Kolmivaiheinen invertteri DC-linkillä ja menetelmä sen ohjaamiseksi. Yksinkertainen kolmivaiheinen jänniteinvertterin ohjauspiiri Kolmivaiheisett

Sivusto on testitilassa. Pahoittelemme mahdollisia häiriöitä tai epätarkkuuksia.
Pyydämme teitä kirjoittamaan meille epätarkkuuksista ja ongelmista palautelomakkeella.

Päägeneraattori kolmivaiheiseen invertteriin.

Erilaisten kotitalous- ja teollisuuslaitteiden virransyöttöön tarvitaan kolmivaiheinen vaihtovirtaverkko, jonka taajuus on 200 tai 400 Hz. Tällaisen jännitteen saamiseksi käytetään useimmissa tapauksissa sopivaa sähkömekaanista kolmivaihegeneraattoria, jonka roottoria käyttää yksivaiheinen sähkömoottori, joka saa virtansa 220 V:n verkosta.

Ehdotettu elektroninen generaattori antaa meille mahdollisuuden ratkaista tämä ongelma tehokkaammin.

Jos tarkastelet kolmivaiheista jännitekaaviota, näet kolme sinimuotoista signaalia, jotka on siirretty sarjaan 1/3 syklistä. Jos oletetaan taajuudeksi 200 Hz, jakso on 5 mS. Siksi 1/3 jaksosta on yhtä suuri kuin 1,666... mS. Siten käy ilmi, että jos meillä on yksivaiheinen alkujännite 200 Hz, joka johdetaan kahden sarjaan kytketyn viivelinjan kautta, joista jokainen aiheuttaa 1,666.. mS:n viiveen, saadaan kolmivaiheinen jännite, yksi vaihe on alkuperäinen jännite ja kaksi vaihetta jännitettä vastaavien viivelinjojen lähdöillä.

Kaavamainen kaavio tällä periaatteella toimivasta laitteesta on esitetty kuvassa. Kaikki lähdesignaalit ovat suorakaiteen muotoisia, niiden muuntaminen sinimuotoisiksi tapahtuu lähtömuuntajien T1-T3 induktansseissa.

Sirun D1 multivibraattori tuottaa suorakaiteen muotoisia pulsseja taajuudella 200 Hz. Nämä pulssit syötetään transistoreiden VT1 ja VT4 elektronisen suurjännitekytkimen tuloon, jonka lähdössä muuntajan T1 ensiökäämi kytketään päälle. Tämän seurauksena käämiin syötetään 300 V:n pulssijännite. Itseinduktio-EMF tasoittaa nämä pulssit lähellä sinimuotoista muotoa ja toisiokäämiin T1 muodostuu 200 Hz:n vaihtojännite. Näin muodostuu vaihe "A".

Vaiheen "B" muodostamiseksi pulsseja, joiden taajuus on 200 Hz lähdöstä D1, syötetään viivepiiriin, jonka aikavakio on 1,666 mS. Lähdöstä D1.2 pulssijännite, joka on siirretty 1/3-vaiheella lähdön D1.3 jännitteeseen verrattuna, syötetään transistoreiden VT2 ja VT5 toiseen kytkimeen, joka toimii samalla tavalla kuin edellinen. Toisiokäämissä T1 on vaihe "B".

Sitten elementin D2.2 lähdöstä jo 1/3-vaiheen verran siirretty pulssijännite syötetään elementtien D2.3 ja D2.4 toiseen viivelinjaan, jossa tapahtuu toinen 1/3-vaiheen siirto. . Elementin D2.4 lähdöstä pulssit syötetään kolmanteen kytkimeen transistoreilla VT3 ja VT6, joiden kollektoripiirissä muuntajan T3 ensiökäämi kytketään päälle ja sen toisiopiiriin vapautetaan kolmannen vaiheen vaihtojännite. käämitys.

Mikropiirit: D1 - K561LE5, D2 -K561LP2. Mikropiirit voivat olla K176-sarjaa, mutta tässä tapauksessa syöttöjännite on laskettava 9V:iin (12V:n sijaan). KT604 transistorit voidaan korvata KT940:llä, KT848 transistorit KT841:llä. Muuntajat T1-T3 ovat identtisiä muuntajia, jotka on suunniteltu saamaan tarvittava jännite, kun niiden ensiökäämiin syötetään 220 V jännite. Jos esimerkiksi haluat saada kolmivaiheisen 36 V:n jännitteen, sinun on otettava 220 V/36 V muuntajat tarvittavalle teholle. Käytetään mikropiirien virtalähteenä

vakiostabiloitu jännitelähde 12V. +300V jännite saadaan tasasuuntaamalla 220V verkkojännite diodisillalla, esimerkiksi D242-diodeissa tai muissa voimakkaissa diodeissa, joiden jännite on vähintään 300V. Aaltoilun tasoitus suoritetaan 100 µF/360 V:n kondensaattorilla (kuten USCT-television virtalähteessä). Tämä vakiojännite syötetään pisteeseen “+300 V. Voit myös käyttää pienempää jännitettä, jolloin lähtöjännitteet muuttuvat vastaavasti.

