Tezlik çeviricilərini öz əllərinizlə düzəltmək olduqca çətindir, çünki siz güc elektronikası və yarımkeçirici texnologiyasını çox yaxşı bilməlisiniz. Ancaq bu cihazı dizayn etməyi düşünməzdən əvvəl onların hansı məqsədlər üçün istifadə edildiyini öyrənməlisiniz. Siz həmçinin bu elektron sistemlərin əsas komponentlərinin nə olduğunu bilməlisiniz.
Tezlik çevirici nədir?
Hamı bilir ki, şəbəkədə alternativ cərəyan var və onun müəyyən tezliyi var. Rusiyada standart 50 Hertz-dir. Bəzi Qərb ölkələrində bir qədər fərqli standart 60 Hertz-dir. Bir çox cihazın işləməsi cərəyanın tezliyindən asılıdır. Konvertorlar asinxron mühərrikləri gücləndirmək üçün istifadə olunur. Elektron vasitələrdən istifadə etməyin bir çox səbəbi var. Məsələn, sənayedə invertorlar istifadə olunduqdan sonra geniş yayılmışdırböyük mexanizmlərdən qurtulmağa imkan verir.
Daha ətraflı desək, bir növ avtomobil sürət qutusuna əsaslanan sürət qutusundan istifadə edərək konveyerdə lentin fırlanma sürətini dəyişə bilərsiniz. Üstəlik, ya mexaniki (bir neçə dişli istifadə edərək) və ya CVT ola bilər. Ancaq mühərriki qidalandıran cərəyanın parametrlərini dəyişdirmək daha effektivdir. Dəyişən rezistorun çevrilməsi konveyerin fırlanma sürətini dəyişir. Üstəlik, tezlik geniş diapazonda dəyişdirilə bilər.
Tezlik çeviriciləri başqa hansı xüsusiyyətlərə malikdir?
Bundan əlavə, çevirici parametrləri elektrik mühərrikinə bir neçə saniyə ərzində tədricən sürət qazanmağa imkan verir. Vaxt tezlik çevirici funksiyasının proqramlaşdırılması vasitəsilə istifadəçi tərəfindən təyin edilir. Eynilə, mühərrikin armaturunu dayandırma vaxtı ilə də edə bilərsiniz. Bu, sürücünün yükünü azaldır və bu, onun resursuna birbaşa təsir edir.
Bundan əlavə, özünü üç fazalı şəbəkə ilə təmin etmək imkanı olmayan, lakin buna ehtiyac olan kiçik müəssisələr üçün tezlik çeviricilərinin istifadəsi əsl panaceadır. Bir fazalı alternativ cərəyan şəbəkəsinə qoşulan bu cür cihazların bir çox modeli var və onlar çıxışda üç istehsal edirlər. Buna görə də, elektrik mühərrikini adi rozetkaya qoşmaq mümkündür. Və bu halda o, gücünü itirməyəcək, işi düzgün olacaq.
Konverterlərin güc komponentləri
Bütün tezlik çeviriciləri güclü IGBT və ya MOSFET tranzistorlarından istifadə edir. Onlar bu tip iş üçün idealdır. Onlar ayrı modullarda quraşdırılmışdır. Bu quraşdırma üsulu elektron cihazın işini yaxşılaşdıra bilər. Bu tranzistorlar açar rejimdə işləyir, nəzarət mikroprosessor sistemindən istifadə etməklə həyata keçirilir. Fakt budur ki, bütün idarəetmə aşağı cərəyandır, yüksək gərginlikləri dəyişdirmək tələb olunmur. Buna görə də, buna ən sadə mikroprosessordan istifadə etməklə nail olmaq olar.
