À partir de cet article, vous apprendrez ce qu'est un convertisseur de fréquence pour un moteur électrique, examinerez son circuit, le principe de fonctionnement et découvrirez également les paramètres des conceptions industrielles. L'accent sera mis sur la fabrication d'un convertisseur de fréquence de vos propres mains. Bien sûr, pour cela, vous devrez avoir au moins une idée générale de la technologie des conducteurs. Il est nécessaire de commencer par le but pour lequel les convertisseurs de fréquence sont utilisés.
Lorsque le besoin se fait sentir pour le SI
Les convertisseurs de fréquence modernes sont des dispositifs de haute technologie constitués d'éléments à base de semi-conducteurs. De plus, il existe un système de contrôle électronique basé sur un microcontrôleur. Avec son aide, tous les paramètres les plus importants du moteur électrique sont contrôlés. En particulier, à l'aide d'un convertisseur de fréquence, il est possible de modifier la vitesse de rotation du moteur électrique. Il y a une idée d'acheter un convertisseur de fréquence pourmoteur électrique. Le prix d'un tel appareil pour les moteurs d'une puissance de 0,75 kW sera d'environ 5 à 7 000 roubles.
Il convient de noter que vous pouvez modifier la vitesse de rotation à l'aide d'une boîte de vitesses construite sur la base d'un variateur ou d'un type d'engrenage. Mais de telles conceptions sont très grandes, il n'est pas toujours possible de les utiliser. De plus, ces mécanismes doivent être entretenus en temps opportun et leur fiabilité est extrêmement faible. L'utilisation d'un convertisseur de fréquence vous permet de réduire les coûts d'entretien d'un entraînement électrique et d'augmenter ses capacités.
Les principaux composants du convertisseur de fréquence
Tout convertisseur de fréquence se compose de quatre modules principaux:
- Redresseur.
- Dispositifs de filtrage DC.
- Assemblage de l'onduleur.
- Système de contrôle par microprocesseur.
Tous sont interconnectés et l'unité de contrôle contrôle le fonctionnement de l'étage de sortie - l'onduleur. C'est avec son aide que les caractéristiques de sortie du courant alternatif sont modifiées.
Il sera décrit en détail ci-dessous, un schéma est donné. Le convertisseur de fréquence pour le moteur électrique a plusieurs autres fonctionnalités. Il convient de noter que le dispositif comprend plusieurs niveaux de protection, qui sont également contrôlés par un dispositif à microcontrôleur. En particulier, le contrôle de la température des éléments semi-conducteurs de puissance est effectué. De plus, il existe une fonction de protection contre les courts-circuits et les surintensités. La fréquenceLe convertisseur doit être connecté au réseau d'alimentation au moyen de dispositifs de protection. Il n'y a pas besoin d'un démarreur magnétique.
Redresseur convertisseur de fréquence
C'est le tout premier module traversé par le courant. Avec son aide, le courant alternatif est redressé - converti en courant continu. Cela se produit en raison de l'utilisation d'éléments tels que des diodes à semi-conducteurs. Mais maintenant, il convient de mentionner une petite fonctionnalité. Vous savez que la plupart des moteurs à induction sont alimentés par un réseau alternatif triphasé. Mais ce n'est pas disponible partout. Bien sûr, les grandes entreprises l'ont, mais il est rarement utilisé dans la vie de tous les jours, car il est plus facile d'en mener une en une seule phase. Oui, et compte tenu de l'électricité, les choses sont plus faciles.
Et les convertisseurs de fréquence peuvent être alimentés aussi bien par un réseau triphasé que par un réseau monophasé. Quelle est la différence? Et c'est insignifiant, différents types de redresseurs sont utilisés dans la conception. Si nous parlons d'un convertisseur de fréquence monophasé pour un moteur électrique, il est nécessaire d'utiliser un circuit sur quatre diodes semi-conductrices connectées en pont. Mais s'il y a un besoin d'alimentation à partir d'un réseau triphasé, vous devez choisir un circuit différent, composé de six diodes semi-conductrices. Deux éléments dans chaque bras, vous obtiendrez ainsi une rectification AC. La sortie affichera plus et moins.
Filtrage de tension DC
Sur le chemin du départredresseur, vous avez une tension constante, mais il a de grandes ondulations, la composante variable glisse toujours. Pour lisser toutes ces "rugosités" du courant, vous devrez utiliser au moins deux éléments - une inductance et un condensateur électrolytique. Mais tout devrait être dit plus en détail.
