Wechselrichter für Asynchronmotor. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Spannungswandler, Gleichrichter, Wechselrichter

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Der vorgeschlagene Wechselrichter besteht aus einem Mikrocontroller, einer Schutzeinheit gegen Überschreiten des zulässigen Laststroms und leistungsstarken Spannungsschaltern am IGBT. von spezialisierten Treiberchips gesteuert.

Fig. 1

Auf Abb. 1 zeigt die Wechselrichterschaltung.

Die Taktfrequenz des Mikrocontrollers wird durch die externe Schaltung R5R6C2 eingestellt, der darin enthaltene Abstimmwiderstand R5 kann so eingestellt werden, dass die Frequenz der erzeugten Drehspannung der geforderten entspricht. An den Ausgängen des Mikrocontrollers RBO-RB5 werden Steuersignale für die Knoten A1-A3 erzeugt - leistungsstarke Spannungsschalter von 300 V. Diese Knoten sind identisch und nach dem Standardschema aufgebaut. Auf Wunsch können drei darin installierte IR2110-Mikroschaltungen durch eine ersetzt werden - IR2130 Am Ausgang des RB7-Mikrocontrollers werden Impulse erzeugt, um den aktuellen Schutzauslöser in seinen Anfangszustand zu versetzen.

An den Ausgängen des KhTZ-XT5-Wechselrichters wird aufgrund einer Softwareänderung des Verhältnisses der Intervalle der offenen und geschlossenen Zustände der "oberen" und "unteren" Arme eine dreiphasige Spannung nahe einer Sinusform erzeugt Schalter A1-A3. In jeder Phase werden pro Periode der Ausgangsspannung 36 Pulse variabler Dauer gebildet, mehr lassen die begrenzten Ressourcen des verwendeten Mikrocontrollers leider nicht zu.

Der Laststromsensor des Wechselrichters für die Schutzeinheit gegen Überschreiten seines zulässigen Wertes ist der Widerstand R10, der im gemeinsamen negativen Leistungskreis der Schalter A1-A3 enthalten ist. Übersteigt der Spannungsabfall an diesem Widerstand 1,7 V, ändert sich der logische Pegel der Spannung am Ausgang des Komparators DA1, wodurch der Trigger von den Elementen DD2.1, DD2.2 auf einen High-Pegel-Zustand am Ausgang "überführt" wird des Elements DD2.2. Diese Ebene, die in die Knoten A1-A3 eintritt, verbietet den Betrieb der dort installierten Treiber-Mikroschaltungen, was zum sofortigen Schließen aller IGBTs und zur Beendigung des Stroms in allen drei Phasen des an den Wechselrichter angeschlossenen Elektromotors führt Der Trigger kehrt auf das Signal des Mikrocontrollers in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Die Schutzschwelle wird durch einen Trimmwiderstand R1 eingestellt.

Die 300-V-Spannungsquelle wird gemäß dem von E Muradkhanyan und E Piliposyan im Artikel "Einstellbarer Gleichrichter zum Antreiben von Elektromotoren" ("Radio", 2006, Nr. 11, S. 40-43) vorgeschlagenen Schema unter Berücksichtigung zusammengebaut die Änderung in "Radio", 2007, Nr. 6, p. 50. Die Quelle wurde mit einem Netzfilter ergänzt Beim Betrieb des Wechselrichters ist auf die Einschaltreihenfolge der Versorgungsspannung zu achten. An den Transformator T220 (Abb. 1) wird zunächst die Spannung von 1 V angelegt und erst dann die Spannung von 300 V eingeschaltet.

Der Wechselrichter wurde mit einem 1-kW-Asynchron-Drehstrommotor getestet, dessen Wicklungen im Dreieck geschaltet waren. Die Form des Stroms in den Phasen, die mit einem über einen Stromwandler angeschlossenen Oszilloskop überprüft wurde, erwies sich als nahezu sinusförmig. Während des Tests wurde festgestellt, dass das Anlaufdrehmoment an der Motorwelle nicht ausreicht und der Anlaufstrom zu hoch ist.

Die Tatsache, dass die Ausgangsspannung der 300-V-Quelle nach dem Einschalten für ca. 3 s gleichmäßig ansteigt, wurde genutzt, um diese Mängel durch sanftes Anlaufen des Motors zu beheben. Dazu ist es notwendig, die Frequenz der Drehstromspannung proportional zum aktuellen Wert der Quellenspannung von 300 V zu ändern. Um diese Idee umzusetzen, wurde der Mikrocontroller PIC16F84 durch den PIC16F676 ersetzt, der über eine eingebaute im ADC.

Fig. 2

Das Ersetzungsschema ist in Abb. 2 dargestellt. XNUMX.

In das Programm des Mikrocontrollers PIC16F676 wurde eine Auswertung des Stromwertes der Quellspannung von 300 V eingeführt, bei dessen Änderung von 0 auf 300 V die Frequenz der erzeugten Drehspannung von 12 auf 50 Hz ansteigt und dann bleibt gleich dem erreichten Wert.

Programme für Mikrocontroller PIC16F84 und PIC 16F676 können heruntergeladen werden daher.

Autor: A. Titov, Skhodnya, Region Moskau; Veröffentlichung: radioradar.net

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