Three-phase inverter na may DC link at isang paraan para makontrol ito. Simple three-phase voltage inverter control circuit Three-phase pulse sequence generator circuits

Nasa test mode ang site. Humihingi kami ng paumanhin para sa anumang pagkaantala o kamalian.
Hinihiling namin sa iyo na sumulat sa amin tungkol sa mga kamalian at mga problema sa paggamit ng form ng feedback.

Master generator para sa isang three-phase inverter.

Upang mapagana ang iba't ibang kagamitan sa sambahayan at pang-industriya, kinakailangan ang isang three-phase alternating current network na may dalas na 200 o 400 Hz. Upang makakuha ng ganoong boltahe, sa karamihan ng mga kaso, ang isang naaangkop na electromechanical three-phase generator ay ginagamit, ang rotor na kung saan ay hinihimok ng isang single-phase electric motor na pinapagana mula sa isang 220V network.

Ang iminungkahing electronic generator ay nagbibigay-daan sa amin upang malutas ang problemang ito nang may mas mahusay na kahusayan.

Kung susuriin mo ang three-phase na diagram ng boltahe, makikita mo ang tatlong sinusoidal signal na inilipat sa serye ng 1/3 ng cycle. Kung ang dalas ng 200 Hz ay ipinapalagay, kung gayon ang panahon ay 5 mS. Samakatuwid, ang 1/3 ng panahon ay katumbas ng 1.666... mS. Kaya, lumalabas na kung mayroon tayong paunang single-phase na boltahe na 200 Hz, na ipinapasa ito sa dalawang linya ng pagkaantala na konektado sa serye, na ang bawat isa ay nagpapakilala ng pagkaantala ng 1.666.. mS, makakakuha tayo ng isang three-phase na boltahe, ang isang yugto ay ang orihinal na boltahe, at dalawang yugto ng boltahe na may mga output ng kaukulang mga linya ng pagkaantala.

Ang isang schematic diagram ng isang aparato na tumatakbo sa prinsipyong ito ay ipinapakita sa figure. Ang lahat ng mga signal ng pinagmulan ay hugis-parihaba, ang kanilang conversion sa sinusoidal ay nangyayari sa mga inductance ng mga output transformer T1-T3.

Ang multivibrator sa chip D1 ay gumagawa ng mga rectangular pulse na may dalas na 200 Hz. Ang mga pulso na ito ay ibinibigay sa input ng isang electronic high-voltage switch sa transistors VT1 at VT4, sa output kung saan ang pangunahing winding ng transpormer T1 ay nakabukas. Bilang resulta, ang boltahe ng pulso na 300V ay ibinibigay sa paikot-ikot. Ang self-induction EMF ay nagpapakinis sa mga pulso na ito sa isang hugis na malapit sa sinusoidal at isang alternating boltahe na may dalas na 200 Hz ay nabuo sa pangalawang paikot-ikot na T1. Kaya, nabuo ang phase "A".

Upang bumuo ng phase "B", ang mga pulso na may dalas na 200 Hz mula sa output D1 ay ibinibigay sa isang delay circuit na may pare-parehong oras na katumbas ng 1.666 mS. Mula sa output D1.2, ang isang boltahe ng pulso na inilipat ng 1/3 phase kumpara sa boltahe sa output D1.3 ay ibinibigay sa pangalawang switch sa transistors VT2 at VT5, na nagpapatakbo nang katulad sa nauna. Sa pangalawang paikot-ikot na T1 mayroong phase "B".

Pagkatapos, mula sa output ng elemento D2.2, ang boltahe ng pulso, na inilipat na ng 1/3 phase, ay ibinibigay sa pangalawang linya ng pagkaantala sa mga elemento ng D2.3 at D2.4, kung saan nangyayari ang isa pang shift ng 1/3 phase. . Ang mga pulso mula sa output ng elemento D2.4 ay ibinibigay sa ikatlong switch sa mga transistors na VT3 at VT6, sa circuit ng kolektor kung saan naka-on ang pangunahing paikot-ikot ng transpormer T3, at ang isang alternating boltahe ng ikatlong yugto ay inilabas sa pangalawang bahagi nito. paikot-ikot.

Mga Microcircuits: D1 - K561LE5, D2 -K561LP2. Ang mga microcircuits ay maaaring mula sa K176 series, ngunit sa kasong ito ang supply boltahe ay dapat ibaba sa 9V (sa halip na 12V). Ang KT604 transistors ay maaaring mapalitan ng KT940, KT848 transistors na may KT841. Ang mga transformer T1-T3 ay magkaparehong mga transformer, na idinisenyo upang makuha ang kinakailangang boltahe kapag ang isang boltahe ng 220V ay inilapat sa kanilang pangunahing paikot-ikot. Halimbawa, kung kailangan mong kumuha ng three-phase na boltahe na 36V, kailangan mong kumuha ng 220V/36V na mga transformer para sa kinakailangang kapangyarihan. Ginagamit sa pagpapagana ng mga microcircuit

pare-pareho ang pinagkukunan ng boltahe na 12V. Ang +300V boltahe ay nakukuha sa pamamagitan ng pagwawasto sa 220V mains voltage gamit ang isang diode bridge, halimbawa sa D242 diodes o iba pang malalakas na diode na may boltahe na hindi bababa sa 300V. Ang ripple smoothing ay isinasagawa ng isang 100 µF/360V capacitor (tulad ng sa power supply ng isang USCT TV). Ang pare-parehong boltahe na ito ay inilalapat sa puntong "+300V." Maaari ka ring maglapat ng mas mababang boltahe, at ang mga boltahe ng output ay magbabago nang naaayon.

