Neste artigo você aprenderá o que é um conversor de frequência para um motor elétrico, considerará seu circuito, o princípio de operação e também aprenderá sobre as configurações de projetos industriais. O foco principal será fazer um conversor de frequência com suas próprias mãos. Obviamente, para isso, você precisará ter pelo menos uma ideia geral da tecnologia do condutor. É necessário começar com a finalidade para a qual os conversores de frequência são usados.
Quando surge a necessidade do IF
Os conversores de frequência modernos são dispositivos de alta tecnologia que consistem em elementos baseados em semicondutores. Além disso, há um sistema de controle eletrônico construído em um microcontrolador. Com sua ajuda, todos os parâmetros mais importantes do motor elétrico são controlados. Em particular, com a ajuda de um conversor de frequência, é possível alterar a velocidade de rotação do motor elétrico. Existe uma ideia de comprar um conversor de frequência paramotor elétrico. O preço de tal dispositivo para motores com potência de 0,75 kW será de aproximadamente 5-7 mil rublos.
Vale a pena notar que você pode alterar a velocidade de rotação usando uma caixa de engrenagens construída com base em um variador ou um tipo de engrenagem. Mas esses projetos são muito grandes, nem sempre é possível usá-los. Além disso, tais mecanismos devem ser atendidos em tempo hábil e sua confiabilidade é extremamente baixa. O uso de um conversor de frequência permite reduzir o custo de manutenção de um acionamento elétrico, bem como aumentar suas capacidades.
Os principais componentes do conversor de frequência
Qualquer conversor de frequência consiste em quatro módulos principais:
- Unidade retificadora.
- Dispositivos de filtragem CC.
- Montagem do inversor.
- Sistema de controle por microprocessador.
Todos eles estão interligados, e a unidade de controle controla a operação do estágio de saída - o inversor. É com sua ajuda que as características de saída da corrente alternada são alteradas.
Será descrito em detalhes abaixo, um diagrama é dado. O conversor de frequência para o motor elétrico possui vários outros recursos. Deve-se notar que o dispositivo inclui vários níveis de proteção, que também são controlados por um dispositivo microcontrolador. Em particular, é realizado o controle de temperatura dos elementos semicondutores de potência. Além disso, há uma função de proteção contra curto-circuito e sobrecorrente. FrequênciaO conversor deve ser conectado à rede de alimentação por meio de dispositivos de proteção. Não há necessidade de um iniciador magnético.
Retificador conversor de frequência
Este é o primeiro módulo pelo qual a corrente flui. Com sua ajuda, a corrente alternada é retificada - convertida em corrente contínua. Isso acontece devido ao uso de elementos como diodos semicondutores. Mas agora vale a pena mencionar um pequeno recurso. Você sabe que a maioria dos motores de indução são alimentados por uma rede CA trifásica. Mas isso não está disponível em todos os lugares. É claro que as grandes empresas o possuem, mas raramente é usado na vida cotidiana, pois é mais fácil realizar um monofásico. Sim, e levando em conta a eletricidade, as coisas são mais fáceis.
E os conversores de frequência podem ser alimentados tanto por uma rede trifásica quanto por uma rede monofásica. Qual é a diferença? E é insignificante, vários tipos de retificadores são usados no projeto. Se estamos falando de um conversor de frequência monofásico para um motor elétrico, é necessário usar um circuito em quatro diodos semicondutores conectados em um tipo de ponte. Mas se houver necessidade de energia de uma rede trifásica, você deve escolher um circuito diferente, composto por seis diodos semicondutores. Dois elementos em cada braço, como resultado, você obterá retificação de CA. A saída mostrará mais e menos.
Filtragem de tensão CC
Na saídaretificador, você tem uma tensão constante, mas tem grandes ondulações, o componente variável ainda escorrega. Para suavizar todas essas "rugosidades" da corrente, você precisará usar pelo menos dois elementos - um indutor e um capacitor eletrolítico. Mas tudo deve ser contado com mais detalhes.
