Как сделать частотный преобразователь своими руками
Автор: DC-AC, k-d-n-electronics@yandex.ru
Опубликовано 29.07.2014
Создано при помощи КотоРед.
Всем здравствуйте. Вот решил написать статейку про асинхронный привод и преобразователь частоты, который я изготавливал. Моему товарищу надо было крутить пилораму, и крутить хорошо. А сам я занимался импульсной электроникой и сразу предложил ему частотник. Да, можно было купить фирмовый преобразователь, и мне приходилось с ними сталкиваться, параметрировать, но захотелось своего, САМОДЕЛАШНОГО! Да и привод циркулярки к качеству регулирования скорости не критичен, только вот к ударным нагрузкам и к работе в перегрузе должен быть готов. Также максимально-простое управление с помощью пары кнопок и никаких там параметров.
Основные достоинства частотнорегулируемого привода (может для кого-то повторюсь):
Формируем из одной фазы 220В полноценные 3 фазы 220В со сдвигом 120 град., и имеем полный вращающий момент и мощность на валу.
Увеличенный пусковой момент и плавный пуск без большого пускового тока
Отсутствует замагничивание и лишний нагрев двигателя, как при использовании конденсаторов.
Возможность легко регулировать скорость и направление, если необходимо.
Вот какая схемка собралась:
3-фазный мост на IGBT транзисторах c обратными диодами (использовал имеющиеся G4PH50UD) управляется через оптодрайвера HCPL 3120 (бутстрепная схема запитки) микроконтроллером PIC16F628A. На входе гасящий конденсатор для плавного заряда электролитов DC звена. Затем его шунтирует реле и на микроконтроллер одновременно приходит логический уровень готовности. Также имеется триггер токовой защиты от к.з. и сильной перегрузки двигателя. Управление осуществляют 2 кнопки и тумблер изменения направления вращения.
Силовая часть мною была собрана навесным монтажом. Плата контроллера отутюжина вот в таком виде:
Параллельные резисторы по 270к на проходных затворных конденсаторах (забыл под них места нарисовать) припаял сзади платы, потом хотел заменить на смд но так и оставил.
Есть внешний вид этой платы, когда уже спаивал:
С другой стороны
Для питания управления был собран типовой импульсный обратноходовой (FLAYBACK) блок питания.
Можно использовать любой блок питания на 24В, но стабилизированный и с запаздыванием пропадания выходного напряжения от момента пропажи сетевого на пару тройку секунд. Это необходимо чтобы привод успел отключиться по ошибке DC. Добивался установкой электролита С1 большей ёмкости.
Теперь о самом главном. о програме микроконтроллера. Программирование простых моргалок для меня сложности не представляло, но тут надо было поднатужить мозги. Порыскав в нете, я не нашёл на то время подходящей информации. Мне предлагали поставить и специализированные контроллеры, например контроллер фирмы MOTOROLA MC3PHAC. Но хотелось, повторюсь, своего. Принялся детально разбираться с ШИМ модуляцией, как и когда нужно открыть какой транзистор. Открылись некие закономерности и вышел шаблон самой простой программы отработки задержек, с помощью которой можно выдать удовлетворительно синусовую ШИМ и регулировать напряжение. Считать ничего контроллер конечно не успевал, прерывания не давали что надо и поэтому я идею крутого обсчёта ШИМ на PIC16F628A сразу отбросил. В итоге получилась матрица констант, которую отрабатывал контроллер. Они задавали и частоту и напряжение. Возился честно скажу, долго. Пилорама уже во всю пилила конденсаторами, когда вышла первая версия прошивки. Проверял всю схему сначала на 180 ватном движке вентиляторе. Вот как выглядела «экспериментальная установка»:
Первые эксперименты показали, что у этого проекта точно есть будущее.
Программа дорабатывалась и в итоге после раскрутки 4кВТ-ного движка её можно было собирать и идти на лесопилку.
Товарищ был приятно удивлён, хоть и с самого начала относился скептически. Я тоже был удивлён, т.к. проверилась защита от к.з. (случайно произошло в борно двигателя). Всё осталось живо. Двигатель на 1,5кВт 1440об/мин легко грыз брусы диском на 300мм. Шкивы один к одному. При ударах и сучках свет слегка пригасал, но двигатель не останавливался. Ещё пришлось сильно подтягивать ремень, т.к. скользил при сильной нагрузке. Потом поставили двойную передачу.