Asennusprosessin aikana sinun on valittava vastus R1, asetettava taajuusmittarilla taajuus nastan 10 D1 tasolle 200 Hz:ksi ja valittava sitten R2 ja R3. Käytä vaihemittaria asettaaksesi vaihesiirron 120 asteeseen.

Jos tarvitaan kolmivaiheinen 400 Hz:n taajuus, elementtien arvot muuttuvat seuraavasti: R1 = 178 kohmia, R2 = 60 kohmia, R3 = 60 kohmia. Kaikki osat, paitsi lähtötransistorit ja muuntajat, on asennettu yhdelle yksipuolisesta lasikuidusta valmistetulle piirilevylle. Lähtötransistorit on asennettava jäähdytyslevyihin, joiden pinta-ala on vähintään 100 cm2.

Näkymä kolmivaiheisen jännitelähteen painetusta piirilevystä

Yksi ensimmäisistä kolmivaihemoottorin tehonsyöttöä käyttävistä muuntajapiireistä julkaistiin Radio-lehdessä nro 11, 1999. Suunnitelman kehittäjä M. Mukhin oli tuolloin 10. luokan oppilas ja oli mukana radiokerhossa.

Muuntimen oli tarkoitus antaa virtaa miniatyyrille kolmivaiheiselle DID-5TA-moottorille, jota käytettiin painettujen piirilevyjen porauskoneessa. On huomattava, että tämän moottorin toimintataajuus on 400 Hz ja syöttöjännite 27 V. Lisäksi on tuotu esiin moottorin keskipiste (käämityksiä kytkettäessä tähtiin), mikä mahdollisti piirin yksinkertaistamisen erittäin: tarvittiin vain kolme lähtösignaalia ja vain yksi lähtökytkin kutakin vaihetta kohti. Generaattoripiiri on esitetty kuvassa 1.

Kuten kaaviosta voidaan nähdä, muuntaja koostuu kolmesta osasta: kolmivaiheisesta pulssigeneraattorista DD1...DD3-mikropiireissä, kolmesta komposiittitransistoreiden kytkimestä (VT1...VT6) ja itse sähkömoottorista M1.

Kuvassa 2 on esitetty generaattorimuotoilijan tuottamien pulssien ajoituskaaviot. Pääoskillaattori on tehty DD1-sirulle. Vastuksen R2 avulla voit asettaa vaaditun moottorin nopeuden ja myös muuttaa sitä tietyissä rajoissa. Tarkemmat tiedot järjestelmästä löytyvät yllä olevasta lehdestä. On huomattava, että nykyajan terminologian mukaan tällaisia generaattorimuotoilijoita kutsutaan ohjaimiksi.

Kuva 1.

Kuva 2. Generaattorin pulssin ajoituskaaviot.

Perustuu A. Dubrovskyn harkittuun ohjaimeen Novopolotskista Vitebskin alueelta. 220 V AC -verkosta saatavalle moottorille kehitettiin taajuusmuuttajan suunnittelu. Laitekaavio julkaistiin Radio-lehdessä vuonna 2001. Nro 4.

Tässä piirissä, käytännössä ilman muutoksia, käytetään juuri keskusteltua M. Mukhinin piirin mukaista säädintä. Elementtien DD3.2, DD3.3 ja DD3.4 lähtösignaaleilla ohjataan lähtökytkimiä A1, A2 ja A3, joihin sähkömoottori on kytketty. Kaavio näyttää avaimen A1 kokonaan, loput ovat identtisiä. Laitteen täydellinen kaavio on esitetty kuvassa 3.

Kuva 3.

Tutustuaksesi moottorin kytkemiseen lähtökytkimiin, kannattaa harkita kuvassa 4 esitettyä yksinkertaistettua kaaviota.

Kuva 4.

Kuvassa on sähkömoottori M, jota ohjataan näppäimillä V1...V6. Piirin yksinkertaistamiseksi puolijohdeelementit on esitetty mekaanisina koskettimina. Sähkömoottori saa virtansa tasasuuntaajalta vastaanotetusta vakiojännitteestä Ud (ei näy kuvassa). Tässä tapauksessa näppäimiä V1, V3, V5 kutsutaan ylemmiksi ja näppäimiä V2, V4, V6 kutsutaan alemmiksi.

