Bu yazıda, tek fazlı bir asenkron motor için veya tam anlamıyla herhangi bir AC motor türü için de uygulanabilen basit bir 3 fazlı asenkron motor hız kontrol devresinin yapımını tartışıyoruz.
Söz konusu olduğunda asenkron motorların hızını kontrol etmek Normalde matris dönüştürücüler, LC filtreleri, çift yönlü anahtar dizileri (IGBT'ler kullanılarak) vb. gibi birçok karmaşık aşamayı içeren kullanılır.
Tüm bunlar, nihayetinde görev döngüsü karmaşık bir mikro denetleyici devresi kullanılarak ayarlanabilen ve sonunda gerekli motor hızı kontrolünü sağlayan kesilmiş bir AC sinyali elde etmek için kullanılır.
Bununla birlikte, gelişmiş sıfır geçiş detektörü opto coupler IC'leri, bir güç triyak ve bir PWM devresi kullanarak çok daha basit bir konsept aracılığıyla 3 fazlı bir asenkron motor hız kontrolünü deneyebilir ve gerçekleştirmeye çalışabiliriz.
Sıfır Geçiş Dedektörü Opto Bağlayıcıyı Kullanma
Triyak kontrol devrelerini son derece güvenli ve yapılandırması kolay hale getiren ve amaçlanan kontroller için sorunsuz PWM entegrasyonuna izin veren MOC serisi optokuplörler sayesinde.
Daha önceki gönderilerimden birinde basit bir PWM yumuşak başlangıç motor kontrol devresi bağlı motorda etkili bir yumuşak başlangıç sağlamak için MOC3063 IC'yi uyguladı.
Burada da önerilen 3 fazlı asenkron motor hız kontrol devresini uygulamak için aynı yöntemi kullanıyoruz, aşağıdaki görüntü bunun nasıl yapılabileceğini göstermektedir:
Şekilde, standart triyak regülatör modunda yapılandırılmış üç özdeş MOC opto kuplör aşaması görebiliriz ve giriş tarafı bir basit IC 555 PWM devresi .
3 MOC devresi, 3 fazlı AC girişini işlemek ve aynısını bağlı endüksiyon motoruna göndermek için yapılandırılmıştır.
Opto'nun izole edilmiş LED kontrol tarafındaki PWM girişi, MOC ICS tarafından işlenmekte olan 3 fazlı AC girişinin kesme oranını belirler.
IC 555 PWM Denetleyicisini Kullanma (Sıfır Voltaj Değiştirme)
Bu, 555 IC ile ilişkili PWM pot endüksiyon motorunun hızını etkin bir şekilde kontrol edebilirsiniz.
Pim # 3'teki çıkış, sırasıyla çıkış triyakları değiştiren, AC RMS değerini artıran veya aynı olanı azaltan değişken bir görev döngüsü ile birlikte gelir.
Daha geniş PWM'ler aracılığıyla RMS'yi artırmak, motorda daha yüksek bir hız elde edilmesini sağlarken, AC RMS'yi daha dar PWM'lerden düşürmek ters bir etki yaratır, yani motorun orantılı olarak yavaşlamasına neden olur.
Yukarıdaki özellikler, IC'lere özellikle aşağıdakiler için tasarlanmış birçok dahili sofistike özellik atandığından, büyük bir hassasiyet ve güvenlikle uygulanır. sürüş triyakları ve ağır endüktif yükler indüksiyon motorları, solenoidler, valfler, kontaktörler, katı hal röleleri vb.
IC ayrıca, kullanıcının bir elektrik çarpması korkusu olmadan ayarlamaları yapmasına izin veren DC aşaması için mükemmel bir şekilde izole edilmiş bir çalışma sağlar.
Prensip ayrıca 3 yerine tek bir MOC IC kullanılarak tek fazlı motor hızını kontrol etmek için verimli bir şekilde kullanılabilir.
Tasarım aslında şuna dayanmaktadır: zaman orantılı triyak sürücü teori. Üst IC555 PWM devresi, çok daha yüksek frekansta% 50'lik bir görev döngüsü üretecek şekilde ayarlanabilirken, daha düşük PWM devresi, ilişkili potun ayarlamaları yoluyla endüksiyon motorunun hız kontrol işlemini uygulamak için kullanılabilir.
Bu 555 IC'nin, üst IC 555 devresinden nispeten daha düşük frekansa sahip olması önerilir. Bu, pin # 6/2 kapasitörün yaklaşık 100nF'ye çıkarılmasıyla yapılabilir.