Сейчас ещё дорабатываю программу она станет еще лучше, алгоритм работы шим чуть сложнее, режимов больше, возможность раскручиваться выше номинала. а тут снизу та самая простая версия которая работает на пиле уже около года.
Выходная Частота: 2,5-50Гц, шаг 1,25Гц; Частота ШИМ синхронная, изменяющаяся. Диапазон примерно 1700-3300Гц.; Скалярный режим управления U/F, мощность двигателя до 4кВт.
Минимальная рабочая частота после однократного нажатия на кнопку ПУСК(RUN) — 10Гц.
При удержании кнопки RUN происходит разгон, при отпускании частота остаётся та, до которой успел разогнаться. Максимальная 50Гц- сигнализируется светодиодом. Время разгона около 2с.
Светодиод «готовность» сигнализирует о готовности к запуску привода.
Реверс опрашивается в состоянии готовности.
Режимов торможения и регулирования частоты вниз нет, но они в данном случае и не нужны.
При нажатии Стоп или СБРОС происходит остановка выбегом.
На этом пока всё. Спасибо, кто дочитал до конца.
Простой частотный преобразователь до 1кВт
Хочу представить Вам интересное решение для бытовых задач. Это частотный преобразователь для асинхронных двигателей. Данная схема и прошивка возникла случайно, в ходе экспериментов и при восстановлении вышедшего из строя блока управления от импортной швейной машинки. Дело в том, что у меня несколько лет пылилась на чердаке плата частотника с умершим микроконтроллером на борту.
А недавно понадобилось сделать простой ПЧ для двигателя до 500Вт. И тут я вспомнил что есть этот умерший блок. В течении пары недель, и после изучения некоторых регистров микроконтроллеров STM8S003x мне удалось добиться первого запуска электродвигателя от этой платы. Все эксперименты я проводил с последовательно включенной лампой 200Вт после высоковольтного конденсатора, схема ниже: Эти меры гарантированно спасут силовые ключи при нештатных ситуациях и при КЗ. После полной отладки программы, я защитную лампу отключил.
Итак, теперь о прошивке и о возможностях устройства. 1) Данное устройство может крутить двигатель с частотой синуса от 0Гц до 130Гц (посчитал на калькуляторе исходя из даташита на микроконтроллер). Осциллографом намерял примерно 120-130Гц.
2) Имеет дискретный вход переключения направления вращения (Реверс).
3) Вход Пуск/Стоп.
4) Аналоговый вход для изменения частоты вращения.
5) Есть индикация на одном светодиоде. Индикация состояния ПЧ и индикация выхода на рабочую частоту.
6) Содержит токовую защиту.
7) Скалярный метод управления приводом. Напряжение на малых частотах пересчитывается математически. Глубина ШИМ выбрана на 2100 точек, что примерно равняется 11 битному ШИМ. Частота ШИМ порядка 5кГц. Таблица синуса из 42 байт.
Данный функционал довольно богатый, для такого слабенького микроконтроллера. Так как чтобы оно нормально работало при данных параметрах, пришлось изрядно по возиться Схема устройства: Хочу также обратить Ваше внимание, что на оригинальной плате использованы довольно редкие китайские компоненты. В схеме обозначено. И поэтому на широко распространенных компонентах не тестировалось. Но я могу с уверенностью сказать, что будет работать и на других подходящих IGBT и драйверах для IGBT транзисторов. В схеме указал подходящие компоненты (они в скобках) а оригинальные, установленные на моей плате — без скобок. Также, в схеме не отрисовал блок питания. Он на оригинальной плате импульсный, на 12В и 1А . Можно использовать любой БП на рабочий ток 1-2А, и напряжением 12В.
Дискретные входы можно снабдить оптопарами, для защиты микроконтроллера от выхода из строя и для опторазвязки, так как на массе может быть высокий потенциал. Также, потенциометр следует изолировать пластиковой ручкой, чтобы исключить поражение током. Но можно к примеру применить изолированный операционный усилитель (к примеру HCPL-7840) и получить гальваническую развязку потенциометра от возможного высокого потенциала на массе. но это все на оригинальной плате не было предусмотрено, и нормально работает и без этого всего. По вопросам доработки можно писать на почту artyombooster@gmail.com
Прошивка в архиве ниже.