On aivan selvää, että ylemmän ja alemman näppäimen avaaminen samanaikaisesti, nimittäin pareina V1&V6, V3&V6, V5&V2, on täysin mahdotonta hyväksyä: tapahtuu oikosulku. Siksi tällaisen avainpiirin normaalia toimintaa varten on välttämätöntä, että alempi avain avataan, ylempi avain on jo suljettu. Tätä tarkoitusta varten ohjausohjaimet luovat tauon, jota usein kutsutaan "kuolleeksi alueeksi".

Tämän tauon pituus on sellainen, että se varmistaa tehotransistorien taatun sulkeutumisen. Jos tämä tauko ei riitä, on mahdollista avata ylempi ja alempi näppäin hetkeksi samanaikaisesti. Tämä saa lähtötransistorit kuumenemaan, mikä usein johtaa niiden vikaantumiseen. Tätä tilannetta kutsutaan virtojen kautta.

Palataan kuvan 3 piiriin. Tässä tapauksessa ylemmät näppäimet ovat 1VT3-transistoreita ja alemmat 1VT6. On helppo nähdä, että alemmat näppäimet on kytketty galvaanisesti ohjauslaitteeseen ja toisiinsa. Siksi ohjaussignaali elementin DD3.2 lähdöstä 3 vastusten 1R1 ja 1R3 kautta syötetään suoraan komposiittitransistorin 1VT4…1VT5 kantaan. Tämä komposiittitransistori ei ole muuta kuin alempi kytkinohjain. Täsmälleen samalla tavalla elementit DD3, DD4 ohjaavat kanavien A2 ja A3 alempien näppäinohjainten komposiittitransistoreja. Kaikki kolme kanavaa saavat virtansa samasta tasasuuntaajasta VD2.

Ylemmillä kytkimillä ei ole galvaanista yhteyttä yhteiseen johtoon ja ohjauslaitteeseen, joten niiden ohjaamiseksi oli komposiittitransistorin 1VT1...1VT2 ajurin lisäksi tarpeen asentaa jokaiseen kanavaan ylimääräinen 1U1 optoerotin. . Tämän piirin optoerottimen lähtötransistori toimii myös lisäinvertterina: kun DD3.2:n elementin 3 lähtö on korkea, ylemmän kytkimen 1VT3 transistori on auki.

Jokaisen ylemmän kytkimen ajurin syöttämiseen käytetään erillistä tasasuuntaajaa 1VD1, 1C1. Jokainen tasasuuntaaja saa virtansa muuntajan yksittäisestä käämityksestä, jota voidaan pitää piirin haittana.

Kondensaattori 1C2 tarjoaa noin 100 mikrosekunnin kytkentäviiveen, saman verran optoerotin 1U1 muodostaa siten edellä mainitun "kuolleen alueen".

Riittääkö taajuuden säätö?

Vaihtovirran syöttöjännitteen taajuuden pienentyessä moottorin käämien induktiivinen reaktanssi pienenee (muista vain induktiivisen reaktanssin kaava), mikä johtaa käämien läpi kulkevan virran kasvuun ja sen seurauksena virran ylikuumenemiseen. käämit. Myös staattorin magneettipiiri kyllästyy. Näiden negatiivisten seurausten välttämiseksi taajuuden pienentyessä on myös moottorin käämien jännitteen tehollista arvoa pienennettävä.

Yksi tapa ratkaista ongelma amatööritaajuusgeneraattoreissa oli säätää tätä tehokkainta arvoa LATR:llä, jonka liikkuvalla koskettimella oli mekaaninen yhteys taajuussäätimen muuttuvaan vastukseen. Tätä menetelmää suositteli S. Kalugin artikkelissa "Kolmivaiheisten asynkronisten moottoreiden nopeussäätimen tarkentaminen". Radio-lehti 2002, nro 3, s. 31.

Amatööriolosuhteissa mekaaninen yksikkö osoittautui vaikeaksi valmistaa ja mikä tärkeintä, epäluotettavaksi. Yksinkertaisempaa ja luotettavampaa tapaa käyttää automuuntajaa ehdotti jerevanilainen E. Muradkhanyan Radio-lehdessä nro 12 2004. Tämän laitteen kaavio on esitetty kuvissa 5 ja 6.

220 V verkkojännite syötetään automaattimuuntajaan T1 ja sen liikkuvasta koskettimesta tasasuuntaussillalle VD1 suodattimella C1, L1, C2. Suodattimen lähtö tuottaa muuttuvan vakiojännitteen Ureg, jota käytetään itse moottorin tehonlähteenä.

Kuva 5.