Sa proseso ng pag-setup, kailangan mong piliin ang resistance R1, gumamit ng frequency meter para itakda ang frequency sa pin 10 D1 na katumbas ng 200 Hz, at pagkatapos ay piliin ang R2 at R3, gumamit ng phase meter para itakda ang phase shift sa 120°.

Kung kinakailangan ang isang three-phase na boltahe na may dalas na 400 Hz, ang mga halaga ng mga elemento ay nagbabago sa mga sumusunod: R1 = 178 kohms, R2 = 60 kohms, R3 = 60 kohms. Ang lahat ng mga bahagi, maliban sa mga output transistors at mga transformer, ay naka-mount sa isang naka-print na circuit board na gawa sa single-sided fiberglass. Ang mga output transistor ay dapat na mai-install sa mga heat sink na may lugar sa ibabaw na hindi bababa sa 100 cm2.

Tingnan ang naka-print na circuit board ng isang three-phase na mapagkukunan ng boltahe

Ang isa sa mga unang converter circuit para sa pagpapagana ng tatlong-phase na motor ay nai-publish sa Radio magazine No. 11, 1999. Ang nag-develop ng scheme, si M. Mukhin, ay isang mag-aaral sa ika-10 baitang noong panahong iyon at kasangkot sa isang radio club.

Ang converter ay inilaan upang paganahin ang isang miniature na tatlong-phase na motor na DID-5TA, na ginamit sa isang makina para sa pagbabarena ng mga naka-print na circuit board. Dapat tandaan na ang operating frequency ng motor na ito ay 400Hz, at ang supply boltahe ay 27V. Bilang karagdagan, ang gitnang punto ng motor (kapag kumokonekta sa mga windings sa isang bituin) ay inilabas, na naging posible upang gawing simple ang circuit nang labis: tatlong output signal lamang ang kailangan, at isang output switch lamang ang kinakailangan para sa bawat yugto. Ang generator circuit ay ipinapakita sa Figure 1.

Tulad ng makikita mula sa diagram, ang converter ay binubuo ng tatlong bahagi: isang three-phase sequence pulse generator sa DD1...DD3 microcircuits, tatlong switch sa composite transistors (VT1...VT6) at ang electric motor M1 mismo.

Ipinapakita ng Figure 2 ang mga timing diagram ng mga pulso na nabuo ng generator-shaper. Ang master oscillator ay ginawa sa DD1 chip. Gamit ang risistor R2, maaari mong itakda ang kinakailangang bilis ng engine, at baguhin din ito sa loob ng ilang mga limitasyon. Ang mas detalyadong impormasyon tungkol sa scheme ay matatagpuan sa magazine sa itaas. Dapat tandaan na ayon sa modernong terminolohiya, ang mga generator-shaper ay tinatawag na controllers.

Larawan 1.

Figure 2. Generator pulse timing diagram.

Batay sa itinuturing na controller ni A. Dubrovsky mula sa Novopolotsk, rehiyon ng Vitebsk. Ang disenyo ng isang variable frequency drive para sa isang motor na pinapagana ng isang 220V AC network ay binuo. Ang diagram ng device ay nai-publish sa Radio magazine noong 2001. No. 4.

Sa circuit na ito, halos walang mga pagbabago, ang controller na tinalakay lamang ayon sa circuit ni M. Mukhin ay ginagamit. Ang mga output signal mula sa mga elementong DD3.2, DD3.3 at DD3.4 ay ginagamit upang kontrolin ang mga switch ng output na A1, A2, at A3, kung saan nakakonekta ang de-koryenteng motor. Ang diagram ay nagpapakita ng key A1 nang buo, ang iba ay magkapareho. Ang kumpletong diagram ng device ay ipinapakita sa Figure 3.

Larawan 3.

Upang maging pamilyar sa pagkonekta sa motor sa mga switch ng output, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang sa pinasimple na diagram na ipinapakita sa Figure 4.

Larawan 4.

Ang figure ay nagpapakita ng isang de-koryenteng motor M na kinokontrol ng mga key V1...V6. Upang gawing simple ang circuit, ang mga elemento ng semiconductor ay ipinapakita bilang mga mekanikal na contact. Ang de-koryenteng motor ay pinapagana ng isang pare-parehong boltahe na Ud na natanggap mula sa rectifier (hindi ipinapakita sa figure). Sa kasong ito, ang mga key na V1, V3, V5 ay tinatawag na upper, at ang mga key na V2, V4, V6 ay tinatawag na mas mababa.

