Cet article traite du convertisseur de fréquence d'un moteur électrique, du principe de son fonctionnement et des principaux composants. L'accent principal sera mis sur la théorie, afin que vous compreniez le principe de fonctionnement du convertisseur de fréquence et que vous puissiez poursuivre la conception et la fabrication de vos propres mains. Mais d'abord, vous avez besoin d'un petit cours d'introduction, qui vous dira ce qu'est un convertisseur de fréquence et à quelles fins il est nécessaire.
Fonctions de l'onduleur
La part du lion dans l'industrie est occupée par les moteurs asynchrones. Et il a toujours été difficile de les gérer, car ils ont une vitesse de rotor constante, et changer la tension d'entrée s'avère très difficile, voire parfois impossible. Mais le convertisseur de fréquence change complètement l'image. Et si auparavant, par exemple, diverses boîtes de vitesses étaient utilisées pour modifier la vitesse du convoyeur, il suffit aujourd'hui d'utiliser un seul appareil électronique.
De plus, les chastotniki vous permettent non seulement de modifier les paramètres du lecteur, mais également plusieurs degrés de protection supplémentaires. Il n'y a pas besoin de démarreurs électromagnétiques, et parfoisil n'est même pas nécessaire d'avoir un réseau triphasé pour assurer le fonctionnement normal d'un moteur à induction. Toutes ces tâches associées à la commutation et à la mise en marche de l'entraînement électrique sont transférées au convertisseur de fréquence. Il vous permet de changer les phases en sortie, la fréquence du courant (et donc la vitesse du rotor change), de régler le démarrage et le freinage, et vous pouvez également mettre en œuvre de nombreuses autres fonctions. Tout dépend du microcontrôleur utilisé dans le circuit de contrôle.
Principe de fonctionnement
Fabriquer de vos propres mains un convertisseur de fréquence pour un moteur électrique, dont le schéma est donné dans l'article, est assez simple. Il vous permet de convertir une phase en trois. Dès lors, il devient possible d'utiliser un moteur électrique asynchrone dans la vie de tous les jours. En même temps, son efficacité et sa puissance ne seront pas perdues. Après tout, vous savez que lorsque vous allumez le moteur dans un réseau monophasé, ces paramètres diminuent presque de moitié. Et il s'agit de plusieurs transformations de la tension fournie à l'entrée de l'appareil.
Le redresseur est le premier du schéma. Il sera discuté plus en détail ci-dessous. Après la tension redressée est filtrée. Et un courant continu propre est fourni à l'entrée de l'onduleur. Il convertit le courant continu en courant alternatif avec le nombre de phases requis. Cette cascade peut faire l'objet d'ajustements. Il se compose de semi-conducteurs auxquels est connecté un circuit de commande sur un microcontrôleur. Mais maintenant sur tous les nœuds plus en détail.
Redresseur
Il peut être de deux types - monophasé et triphasé. Le premier type de redresseur peut être utilisé dans n'importe quel réseau. Si vous avez un triphasé, il suffit de vous connecter à un seul. Le circuit chastotnik d'un moteur électrique n'est pas complet sans un redresseur. Comme il y a une différence dans le nombre de phases, cela signifie qu'un certain nombre de diodes semi-conductrices doivent être utilisées. Si nous parlons de convertisseurs de fréquence alimentés par une seule phase, un redresseur à quatre diodes est nécessaire. Ils sont pontés.
Il vous permet de réduire la différence entre la valeur de tension à l'entrée et à la sortie. Bien sûr, un circuit demi-onde peut également être utilisé, mais il est inefficace et un grand nombre d'oscillations se produisent. Mais si nous parlons d'une connexion triphasée, il est nécessaire d'utiliser six semi-conducteurs dans le circuit. Exactement le même circuit dans le redresseur d'un générateur de voiture, il n'y a pas de différences. La seule chose qui peut être ajoutée ici est trois diodes supplémentaires pour la protection contre les inversions de tension.