Jännite Ureg vastuksen R1 kautta syötetään myös isäntäoskillaattoriin DA1, joka on valmistettu KR1006VI1-mikropiirissä (tuotu versio). Tämä liitäntä muuttaa tavanomaisen neliöaaltogeneraattorin VCO:ksi (jänniteohjattu oskillaattori). Siksi jännitteen Ureg kasvaessa myös generaattorin DA1 taajuus kasvaa, mikä johtaa moottorin nopeuden nousuun. Jännitteen Ureg pienentyessä myös isäntägeneraattorin taajuus pienenee suhteessa, mikä estää käämien ylikuumenemisen ja staattorin magneettipiirin ylikyllästymisen.

Kuva 6.

Kuva 7.

Generaattori on tehty DD3-sirun toiselle laukaisulle, joka on merkitty kaaviossa nimellä DD3.2. Taajuus asetetaan kondensaattorilla C1, taajuuden säätö tapahtuu säädettävällä vastuksella R2. Taajuussäädön myötä myös pulssin kesto generaattorin lähdössä muuttuu: taajuuden pienentyessä kesto pienenee, joten moottorin käämien jännite laskee. Tätä ohjausperiaatetta kutsutaan pulssinleveysmodulaatioksi (PWM).

Tarkasteltavana olevassa amatööripiirissä moottorin teho on alhainen, moottori saa virtansa suorakaiteen muotoisista pulsseista, joten PWM on melko primitiivinen. Todellisissa suuritehoisissa sovelluksissa PWM on suunniteltu tuottamaan lähes sinimuotoisia jännitteitä lähdössä, kuten kuvassa 8 esitetään, ja toimimaan erilaisilla kuormituksilla: vakiomomentilla, vakioteholla ja tuulettimen kuormalla.

Kuva 8. Kolmivaiheisen PWM-invertterin yhden vaiheen lähtöjänniteaaltomuoto.

Virtapiirin osa

Nykyaikaisissa merkkitaajuusgeneraattoreissa on lähdöt, jotka on erityisesti suunniteltu käytettäväksi taajuusmuuttajissa. Joissakin tapauksissa nämä transistorit yhdistetään moduuleiksi, mikä yleensä parantaa koko suunnittelun suorituskykyä. Näitä transistoreita ohjataan erityisillä ohjainsiruilla. Joissakin malleissa ajurit tuotetaan sisäänrakennettuna transistorimoduuleihin.

Yleisimmät tällä hetkellä käytetyt sirut ja transistorit ovat International Rectifier. Kuvatussa piirissä on täysin mahdollista käyttää IR2130- tai IR2132-ajureita. Yksi paketti tällaista mikropiiriä sisältää kuusi ohjainta kerralla: kolme alemmalle kytkimelle ja kolme ylemmälle, mikä helpottaa kolmivaiheisen sillan pääteasteen kokoamista. Päätoiminnon lisäksi nämä ajurit sisältävät myös useita lisätoimintoja, kuten suojan ylikuormitusta ja oikosulkuja vastaan. Tarkempia tietoja näistä ohjaimista löytyy vastaavien sirujen tietolehdistä.

Kaikista eduista huolimatta näiden mikropiirien ainoa haittapuoli on niiden korkea hinta, joten suunnittelun kirjoittaja valitsi erilaisen, yksinkertaisemman, halvemman ja samalla toimivan reitin: erikoistuneet ajuripiirit korvattiin integroiduilla ajastinmikropiireillä KR1006VI1 (NE555). ).

Lähtö kytkee sisäänrakennetut ajastimet

Jos palaat kuvaan 6, huomaat, että piirissä on lähtösignaalit jokaiselle kolmelle vaiheelle, jotka on merkitty "H" ja "B". Näiden signaalien avulla voit ohjata ylä- ja alanäppäimiä erikseen. Tämä erottelu mahdollistaa tauon muodostamisen ylemmän ja alemman näppäimen kytkemisen välille ohjausyksikön avulla, ei itse näppäimiä, kuten kuvan 3 kaaviosta näkyy.

KR1006VI1 (NE555) -mikropiirejä käyttävien lähtökytkimien kaavio on esitetty kuvassa 9. Luonnollisesti kolmivaiheiseen muuntimeen tarvitaan kolme kopiota tällaisista kytkimistä.

Kuva 9.

Schmidtin liipaisupiirin mukaan kytkettyjä KR1006VI1-mikropiirejä käytetään ylempien (VT1) ja alempien (VT2) näppäinten ohjaimina. Niiden avulla on mahdollista saada vähintään 200 mA:n hilapulssivirta, mikä mahdollistaa lähtötransistorien melko luotettavan ja nopean ohjauksen.

