Частотник своими руками для ас. электродвигателей

Станок для полировки был в отвратительном состоянии, но его удалось привести в чувство, перебрав советские контакторы и подсоединив двигатели.

Преобразователь частоты – пример применения в станке

Delta VFD EL – подключение ПЧ для двигателяПро преобразователи частоты (ПЧ) слышали все, кто имеет дело с электрическими двигателями. Я постоянно имею с ними дело на работе, и вот дошли руки написать про реальную установку и настройку ПЧ. Предупреждаю – теория по работе и устройству ПЧ очень обширна, и если начать об этом рассказывать, статья получится огромной. А лучше, чем в официальной документации, мне не написать. Да и зачем?Поэтому решил сразу перейти к делу, рассказав про реальное подключение преобразователя частоты на промышленном оборудовании.Но всё же, немного теории для тех, кто немного не в курсе.

1. Для того чтобы сконструировать преобразователь своими руками нам необходимы следующие компоненты:
   • любой микроконтроллер аналогичный AT90PWM3B;
   • драйвер трехфазного моста (аналог IR2135);
   • 6 транзисторов IRG4BC30W;
   • 6 кнопок;
   • индикатор.
2. В конструкцию создаваемого нами прибора входят две платы, на одной из которых располагаются драйвер, блок питания, входные клеммы и транзисторы, а на второй – индикатор и микроконтроллер. Для соединения плат между собой воспользуемся гибким шлейфом.
3. Для сборки частотного преобразователя необходимо использовать импульсный блок питания. Можно воспользоваться готовым устройством, или собрать его самостоятельно (не будем описывать данный процесс – это тема для отдельной статьи).
4. Для контроля за работой двигателя необходимо подвести внешний управляющий ток, однако мы можем воспользоваться микросхемой IL300 с линейной развязкой.
   Изображение
5. Транзисторы и диодный мост устанавливаются на общем радиаторе.
6. Для дублирования управляющих кнопок используются оптроны ОС2-4.
7. Установка трансформатора на однофазный преобразователь частот для двигателя небольшой мощности не является обязательным шагом. Можно обойтись токовым шунтом с сечением проводов 0,5 мм, и к нему подключить усилитель DA-1 (кстати, он же будет служить для измерения напряжения).
8. В нашем случае мы собираем своими руками преобразователь для асинхронного двигателя мощность в 400 Вт, поэтому не станем устанавливать термодатчик – схема и без него достаточно сложна.
9. По окончанию сборки необходимо изолировать кнопки с помощью пластмассовых толкателей. Управление кнопками осуществляется с помощью опторазвязки.

Принцип работы

Основу преобразователя частоты составляет инвертор с двойным преобразованием. Принцип его работы заключается в следующем:

• сначала входной переменный ток синусоидального типа с напряжением 380 или 220 вольт проходит через диодный мост и выпрямляется ;
• затем подается на группу конденсаторов для сглаживания и фильтрации;
• далее ток передается на управляющие микросхемы и мостовые ключи из IGBT (Биполярный транзистор с изолированным затвором, БТИЗ) транзисторов, формирующие из него трёхфазную широтно-импульсную последовательность с заданными параметрами;
• на выходе сформированные импульсы прямоугольной формы под влиянием индуктивности обмоток преобразуются в синусоидальное напряжение.

Следующая схема отображает принцип работы преобразователя частоты асинхронного электрического двигателя.

Кроме того, существуют такие модели, как двухзвенные частотные преобразователи, а также такие разновидности, как матричные и векторные устройства. К примеру, векторный тип — это ЧП переменного тока и напряжение, которое подается на него, необходимое для создания нужной амплитуды. Этот тип прибора обеспечивает включение в работу двигателя спустя 2 секунды после запуска ЧП. Однако недостатком стало то, что он довольно дорогой, а потому его популярность стремительно падает.

Что такое частотный преобразователь

Стоит сказать о том, что регулировать числовое значение тока можно и вручную. Однако на это будет уходить определенное количество времени, так как человек не способен моментально среагировать на любое изменение, как машина. А это приведет к тому, что некоторое количество энергии будет уходить впустую, а энергетический ресурс двигателя выработается быстрее.Частотный преобразователь для электродвигателя — это практически необходимая деталь, так как те устройства, которые не имели его, обладали значением тока, превышающим номинальное значение напряжение в 5-7 раз. Такая разница не позволит создавать приемлемые условия для эксплуатации двигателя.