O indutor tem um grande número de voltas, tem alguma reatância, o que permite suavizar um pouco a ondulação da corrente que passa por ele. O segundo elemento é um capacitor conectado entre dois pólos. Tem algumas propriedades realmente interessantes. Quando uma corrente contínua flui, de acordo com a lei de Kirchhoff, ela deve ser substituída por uma interrupção, ou seja, não há, por assim dizer, nada entre mais e menos. Mas quando uma corrente alternada flui, é um condutor, um pedaço de fio sem resistência. Como mencionado acima, a corrente contínua flui, mas há uma pequena proporção de corrente alternada nela. E fecha, como resultado, simplesmente desaparece.
Módulo inversor
A montagem do inversor é, para ser mais preciso, o mais importante em todo o projeto. É usado para alterar os parâmetros da corrente de saída. Em particular, sua frequência, tensão, etc. O inversor consiste em seis transistores controlados. Para cada fase, dois elementos semicondutores. Vale a pena notar que montagens modernas de transistores IGBT são usadas no estágio do inversor. Mesmo caseiro, até mesmo o conversor de frequência Delta, o mais econômico e acessível atualmente, consiste nos mesmos nós. As possibilidades são apenas diferentes.
Eles possuem três entradas, o mesmo número de saídas, além de seis pontos de conexão ao dispositivo de controle. Deve-se notar que na fabricação independente de um conversor de frequência, é necessário selecionar um conjunto de acordo com a potência. Portanto, você deve decidir imediatamente que tipo de motor será conectado ao conversor de frequência.
Sistema de controle por microprocessador
Com a autoprodução, dificilmente será possível atingir os mesmos parâmetros que os desenhos industriais possuem. A razão para isso não está no fato de que os conjuntos fabricados de transistores de potência são ineficientes. O fato é que em casa é bastante difícil fazer um módulo de controle. Claro, não se trata de elementos de solda, mas de programar um dispositivo microcontrolador. A opção mais fácil é fazer uma unidade de controle com a qual você pode ajustar a velocidade de rotação, reverso, corrente e proteção contra superaquecimento.
Para alterar a velocidade de rotação, deve-se usar uma resistência variável, que é conectada à porta de entrada do microcontrolador. Este é um dispositivo mestre que envia um sinal para o microcircuito. Este último analisa o nível de mudança de tensão em relação à referência, que é de 5 V. O sistema de controle funciona de acordo com um determinado algoritmo, que é escrito antes da programação. Estritamente de acordo com isso, o trabalho do sistema microprocessador ocorre. Módulos de controle da empresa muito popularesSiemens. O conversor de frequência deste fabricante possui alta confiabilidade, podendo ser utilizado em qualquer tipo de acionamento elétrico.
Como configurar o conversor de frequência
Hoje, existem muitos fabricantes deste dispositivo. Mas o algoritmo de ajuste é quase o mesmo para todos. Obviamente, não funcionará para sintonizar o conversor de frequência sem certo conhecimento. Você precisa ter duas coisas - experiência em ajuste e um manual de operação. Este último possui um apêndice que descreve todas as funções que podem ser programadas. Normalmente, existem vários botões na carcaça do conversor de frequência. Pelo menos quatro peças devem estar presentes. Duas destinam-se a alternar entre as funções, com a ajuda das outras, os parâmetros são selecionados ou os dados inseridos são cancelados. Para mudar para o modo de programação, você deve pressionar um botão específico.
Cada modelo de conversor de frequência possui seu próprio algoritmo para entrar no modo de programação. Portanto, é impossível fazer sem o manual de instruções. Também vale a pena notar que as funções são divididas em vários subgrupos. E é fácil se perder neles. Tente não alterar as configurações que o fabricante não recomenda tocar. Essas configurações só devem ser alteradas em casos excepcionais. Ao selecionar uma função de programação, você verá sua designação alfanumérica no display. Conforme você ganha experiência, sintonizar o conversor de frequência parecerá muito simples para você.
Conclusões
Quandooperação, manutenção ou fabricação do conversor de frequência, todas as precauções de segurança devem ser observadas. Lembre-se de que o design do dispositivo contém capacitores eletrolíticos que retêm sua carga mesmo após a desconexão da rede elétrica CA. Portanto, antes de desmontar, é necessário aguardar a descarga. Observe que existem elementos no projeto de conversores de frequência que têm medo de eletricidade estática. Em particular, isso se aplica ao sistema de controle do microprocessador. Portanto, a soldagem deve ser feita com todas as precauções.
