Розробляємо частотник
Самостійна розробка частотника для трифазного електродвигуна, справа досить затратна та клопітна. Але якщо є бажання та інтерес до цієї теми величезний, то можна спробувати. Цей пост не претендує на оригінальність і письменник із мене чесно кажучи поганий. Отже, про все по порядку.
Почнемо із загальної структурної схеми.
Ця структурна схема побудована за так званою схемою подвійного перетворення. Трифазна напруга 380В частотою 50 Гц надходить на вхід некерованого випрямляча. На виході випрямляча напруга становить близько 540 В. Це перший етап перетворення. На другому етапі напруга за допомогою інвертора перетворюється на широтно-модульовані імпульси, які надходять на обмотки електродвигуна. Статорні обмотки мають активно-індуктивний характер опору та є фільтрами, що згладжують струм. Середнє значення струму залежатиме від середнього значення прикладеної напруги, тобто від співвідношення тривалостей усередині періоду ШІМ. Блок керування реалізує основні алгоритми керування інвертором. Забезпечує діагностику силового модуля та виконує функції протиаварійного захисту. Блок живлення призначений для живлення ланцюгів керування.
Випрямляч. Схема випрямляча гранично проста.
На вхід силового блоку надходить трифазна напруга мережі амплітудою 380 В і частотою 50 Гц. Для захисту від перенапруги у схемі використовуються варистори VR1-VR3. Далі вхідна напруга надходить на випрямляч з проміжною ланкою постійного струму. Випрямляч 36МТ160 є трифазною мостовою схемою (т.зв. схема Ларіонова) конструктивно виконану в одному модулі. Під час заряджанняконденсатора проміжного контуру протікає дуже великий короткочасний струм. Це може вивести з ладу випрямляч. Струм зарядки обмежується включенням баластного резистора R4 послідовно з конденсаторами DC-ланки, який активується тільки при включенні перетворювача. Після зарядки конденсаторів резистор шунтується контактними реле К1. Велика ємність конденсаторів потрібна для згладжування напруги проміжної ланки. Після вимкнення інвертора з мережі, конденсатори зберігають високу напругу протягом певного часу.
Ось що вийшло у результаті.
Блок живлення. Зібрано на мікросхемі UC3843. Взагалі, що стосується блоку живлення, то зовсім не важливо, який буде використаний. Хоч саморобний хоч куплений. Головне, на мій погляд, по можливості живлення драйвера IGBT та живлення блоку управління було від окремих обмоток трансформатора.
Інвертор. Схема інвертора.
IGBT-драйвер зібраний на транзисторах FGA25N120 та зв'язці оптопари TLP250 та мікросхеми TC4420. Що стосується мікросхеми TC4420, то її мені порадив використовувати один мій друг, який займається підсилювачами «класу D».
Піддослідний кролик Електродвигун. Двигун взяв для початку малої потужності. Закріпив на ньому інкрементальний енкодер «RO6345» фірми «IFM».
Все це протестовано, перевірено та чекає на виготовлення блоку управління. Будемо сподіватися, що у мене вистачить терпіння, часу і сил довести цей проект до працюючого прототипу.