Halatang halata na ang pagbubukas ng upper at lower key sa parehong oras, lalo na sa mga pares na V1&V6, V3&V6, V5&V2 ay ganap na hindi katanggap-tanggap: isang short circuit ang magaganap. Samakatuwid, para sa normal na operasyon ng naturang key circuit, kinakailangan na sa oras na mabuksan ang lower key, ang upper key ay sarado na. Para sa layuning ito, ang mga control controller ay gumagawa ng isang pause, kadalasang tinatawag na "dead zone".

Ang haba ng pause na ito ay tulad ng upang matiyak ang garantisadong pagsasara ng mga power transistor. Kung ang pag-pause na ito ay hindi sapat, posible na saglit na buksan ang upper at lower key nang sabay-sabay. Nagiging sanhi ito ng pag-init ng mga output transistor, na kadalasang humahantong sa kanilang pagkabigo. Ang sitwasyong ito ay tinatawag sa pamamagitan ng mga alon.

Bumalik tayo sa circuit na ipinapakita sa Figure 3. Sa kasong ito, ang mga upper key ay 1VT3 transistors, at ang mas mababang mga ay 1VT6. Madaling makita na ang mga lower key ay galvanically konektado sa control device at sa isa't isa. Samakatuwid, ang control signal mula sa output 3 ng elemento DD3.2 sa pamamagitan ng resistors 1R1 at 1R3 ay direktang ibinibigay sa base ng composite transistor 1VT4…1VT5. Ang composite transistor na ito ay hindi hihigit sa isang lower switch driver. Sa eksaktong parehong paraan, kinokontrol ng mga elemento ng DD3, DD4 ang mga pinagsama-samang transistors ng mas mababang key driver ng mga channel A2 at A3. Ang lahat ng tatlong channel ay pinapagana ng parehong rectifier VD2.

Ang mga upper switch ay walang galvanic na koneksyon sa karaniwang wire at ang control device, kaya upang makontrol ang mga ito, bilang karagdagan sa driver sa composite transistor 1VT1...1VT2, kinakailangan na mag-install ng karagdagang 1U1 optocoupler sa bawat channel . Ang output transistor ng optocoupler sa circuit na ito ay gumaganap din ng function ng isang karagdagang inverter: kapag ang output ng elemento 3 ng DD3.2 ay mataas, ang transistor ng upper switch 1VT3 ay bukas.

Upang paganahin ang bawat upper switch driver, isang hiwalay na rectifier 1VD1, 1C1 ang ginagamit. Ang bawat rectifier ay pinapagana ng isang indibidwal na paikot-ikot ng transpormer, na maaaring ituring bilang isang kawalan ng circuit.

Ang Capacitor 1C2 ay nagbibigay ng switching delay na humigit-kumulang 100 microseconds, ang parehong halaga ay ibinibigay ng optocoupler 1U1, at sa gayon ay bumubuo ng nabanggit na "dead zone".

Sapat ba ang frequency regulation?

Habang bumababa ang dalas ng boltahe ng supply ng AC, bumababa ang inductive reactance ng windings ng motor (tandaan lamang ang formula para sa inductive reactance), na humahantong sa pagtaas ng kasalukuyang sa pamamagitan ng windings, at, bilang kinahinatnan, sa overheating ng paikot-ikot. Ang stator magnetic circuit ay nagiging puspos din. Upang maiwasan ang mga negatibong kahihinatnan na ito, kapag bumababa ang dalas, dapat ding bawasan ang epektibong halaga ng boltahe sa mga windings ng motor.

Ang isa sa mga paraan upang malutas ang problema sa mga amateur frequency generator ay upang ayusin ang pinakamabisang halaga na ito gamit ang isang LATR, ang gumagalaw na contact na kung saan ay may mekanikal na koneksyon sa isang variable na risistor ng frequency regulator. Ang pamamaraang ito ay inirerekomenda sa artikulo ni S. Kalugin "Pagpino ng bilis ng controller ng tatlong-phase na asynchronous na motor." Radio magazine 2002, blg. 3, p. 31.

Sa mga kondisyon ng amateur, ang mekanikal na yunit ay naging mahirap gawin at, pinaka-mahalaga, hindi mapagkakatiwalaan. Ang isang mas simple at mas maaasahang paraan ng paggamit ng isang autotransformer ay iminungkahi ni E. Muradkhanyan mula sa Yerevan sa magazine na "Radio" No. 12 2004. Ang diagram ng device na ito ay ipinapakita sa Figures 5 at 6.

Ang boltahe ng 220V network ay ibinibigay sa autotransformer T1, at mula sa paglipat ng contact nito sa rectifier bridge VD1 na may filter na C1, L1, C2. Ang output ng filter ay gumagawa ng isang variable na pare-pareho ang boltahe Ureg, na ginagamit upang paganahin ang motor mismo.

