Инвертор за асинхронен двигател
Предлаганият инвертор се състои от микроконтролер, защитно устройство срещу превишаване на допустимия ток на натоварване и мощни напреженови превключватели на IGBT. управлявани от специализирани драйверни чипове.
На фиг. 1 показва схемата на инвертора. Частотата на микроконтролера се задава от външната верига R5R6C2.Включеният в нея настроен резистор R5 може да се настрои така, че честотата на генерираното трифазно напрежение да съвпада с необходимата. На изходите на микроконтролера RBO-RB5 се генерират управляващи сигнали за възлите A1-A3 - мощни ключове за напрежение 300 V. Тези възли са идентични и изградени по стандартната схема. Ако желаете, три микросхеми IR2110, инсталирани в тях, могат да бъдат заменени с една - IR2130 На изхода на микроконтролера RB7 се генерират импулси, за да настроите тригера за текуща защита в първоначалното му състояние. На изходите на инвертора XTZ-XT5 се генерира трифазно напрежение, близко до синусоидална форма, поради софтуерна промяна в съотношението на интервалите на отворено и затворено състояние на "горните" и "долните" рамена на превключвателите A1-A3. Във всяка фаза се формират 36 импулса с променлива продължителност на период от изходното напрежение.За съжаление ограниченият ресурс на използвания микроконтролер не позволява повече.
Сензорът за ток на натоварване на инвертора за защитния блок срещу превишаване на допустимата му стойност е резисторът R10, включен в общата верига за отрицателна мощност на превключвателите A1-A3. Ако спадът на напрежението на този резистор надвиши 1,7 V, логическото ниво на напрежението на изхода на компаратора DA1 се променя, което "прехвърля" тригера от елементите DD2.1, DD2.2 в състояние на високо ниво на изхода на елемента DD2.2. Това ниво, навлизайки в възлите A1-A3, забранява работата на инсталираните там драйверни чипове, което води до незабавнозатваряне на всички IGBT и прекъсване на тока във всичките три фази на електродвигателя, свързан към инвертора.Тигерът се връща в първоначалното си състояние по сигнал на микроконтролера. Прагът на защита се задава от подстригващ резистор R1. Източникът на напрежение 300 V е сглобен съгласно схемата, предложена от Е. Мурадханян и Е. Пилипосян в статията „Регулируем токоизправител за захранване на електрически двигатели“ („Радио“, 2006, № 11, стр. 40-43), като се вземе предвид изменението в „Радио“, 2007, № 6, стр. 50. Източникът е допълнен с мрежов филтър.При работа на инвертора е важно да се осигури последователността на включване на захранващото напрежение. Първото напрежение от 220 V се подава към трансформатора T1 (фиг. 1) и едва след това се включва напрежението от 300 V. Формата на тока във фазите, проверена с осцилоскоп, свързан през токов трансформатор, се оказа почти синусоидална. По време на теста беше установено, че началният въртящ момент на вала на двигателя е недостатъчен и стартовият ток е твърде висок. Фактът, че изходното напрежение на източника от 300 V се увеличава плавно за около 3 секунди след включването му, беше използван за отстраняване на тези недостатъци чрез плавен старт на двигателя. За да направите това, е необходимо да промените честотата на трифазното напрежение пропорционално на текущата стойност на напрежението на източника от 300 V. За да се реализира тази идея, микроконтролерът PIC16F84 беше заменен с PIC16F676, който има вграден ADC.
Схемата за подмяна е показана на фиг. 2. В програмата на микроконтролера PIC16F676 е въведен анализ на текущата стойност на напрежението на източника от 300 V. Когато се промени от 0 до 300 V, честотата на генерираното трифазно напрежение се увеличава от 12 до 50 Hz и след това оставаравна на достигнатата стойност.
Програми за микроконтролери PIC16F84 и PIC 16F676 можете да изтеглите от тук.
Автор: А. Титов, Сходня, Московска област