NOT: FAZ KABLOLARI İLE SERİLERDE UYGUN İNDÜKTÖRLER EKLEMEK, SİSTEMİN HIZ KONTROL PERFORMANSINI KESİN OLARAK ARTIRABİLİR.
Yukarıdaki Kavramı kullanarak Varsayılan Dalga Biçimi ve Faz Kontrolü:
Yukarıda açıklanan 3 fazlı bir asenkron motoru kontrol etmenin yöntemi aslında oldukça kabadır çünkü V / Hz kontrolü yok .
Motora ortalama bir güç üretmek ve bu ortalama AC'yi motora göre değiştirerek hızı kontrol etmek için şebekeyi farklı oranlarda AÇMA / KAPATMA özelliğini kullanır.
Motoru manuel olarak 40 kez veya dakikada 50 kez AÇIK / KAPALI duruma getirdiğinizi hayal edin. Bu, motorunuzun göreceli bir ortalama değere yavaşlamasına, ancak sürekli hareket etmesine neden olur. Yukarıdaki ilke aynı şekilde çalışır.
Daha teknik bir yaklaşım, V / Hz oranının uygun şekilde kontrol edilmesini sağlayan ve kaymanın hızına veya herhangi bir voltaj dalgalanmasına bağlı olarak aynısını otomatik olarak ayarlayan bir devre tasarlamaktır.
Bunun için temel olarak aşağıdaki aşamaları kullanıyoruz:
- H-Bridge veya Tam Köprü IGBT sürücü Devresi
- Tam Köprü Devresini Beslemek İçin 3 Fazlı Jeneratör Aşaması
- V / Hz PWM İşlemci
Tam Köprü IGBT kontrol Devresini Kullanma
Yukarıdaki triyak tabanlı tasarımın kurulum prosedürleri sizin için ürkütücü görünüyorsa, aşağıdaki tam köprü PWM tabanlı endüksiyon motor hız kontrolü denenebilir:
Yukarıdaki şekilde gösterilen devre, tek bir çipli tam köprü sürücüsü kullanır IC IRS2330 (en son sürüm 6EDL04I06NT'dir), güvenli ve mükemmel bir 3 fazlı motor çalışmasını sağlamak için yerleşik tüm özelliklere sahiptir.
IC, son olarak tam köprü IGBT ağını ve bağlı 3 fazlı motoru çalıştırmak için kullanılan gerekli 3 fazlı salınımlı çıkışı oluşturmak için HIN / LIN pin çıkışlarında yalnızca senkronize 3 fazlı mantık girişine ihtiyaç duyar.
hız kontrolü PWM enjeksiyonu önceki tasarımlarımızda görüldüğü gibi bir IC 555 PWM jeneratöründen gelen bir SPWM beslemesiyle kontrol edilen 3 ayrı yarım köprü NPN / PNP sürücü aşamasıyla uygulanır. Bu PWM seviyesi nihayetinde endüksiyon motorunun hızını kontrol etmek için kullanılabilir.
Asenkron motor için gerçek hız kontrol yöntemini öğrenmeden önce, önce otomatik olarak nasıl olduğunu anlayalım. V / Hz kontrolü aşağıda tartışıldığı gibi birkaç IC 555 devresi kullanılarak elde edilebilir
Otomatik V / Hz PWM İşlemci Devresi (Kapalı Döngü)
Yukarıdaki bölümlerde, endüksiyon motorunun üretici tarafından belirtilen hızda hareket etmesine yardımcı olacak tasarımları öğrendik, ancak aşağıdaki PWM işlemci H ile entegre edilmedikçe sabit bir V / Hz oranına göre ayarlanmayacaktır. -Bridge PWM giriş beslemesi.
Yukarıdaki devre basittir Birkaç IC 555 kullanan PWM üreteci . IC1, R4 / C3 yardımı ile IC2'nin 6 numaralı pininde üçgen dalgalara dönüştürülen PWM frekansını üretir.
Bu üçgen dalgalar, IC2'nin 5 numaralı pimindeki sinüs dalgası dalgalanmasıyla karşılaştırılır. Bu örnek dalgalanmalar, 3 fazlı AC şebekesini 12V AC dalgalanmasına dönüştürerek elde edilir ve gerekli işlem için IC2'nin 5 numaralı pimine beslenir.
İki dalga formunu karşılaştırarak, uygun şekilde boyutlandırılmış SPWM oluşturuldu IC2'nin 3 numaralı piminde, H-köprü ağı için sürücü PWM olur.
V / Hz Devresi Nasıl Çalışır?