Larawan 5.

Ang boltahe Ureg sa pamamagitan ng risistor R1 ay ibinibigay din sa master oscillator DA1, na ginawa sa KR1006VI1 microcircuit (na-import na bersyon). Ang koneksyon na ito ay nagiging isang kumbensyonal na square wave generator sa isang VCO (voltage controlled oscillator). Samakatuwid, habang tumataas ang boltahe ng Ureg, tumataas din ang dalas ng generator DA1, na humahantong sa pagtaas ng bilis ng engine. Habang bumababa ang boltahe ng Ureg, ang dalas ng master generator ay bumababa din nang proporsyonal, na nag-iwas sa overheating ng windings at oversaturation ng stator magnetic circuit.

Larawan 6.

Larawan 7.

Ang generator ay ginawa sa pangalawang trigger ng DD3 chip, na itinalaga sa diagram bilang DD3.2. Ang dalas ay itinakda ng kapasitor C1, ang pagsasaayos ng dalas ay isinasagawa ng variable na risistor R2. Kasama ang pagsasaayos ng dalas, nagbabago rin ang tagal ng pulso sa output ng generator: habang bumababa ang dalas, bumababa ang tagal, kaya bumababa ang boltahe sa mga windings ng motor. Ang prinsipyo ng kontrol na ito ay tinatawag na pulse width modulation (PWM).

Sa amateur circuit na isinasaalang-alang, ang kapangyarihan ng motor ay mababa, ang motor ay pinalakas ng mga hugis-parihaba na pulso, kaya ang PWM ay medyo primitive. Sa mga totoong high-power na application, ang PWM ay idinisenyo upang makabuo ng halos sinusoidal na boltahe sa output, tulad ng ipinapakita sa Figure 8, at upang gumana sa iba't ibang mga load: sa pare-pareho ang metalikang kuwintas, sa pare-parehong kapangyarihan at sa pagkarga ng fan.

Figure 8. Output voltage waveform ng isang phase ng isang three-phase PWM inverter.

Power bahagi ng circuit

Ang mga modernong branded frequency generator ay may mga output na partikular na idinisenyo para sa pagpapatakbo sa mga frequency converter. Sa ilang mga kaso, ang mga transistor na ito ay pinagsama sa mga module, na sa pangkalahatan ay nagpapabuti sa pagganap ng buong disenyo. Ang mga transistor na ito ay kinokontrol gamit ang mga dalubhasang driver chips. Sa ilang mga modelo, ang mga driver ay ginawa na binuo sa mga module ng transistor.

Ang pinakakaraniwang chips at transistor na kasalukuyang ginagamit ay International Rectifier. Sa inilarawan na circuit, medyo posible na gumamit ng mga driver ng IR2130 o IR2132. Ang isang pakete ng naturang microcircuit ay naglalaman ng anim na driver nang sabay-sabay: tatlo para sa mas mababang switch at tatlo para sa itaas, na ginagawang madali ang pag-assemble ng three-phase bridge output stage. Bilang karagdagan sa pangunahing pag-andar, ang mga driver na ito ay naglalaman din ng ilang mga karagdagang, tulad ng proteksyon laban sa mga overload at mga short circuit. Ang mas detalyadong impormasyon tungkol sa mga driver na ito ay matatagpuan sa Data Sheet para sa kaukulang mga chip.

Sa kabila ng lahat ng mga pakinabang, ang tanging disbentaha ng mga microcircuits na ito ay ang kanilang mataas na presyo, kaya ang may-akda ng disenyo ay kumuha ng ibang, mas simple, mas mura, at sa parehong oras ay maaaring maisasagawa na ruta: ang mga dalubhasang driver microcircuits ay pinalitan ng integrated timer microcircuits KR1006VI1 (NE555). ).

Output switch sa integral timers

Kung babalik ka sa Figure 6, mapapansin mo na ang circuit ay may mga output signal para sa bawat isa sa tatlong phase, na itinalaga bilang "H" at "B". Ang pagkakaroon ng mga signal na ito ay nagpapahintulot sa iyo na kontrolin ang upper at lower keys nang hiwalay. Ang paghihiwalay na ito ay nagbibigay-daan sa isang pause na mabuo sa pagitan ng paglipat ng upper at lower key gamit ang control unit, at hindi ang mga key mismo, tulad ng ipinakita sa diagram sa Figure 3.

Ang diagram ng mga output switch gamit ang KR1006VI1 (NE555) microcircuits ay ipinapakita sa Figure 9. Naturally, para sa isang three-phase converter kakailanganin mo ng tatlong kopya ng naturang mga switch.

Larawan 9.

Ang mga KR1006VI1 microcircuits na konektado ayon sa Schmidt trigger circuit ay ginagamit bilang mga driver para sa upper (VT1) at lower (VT2) keys. Sa kanilang tulong, posible na makakuha ng kasalukuyang pulso ng gate ng hindi bababa sa 200 mA, na nagbibigay-daan para sa medyo maaasahan at mabilis na kontrol ng mga transistor ng output.