Прикрепленные файлы:
- STM8Sxxx_FreqConv.zip (20 Кб)
Artos5 
Опубликована: 25.01.2022 
0 
0
Вознаградить Я собрал 0 0
Частотный преобразователь своими руками
Иногда в быту возникает необходимость регулировать частоту вращения асинхронного двигателя. У меня например сломалось старенькое точило и решено было его осовременить и исправить недостатки: увеличить мощность и сделать регулировку оборотов, чтобы большие точильные круги не приводили к диким вибрациям. Схема силовой части частотного преобразователя 
Устройство состоит из: Корректор коэффициента мощности. Он позволяет получить на выходе напряжение выше сетевого выпрямленного (соответственно выше мощность мотора), с более низким уровнем пульсаций и позволяет применить сетевой сглаживающий электролитический конденсатор меньшей величины, ККМ Вещь нужная, особенно для высоких мощностей, когда пиковые токи на электролитах достигают неприличных величин. Контроллер ккм работает в критическом режиме, соответственно можно применить полупроводники с не самыми лучшими характеристиками. Дежурка: выдает два напряжения 15 вольт для питания ккм и модуля IGBT и 5 вольт для микроконтроллера. Модуль IGBT самый дешевый с алиэкспресса что удалось найти (FNA41560), на мощность до 1500 Ватт, но это не точно. Модуль содержит 6 транзисторов с драйверами, датчик температуры, вывод аварии и цепи защиты от перегрузки. Схема микроконтроллера 
Модулем IGBT управляет STM8S105. Он умеет три комплиментарных вывода ШИМ с аппаратным дедтаймом. Индикация осуществляется TM1637, частота регулируется переменным резистором. Частота регулируется 2-100 Гц, зависимость V/F. Частота работы ШИМ 5 кгц. Логика программы очень проста: Таймер 1 управляет 3 комплиментарными каналами ШИМ, по сигналу от таймера 2 меняется заполнение ШИМ в 3 каналах по таблице синусов со сдвигом 120 градусов, соответственно регулируя частоту срабатывания таймера 2 регулируем частоту вращения двигателя. Между делом измеряется температура, вычисляется положение переменного резистора в выводится информация на индикатор.
Для надежного запуска pfc необходимо перемычкой подать 15 вольт с разъёмы Х1 на вывод 8 D1. Ниже приведена осциллограмма выходных сигналов ШИМ микроконтроллера сглаженных rc фильтрами при частоте установки 50 Гц со сдвигом фаз 120 градусов. 
Устройство реализовано на 4 печатных платах, чтобы поместить в распределительную коробку 120 на 80 мм. 
На основной плате расположен сетевой выпрямитель с силовыми элементами ккм, модуль IGBT и колодки коммутации. 
На следующих платах выполнен контроллер ккм 
Дежурка 
Схема микроконтроллера 
Фото устройства в сборе 
При включении и при крайнем положении переменного резистора на дисплей выводится температура, двигатель не работает. Далее, поворачивая резистор, изменяется частота вращения двигателя от 1 герца до 100. 
При повышении температуры более 40 градусов включается вентилятор. При дальнейшем повышении температуры отключается двигатель до момента остывания IGBT модуля. Применение ккм позволила достичь коэффициента мощности 0,98 и снизить амплитуду потребляемого тока: Осциллограмма входного тока с ккм и без, при одинаковой нагрузке 
Пиковые значения потребляемого тока от сети заметно ниже и они повторяют форму сетевого напряжения. Измерение коэффициента мощности с ккм и без, при одинаковой нагрузке(первый параметр — питающее сетевое напряжение, второй — потребляемый ток, третий -коэффициент мощности): 
Во вложении исходник программы и печатных плат. В микроконтроллере достаточно места для модернизации (можно добавить реверс, торможение, реализовать работу аппаратного зуммера, подмешать в синус третью гармонику). Данный регулятор рассчитан на мощность около 200 Вт. При использовании на номинальной мощности на силовые полупроводники требуется установить небольшие радиаторы.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| R1 | 1206 | 330k | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R2 | 1206 | 330k | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R3 | 0805 | 75r | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R4, R11 | 1206 | 750K | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R5, R10, R8 | 2512 | 0.1R | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R6, R14 | 1206 | 750K | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R9 | NOT USE | 0805 | 0 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R12 | 0805 | 6.8K | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R15 | 0805 | 100K | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R17 | 0805 | 22K | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R18 | 0805 | 0 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R19,21,22,29,30,31 | 0805 | 100R | 6 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R20 | 0805 | 470R | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R24, R25 | 2512 | 0.33R | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R26 | 0805 | 10.5K | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R27 | 0805 | NOT USE | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R33 | 0805 | 3.3R | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R34, R35 | 1206 | 75K | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R36, R37 | 0805 | 1M | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R39 | 0805 | 1K | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R4 | 0805 | 470R | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R41 | 1206 | 1K | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R42, R43 | 1206 | 4.7R | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R44 | 0805 | 100R | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| R16 | 0805 | 4.7R | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| c1, C7 | FILM | 0.22UF | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C3 | 1206 | NOT USE | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C4 | 0805 | 1000P | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C5 | 1206 | 4.7UF | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C2.C24 | 68UF 400V | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| C10,11,19-22 | 0805 | 1000PF | 6 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C6,8,9 | 1210 | 10UF | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C14 | 0805 | 0.1UF | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C15 | 0805 | 2.2UF | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C16 | 0805 | 470PF | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C17 | 0805 | 220PF | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C18 | NOT USE | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| C13, C28 | 1206 | 0.1UF 500V | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C29 | 1210 | 22UF 25V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C31 | 0805 | 0.15UF | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C30, C32 | 1206 | 4.7UF 25V | 2 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C26, C33 | 1210 | 22UF 25V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C7 | 1210 | 4.7UF | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C23 | 0805 | 470PF 200V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| C25 | 1206 | 0.01UF 630V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD2 | MOST | KBL 06 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD5 | SOD323 | 16V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD4,3 | SOD323 | NOT USE | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD8 | SOD323 | BAS321 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD7,9,10 | STABILITRON | 25V | 3 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD1 | T0220 | ULTRAFAST 600V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD13 | SOD323 | BAS321 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD12 | 1A 600V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| VD11 | SMB | 100V 2A | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VD14 | SOD323 | 15V STABILITRON | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| VT1 | TO220 | P20NM60 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| D1 | SO8 | NCP1608 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| D2 | DIP8 | OB2358 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| D3 | 1117S5.0 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| U1 | FNA41560 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| L3 | 4.7UH | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| L1 | ETD29 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | ||
| TR1 | ТЕРМИСТОР | 10R | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| RU1 | ВАРИСТОР | 430V | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| U2 | SO4 | PC817 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| T1 | T1 | EFD15 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| LCD | LCD | TM1637 | 1 | Поиск в магазине Отрон | В блокнот | |
| Добавить все |
Прикрепленные файлы:
- itog.rar (6289 Кб)
- stm8.zip (4233 Кб)
Теги:
Частотный привод 5-200Гц (10-400Гц) своими руками
На данном фото полностью рабочий экземпляр, проверенный и обкатанный (не имеет панельки расположен слева). Второй для теста atmega 48 перед отправкой (расположен справа) .
На данном фото тот самый irams (делал с запасом, должен поместится iramx16up60b )
Алгоритм работы устройства
Изначально МК (микроконтроллер) является настроенным на работу с электродвигателем номинальным напряжением 220В при частоте вращающего поля 50Гц (т.е. обычный асинхронник, на котором написано 220в 50Гц). Скорость набора частоты установлена на уровне 15Гц/сек.(т.е. разгон до 50 гц займет чуть более 3 сек., до 150 Гц-10 сек ). Вольт добавка установлена на уровне 10 %, длительность намагничивания 1 сек. (постоянная величина неизменна ), длительность торможения постоянным током 1 сек. (постоянная величина неизменна). Следует отметить ,что напряжение при намагничивании, как и при торможении, является напряжением вольт добавки и меняется одновременно. К слову, преобразователь частоты является скалярным, т.е. с ростом выходной частоты увеличивается выходное напряжение.
После подачи питания происходит заряд емкости dc звена. Как только напряжение достигает 220В (постоянное ) с определенной задержкой включается реле предзаряда и загорается единственный у меня светодиод L1. С этого момента привод готов к запуску. Для управления частотником имеется 6 входов:
- Вкл (если подать лишь этот вход, ЧП будет вращать двигатель с частотой 5Гц)
- Вкл+реверс(если подать лишь этот вход, ЧП будет вращать двигатель с частотой 5Гц, но в другую сторону)
- 1 фиксированная частота (задается R1)
- 2 фиксированная частота (задается R2)
- 3 фиксированная частота (задается R3)
- 4 фиксированная частота (задается R4)
В этом управлении есть одно Но. Если в процессе вращения двигателя менять задание на резисторе, то оно изменится лишь после повторной подачи команды (вкл.) или (вкл+реверс.). Иначе говоря, данные с резисторов читаются пока отсутствуют эти два сигнала. Если планируется регулировать скорость с помощью резистора в процессе работы, то необходимо установить джампер J1.В этом режиме активен лишь первый резистор, причем резистор R4 ограничивает максимальную частоту, то есть если его выставить на 50% (2.5 вольта 4 «штырь». на фото ниже 5 земля), то частота R1 будет регулироваться резистором от 5 до 100Гц.