Güç AÇIK konuma getirildiğinde, pim # 5'teki kapasitör, pim # 5'de sıfır voltaj oluşturarak başlar ve bu da en düşük SPWM değerinin H-köprü devresi bu da endüksiyon motorunun yavaş kademeli yumuşak bir başlangıç ile başlamasını sağlar.
Bu kapasitör şarj olurken, 5 numaralı pimdeki potansiyel yükselir ve bu da orantılı olarak SPWM'yi yükseltir ve motorun kademeli olarak hız kazanmasını sağlar.
Ayrıca IC2'nin 5 numaralı pimi ile entegre edilmiş bir takometre geri besleme devresi de görebiliriz.
Bu takometre rotor hızını veya kayma hızını izler ve IC2'nin 5 numaralı pininde ek voltaj üretir.
Artık motor hızı arttıkça kayma hızı stator frekansı ile senkronize olmaya çalışır ve bu süreçte hız kazanmaya başlar.
Endüksiyon kaymasındaki bu artış, takometre voltajını orantılı olarak artırır ve bu da IC2'nin artmasına neden olur. SPWM çıkışı ve bu da motor hızını daha da artırır.
Yukarıdaki ayarlama, IC2'den SPWM daha fazla artamayana kadar V / Hz oranını oldukça sabit bir seviyede tutmaya çalışır.
Bu noktada kayma hızı ve stator hızı sabit bir durum elde eder ve bu, giriş voltajı veya kayma hızı (yük nedeniyle) değiştirilmeyene kadar sürdürülür. Bunların değiştirilmesi durumunda, V / Hz işlemci devresi tekrar devreye girer ve endüksiyon motor hızının optimum yanıtını korumak için oranı ayarlamaya başlar.
Takometre
Takometre devresi aşağıdaki basit devre kullanılarak ucuza inşa edilebilir ve yukarıda açıklanan devre aşamalarıyla entegre edilebilir:
Hız Kontrolü Nasıl Uygulanır
Yukarıdaki paragraflarda, otomatik düzenleme sürecini bir takometre geri bildirimi otomatik düzenleyen bir SPWM kontrol devresine.
Şimdi, bir asenkron motorun hızının frekansı değiştirerek nasıl kontrol edilebileceğini öğrenelim, bu da sonuçta SPWM'yi düşmeye ve doğru V / Hz oranını korumaya zorlayacaktır.
Aşağıdaki şema hız kontrol aşamasını açıklamaktadır:
Burada, faz kaydırma frekansı, pim # 6'daki saat girişini değiştirerek değiştirilebilen IC 4035 kullanan 3 fazlı bir jeneratör devresi görebiliriz.
3 fazlı sinyaller, tam köprü sürücü ağı için gerekli HIN, LIN beslemelerini üretmek için 4049 IC kapılarına uygulanır.
Bu, IC 4035'in saat frekansını uygun şekilde değiştirerek, asenkron motorun 3 fazlı çalışma frekansını etkili bir şekilde değiştirebileceğimiz anlamına gelir.
Bu, IC 4035'in 6 numaralı piminde ayarlanabilir bir frekansı besleyen ve frekansın takılı 100K pot aracılığıyla ayarlanmasına izin veren basit bir IC 555 kararsız devre aracılığıyla gerçekleştirilir. Kapasitör C'nin, ayarlanabilir frekans aralığı bağlı endüksiyon motorunun doğru spesifikasyonu dahilinde olacak şekilde hesaplanması gerekir.
Frekans potu değiştirildiğinde, endüksiyon motorunun etkin frekansı da değişir, bu da motorun hızını buna göre değiştirir.
Örneğin, frekans azaldığında, motor hızının düşmesine neden olur ve bu da takometre çıktısının voltajı orantılı olarak düşürmesine neden olur.
Takometre çıktısındaki bu orantılı azalma, SPWM'yi daralmaya zorlar ve böylece motora giden voltaj çıkışını orantılı olarak aşağı çeker.
Bu işlem sırasıyla, frekans kontrolü aracılığıyla endüksiyon motor hızını kontrol ederken V / Hz oranının korunmasını sağlar.
Uyarı: Yukarıdaki konsept yalnızca teorik varsayımlar üzerine tasarlanmıştır, lütfen dikkatli bir şekilde ilerleyin.
Bu 3 fazlı asenkron motor hız kontrol cihazı tasarımıyla ilgili başka şüpheleriniz varsa, yorumlarınızda aynısını yayınlayabilirsiniz.
Önceki: Kesintisiz Güç Kaynağı (UPS) Devresi Nasıl Tasarlanır Sonraki: IC 555 ile İki Alternatif Yükü AÇMA / KAPATMA