Ang mga microcircuits ng mas mababang DA2 switch ay may galvanic na koneksyon sa +12V power source at, nang naaayon, kasama ang control unit, kaya pinapagana ang mga ito mula sa source na ito. Ang upper switch chips ay maaaring paandarin sa parehong paraan tulad ng ipinapakita sa Figure 3 gamit ang mga karagdagang rectifier at hiwalay na windings sa transpormer. Ngunit ang pamamaraan na ito ay gumagamit ng ibang, tinatawag na "booster" na paraan ng nutrisyon, ang kahulugan nito ay ang mga sumusunod. Ang DA1 microcircuit ay tumatanggap ng kapangyarihan mula sa electrolytic capacitor C1, ang singil na nangyayari sa pamamagitan ng circuit: +12V, VD1, C1, bukas na transistor VT2 (sa pamamagitan ng drain - source electrodes), "karaniwan".

Sa madaling salita, ang singil ng capacitor C1 ay nangyayari habang ang lower switch transistor ay bukas. Sa sandaling ito, ang negatibong terminal ng capacitor C1 ay halos naka-short-circuited sa karaniwang wire (ang paglaban ng bukas na "drain-source" na seksyon ng malakas na field-effect transistors ay ika-1000 ng isang Ohm!), na ginagawang posible na singilin ito.

Kapag ang transistor VT2 ay sarado, ang diode VD1 ay isasara din, ang pagsingil ng kapasitor C1 ay titigil hanggang sa susunod na pagbubukas ng transistor VT2. Ngunit ang singil ng capacitor C1 ay sapat na upang paganahin ang DA1 chip hangga't sarado ang transistor VT2. Naturally, sa sandaling ito ang upper switch transistor ay nasa saradong estado. Ang power switch circuit na ito ay naging napakahusay na ginagamit ito nang walang mga pagbabago sa iba pang mga baguhang disenyo.

Tinatalakay lamang ng artikulong ito ang pinakasimpleng mga circuit ng mga amateur three-phase inverters sa microcircuits na may mababa at katamtamang antas ng pagsasama, kung saan nagsimula ang lahat, at kung saan maaari mo ring tingnan ang lahat ng bagay "mula sa loob" gamit ang circuit diagram. Mas maraming modernong disenyo ang ginawa, ang mga diagram ay paulit-ulit ding nai-publish sa mga magasin sa Radio.

Ang mga control unit ng microcontroller ay mas simple sa disenyo kaysa sa mga nakabatay sa medium-integrated microcircuits; mayroon silang mga kinakailangang function bilang proteksyon laban sa mga overload at short circuit, at ilang iba pa. Sa mga bloke na ito, ang lahat ay ipinatupad gamit ang mga control program o, tulad ng karaniwang tawag sa kanila, "firmware". Ang mga programang ito ang tumutukoy kung gaano kahusay o hindi maganda ang control unit ng isang three-phase inverter na gagana.

Ang mga simpleng circuit ng three-phase inverter controllers ay nai-publish sa magazine na "Radio" 2008 No. 12. Ang artikulo ay tinatawag na "Master generator para sa isang three-phase inverter." Ang may-akda ng artikulo, si A. Dolgiy, ay siya ring may-akda ng isang serye ng mga artikulo sa microcontrollers at marami pang ibang disenyo. Ang artikulo ay nagpapakita ng dalawang simpleng circuit sa PIC12F629 at PIC16F628 microcontrollers.

Ang bilis ng pag-ikot sa parehong mga circuit ay binago sa mga hakbang gamit ang mga single-pole switch, na medyo sapat sa maraming praktikal na mga kaso. Mayroon ding isang link kung saan maaari mong i-download ang handa na "firmware", at, bukod dito, isang espesyal na programa kung saan maaari mong baguhin ang mga parameter ng "firmware" sa iyong paghuhusga. Posible rin na patakbuhin ang mga generator sa mode na "demo". Sa mode na ito, ang dalas ng generator ay nabawasan ng 32 beses, na nagbibigay-daan sa iyo upang biswal na obserbahan ang pagpapatakbo ng mga generator gamit ang mga LED. Ang mga rekomendasyon para sa pagkonekta sa seksyon ng kapangyarihan ay ibinibigay din.

Ngunit, kung ayaw mong mag-program ng microcontroller, naglabas ang Motorola ng isang espesyal na intelligent controller na MC3PHAC, na idinisenyo para sa 3-phase na mga sistema ng kontrol ng motor. Sa batayan nito, posibleng lumikha ng murang three-phase adjustable drive system na naglalaman ng lahat ng kinakailangang function para sa kontrol at proteksyon. Ang ganitong mga microcontroller ay lalong ginagamit sa iba't ibang mga gamit sa bahay, halimbawa, sa mga dishwasher o refrigerator.