IR2132 və IR2130 seriyalarının ən çox istifadə edilən xüsusi birləşmələri. Onlar açarları idarə edən altı sürücüdən ibarətdir. Üçü alt, üçü isə yuxarı üçün istifadə olunur. Bu montaj tezlik çeviricisinin sadə kaskadını həyata keçirməyə imkan verir. Bundan əlavə, bir neçə dərəcə qorunma var. Məsələn, qısa qapanmaya və həddindən artıq yüklənməyə qarşı. Bütün elementlərin daha ətraflı xüsusiyyətləri təlimatlarda tapıla bilər. Lakin bütün güc elementlərinin böyük çatışmazlığı var - məhsulların yüksək qiyməti.
Konverterin struktur diaqramı
Mühərrik üçün istənilən tezlik çeviricisi üç əsas blokdan ibarətdir - rektifikator, filtrlər, çevirici. Belə çıxır ki, AC gərginliyi əvvəlcə DC-yə çevrilir, sonra süzülür. Bütün bunlardan sonra dəyişənə çevrilir. Ancaq üçüncü bir blok var - inverterin mikroprosessor nəzarəti. Və daha dəqiq desək, güclü IGBT tranzistorları. Əgər heç məşğul olmusunuzsatezlik çeviriciləri, onda siz bilirsiniz ki, onların ön panelində proqramlaşdırma üçün bir neçə düymə var.
İnverterin təlimat kitabçası sizə bütün funksiyaları necə quraşdırmaq barədə məlumat verəcəkdir. Bu çox mürəkkəb məsələdir, çünki ən sadə cihazda belə kifayət qədər çox parametr var. Elektron cihazın mühərrik armaturunun fırlanma tezliyini dəyişdirməyə, sürətlənmə və yavaşlama vaxtını tənzimləməyə imkan verdiyinə əlavə olaraq, bir neçə qorunma dərəcəsi də var. Məsələn, həddindən artıq cərəyan. Belə bir cihazdan istifadə edildikdə, avtomatik açarların quraşdırılmasına ehtiyac yoxdur.
Düzləşdirici qurğu
Tezlik çeviricisinin təyinatından asılı olaraq müxtəlif rektifikator pillələri istifadə olunur. Və enerji təchizatı seçimi ya üç fazalı şəbəkədən, ya da bir fazalı ola bilər. Ancaq çeviricinin çıxışında, hər halda, üç fazalı alternativ gərginlik var. Amma cərəyanı idarə etmək üçün ilk növbədə onu düzəltmək lazımdır. İş ondadır ki, dəyişəni idarə etmək olduqca çətindir - böyük reostatlardan istifadə etmək lazımdır, bu çox rahat deyil. Üstəlik, indi mikroelektronika və avtomatlaşdırma zamanıdır, köhnəlmiş texnologiyalardan istifadə etmək nəinki ağlabatan deyil, həm də çox sərfəli deyil.
Üç fazalı alternativ cərəyanı düzəltmək üçün altı yarımkeçirici dioddan ibarət elektron cihaz istifadə olunur. Onlar bir körpü dövrəsində işə salınır, məlum olur ki, hər bir cüt diod bir fazı düzəltməyə xidmət edir. Düzəldici qurğunun çıxışında sabit bir gərginlik görünür, onundəyər girişə axan dəyərə bərabərdir. Bu mərhələdə bütün transformasiyalar tamamlanır, bu bloka heç bir nəzarət həyata keçirilmir. Güc bir fazalı şəbəkədən verildiyi təqdirdə, tək bir dioddan belə bir rektifikator mərhələsi kifayətdir. Lakin dördlük körpü dövrəsindən istifadə etmək daha səmərəlidir.
Filtr qutusu
Bu modul DC gərginliyin filtrasiyası üçün istifadə olunur. Blokun ən sadə versiyası müsbət çiyin boşluğuna daxil olan bir induktordur. Qütblər arasında elektrolitik kondansatör birləşdirilir. Onun bir funksiyası var - dəyişən komponentdən xilas olmaq. İş ondadır ki, rektifikator dalğalardan tamamilə qurtula bilmir. Əməliyyat zamanı əhəmiyyətli səs-küy yarada bilən az miqdarda AC qalır.