Принцип работы частотного преобразователя кроется в том, что в нем используется специальный электронный механизм, который и управляет работой асинхронного двигателя. Также важно отметить, что ЧП позволяет не только настроить плавный запуск, но и выбрать оптимальный показатель между напряжением и частотой. Эта характеристика рассчитывается по определенной формуле.Основное преимущество применения частотного преобразователя для двигателя — это экономия электрической энергии, значение которой доходит до 50 %. Еще одно важное преимущество ЧП — это возможность настроить его работу так, чтобы она максимально подходила под каждую отрасль производства. Применение такого устройства основывается на принципе работы двойного преобразования напряжения.Первый этап — это регулировка напряжения, поступающего из сети. Оно выпрямляется и фильтруется. Эти операции осуществляются посредством системы конденсаторов.Второй этап — включение в работу электронного управления системой. Этот элемент выставляет значение тока, которое будет соответствовать частоте, а также ранее выбранному режиму работы.

Как можно заметить, принцип работы частотного преобразователя довольно прост.

Дискретные выходы преобразователя необходимы для вывода сигналов, сообщающих о возникновении проблем, таких как, перегрев устройства, отклонение величины входного напряжения от нормы, авария, ошибка и т.п. Аналоговые выходы необходимы для передачи обратных связей в сложных системах. Принцип выбора тот же: ищите баланс между количеством сигналов и стоимость прибора.

Традиционные решения для управления электродвигателями

Современная прецизионная система управления электродвигателем постоянного тока включает в себя микроконтроллер для обработки данных и блок управления питанием обмоток двигателя, часто называемый драйвером. В состав драйвера входит логическая схема для преобразования кодированных посылок в цифровые управляющие сигналы, из которых в блоке Gate Driver формируются аналоговые сигналы для управления силовыми ключами на основе полевых транзисторов (FET). FET могут входить в состав драйвера или размещаться в отдельном блоке. Кроме того, в состав драйвера входят схемы защиты силовых цепей и цепи обратной связи для контроля работы двигателя.На рисунке 11 представлены варианты блок-схем для интегрированного и предварительного драйверов. Каждое из решений имеет свои преимущества и особенности. Предварительный драйвер (Pre-Driver) имеет значительно облеченный температурный режим, позволяет выбирать внешние силовые ключи в соответствии с мощностью подключаемого двигателя. Полнофункциональный интегрированный драйвер позволяет создавать более компактные системы управления, минимизирует внешние соединения, но значительно усложняет обеспечение необходимого температурного режима.

Рис. 11. Блок-схемы систем управления двигателемТак, у интегрированного драйвера TI DRV8312 максимальная рабочая температура отдельных элементов на плате может достигать 193°С, а у предварительного драйвера DRV8301 этот показатель не превышает 37°С.

Рис. 12. Смена направления вращения коллекторного двигателяОдной из наиболее распространенных схем для коммутации обмоток двигателей является мост типа “H”. Название схемы связано с конфигурацией подключения, которая похожа на букву “H”. Эта электронная схема позволяет легко изменять направление тока в нагрузке и, соответственно, направление вращения ротора. Напряжение, прикладываемое к обмоткам через транзисторы моста, может быть как постоянным, так и модулированным с помощью ШИМ. H-мост предназначен, в первую очередь, для смены полярности питания двигателя – реверса (рисунок 12), но также позволяет тормозить вращение, коротко замыкая выводы обмоток (рисунок 13).Рис. 13. Режимы вращения, быстрого и медленного торможениясВажнейшей характеристикой силовых элементов моста, в качестве которых сегодня часто используют полевые транзисторы с изолированным затвором, является величина сопротивления открытого канала между истоком и стоком транзистора – RDSON. Значение RDSON во многом определяет тепловые характеристики блока и энергетические потери. С увеличением температуры RDSON также растет, а ток и напряжение на обмотках уменьшаются.Использование управляющих сигналов с ШИМ позволяет уменьшить пульсации крутящего момента и обеспечить более плавное вращение ротора двигателя. В идеале частота ШИМ должна быть выше 20 кГц, чтобы избежать акустического шума. Но с увеличением частоты растут потери на транзисторах моста в процессе коммутации.Из-за индуктивных свойств нагрузки в виде обмоток форма тока в ней не соответствует форме подаваемого напряжения ШИМ. После подачи импульса напряжения ток нарастает постепенно,а в паузах ток плавно затухает из-за возникновения в обмотках противо-ЭДС. Наклон кривой на графике тока, амплитуда и частота пульсаций влияют на рабочие характеристики двигателя (пульсации крутящего момента, шум, мощность и так далее).Для ускоренного затухания в обмотках электродвигателей возбуждаемого эффектом противо-ЭДС тока используют диоды в обратном включении, шунтирующие переходы «сток-исток» транзисторов, либо закорачивают обмотки через переходы «сток-исток» двух транзисторов, одновременно включенных в разных плечах моста. На рисунке 13 представлены три состояния моста: рабочее, быстрого торможения (Fast Decay) и медленного торможения (Slow Decay).А наиболее эффективным считается комбинированный режим (Mixed Decay), при котором в паузе между рабочими импульсами сначала работают диоды, шунтирующие сток-исток транзисторов, а затем включаются транзисторы в нижних плечах моста.