L'inducteur a un grand nombre de tours, il a une certaine réactance, ce qui vous permet de lisser légèrement l'ondulation du courant qui le traverse. Le deuxième élément est un condensateur connecté entre deux pôles. Il a des propriétés vraiment intéressantes. Lorsqu'un courant continu circule, selon la loi de Kirchhoff, il doit être remplacé par une coupure, c'est-à-dire qu'il n'y a pour ainsi dire rien entre le plus et le moins. Mais lorsqu'un courant alternatif circule, c'est un conducteur, un morceau de fil sans résistance. Comme mentionné ci-dessus, le courant continu circule, mais il contient une petite proportion de courant alternatif. Et il se ferme, à la suite de quoi il disparaît tout simplement.
Module onduleur
L'assemblage de l'onduleur est, pour être précis, le plus important de toute la conception. Il est utilisé pour modifier les paramètres du courant de sortie. En particulier, sa fréquence, sa tension, etc. L'onduleur est composé de six transistors commandés. Pour chaque phase, deux éléments semi-conducteurs. Il convient de noter que des assemblages modernes de transistors IGBT sont utilisés dans l'étage inverseur. Même fait maison, même le convertisseur de fréquence Delta, le plus budgétaire et le plus abordable aujourd'hui, se compose des mêmes nœuds. Les possibilités sont simplement différentes.
Ils ont trois entrées, le même nombre de sorties, ainsi que six points de connexion au dispositif de contrôle. Il convient de noter que dans la fabrication indépendante d'un convertisseur de fréquence, il est nécessaire de sélectionner un ensemble en fonction de la puissance. Par conséquent, vous devez immédiatement décider quel type de moteur sera connecté au variateur de fréquence.
Système de contrôle par microprocesseur
Avec l'autoproduction, il est peu probable qu'il soit possible d'atteindre les mêmes paramètres que les dessins industriels. La raison en est nullement dans le fait que les montages fabriqués de transistors de puissance sont peu performants. Le fait est qu'à la maison, il est assez difficile de fabriquer un module de contrôle. Bien sûr, il ne s'agit pas de souder des éléments, mais de programmer un dispositif à microcontrôleur. L'option la plus simple consiste à créer une unité de contrôle avec laquelle vous pouvez régler la vitesse de rotation, l'inversion, le courant et la protection contre la surchauffe.
Pour changer la vitesse de rotation, vous devez utiliser une résistance variable, qui est connectée au port d'entrée du microcontrôleur. Il s'agit d'un appareil maître qui envoie un signal au microcircuit. Ce dernier analyse le niveau de changement de tension par rapport à la référence, qui est de 5 V. Le système de contrôle fonctionne selon un certain algorithme, qui est écrit avant la programmation. Strictement selon celui-ci, le travail du système de microprocesseur a lieu. Modules de contrôle d'entreprise très populairesSiemens. Le convertisseur de fréquence de ce fabricant a une grande fiabilité, peut être utilisé dans tout type d'entraînement électrique.
Comment configurer le convertisseur de fréquence
Aujourd'hui, il existe de nombreux fabricants de cet appareil. Mais l'algorithme de réglage est presque le même pour tout le monde. Bien sûr, cela ne fonctionnera pas pour régler le convertisseur de fréquence sans certaines connaissances. Vous devez avoir deux choses - une expérience en réglage et un manuel d'utilisation. Ce dernier a une annexe qui décrit toutes les fonctions qui peuvent être programmées. Il y a généralement plusieurs boutons sur le boîtier du variateur de fréquence. Au moins quatre pièces doivent être présentes. Deux sont destinés à basculer entre les fonctions, à l'aide des autres, les paramètres sont sélectionnés ou les données saisies sont annulées. Pour passer en mode de programmation, vous devez appuyer sur un bouton spécifique.
Chaque modèle de convertisseur de fréquence possède son propre algorithme pour entrer dans le mode de programmation. Par conséquent, il est impossible de se passer du mode d'emploi. Il convient également de noter que les fonctions sont divisées en plusieurs sous-groupes. Et il est facile de s'y perdre. Essayez de ne pas modifier les paramètres que le fabricant ne recommande pas de toucher. Ces paramètres ne doivent être modifiés que dans des cas exceptionnels. Lorsque vous sélectionnez une fonction de programmation, vous verrez sa désignation alphanumérique sur l'affichage. Au fur et à mesure que vous acquerrez de l'expérience, le réglage du variateur de fréquence vous semblera très simple.
Conclusions
Quandl'exploitation, la maintenance ou la fabrication du variateur de fréquence, toutes les précautions de sécurité doivent être respectées. N'oubliez pas que la conception de l'appareil contient des condensateurs électrolytiques qui conservent leur charge même après avoir été déconnectés du secteur. Par conséquent, avant de démonter, il est nécessaire d'attendre la décharge. Veuillez noter qu'il existe des éléments dans la conception des convertisseurs de fréquence qui ont peur de l'électricité statique. Ceci s'applique en particulier au système de commande à microprocesseur. Par conséquent, la soudure doit être effectuée avec toutes les précautions.