Alempien DA2-kytkimien mikropiireillä on galvaaninen yhteys +12V virtalähteeseen ja vastaavasti ohjausyksikköön, joten ne saavat virran tästä lähteestä. Ylempiä kytkinsiruja voidaan syöttää samalla tavalla kuin kuvassa 3 on lisätasasuuntaajia ja muuntajan erillisiä käämejä käyttämällä. Mutta tämä järjestelmä käyttää erilaista, niin kutsuttua "tehoste"-ravitsemusmenetelmää, jonka merkitys on seuraava. DA1-mikropiiri saa virtaa elektrolyyttikondensaattorista C1, jonka varaus tapahtuu piirin kautta: +12V, VD1, C1, avoin transistori VT2 (läpi nielu - lähdeelektrodit), "yhteinen".

Toisin sanoen kondensaattorin C1 varaus tapahtuu, kun alemman kytkimen transistori on auki. Tällä hetkellä kondensaattorin C1 negatiivinen napa on käytännössä oikosuljettu yhteiseen johtimeen (voimakkaiden kenttätransistorien avoimen "virtalähde"-osan resistanssi on ohmin tuhannesosaa!), mikä mahdollistaa lataa se.

Kun transistori VT2 suljetaan, sulkeutuu myös diodi VD1, kondensaattorin C1 lataus pysähtyy transistorin VT2 seuraavaan avautumiseen asti. Mutta kondensaattorin C1 varaus riittää syöttämään DA1-sirun niin kauan kuin transistori VT2 on kiinni. Luonnollisesti tällä hetkellä ylemmän kytkimen transistori on suljetussa tilassa. Tämä virtakytkinpiiri osoittautui niin hyväksi, että sitä käytetään ilman muutoksia muissa amatöörimalleissa.

Tässä artikkelissa käsitellään vain yksinkertaisimpia amatöörien kolmivaiheinvertterien piirejä pienillä ja keskisuurilla integraatioasteilla, joista kaikki alkoi, ja jossa voit jopa katsoa kaikkea "sisältä" piirikaavion avulla. On tehty nykyaikaisempia malleja, joiden kaavioita on julkaistu toistuvasti myös Radio-lehdissä.

Mikrokontrolleriohjausyksiköt ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia kuin keskikokoisiin mikropiireihin perustuvat, niillä on sellaisia välttämättömiä toimintoja kuin ylikuormitus- ja oikosulkusuojaus ja joitain muita. Näissä lohkoissa kaikki toteutetaan ohjausohjelmilla tai, kuten niitä yleisesti kutsutaan, "laiteohjelmistolla". Nämä ohjelmat määrittävät, kuinka hyvin tai huonosti kolmivaiheisen invertterin ohjausyksikkö toimii.

Melko yksinkertaiset kolmivaiheisten invertteriohjaimien piirit julkaistiin Radio-lehdessä 2008 nro 12. Artikkelin nimi on "Master generaattori kolmivaiheiselle invertterille". Artikkelin kirjoittaja A. Dolgiy on myös kirjoittanut artikkelisarjan mikrokontrollereista ja monista muista malleista. Artikkelissa esitetään kaksi yksinkertaista piiriä PIC12F629- ja PIC16F628-mikro-ohjaimissa.

Pyörimisnopeutta molemmissa piireissä muutetaan portaittain yksinapaisilla kytkimillä, mikä riittää monissa käytännön tapauksissa. Siellä on myös linkki, josta voit ladata valmiin "laiteohjelmiston" ja lisäksi erityisen ohjelman, jolla voit muuttaa "laiteohjelmiston" parametreja harkintasi mukaan. On myös mahdollista käyttää generaattoreita "demo"-tilassa. Tässä tilassa generaattorin taajuus pienenee 32 kertaa, mikä mahdollistaa generaattoreiden toiminnan visuaalisen tarkkailun LEDien avulla. Myös teho-osan liittämistä koskevia suosituksia annetaan.

Mutta jos et halua ohjelmoida mikro-ohjainta, Motorola on julkaissut erikoistuneen älykkään ohjaimen MC3PHAC, joka on suunniteltu 3-vaiheisiin moottorinohjausjärjestelmiin. Sen pohjalta on mahdollista luoda edullisia kolmivaiheisia säädettäviä käyttöjärjestelmiä, jotka sisältävät kaikki tarvittavat ohjaus- ja suojatoiminnot. Tällaisia mikro-ohjaimia käytetään yhä enemmän erilaisissa kodinkoneissa, esimerkiksi astianpesukoneissa tai jääkaapeissa.

MC3PHAC-ohjaimen kanssa on mahdollista käyttää valmiita tehomoduuleja, esimerkiksi International Rectifierin kehittämää IRAMS10UP60A. Moduulit sisältävät kuusi virtakytkintä ja ohjauspiirin. Lisätietoja näistä elementeistä löytyy heidän Data Sheet -dokumentaatiostaan, joka on melko helppo löytää Internetistä.