Полевой транзистор (он же ключ, мосфет и пр.) — это электронный выключатель, принцип его действия основан на возникновении проводимости между двумя выводами (сток и исток) мосфета, при появлении на управляющем выводе (затворе) напряжения, превышающего напряжение стока.

Простая трехфазная инверторная схема

В статье обсуждается, как создать трехфазную инверторную схему, которую можно использовать вместе с любой обычной однофазной инверторной прямоугольной цепью. Схема была запрошена одним из заинтересованных читателей этого блога. ОБНОВЛЕНИЕ : Ищете дизайн на основе Arduino? Это может оказаться полезным: 3-фазный инвертор Arduino

Принципиальная схема

3-фазная нагрузка может работать от однофазного преобразователя с использованием следующих объясненных ступеней схемы.По существу, задействованные каскады можно разделить на три группы:На первой диаграмме ниже показана ступень генератора ШИМ, что можно понять по следующим пунктам:

Генератор и каскад ШИМ

Микросхема 4047 подключена как стандартный генератор выходных сигналов триггера со скоростью желаемой частоты сети, установленной VR1 и C1.Размерная двухтактная ШИМ теперь становится доступной на стыке E / C двух транзисторов BC547.
Этот ШИМ применяется к входу 3-фазного генератора, описанного в следующем разделе.Следующая схема показывает простую трехфазную генераторную схему, которая преобразует вышеуказанный входной двухтактный сигнал в 3 дискретных выхода, сдвинутых по фазе на 120 градусов.Эти выходы дополнительно раздваиваются отдельными двухтактными каскадами, выполненными из ступеней НЕ ворот. Эти 3 дискретных ШИМ с двухфазным сдвигом на 120 градусов теперь становятся входными входными сигналами (HIN, LIN) для последней ступени 3-фазного драйвера, описанной ниже.Этот генератор сигналов использует один источник питания 12 В, а не двойной.Полное объяснение можно найти в этой статье генератора 3-фазных сигналов.На схеме ниже показан каскад схемы инвертора 3-фазного инвертора, использующий конфигурацию H-моста с полозьями, которая получает ШИМ со сдвигом фазы от вышеуказанной ступени и преобразует их в соответствующее высокое напряжение. Выходы переменного тока для управления подключенной трехфазной нагрузкой, обычно это трехфазный двигатель.Высокое напряжение 330 на отдельных секциях драйверов полевого двигателя получают от любого стандартного однофазного инвертора, встроенного в показанные сливы полевого двигателя, для питания требуемой трехфазной нагрузки.

Трехфазный драйвер полного моста

В приведенной выше схеме трехфазного генератора (вторая последняя диаграмма) использование синусоидальной волны не имеет смысла, потому что 4049 в конечном итоге преобразует его в прямоугольные и, более того, ИС драйверов. в последнем проекте используются цифровые ИС, которые не будут реагировать на синусоидальные волны.Поэтому лучше использовать трехфазный генератор прямоугольных сигналов для питания последней ступени драйвера.Вы можете обратиться к статье, в которой объясняется, как создать трехфазную схему солнечного инвертора, для понимания функционирования ступени генератора трехфазного сигнала и деталей реализации.

с использованием IC IR2103

Сравнительно более простой вариант вышеуказанной схемы 3-фазного инвертора можно изучить ниже, используя ICS драйвер полумоста IC IR2103. В этой версии отсутствует функция выключения, поэтому, если вы не хотите включать функцию выключения, вы можете попробовать следующую более простую конструкцию.

Упрощение вышеприведенных конструкций

В описанной выше схеме трехфазного инвертора каскад 3-фазного генератора выглядит излишне сложным, и поэтому я решил поискать альтернативный более простой вариант для замены этого конкретного раздела.После некоторых поисков я нашел следующую интересную схему трехфазного генератора, которая выглядит довольно легко и просто с ее настройками.Поэтому теперь вы можете просто полностью заменить ранее объясненную IC 4047 и секцию операционного усилителя и интегрировать эту конструкцию с входами HIN, LIN для схемы 3-фазного драйвера.Но помните, что вам все равно придется использовать вентили N1 —- N6 между этой новой цепью и схемой драйвера полного моста.

Создание солнечной схемы 3-фазного инвертора

До сих пор мы узнали, как создать базовую схему 3-фазного инвертора, теперь мы увидим, как можно создать солнечный инвертор с 3-фазным выходом с использованием очень простых интегральных схем и пассивных компонентов. ,Концепция в основном та же, я только что изменил 3-фазный генератор для применения.

