan sklop PWM IC 555 .

3 MOC kruga konfigurirana su za rukovanje trofaznim ulazom izmjenične struje i isporučuju ga na priključeni asinkroni motor.

PWM ulaz na izoliranoj upravljačkoj strani opta LED-a određuje omjer usitnjavanja trofaznog AC ulaza koji obrađuje MOC ICS.

Korištenje IC 555 PWM kontrolera (prebacivanje nula napona)

To podrazumijeva, prilagođavanjem PWM lonac povezan s 555 IC može se učinkovito kontrolirati brzina asinkronog motora.

Izlaz na svojem pinu # 3 dolazi s različitim radnim ciklusom koji zauzvrat prebacuje izlazne triace u skladu s tim, što rezultira ili povećanjem efektivne vrijednosti izmjeničnog napona ili smanjenjem istog.

Povećavanje efektivnog efektivnog efekta kroz šire PWM-ove omogućuje postizanje veće brzine na motoru, dok smanjenje efektivnog efektivnog efekta kroz uže PWM-ove daje suprotan učinak, tj. Uzrokuje proporcionalno usporavanje motora.

Gore navedene značajke implementirane su s velikom preciznošću i sigurnošću, jer su IC-ima dodijeljene mnoge unutarnje sofisticirane značajke, posebno namijenjene vožnja triaka i teških induktivnih opterećenja kao što su asinhroni motori, solenoidi, ventili, kontaktori, poluprovodnički releji itd.

IC također osigurava savršeno izolirani rad za istosmjernu fazu što korisniku omogućuje podešavanje bez straha od strujnog udara.

Načelo se također može učinkovito koristiti za kontrolu brzine jednofaznog motora, primjenom jednog MOC IC umjesto 3.

Dizajn se zapravo temelji na vremenski proporcionalan pogon triaka teorija. Gornji PWM krug IC555 može se podesiti tako da proizvodi 50% radnog ciklusa na mnogo višoj frekvenciji, dok se donji PWM krug može koristiti za provođenje rada brzine vrtnje asinhronog motora kroz podešavanja pripadajućeg lonca.

Ovaj 555 IC preporučuje se da ima relativno nižu frekvenciju od gornjeg kruga IC 555. To se može postići povećanjem pin # 6/2 kondenzatora na oko 100nF.

NAPOMENA: DODAVANJE ODGOVARAJUĆIH INDUKTORA U SERIJU SA FAZNIM ŽICAMA MOŽE DRASTIČNO POBOLJŠATI UČINKOVITOST KONTROLE BRZINE SUSTAVA.

Tablica podataka za MOC3061

Pretpostavljeni nadzor vala i faze pomoću gornjeg koncepta:

Gore objašnjena metoda upravljanja trofaznim asinhronim motorom zapravo je prilično gruba budući da jest nema regulacije V / Hz .

Jednostavno zapošljava UKLJUČIVANJE / ISKLJUČIVANJE mreže različitim brzinama kako bi proizveo prosječnu snagu motora i kontrolirao brzinu mijenjanjem ovog prosječnog izmjeničnog napona na motor.

Zamislite ako motor uključite / isključite ručno 40 puta ili 50 puta u minuti. To bi rezultiralo usporavanjem vašeg motora na neku relativnu prosječnu vrijednost, ali kontinuiranim pomicanjem. Gornji princip djeluje na isti način.

Tehničkiji pristup je dizajniranje sklopa koji osigurava pravilnu kontrolu omjera V / Hz i automatski ga prilagođava ovisno o brzini klizanja ili bilo kojim oscilacijama napona.

Za ovo u osnovi koristimo sljedeće faze:

1. Krug upravljačkog programa H-Bridge ili Full Bridge IGBT
2. 3-fazna faza generatora za napajanje punog kruga mosta
3. V / Hz PWM procesor

Korištenje Full Bridge IGBT upravljačkog kruga

Ako vam postupci postavljanja gore navedenog dizajna zasnovanog na trijaku izgledaju zastrašujuće, možete isprobati sljedeću kontrolu brzine asinkronog motora na PWM-u:

Sklop prikazan na gornjoj slici koristi jedan čip drajver punog mosta IC IRS2330 (najnovija verzija je 6EDL04I06NT) koji ima sve ugrađene značajke kako bi zadovoljio siguran i savršen trofazni rad motora.

IC-u je potreban samo sinkronizirani 3-fazni logički ulaz preko njegovih HIN / LIN pinouta za generiranje potrebnog trofaznog oscilirajućeg izlaza, koji se napokon koristi za upravljanje IGBT mrežom s punim mostom i povezanim trofaznim motorom.

The ubrizgavanje PWM-a za kontrolu brzine implementiran je kroz 3 odvojena stupnja NPN / PNP upravljačkih modula s pola mosta, kontroliranih SPWM napajanjem iz IC 555 PWM generatora, kao što se vidi u našim prethodnim projektima. Ova razina PWM-a može se u konačnici koristiti za kontrolu brzine vrtnje asinkronog motora.