Filtr blokunun iş prinsipini nəzərə almaq üçün elementləri əvəz etməklə təhlil etmək lazımdır. Doğru cərəyan şəraitində işləyərkən endüktans müqavimətlə əvəz olunur, kondansatör açıq dövrə ilə əvəz olunur. Ancaq alternativ cərəyanla təchiz edildikdə, tutum müqavimətlə əvəz olunur. Buna görə də, bütün dəyişən komponent yox olur, çünki bu vəziyyətdə qısa bir dövrə baş verir. Bunu başa düşmək olduqca çətindir, elektrik mühəndisliyinin nəzəri əsaslarını başa düşmək lazımdır. Lakin 3 fazalı tezlik çeviricisi bunsuz edilə bilməz.
İnverter mərhələsi
Və burada əyləncə başlayır - güclü IGBT tranzistorlarının istifadəsi. Onlar mikroprosessor sistemi ilə idarə olunur, dənonların işləmə keyfiyyəti bütün tezlik çeviricisinin işindən asılıdır. Belə bir gərginlik çevirici sxemi geniş istifadə olunur. Əslində, güc tranzistorlarının köməyi ilə istənilən gərginliyi ters çevirmək olar. Ümumilikdə, ən sadə dövrədə altı element istifadə olunur - hər bir faza üçün iki. Tezlik çeviricisi sıfıra nisbətdə hər fazada 220 volt istehsal edir.
Tərs gərginliyin baş verməsindən xilas olmaq üçün yarımkeçirici diodlardan istifadə etmək lazımdır. Onlar güc tranzistorlarının kollektoru və emitenti arasında birləşdirilir. İdarəetmə bazanın girişində həyata keçirilir. Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, öz əlinizlə tezlik çeviriciləri inverter kaskadında hər bir faza üçün iki tranzistora malikdir. Onların p-n keçidlərini ardıcıl olaraq yandırın. Faza hər çiyin orta nöqtəsindən çıxarılır. Satışda hazır modullar mövcuddur, onların birbaşa gərginliyi təmin etmək üçün kabellər, həmçinin üç fazalı alternativləri çıxarmaq üçün üç kontakt var. Bundan əlavə, mikrokontroller idarəetmə sistemini birləşdirmək üçün birləşdirici var.
Mikroprosessor nəzarəti
İnverter tərəfindən mühərrik milinin sürətini dəyişdirmək üçün istifadə olunur, standart tezliyi 50Hz olan gərginlik geniş diapazonda amplituda dəyişdirilə bilər. Və daha dəqiq desək, sıfırdan mikroprosessorun təmin edə biləcəyi tezlikə qədər. Sonuncu üçün əsas tələb birdən çox cihazı birləşdirmək imkanıdır. Nə vaxt ki səntezliyi dəyişən müqavimətlə dəyişdirilən bir çeviricinin dizaynı prosessor tərəfindən idarə edilməlidir. Diqqətlə seçilir, onun kifayət qədər sayda giriş/çıxış portu olmalıdır.
Siz mikrokontrollerə LCD displey qoşmaqla sistemi bir az çətinləşdirə bilərsiniz. Ondan yüksək rəng göstərilməsi tələb olunmur, sadə kalkulyatorlarda olduğu kimi monoxrom kifayətdir. Proqramlaşdırma üçün düymələr də giriş-çıxış portlarına qoşulmuşdur. Sadə bir tezlik çeviricisini belə edə bilərsiniz. Bütün elementlərin qiyməti iki min rubldan çox olmayacaq. Ancaq 200-750 vatt gücündə bir çeviricinin qiyməti 6500 ilə 12000 rubl arasında dəyişir. Hamısı istehsalçıdan və cihazın imkanlarından asılıdır.