Éléments de filtrage
Après le redresseur vient le filtre. Son objectif principal est de couper toute la composante variable du courant redressé. Pour une image plus claire, vous devez établir un circuit équivalent. Donc, plus passe par la bobine. Et puis un condensateur électrolytique est connecté entre plus et moins. C'est ce qui est intéressant dans le circuit de remplacement. Si la bobine est remplacée par une réactance, alors le condensateur, s'il est présent,un courant différent peut être soit un conducteur, soit une coupure.
Comme il a été dit, la sortie du redresseur est en courant continu. Et lorsqu'il est appliqué à un condensateur électrolytique, rien ne se passe, puisque ce dernier est un circuit ouvert. Mais il y a une petite variable dans le courant. Et si un courant alternatif circule, alors dans le circuit équivalent, le condensateur devient un conducteur. Par conséquent, il y a une fermeture de plus à moins. Ces conclusions sont faites selon les lois de Kirchhoff, qui sont fondamentales en génie électrique.
Inverseur à transistor de puissance
Et maintenant, nous avons atteint le nœud le plus important - la cascade de transistors. Ils ont fabriqué un onduleur - un convertisseur DC-AC. Si vous fabriquez de vos propres mains un convertisseur de fréquence pour un moteur électrique, il est recommandé d'utiliser des assemblages de transistors IGBT, vous pouvez les trouver dans n'importe quel magasin de pièces radio. De plus, le coût de tous les composants pour la fabrication d'un convertisseur de fréquence sera dix fois inférieur au prix d'un produit fini, même fabriqué en Chine.
Deux transistors sont utilisés pour chaque phase. Ils sont compris entre plus et moins, comme le montre le schéma de l'article. Mais chaque transistor a une caractéristique - une sortie de contrôle. Selon le signal qui lui est appliqué, les propriétés de l'élément semi-conducteur changent. De plus, cela peut être fait à la fois à l'aide d'une commutation manuelle (par exemple, appliquer une tension aux sorties de commande nécessaires avec plusieurs micro-interrupteurs) et automatique. Ce est à propos dece dernier et sera discuté plus loin.
Schéma de contrôle
Et si la connexion du convertisseur de fréquence au moteur électrique est simple, il vous suffit de connecter les bornes correspondantes, alors tout est beaucoup plus compliqué avec le circuit de commande. Le fait est qu'il est nécessaire de programmer l'appareil afin d'en tirer le maximum de réglages possibles. Au cœur se trouve un microcontrôleur auquel sont connectés des lecteurs et des actionneurs. Il est donc nécessaire d'avoir des transformateurs de courant qui surveilleront en permanence la puissance consommée par l'entraînement électrique. Et en cas de dépassement, le convertisseur de fréquence doit être éteint.
Connexion du circuit de commande
De plus, une protection contre la surchauffe est fournie. Les sorties de commande des transistors IGBT sont reliées à la sortie du microcontrôleur à l'aide d'un dispositif d'adaptation (montage Darlington). De plus, il est nécessaire de contrôler visuellement les paramètres, vous devez donc inclure un affichage LED dans le circuit. Parmi les lecteurs, vous devez ajouter des boutons qui vous permettront de basculer entre les modes de programmation, ainsi qu'une résistance variable, en la faisant tourner, la vitesse de rotation du rotor du moteur électrique change.
Conclusion
Je voudrais noter que vous pouvez également fabriquer votre propre convertisseur de fréquence pour un moteur électrique, le prix du produit fini commence à partir de 5000 roubles. Et ceci pour les moteurs électriques dont la puissance ne dépasse pas 0,75 kW. Si vous avez besoin de gérer pluslecteur puissant, vous aurez besoin d'un chastotnik plus cher. Pour une utilisation dans la vie de tous les jours, le schéma évoqué ci-dessous est suffisant. La raison en est qu'il n'y a pas besoin d'un grand nombre de fonctions et de paramètres, le plus important est la possibilité de modifier la vitesse du rotor.