Aihe kolmivaiheisen sähkömoottorin syöttämisestä yksivaiheverkosta ei ole uusi, mutta on edelleen ajankohtainen. Tänään tuomme lukijoillemme toisen teknisen ratkaisun ongelmaan. Päägeneraattorin yksinkertaistamiseksi - kolmivaiheisen invertterin perustana, joka antaa virtaa tällaiselle moottorille - artikkelin kirjoittaja ehdottaa mikro-ohjaimen käyttöä.
Viime vuosina "Radio" -lehti on kuvannut monia kolmivaiheisia inverttereitä - muuntajia suorasta tai vaihtuvasta yksivaihejännitteestä kolmivaiheiseksi. Nämä laitteet on yleensä suunniteltu syöttämään asynkronisia kolmivaiheisia sähkömoottoreita kolmivaiheisen verkon puuttuessa. Monet niistä antavat sinun säätää moottorin akselin nopeutta muuttamalla syöttöjännitteen taajuutta.
Moottoriin suoraan kytkettyjen tehokkaiden lähtösolmujen lisäksi kaikki invertterit sisältävät isäntägeneraattorin, joka tuottaa näiden solmujen toimintaan tarvittavat monivaiheiset pulssisekvenssit. Tavallisille logiikkasiruille koottu tällainen generaattori on melko monimutkainen laite. Erityisen monimutkaista on tarve pulssitaajuutta säädettäessä muuttaa niiden käyttöjaksoa tietyn lain mukaan (pitää virta vaihtosuuntaajalta syötetyn sähkömoottorin käämeissä hyväksyttävissä rajoissa). Usein käytetty näiden parametrien samanaikainen säätö tavanomaisella kaksisuuntaisella vastuksella ei mahdollista halutun suhteen ylläpitämistä riittävällä tarkkuudella.
Kaikki nämä ongelmat voidaan helposti ratkaista mikro-ohjaimella (MK). Isäntäoskillaattoripiiri (kuva 1) on yksinkertaistettu äärirajoille ja sen kaikki ominaisuudet on toteutettu ohjelmistossa. Tässä elementit U1.1-U6.1 ovat transistorioptoerottimien emittoivia diodeja, jotka yhdistävät generaattorin tehokkaisiin invertteriyksiköihin. Virta kulkee diodien U1.1, U3.1 ja U5.1 kautta aikavälein, jolloin vaiheiden A, B ja C "ylempien" (kaavion mukaan) kytkimien tulisi olla auki, ja diodien U2.1 kautta. , U4.1, U6.1, kun näiden vaiheiden "alemmat" kytkimet tulee avata. Säteilydiodien läpi kulkevan virran arvoja voidaan muuttaa valitsemalla vastukset R3-R5, mutta ne eivät saa ylittää MK:lle sallittua 25 mA.
Invertterin voimakkaassa osassa, joka on optoeristetty isäntäoskillaattorista, generoidaan näppäinten ohjaamiseen tarvittavan napaisuuden omaavia pulsseja käyttämällä yksiköitä, jotka on valmistettu kuvan 1 mukaisten piirien mukaan. 2 (a - positiivinen, b - negatiivinen). Tässä Up.2 ovat optoerottimien U1-U6 valotransistorit (katso kuva 1). Syöttöjännite Upit ja vastuksen R1 arvo valitaan invertterissä käytettävien voimakkaiden kytkimien ja niiden ohjainten tyypin mukaan.

