Інвертор для асинхронного двигуна
Пропонований інвертор складається з мікроконтролера, вузла захисту від перевищення допустимого струму навантаження та потужних комутаторів напруги на IGBT. керованих спеціалізованими мікросхемами-драйверами.
На рис. 1 представлена схема інвертора. Тактова частота мікроконтролера задана зовнішнім ланцюгом R5R6C2 Вхідним до неї підстроєним резистором R5 можна її встановити такий, щоб частота сформованого трифазного напруги відповідала необхідної. На виходах RBO-RB5 мікроконтролера формуються сигнали управління вузлами А1-A3 - потужними комутаторами напруги 300 В. Ці вузли ідентичні та побудовані за стандартною схемою. При бажанні три встановлені в них мікросхеми IR2110 можна замінити на одну - IR2130 На виході RB7 мікроконтролера формуються імпульси установки тригера струмового захисту у вихідний стан. Трьохфазна напруга близької до синусоїдальної форми утворюється на виходах ХТЗ-ХТ5 інвертора за рахунок програмної зміни співвідношення інтервалів відкритого та закритого станів "верхніх" і "нижніх" плечей комутаторів А1-A3. У кожній фазі формується по 36 імпульсів змінної тривалості на період вихідної напруги. Більше, на жаль, не дозволяють обмежені ресурси застосованого мікроконтролера.
Датчиком струму навантаження інвертора для вузла захисту від перевищення його допустимого значення служить резистор R10, включений у загальний мінусовий ланцюг живлення комутаторів А1-А3. Якщо падіння напруги на цьому резисторі перевищить 1,7, змінюється логічний рівень напруги на виході компаратора DA1, що "перекидає" тригер з елементів DD2.1, DD2.2 в стан з високим рівнем на виході елемента DD2.2. Цей рівень, надходячи у вузли А1-A3, забороняє роботу встановлених там мікросхем-драйверів, що призводить до негайногозакривання всіх IGBT і до припинення струму у всіх трьох фазах підключеного до інвертора електродвигуна Тригер повертається у вихідний стан сигналу мікроконтролера. Поріг спрацьовування захисту встановлюють підстроювальним резистором R1. Джерело напруги 300 У зібраний за схемою, запропонованою Е Мурадханя-ном і Е Піліпосяном у статті "Регульований випрямляч для живлення електродвигунів" ("Радіо", 2006, №11, с. 40-43) з урахуванням поправки в "Радіо ", 2007, №6, с. 50. Джерело було доповнено мережевим фільтром При експлуатації інвертора важливо забезпечити черговість включення напруги живлення. Першим напруга 220 подається на трансформатор Т1 (рис 1) і лише потім включається напруга 300 В Інвертор був перевірений при роботі з асинхронним трифазним двигуном потужністю 1 кВт, обмотки якого були з'єднані трикутником. Форма струму у фазах, перевірена за допомогою осцилографа, підключеного через трансформатор струму, виявилася практично синусоїдальною. Під час перевірки було з'ясовано, що пусковий момент на валу двигуна недостатній, а пусковий струм надто великий. Той факт, що вихідна напруга джерела 300 після його включення плавно наростає протягом приблизно 3 с, був використаний для усунення зазначених недоліків шляхом плавного пуску двигуна. Для цього необхідно змінювати частоту трифазної напруги пропорційно до поточного значення напруги джерела 300 В Щоб реалізувати цю ідею, мікроконтролер PIC16F84 був замінений на PIC16F676, що має вбудований АЦП.
Схема заміни показано на рис. 2. У програму мікроконтролера PIC16F676 введено аналіз поточного значення напруги джерела 300 В. При його зміні від 0 до 300 В частота трифазної напруги, що формується, наростає від 12 до 50 Гц і надалі залишаєтьсядорівнює досягнутому значенню.
Програми для мікроконтролерів PIC16F84 та РІС 16F676 можна скачати тут.
Автор: А. Тітов, м. Східня Московської обл.