Cihaz qutusu
Do-it-yourself tezlik çeviriciləri etibarlı korpusa malik olmalıdır. Yalnız istifadənin asanlığı deyil, həm də səmərəlilik ondan asılıdır. Baza alüminiumdan hazırlanmışdır. Bu materialdan istifadənin səbəbi yüksək keyfiyyətli soyutma ehtiyacıdır. Əməliyyat zamanı IGBT modulu çox isti olur və yarımkeçirici diodların temperaturu da yüksəlir. 380 və ya 220 Volt tezlik çeviricinizin olub-olmamasının heç bir əhəmiyyəti yoxdur.
Gövdənin qalan hissəsi plastikdən hazırlanıb. Əməliyyat zamanı yüksək gərginlikli terminallarla təsadüfi təmas olmaması üçün bütün güc elementlərinin onunla gizlədilməsi lazımdır. Ön hissədə LCD displey və düymələr üçün bir deşik təmin etmək lazımdır. Ayrı-ayrılıqda, inəlverişli yerdə, dəyişən bir rezistor quraşdırılmışdır. Mikrokontrolleri proqramlaşdırarkən bu müqavimətin çıxış cərəyanının tezliyini dəyişdirdiyini nəzərə almaq lazımdır.
Sistem elementlərinin istilik mübadiləsi
İstilik yayılmasına xüsusi diqqət yetirilməlidir. Hazırlanan cihaz nə qədər güclü olsa, soyutma sistemi bir o qədər etibarlı olmalıdır. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, baza alüminiumdan hazırlanmalıdır. Gərginlik çeviricisi dövrəsi həddindən artıq istiləşmədən qorunmalıdır. Bu məqsədlə korpusda bir çuxur qazmaq lazımdır, içərisində bir temperatur sensoru quraşdırılmışdır. Ondan siqnal uyğun bir cihaz vasitəsilə mikrokontrollerə verilir. Maksimum temperatur aşılırsa, yükü ayırmaq lazımdır. Beləliklə, güc tranzistoru modulu sönür.
İstilik yayılmasını yaxşılaşdırmaq üçün ventilyatorlardan istifadə edilməlidir. Onların yeri elə seçilməlidir ki, hava axını korpusun radiator qanadlarını soyusun. Soyutma sisteminin səmərəliliyini artırmaq üçün termal pastadan istifadə etməlisiniz. Cihazı işə salarkən fanatları işə salmaq daha məqsədəuyğundur. Ancaq temperatur sensorundan gələn siqnaldan istifadə edərək nəzarətçini proqramlaşdırmaq da mümkündür. Temperatur cihazın fövqəladə söndürülməsinin baş verdiyi temperaturun yarısına çatdıqda, fanatlar işə düşür.
Dövrə lövhəsi
Bir dövrə lövhəsi olaraq, hazır variantlardan istifadə etmək yaxşıdır. Satışda ətrafında deşik olan müxtəlif ölçülü lövhələr varkiçik konservləşdirilmiş kontaktlar. Onlara danışıq dilində "balıq" deyilir. Nəzərə almağa dəyər yeganə şey prosessoru və mikrosxemləri dəyişdirmək imkanıdır. Bu məqsədlə, lövhəyə lehimlənmiş bağlayıcılardan istifadə etməlisiniz. Öz əlinizlə tezlik çeviriciləri elementlərin tez dəyişdirilməsi gözləntiləri ilə ən yaxşı şəkildə hazırlanır. IC və ya nəzarətçi sadəcə olaraq bu rozetkaya qoşulub, məsələn rozetkaya daxil olan fiş kimi.
Nəticələr
Siz həmçinin öz tezlik çeviricinizi yarada bilərsiniz. Analoqların qiyməti, bildiyimiz kimi, daha yüksəkdir. Baxmayaraq ki, təbii ki, onların daha çox imkanları var. Amma əslində, yaxından nəzər salsanız, əslində beşdən artıq funksiyanın istifadə olunmadığı məlum olur. Sürücü işləyərkən, fırlanma sürətini dəyişdirmək, həmçinin sürətlənmə və yavaşlama vaxtlarını tənzimləmək lazımdır. Bir az daha az tez-tez tərs funksiya və maksimum icazə verilən cərəyanı dəyişdirmək istifadə olunur.