Для задании частоты вращение нужно учитывать, что 5v на входе в МК соответствует 200Гц., 1v-40Гц, 1.25v-50Гц и т.д. Для измерения напряжение предусмотрены контакты 1-5, где 1-4 соответствуют номерам резисторов, 5- общий минус(на фото ниже). Резистор R5 служит для подстройки маштабирования напряжения DC звена 1в -100в (на схеме R30).
Расположение элементов
Внимание! Плата находится под напряжением опасным для жизни. Входа управления развязаны оптопарами.
Особенности настройки
Настройка привода перед первым включением сводится к проверке монтажа электронных компонентов и настройки делителя напряжения для DC звена (R2).
100 Вольтам DC звена должно соответствовать 1 вольт на 23 (ножке МК)- это ВАЖНО. На этом настройка завершена.
Перед подачей сетевого напряжения необходимо промыть плату (удалить остатки канифоли) со стороны пайки растворителем или спиртом, желательно покрыть лаком.
Привод имеет «заводские » настройки, которые подходят как для двигателя с напряжением 220В и частотой 50Гц), так и для двигателя с напряжением 380в и частотой 50гц. Данные настройки всегда можно установить если вы не решаетесь сами настраивать привод. Для того чтобы установить «заводские » настройки для двигателя (220в 50Гц) :
- Включить привод
- Дождаться готовности (если подано питание только на МК , просто подождать 2-3 секунды)
- Нажать и удерживать кнопку В1 до тех пор, пока светодиод L1 не начнет мигать, отпустить кнопку В1
- Подать команду выбора 1 скорости. Как только светодиод перестанет мигать, убрать команду
- Привод настроен . В зависимости от того . светодиод горел (если не горел, то привод ожидает напряжения на DC звене).
При такой настройке автоматически в записываются следующие параметры:
- Номинальная частота двигателя при 220В — 50Гц
- Вольт добавка (напряжение намагничивания, торможения ) — 10%
- Интенсивность разгона 15Гц./сек
- Интенсивность торможения 15Гц./сек
Если подать сигнал выбора второй скорости, то в EEPROM запишутся следующие параметры (разница лишь в частоте):
- Номинальная частота двигателя при 220В- 30Гц
- Вольт добавка (Напряжение намагничивания, торможения ) 10%
- Интенсивность разгона 15Гц./сек
- Интенсивность торможения 15Гц./сек
Наконец, третий вариант Настройки:
- Нажать на кнопку В1 и держать
- Дождаться, когда светодиод начнет мигать
- Отпустить кнопку В1
- Не подавать напряжение на входа выбора 1-ой или 2-ой скорости
- Задать параметры подстроечными резисторами
- Нажать и удерживать кнопку В1 до тех пор, пока светодиод не начнет моргать
Таким образом, до тех пор, пока светодиод мигает, привод находится в режиме настройки. В этом режиме при подаче входа 1-ой или 2-ой скорости в EEPROM записываются параметры. Если не подавать напряжение на входа выбора 1-ой или 2-ой скорости, то фиксированные параметры в EEPROM не запишутся, а будут задаваться подстроечными резисторами.
- Резистор задает номинальную частоту двигателя при 220 В ( Так, например, если на двигателе написано 200Гц /220 то резистор нужно выкрутить на максимум; если написано 100Гц/ 220в нужно добиться 2.5 Вольта на 1-ом контакте. (1Вольт на первом контакте соответствует 40Гц); если на двигателе написано 50Гц/400В то нужно выставить 27Гц/0,68 В (например:(50/400)*220=27Гц )так, как нам необходимо знать частоту двигателя при 220В питания двигателя. Диапазон изменения параметра 25Гц — 200Гц.(1 Вольту на контакте 1-ом соответствует 40 Гц)
- Резистор отвечает за вольт добавку. 1 Вольт на 2-ом контакте соответствует 4% напряжения вольт добавки (мое мнение выбрать на уровне 10% то есть 2.5 вольта повышать с осторожностью) Диапазон настройки 0-20% от напряжения сети (1 Вольту на контакте 2-ом соответствует 4%)
- Интенсивность разгона 1 В соответствует 10Гц/сек (на мой взгляд оптимально 15 -25 Гц/сек) Диапазон настройки 5Гц/сек — 50Гц/сек. (1 вольту на контакте 3-ом соответствует 10 Гц/сек)
- Интенсивность торможения 1 В соответствует 10Гц/сек (на мой взгляд оптимально 10 -15 Гц/сек) Диапазон настройки 5Гц/сек — 50Гц/сек. (1 вольту на контакте 4-ом соответствует 10 Гц/сек)
После того, как все резисторы выставлены нажимаем и держим кнопку В1 до тех пор пока светодиод не перестанет мигать. Если светодиод моргал и загорелся, то привод готов к запуску.Если светодиод моргал и НЕ загорелся, то ждем 5 секунд, и только потом отключаем питание от контроллера.