Kumpleto sa MC3PHAC controller, posibleng gumamit ng mga ready-made power module, halimbawa IRAMS10UP60A na binuo ng International Rectifier. Ang mga module ay naglalaman ng anim na power switch at isang control circuit. Ang higit pang mga detalye tungkol sa mga elementong ito ay matatagpuan sa kanilang dokumentasyon ng Data Sheet, na medyo madaling mahanap sa Internet.

Ang paksa ng pagpapagana ng tatlong-phase na de-koryenteng motor mula sa isang single-phase na network ay hindi bago, ngunit nananatiling may kaugnayan pa rin. Ngayon dinadala namin sa aming mga mambabasa ang isa pang teknikal na solusyon sa problema. Upang gawing simple ang master generator - ang batayan ng isang three-phase inverter na nagbibigay ng kapangyarihan sa naturang motor - ang may-akda ng artikulo ay nagmumungkahi ng paggamit ng isang microcontroller.
Sa mga nagdaang taon, inilarawan ng magazine na "Radio" ang maraming three-phase inverters - mga converter ng direkta o alternating single-phase na boltahe sa tatlong-phase. Ang mga device na ito ay idinisenyo, bilang panuntunan, upang paganahin ang mga asynchronous na three-phase electric motor sa kawalan ng isang three-phase na network. Marami sa kanila ang nagpapahintulot sa iyo na ayusin ang bilis ng motor shaft sa pamamagitan ng pagbabago ng dalas ng supply boltahe.
Bilang karagdagan sa mga malalakas na output node na direktang konektado sa engine, ang lahat ng inverters ay naglalaman ng master generator na bumubuo ng mga multiphase pulse sequence na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng mga node na ito. Naka-assemble sa karaniwang logic chips, ang naturang generator ay medyo kumplikadong device. Partikular na kumplikado ito ay ang pangangailangan, kapag inaayos ang dalas ng pulso, upang baguhin ang kanilang ikot ng tungkulin ayon sa isang tiyak na batas (upang mapanatili ang kasalukuyang sa windings ng de-koryenteng motor na pinapakain mula sa inverter sa loob ng mga katanggap-tanggap na limitasyon). Ang madalas na ginagamit na sabay-sabay na pagsasaayos ng mga parameter na ito na may isang conventional dual variable resistor ay hindi nagpapahintulot sa pagpapanatili ng nais na relasyon na may sapat na antas ng katumpakan.
Ang lahat ng mga problemang ito ay madaling malutas gamit ang isang microcontroller (MK). Ang master oscillator circuit (Fig. 1) ay pinasimple sa limitasyon, at ang lahat ng mga katangian nito ay ipinatupad sa software. Narito ang mga elementong U1.1-U6.1 ay nagpapalabas ng mga diode ng transistor optocoupler na kumukonekta sa generator na may makapangyarihang mga unit ng inverter. Ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng mga diode na U1.1, U3.1 at U5.1 sa mga agwat ng oras kapag ang "itaas" (ayon sa diagram) na mga switch ng mga phase A, B at C ay dapat na bukas, ayon sa pagkakabanggit, at sa pamamagitan ng diodes U2.1 , U4.1, U6.1, kapag dapat buksan ang "mas mababang" switch ng mga phase na ito. Ang mga halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng mga emitting diode ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagpili ng mga resistors R3-R5, ngunit hindi sila dapat lumampas sa pinapayagan na 25 mA para sa MK.
Sa malakas na bahagi ng inverter, na kung saan ay opto-isolated mula sa master oscillator, ang mga pulso ng kinakailangang polarity para sa pagkontrol sa mga susi ay nabuo gamit ang mga yunit na ginawa ayon sa mga circuit na ipinapakita sa Fig. 2 (a - positibo, b - negatibo). Here Up.2 ay mga phototransistor ng optocoupler U1-U6 (tingnan ang Fig. 1). Ang supply boltahe na Upit at ang halaga ng risistor R1 ay pinili depende sa uri ng mga makapangyarihang switch na ginagamit sa inverter at ang kanilang mga driver.