Kytkin SA1 (katso kuva 1) valitsee yhden kolmesta kolmivaihejännitteen taajuusarvosta. Artikkelin liitteenä olevassa ohjelman versiossa (tiedosto G3F629.HEX) niistä kaksi on nimellisarvoa (50 Hz) pienempiä ja yksi suurempi. Muodostettujen pulssien kesto nimellis- ja korotetuilla taajuuksilla on hieman lyhyempi kuin niiden toiston puolijakso, mikä eliminoi saman vaiheen "ylemmän" ja "alemman" kytkimien samanaikaisen avaamisen. Taajuuden pieneneminen nimellistaajuuteen nähden saavutetaan lisäämällä pulssien välisiä taukoja, joiden kesto pysyy samana kuin nimellistaajuudella. Tämä varmistaa virtapulssien vakioamplitudin moottorin käämeissä ja estää sen magneettipiirin kyllästymisen. Jos taajuutta ei tarvitse muuttaa, kytkin SA1 ja diodit VD1, VD2 jätetään pois (laite tuottaa pulsseja, joiden toistotaajuus on 50 Hz). PIC12F629 MK:n sijasta voit käyttää PIC12F675:tä.
Samanlaisen generaattorin piiri PIC16F628 MK:ssa on esitetty kuvassa. 3. Sen tärkein etu edellä käsiteltyyn verrattuna on kyky liittää ulkoinen kvartsiresonaattori ZQ1 MK:hen ja lisätä generoitujen signaalien taajuutta suhteessa resonaattorin ja MK:n sisäisen oskillaattorin taajuuksien suhteeseen ( 4 MHz). Esimerkiksi resonaattoritaajuudella 20 MHz kolmivaiheisen jännitteen maksimitaajuus saavuttaa 88,5x20/4 = 442,5 Hz (tässä 88,5 Hz on maksimitaajuus, joka voidaan asettaa MK-kellogeneraattorin taajuudelle - sisäänrakennettu tai ulkoisella kvartsiresonaattorilla - 4 MHz). Jos taajuutta ei tarvitse lisätä, kvartsiresonaattoria ZQ1 ja kondensaattoreita C1, C2 (esitetty katkoviivoilla kuvassa 3) ei asenneta, ja MK on konfiguroitu toimimaan sisäänrakennetusta RC-oskillaattorista. Tätä laitekokoonpanoa varten on suunniteltu artikkeliin liitetyn G3F628.HEX-ohjelman versio. Ilman muutoksia piiriin ja ohjelmaan on mahdollista korvata PIC16F628 PIC16F628A:lla tai PIC16F648A:lla.

Pääoskillaattorin ja kolmivaiheisen invertterin voimakkaiden komponenttien optista eristystä ei tässä tapauksessa tarjota, mutta se on helppo järjestää yhdistämällä optoerottimien emittoivat diodit kunkin vaiheen lähtöpariin kuvassa 2 esitetyn piirin mukaisesti. . 4. Erottamisen lisäksi tällainen piirirakenne takaa lisäksi sen, että kummankin vaiheen "ylempi" ja "alempi" kytkimet eivät ole auki samanaikaisesti (samoilla jännitetasoilla MC-ulostuloissa ei ole virtaa emittoivien diodien läpi , ja eri jännitetasoilla vain yksi niistä virtaa) .
Jos MK-ohjelmaan tallennetut oletuspulssitaajuuden ja toimintajakson arvot eivät jostain syystä sovellu, niitä voidaan muuttaa (ja PIC16F628 MK:n versiossa voit myös muuttaa lähtöpulssien napaisuutta). Tätä tarkoitusta varten on tarkoitettu tietokoneohjelma "Kolmivaihegeneraattorin asettaminen" (G3F.exe), jonka käynnistämisen jälkeen kuvassa näkyvä ikkuna tulee näyttöön. 5.

Asennus alkaa valitsemalla MK, jolle säädetty ohjelma on tarkoitettu. Muuta sitten tarvittaessa generoitujen pulssien taajuusarvoja ja niiden toimintajaksoa taulukossa (käyttöjakson käänteisluku, jota englanninkielisessä kirjallisuudessa kutsutaan "käyttöjaksoksi"). Tämä tehdään taulukon vastaavissa sarakkeissa olevilla nuolipainikkeilla. Arvot ovat "ei-pyöreitä", ne muuttuvat MK-ohjelman tarjoaman diskreetin mukaan. Taajuusmuutoksen rajoja kytkimen SA1 kussakin asennossa rajoittavat sen asennoille asetetut arvot pienemmillä ja suuremmilla numeroilla. Korkein 4 MHz:n MK-kellogeneraattoritaajuudelle asetettava taajuus on, kuten jo mainittiin, 88,5 Hz, alin 8,02 Hz.
Toimintajakson arvoa voidaan muuttaa manuaalisesti nollasta (ei pulsseja) 98,33 prosenttiin (tauko "ylemmän" ja "alemman" näppäimien avaavien pulssien välillä on minimaalinen). Jos napsautat "Automaattinen"-näytön painiketta, perustaksi otetaan nimellistaajuutta vastaavan kytkimen SA1 asennon käyttöjakso (nimetään "nom."). Nimellistaajuuden yläpuolella olevalle taajuudelle kerroin asetetaan samaksi ja sen alapuolelle pienennetään suhteessa taajuuteen. Huomaa, että mitä tahansa kytkimen asentoa voidaan pitää nimellisenä - napsauta vain hiirellä sen numeron vieressä.

