Este artigo irá discutir o conversor de frequência para um motor elétrico, o princípio de seu funcionamento e os principais componentes. A ênfase principal será colocada na teoria, para que você entenda o princípio de operação do conversor de frequência e seja capaz de projetar e fabricar com suas próprias mãos. Mas primeiro, você precisa de um pequeno curso introdutório, que lhe dirá o que é um conversor de frequência e para que finalidade ele é necessário.
Funções do inversor
A maior parte da indústria é ocupada por motores assíncronos. E sempre foi difícil gerenciá-los, pois eles têm uma velocidade constante do rotor, e alterar a tensão de entrada acaba sendo muito difícil e às vezes até impossível. Mas o conversor de frequência muda completamente o quadro. E se antes, por exemplo, várias caixas de engrenagens eram usadas para alterar a velocidade do transportador, hoje basta usar um dispositivo eletrônico.
Além disso, o chastotniki permite que você obtenha não apenas a capacidade de alterar os parâmetros do inversor, mas também vários graus adicionais de proteção. Não há necessidade de partidas eletromagnéticas e, às vezes,nem é necessário ter uma rede trifásica para garantir o funcionamento normal de um motor de indução. Todas essas tarefas associadas à comutação e ativação do acionamento elétrico são transferidas para o conversor de frequência. Ele permite que você altere as fases na saída, a frequência da corrente (e, portanto, a velocidade do rotor muda), para ajustar a partida e o freio, e você também pode implementar muitas outras funções. Tudo depende do microcontrolador usado no circuito de controle.
Princípio de funcionamento
Fazer um conversor de frequência para um motor elétrico com suas próprias mãos, cujo diagrama é fornecido no artigo, é bastante simples. Permite converter uma fase em três. Portanto, torna-se possível usar um motor elétrico assíncrono no dia a dia. Ao mesmo tempo, sua eficiência e potência não serão perdidas. Afinal, você sabe que quando você liga o motor em uma rede com uma fase, esses parâmetros diminuem quase pela metade. E trata-se de várias transformações da tensão fornecida à entrada do dispositivo.
A unidade retificadora é a primeira do esquema. Será discutido com mais detalhes a seguir. Depois que a tensão retificada é filtrada. E uma corrente contínua limpa é fornecida à entrada do inversor. Ele converte corrente contínua em corrente alternada com o número necessário de fases. Esta cascata pode ser submetida a ajustes. Consiste em semicondutores aos quais um circuito de controle em um microcontrolador está conectado. Mas agora sobre todos os nós com mais detalhes.
Unidade retificadora
Pode ser de dois tipos - monofásico e trifásico. O primeiro tipo de retificador pode ser usado em qualquer rede. Se você tiver um trifásico, basta conectar-se a um. O circuito chastotnik para um motor elétrico não está completo sem uma unidade retificadora. Como há uma diferença no número de fases, isso significa que um certo número de diodos semicondutores deve ser usado. Se estamos falando de conversores de frequência alimentados por uma única fase, é necessário um retificador de quatro diodos. Eles estão em ponte.
Permite reduzir a diferença entre o valor da tensão na entrada e na saída. Claro, um circuito de meia onda também pode ser usado, mas é ineficiente e ocorre um grande número de oscilações. Mas se estamos falando de uma conexão trifásica, é necessário usar seis semicondutores no circuito. Exatamente o mesmo circuito no retificador de um gerador de carro, não há diferenças. A única coisa que pode ser adicionada aqui são três diodos adicionais para proteção de tensão reversa.
Elementos de filtro
Depois do retificador vem o filtro. Seu principal objetivo é cortar todo o componente variável da corrente retificada. Para uma imagem mais clara, você precisa elaborar um circuito equivalente. Então, mais passa pela bobina. E então um capacitor eletrolítico é conectado entre mais e menos. Isso é o que é interessante no circuito de substituição. Se a bobina for substituída por reatância, então o capacitor, se presente,corrente diferente pode ser um condutor ou uma interrupção.
Como foi dito, a saída do retificador é em corrente contínua. E quando aplicado a um capacitor eletrolítico, nada acontece, pois este é um circuito aberto. Mas há uma pequena variável na corrente. E se uma corrente alternada fluir, no circuito equivalente, o capacitor se tornará um condutor. Portanto, há um fechamento de mais para menos. Essas conclusões são feitas de acordo com as leis de Kirchhoff, que são fundamentais na engenharia elétrica.
Inversor Transistor de Potência
E agora chegamos ao nó mais importante - a cascata do transistor. Eles fizeram um inversor - um conversor DC-AC. Se você estiver fazendo um conversor de frequência para um motor elétrico com suas próprias mãos, é recomendável usar conjuntos de transistores IGBT, você pode encontrá-los em qualquer loja de peças de rádio. Além disso, o custo de todos os componentes para a fabricação de um conversor de frequência será dez vezes menor que o preço de um produto acabado, mesmo fabricado na China.
Dois transistores são usados para cada fase. Eles estão incluídos entre mais e menos, conforme mostrado no diagrama do artigo. Mas cada transistor tem um recurso - uma saída de controle. Dependendo de qual sinal é aplicado a ele, as propriedades do elemento semicondutor mudam. Além disso, isso pode ser feito com a ajuda de comutação manual (por exemplo, aplicar tensão nas saídas de controle necessárias com vários microinterruptores) e automática. Isso é sobreo último e será discutido mais adiante.
Esquema de controle
E se a conexão do conversor de frequência ao motor elétrico for simples, basta conectar os terminais correspondentes, então tudo é muito mais complicado com o circuito de controle. O fato é que é necessário programar o dispositivo para obter o máximo de ajustes possíveis a partir dele. No coração está um microcontrolador, ao qual os leitores e atuadores estão conectados. Assim, é necessário ter transformadores de corrente que monitorem constantemente a potência consumida pelo acionamento elétrico. E em caso de excesso, o conversor de frequência deve ser desligado.
Conectando o circuito de controle
Além disso, é fornecida proteção contra superaquecimento. As saídas de controle dos transistores IGBT são conectadas à saída do microcontrolador usando um dispositivo correspondente (montagem Darlington). Além disso, é necessário controlar visualmente os parâmetros, portanto, é necessário incluir um display de LED no circuito. Dos leitores, você precisa adicionar botões que permitirão alternar entre os modos de programação, assim como uma resistência variável, girando-a, a velocidade de rotação do rotor do motor elétrico muda.
Conclusão
Gostaria de observar que você também pode fazer seu próprio conversor de frequência para um motor elétrico, o preço do produto acabado começa em 5000 rublos. E isso é para motores elétricos cuja potência não exceda 0,75 kW. Se você precisar gerenciar maisunidade poderosa, você precisará de um chastotnik mais caro. Para uso na vida cotidiana, o esquema discutido abaixo é suficiente. A razão é que não há necessidade de um grande número de funções e configurações, o mais importante é a capacidade de alterar a velocidade do rotor.