Ang Switch SA1 (tingnan ang Fig. 1) ay pumipili ng isa sa apat na frequency value ng three-phase na boltahe. Sa bersyon ng programa na naka-attach sa artikulo (file G3F629.HEX) dalawa sa kanila ay mas mababa kaysa sa nominal (50 Hz), at ang isa ay mas mataas. Ang tagal ng nabuong mga pulso sa nominal at tumaas na mga frequency ay bahagyang mas mababa kaysa sa kalahating ikot ng kanilang pag-uulit, na nag-aalis ng sabay-sabay na pagbubukas ng "itaas" at "mas mababang" switch ng parehong yugto. Ang isang pagbaba sa dalas na may kaugnayan sa nominal ay nakakamit sa pamamagitan ng pagtaas ng mga pag-pause sa pagitan ng mga pulso, ang tagal nito ay nananatiling pareho sa nominal na dalas. Tinitiyak nito ang patuloy na amplitude ng kasalukuyang mga pulso sa mga windings ng motor at pinipigilan ang saturation ng magnetic circuit nito. Kung hindi na kailangang baguhin ang dalas, lumipat sa SA1 at diodes VD1, ang VD2 ay hindi kasama (ang aparato ay bubuo ng mga pulso na may dalas ng pag-uulit na 50 Hz). Sa halip na PIC12F629 MK, maaari mong gamitin ang PIC12F675.
Ang circuit ng isang katulad na generator sa PIC16F628 MK ay ipinapakita sa Fig. 3. Ang pangunahing bentahe nito sa tinalakay kanina ay ang kakayahang ikonekta ang isang panlabas na quartz resonator ZQ1 sa MK at dagdagan ang dalas ng mga nabuong signal sa proporsyon sa ratio ng mga frequency ng resonator at ang panloob na oscillator ng MK ( 4 MHz). Halimbawa, na may dalas ng resonator na 20 MHz, ang maximum na dalas ng three-phase na boltahe ay aabot sa 88.5x20/4 = 442.5 Hz (dito ang 88.5 Hz ay ang maximum na dalas na maaaring itakda sa dalas ng generator ng orasan ng MK - built-in o may panlabas na quartz resonator - 4 MHz). Kung hindi na kailangang dagdagan ang dalas, ang quartz resonator ZQ1 at capacitors C1, C2 (ipinapakita sa mga dashed na linya sa Fig. 3) ay hindi naka-install, at ang MK ay naka-configure upang gumana mula sa built-in na RC oscillator. Para sa configuration ng device na ito ang bersyon ng G3F628.HEX program na naka-attach sa artikulo ay idinisenyo. Kung walang mga pagbabago sa circuit at programa, posibleng palitan ang PIC16F628 ng PIC16F628A o PIC16F648A.

Ang optical isolation ng master oscillator at ang makapangyarihang mga bahagi ng three-phase inverter ay hindi ibinigay sa kasong ito, ngunit madali itong ayusin sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga emitting diode ng optocoupler sa isang pares ng mga output ng bawat phase ayon sa circuit na ipinapakita sa Fig . 4. Bilang karagdagan sa decoupling, ang ganitong disenyo ng circuit ay ginagarantiyahan din na ang "upper" at "lower" switch ng bawat phase ay hindi bubuksan nang sabay-sabay (sa parehong mga antas ng boltahe sa mga output ng MC, walang kasalukuyang sa pamamagitan ng mga emitting diode , at sa iba't ibang antas ng boltahe, isa lamang sa mga ito ang dumadaloy) .
Kung ang default na dalas ng pulso at mga halaga ng duty cycle na naitala sa programa ng MK ay hindi angkop sa ilang kadahilanan, maaari silang baguhin (at sa bersyon para sa PIC16F628 MK, maaari mo ring baguhin ang polarity ng mga output pulse). Para sa layuning ito, ang programa ng computer na "Pag-set up ng isang three-phase generator" (G3F.exe) ay inilaan, pagkatapos ilunsad kung saan ang window na ipinapakita sa Fig. ay ipinapakita sa screen ng monitor. 5.

Magsisimula ang pag-setup sa pamamagitan ng pagpili sa MK kung saan nilalayon ang inayos na programa. Pagkatapos, kung kinakailangan, baguhin ang mga halaga ng dalas ng nabuong mga pulso at ang kanilang siklo ng tungkulin na ipinahiwatig sa talahanayan (ang kapalit ng siklo ng tungkulin, na tinatawag na "duty cycle" sa panitikan sa Ingles). Ginagawa ito gamit ang mga arrow button na available sa mga kaukulang column ng table. Ang mga halaga ay "hindi bilog"; nagbabago sila sa discreteness na ibinigay sa programa ng MK. Ang mga limitasyon ng pagbabago ng dalas sa bawat posisyon ng switch SA1 ay nililimitahan ng mga value na itinakda para sa mga posisyon nito na may mas mababa at mas mataas na mga numero. Ang pinakamataas na frequency na maaaring itakda sa isang 4 MHz MK clock generator frequency ay, gaya ng nabanggit na, 88.5 Hz, ang pinakamababa ay 8.02 Hz.
Ang halaga ng duty cycle ay maaaring manual na baguhin mula sa zero (walang mga pulso) hanggang 98.33% (ang pag-pause sa pagitan ng mga pulso na nagbubukas sa "itaas" at "ibaba" na mga key ay minimal). Kung mag-click ka sa "Awtomatikong" screen na button, ang duty cycle para sa posisyon ng switch SA1 na tumutugma sa nominal frequency (ito ay itinalagang "nom.") ay kukunin bilang batayan. Para sa isang dalas sa itaas ng nominal na dalas, ang koepisyent ay itatakda nang pareho, at sa ibaba nito ay mababawasan ito sa proporsyon sa dalas. Tandaan na ang anumang posisyon ng switch ay maaaring kunin bilang nominal - "i-click" lamang gamit ang mouse sa tabi ng numero nito.