Kentät "Clock generator" ja "Pulse polarity", jotka sijaitsevat generaattorin toimintamooditaulukon alla, ovat aktiivisia vain, kun PIC16F628-mikro-ohjain on valittu. Ensimmäisessä niistä valitaan kellogeneraattorin tyyppi ja tarvittaessa määritetään sen taajuus. Toisessa lähtöpulssien polariteetti asetetaan erikseen "ylemmän" ja "alemman" näppäinten ohjauskanaville Huomioi, että käytettäessä kuvan 4 kaavion mukaista optista eristystä pulssien polariteetti voi olla mikä tahansa, mutta sen on oltava sama.Muissa tapauksissa se valitaan invertterin tehokkaiden komponenttien ominaisuuksien mukaan.
Kun olet määrittänyt kaikki vaaditut arvot, napsauta "Luo HEX-tiedosto" -toimintopainiketta. Näyttöön tulee ikkuna, jossa sinun tulee määrittää tämän tiedoston nimi (ohjelma ehdottaa tiedostoa G3F.HEX), sijainti tietokoneen kiintolevyllä, johon se kirjoitetaan, ja napsauta sitten "Tallenna" -painiketta näytöllä. Jäljelle jää vain ladata luotu tiedosto MK:n ohjelmamuistiin.

Lopuksi puhutaan generaattorin konfigurointiohjelman ikkunassa olevasta "Demo" -kohdasta. Jos valitset sen, ohjelmasta luodaan versio, jossa generoitujen pulssien taajuusarvot pienennetään 32-kertaisesti ilmoitettuihin verrattuna. Jos kuvan 1 kaavion mukaan kootussa generaattorissa ladataan se MK:hen, johon optoerottimien emittoivan diodien sijaan on kytketty DLA/6GD LED-kokoonpano (kuva 6), voit katso kuuden LEDin vuorottelevat välähdykset, jotka sijaitsevat siinä kehän ympärillä, mikä jäljittelee kolmivaihemoottorin roottorin pyörimistä. Tätä mallia voidaan käyttää leluna tai matkamuistona. LED-kokoonpano voidaan korvata kuudella yksittäisellä LEDillä, mukaan lukien eri hehkuvärejä asentamalla ne sopivan kokoiselle levylle.
KIRJALLISUUS
1. Dubrovsky A. Kolmivaiheisten asynkronisten moottoreiden nopeudensäädin. - Radio, 2001, nro 4, S. 42, 43.
2. Kalugin S. Kolmivaiheisten asynkronisten moottoreiden nopeussäätimen jalostus. - Radio, 2002, N9 3, s. 31.
3. Naryzhny V. Virtalähde kolmivaiheiselle sähkömoottorille yksivaiheisesta verkosta nopeudensäädöllä. - Radio, 2003, nro 12, s. 35-37.
4. Muradkhanyan E. Ohjattu invertteri kolmivaihemoottorin syöttämiseen. - Radio, 2004, nro 12, s. 37, 38.
Materiaali otettu osoitteesta: Radio Magazine 2008 nro 12

Arkistoitu ohjelma, laiteohjelmisto ja lähdekoodi

(lataukset: 2447)

Generaattori, jonka kaavio on esitetty kuvassa 1, voi löytää käyttökohteen erilaisissa muuntimet yksivaiheisesta jännitteestä kolmivaiheiseksi. Se on yksinkertaisempi kuin kohdassa kuvatut.

Riisi. 1 Kolmivaiheinen pulssigeneraattoripiiri

Laite koostuu generaattori kellopulssit DD1.1...DD1.3, ohjain DD2 ja invertterit DD1.4...DD1.6. Kellotaajuus generaattori valitse 6 kertaa suurempi taajuus kuin vaaditaan kolmivaiheinen jännite ja lasketaan likimääräisellä kaavalla

Muotoilija on tehty siirtorekisteriin, joka on kytketty vastataajuudenjakajapiirin mukaan 6:lla. Lähdöissä 1, 3 ja 5 (nastat 5, 6, 13)

Riisi. 2 Kolmivaiheisen pulssigeneraattorin lähtösignaalit

DD2 tuottaa suorakaiteen muotoisia pulsseja, jotka on siirretty 1/3 jaksosta, käyttöjaksolla 2. Invertterit DD1.4...DD1.6 on kytketty DD2:n lähtöihin erotusta varten. Generaattorin lähtösignaalit on esitetty kuvassa 2.

A. ROMANCHUK

Kirjallisuus

1. Shilo V.L. Suositut digitaaliset mikropiirit. - Radio ja viestintä, 1989, s. 60.

2. Ilyin A. Kolmivaiheisten kuluttajien kytkeminen yksivaiheiseen piiriin. - Radioamatööri, 1998, N10, s. 26.

3. Kroer Yu. Kolmivaiheinen 200 Hz alkaen 50 Hz. - Radioamatööri, 1999, N10, s. 21.

4. Pyshkin V. Kolmivaiheinen invertteri. - Radio, 2000, N2, s. 35.