Prije nego što naučimo stvarnu metodu regulacije brzine vrtnje asinkronog motora, prvo shvatimo kako automatski Upravljanje V / Hz može se postići pomoću nekoliko krugova IC 555, kao što je objašnjeno u nastavku

Automatski strujni krug PWM V / Hz (zatvorena petlja)

U gornjim odjeljcima naučili smo dizajne koji će pomoći asinhronom motoru da se kreće brzinom koju je odredio proizvođač, ali se neće prilagoditi konstantnom omjeru V / Hz ukoliko sljedeći PWM procesor nije integriran s H -Pomoćni ulaz PWM-a.

Gornji sklop je jednostavan PWM generator pomoću nekoliko IC 555 . IC1 generira PWM frekvenciju koja se pretvara u valove trokuta na pinu 6 IC2 uz pomoć R4 / C3.

Ti se valovi trokuta uspoređuju s valovima sinusnog vala na pinu 5 IC2. Ovi uzorci valova dobivaju se ispravljanjem trofazne mreže izmjeničnog napona u valovitost od 12 V izmjenične struje i dovode se na pin # 5 IC2 za potrebnu obradu.

Usporedbom dvaju valnih oblika, odgovarajuće dimenzionirane Generira se SPWM na pinu br. 3 IC2, koji postaje pokretački PWM za mrežu H-mostova.

Kako radi krug V / Hz

Kad je napajanje UKLJUČENO, kondenzator na pinu 5 započinje prikazivanjem nultog napona na pinu 5, što uzrokuje najnižu SPWM vrijednost Sklop H-mosta , što zauzvrat omogućuje indukcijskom motoru da započne polaganim postupnim mekim pokretanjem.

Kako se ovaj kondenzator puni, potencijal na pinu 5 raste, što proporcionalno podiže SPWM i omogućuje motoru da postupno dobiva brzinu.

Također možemo vidjeti povratni krug tahometra koji je također integriran s pinom br. 5 IC2.

Ovaj tahometar nadgleda brzinu rotora ili brzinu klizanja i generira dodatni napon na pinu 5 IC2.

Sada kako se brzina motora povećava, klizanje se pokušava sinkronizirati s frekvencijom statora i u tom procesu počinje dobivati ​​brzinu.

Ovo povećanje indukcijskog klizanja proporcionalno povećava napon tahometra što zauzvrat dovodi do povećanja IC2 SPWM izlaz a to zauzvrat dodatno povećava brzinu motora.

Gornja prilagodba pokušava održati omjer V / Hz na prilično konstantnoj razini sve dok napokon SPWM iz IC2 ne bude mogao dalje povećavati.

U ovom trenutku brzina klizanja i brzina statora dobivaju stabilno stanje i to se održava sve dok se ne promijeni ulazni napon ili brzina klizanja (zbog opterećenja). U slučaju da su promijenjeni, krug procesora V / Hz ponovno stupa u akciju i započinje s podešavanjem omjera za održavanje optimalnog odziva brzine asinhronog motora.

Tahometar

The Krug tahometra može se također jeftino izraditi pomoću sljedećeg jednostavnog kruga i integrirati sa gore objašnjenim fazama kruga:

Kako primijeniti kontrolu brzine

U gornjim odlomcima razumjeli smo postupak automatske regulacije koji se može postići integriranjem a povratne informacije o tahometru na automatski regulirajući krug SPWM regulatora.

Sada naučimo kako se brzinom asinhronog motora može upravljati promjenom frekvencije, što će u konačnici prisiliti SPWM da padne i održava ispravan omjer V / Hz.

Sljedeći dijagram objašnjava fazu upravljanja brzinom:

Ovdje možemo vidjeti 3-fazni krug generatora koji koristi IC 4035 čija se frekvencija faznog pomaka može mijenjati mijenjanjem ulaza takta na svojem pinu # 6.

Trifazni signali primjenjuju se preko 4049 IC ulaza za proizvodnju potrebnih HIN, LIN feedova za mrežu punih mostova.

To implicira da prikladnom promjenom takta IC 4035 možemo učinkovito promijeniti radnu 3-faznu frekvenciju asinhronog motora.

To se provodi putem jednostavnog IC 555 stabilnog kruga koji napaja podesivu frekvenciju na pinu 6 IC 4035 i omogućuje podešavanje frekvencije kroz priloženi lonac od 100 K. Kondenzator C treba izračunati tako da podesivo frekvencijsko područje spada u točne specifikacije priključenog asinkronog motora.

Kada se frekvencijski lonac mijenja, efektivna frekvencija asinhronog motora također se mijenja, što u skladu s tim mijenja brzinu motora.

Na primjer, kada se frekvencija smanji, uzrokuje smanjenje brzine motora, što zauzvrat uzrokuje proporcionalno smanjenje napona na izlazu tahometra.

Ovo proporcionalno smanjenje izlaza tahometra prisiljava SPWM da se sužava i time proporcionalno spušta izlazni napon na motor.

Ova akcija zauzvrat osigurava održavanje odnosa V / Hz uz istovremeno upravljanje brzinom asinhronog motora putem regulacije frekvencije.

Upozorenje: Gornji koncept dizajniran je samo na teoretskim pretpostavkama, molimo nastavite s oprezom.

Ako imate dodatnih sumnji u vezi s ovim dizajnom regulatora brzine trofaznog asinhronog motora, dobrodošli ste da ga objavite putem svojih komentara.