Ang mga field na "Clock generator" at "Pulse polarity", na matatagpuan sa ibaba ng talahanayan ng mga generator operating mode, ay aktibo lamang kapag ang PIC16F628 microcontroller ay napili. Sa una sa kanila, ang uri ng generator ng orasan ay pinili at, kung kinakailangan, ang dalas nito ay tinukoy. Sa pangalawa, ang polarity ng output pulses ay nakatakda nang hiwalay para sa mga control channel ng "upper" at "lower" key. Mangyaring tandaan na kapag gumagamit ng optical isolation ayon sa scheme na ipinapakita sa Fig. 4, ang polarity ng pulses maaaring maging anuman, ngunit dapat na pareho. Sa ibang mga kaso ito ay pinili depende sa mga katangian ng mga makapangyarihang bahagi ng inverter.
Kapag natapos mo na ang pagtatakda ng lahat ng kinakailangang halaga, mag-click sa softkey na "Gumawa ng HEX file". Magbubukas ang isang window kung saan dapat mong tukuyin ang pangalan ng file na ito (ang programa ay nagmumungkahi ng G3F.HEX), ang lokasyon sa hard drive ng computer kung saan ito isusulat, at pagkatapos ay mag-click sa pindutang "I-save" sa screen. Ang natitira lamang ay i-load ang nilikha na file sa memorya ng programa ng MK.

Sa konklusyon, pag-usapan natin ang item na "Demo" na magagamit sa window ng programa ng pagsasaayos ng generator. Kung susuriin mo ito, bubuo ang isang bersyon ng programa na may mga halaga ng dalas ng nabuong mga pulso na nabawasan ng 32 beses na nauugnay sa mga ipinahiwatig sa talahanayan. Kung sa isang generator na binuo ayon sa diagram sa Fig. 1, i-load ito sa MK, kung saan sa halip na ang mga emitting diodes ng mga optocoupler ang DLA/6GD LED assembly ay konektado (Fig. 6), maaari mong tingnan ang mga alternating flash ng anim na LED na matatagpuan dito sa paligid ng circumference, na ginagaya ang pag-ikot ng rotor ng isang three-phase motor. Ang disenyo na ito ay maaaring gamitin bilang isang laruan o souvenir. Ang LED assembly ay maaaring mapalitan ng anim na solong LED, kabilang ang ang mga may iba't ibang kulay ng glow, sa pamamagitan ng pag-mount sa mga ito sa isang board na may angkop na sukat.
PANITIKAN
1. Dubrovsky A. Speed controller ng three-phase asynchronous na motors. - Radyo, 2001, No. 4, S. 42, 43.
2. Kalugin S. Refinement ng speed controller ng three-phase asynchronous motors. - Radyo, 2002, N9 3, p. 31.
3. Naryzhny V. Power supply para sa isang three-phase electric motor mula sa isang single-phase network na may kontrol sa bilis. - Radyo, 2003, No. 12, p. 35-37.
4. Muradkhanyan E. Kinokontrol na inverter para sa pagpapagana ng tatlong-phase na motor. - Radyo, 2004, No. 12, p. 37, 38.
Materyal na kinuha mula sa: Radio Magazine 2008 No. 12

Naka-archive na Programa, Firmware at Source Code

(mga download: 2447)

Ang generator, ang diagram na ipinapakita sa Fig. 1, ay makakahanap ng aplikasyon sa iba't ibang mga nagko-convert single-phase boltahe sa tatlong-phase. Ito ay mas simple kaysa sa mga inilarawan sa.

kanin. 1 Three-phase pulse generator circuit

Ang aparato ay binubuo ng generator clock pulses DD1.1...DD1.3, driver DD2 at inverters DD1.4...DD1.6. Dalas ng orasan generator pumili ng 6 na beses na mas mataas ang dalas kaysa sa kinakailangan tatlong-phase na boltahe at kinakalkula gamit ang tinatayang formula

Ang shaper ay ginawa sa isang shift register na konektado ayon sa counter-frequency divider circuit ng 6. Sa mga output 1, 3 at 5 (pins 5, 6, 13)

kanin. 2 Mga signal ng output ng three-phase pulse generator

Ang DD2 ay gumagawa ng mga rectangular pulse na inilipat ng 1/3 ng isang period na may duty cycle na 2. Ang mga inverters DD1.4...DD1.6 ay konektado sa mga output ng DD2 para sa decoupling. Ang mga output signal ng generator ay ipinapakita sa Fig. 2.

A. ROMANCHUK

Panitikan

1. Shilo V.L. Mga sikat na digital microcircuits. - Radyo at komunikasyon, 1989, p.60.

2. Ilyin A. Pagkonekta ng mga consumer na may tatlong yugto sa isang single-phase circuit. - Radio Amateur, 1998, N10, P.26.

3. Kroer Yu. Three-phase 200 Hz mula sa 50 Hz. - Radio Amateur, 1999, N10, P.21.

4. Pyshkin V. Three-phase inverter. - Radyo, 2000, N2, P.35.