Ниже представлена вольт-частотная характеристика устройства для двигателя 220в 50Гц с вольт добавкой в 10 % .
- Uмах- максимальное напряжение, которое способен выдать преобразователь
- Uв.д.- напряжение вольт добавки в процентах от напряжении сети
- Fн.д.- номинальная частота вращения двигателя при 220В . ВАЖНО
- Fmax- максимальная выходная частота преобразователя.
Еще один пример настройки
Предположим, у вас имеется двигатель, на котором указана номинальная частота 50Гц , номинальное напряжение 80В, Чтобы узнать какая будет номинальная частота при 220В необходимо: 220 В разделить на номинальное напряжение и умножить на номинальную частоту (220/80*50=137Гц). Таким образом, мы получим,что напряжение на 1 контакте (резисторе) нужно выставить 137/40=3,45 В.
Симуляция в протеусе разгон 0-50Гц одной фазы (на 3-х фазах зависает комп )
Как видно из скриншота с ростом частоты увеличивается амплитуда синуса. Разгон занимает примерно 3.1 сек.
По поводу питания
Рекомендую использовать трансформатор, так как это самый надежный вариант. На моих тестовых платах нет диодных мостов и стабилизатора для igbt модуля 7812. Для скачивания доступны две печатные платы. Первая та которая представлена в обзоре. Вторая имеет незначительные изменения, добавлен диодный мостик и стабилизатор. Защитный диод ставить обязательно P6KE18A или 1.5KE18A ставить обязательно.
Пример размещения трансформатора, как оказалось найти совсем нетрудно.
Какой двигатель можно подключить к данному преобразователю частоты?
Все зависит от модуля. В принципе можно подключить любой, главное, чтобы его сопротивление для модуля irams10up60 было более 9 Ом. Нужно учесть, что модуль irams10up60 рассчитан на маленький импульсный ток и имеет встроенную защиту на уровне 15 А Этого очень мало. Но для двигателей 50Гц 220В 750 Вт, этого за глаза. Если у вас высокооборотистый шпиндель, то скорее всего он имеет маленькое сопротивление обмоток. Данный модуль может пробьет импульсным током. При использовании модуля IRAMX16UP60B (ножки придется загнуть самостоятельно) мощность двигателя по даташиту возрастает с 0.75 до 2.2 КВт.
Главное у данного модуля: ток короткого замыкания 140А против 47А, защита настроена на уровне 25А. Какой модуль использовать решать вам. Нужно помнить что на 1 кВт необходимо 1000мкФ емкости dc звена.
По поводу защиты от КЗ. Если у привода сразу после выхода не ставить сглаживающий дроссель (ограничивает скорость нарастания тока) и коротнуть выход модуля, то модулю придет «хана». Если у вас модуль iramX, шансы есть. А вот с IRAMS шансов ноль, проверено.
Программа занимает 4096 кБ памяти из 4098. Все сжато и оптимизировано под размер программы по максимум. Время цикла есть фиксированная величина равная 10мс.
На данный момент всё вышеописанное работает и испытано.
Если использовать кварц на 20МГц, то привод получится 10-400Гц; темп разгона 10-100Гц/сек; частота ШИМа возрастет до 10кГц; время цикла упадет до 5мс.
Забегая вперед следующий частотный преобразователь будет реализован на ATmegа64, иметь разрядность ШИМ не 8, а 10 Бит, иметь дисплей и множество параметров.
Ниже смотрите видео настройки привода, проверки защиты перегрева, демонстрации работы (использую двигатель 380В 50Гц, а настройки для 220В 50Гц). Так сделал специально, чтобы проверить как работает ШИМ с минимальным заданием.)
В свободном доступе прошивке не будет, НО запрограммированный контролер ATmega48-10pu или ATmega48-20pu будет дешевле mc3phac. Готов ответить на все ваши вопросы.