Основные требования к инвертору

Для получения 3-фазного выхода переменного тока от любого однофазного источника или источника постоянного тока нам потребуются три основных ступени цепи:

1. 3-фазный генератор или схема процессора
2. 3-фазная схема силового каскада драйвера.
3. Схема повышающего преобразователя
4. Солнечная панель (с соответствующим рейтингом)

Чтобы узнать, как согласовать солнечную панель с батареей и инвертором, вы можете прочитать следующий учебник: Расчет солнечных панелей для инверторовВ этой статье может быть рассмотрен один хороший пример, который объясняет простую схему 3-фазного инвертора.. В настоящий дизайн мы также включили эти три основных этапа, давайте сначала узнаем о схеме процессора 3-фазного генератора из следующего обсуждения:

Как это Работает

На схеме выше показана базовая схема процессора, которая выглядит сложной, но на самом деле это не так.Схема состоит из трех частей: IC 555, которая определяет трехфазную частоту (50 Гц или 60 Гц), IC 4035, которая разбивает частоту на необходимые 3 фазы, разделенные фазовым углом 120 градусов.R1, R2 и C должны быть соответствующим образом выбраны для получения частоты 50 Гц или 60 Гц при рабочем цикле 50%.8 цифр НЕ вентилей от N3 до N8 можно увидеть встроенными просто для разделения сгенерированных трех фаз на пары логических выходов высокого и низкого уровня.Эти ворота НЕ могут быть получены от двух 4049 ИС.Эти пары высоких и низких выходов через показанные вентили НЕ становятся необходимыми для питания нашего следующего трехфазного силового каскада драйвера.В приведенном ниже пояснении приведено подробное описание схемы 3-фазного драйвера солнечного 3-фазного источника питания Примечание. Если не используется, отключающий вывод должен быть подключен к линии заземления, в противном случае схема не будет работать . Как видно из приведенного выше На рисунке показан этот раздел, построенный на 3 отдельных интегральных схемах драйвера полумоста, использующих IRS2608, которые предназначены для управления парами ползуна с высокой и низкой стороны.Конфигурация выглядит довольно просто благодаря этой чрезвычайно сложной ИС драйвера от международного выпрямителя.Каждая ступень IC имеет свои собственные входные контакты HIN (высокий вход) и LIN (низкий вход), а также соответствующие выводы Vcc / заземления питания.Все Vcc должны быть соединены вместе и соединены с линией питания 12 В первого контура (вывод 4/8 IC555), чтобы все ступени цепи стали доступны для источника питания 12 В, получаемого от солнечной панели.Точно так же все штыри и линии заземления должны быть сделаны в общей шине.HIN и LIN должны быть соединены с выходами, сгенерированными из вентилей NOT, как указано на второй диаграмме.Приведенная выше схема обеспечивает трехфазную обработку и усиление, однако, поскольку трехфазная выходная мощность должна быть на уровне сети, а солнечная панель может быть рассчитана максимум на 60 В, у нас должна быть схема, которая позволила бы увеличить эту мощность. солнечная панель 60 вольт до требуемого уровня 220В или 120В.

Использование интегральной схемы обратного усиления / ускорения на базе микросхемы 555

Это можно легко реализовать с помощью простой схемы повышающего преобразователя на основе микросхемы 555, как это может быть изучено ниже: сложный, и может быть построен с использованием очень простых компонентов.IC 555 сконфигурирована как нестабильная с частотой приблизительно от 20 до 50 кГц. Эта частота подается на затвор коммутационного мосфета через двухтактный BJT-каскад.Сердце цепи повышения напряжения формируется с помощью компактного трансформатора с ферритовым сердечником, который получает частоту возбуждения от преобразователя мощности и преобразует входной сигнал 60 В в требуемый выходной сигнал 220 В.Этот 220 В постоянного тока, наконец, присоединяется с ранее объясненным каскадом привода Mosfet через стоки 3-фазных усилителей для достижения 3-фазного выхода 220 В.Трансформатор повышающего преобразователя может быть построен на любом подходящем узле сердечника / шпульки EE, используя 1 мм 50 оборотов первичного (два 0.5-миллиметровый бифилярный провод (параллельно), и вторичный с использованием магнита o.5 мм с 200 витками

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и учебными пособиями.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать через комментарии, я буду рад помочь!Схема трехфазного инвертораВсе мы знаем об инверторе — это устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный. Ранее мы узнали о различных типах инверторов и построили однофазный инвертор с напряжением от 12 до 220 В. 3-фазный инвертор преобразует напряжение постоянного тока в 3-фазный источник переменного тока. Здесь, в этом уроке, мы узнаем о трехфазном инверторе и его работающем , но прежде чем идти дальше, давайте взглянем на формы напряжения на трехфазной линии. В вышеупомянутой схеме трехфазная линия подключена к резистивной нагрузке, и нагрузка получает питание от линии.Если мы нарисуем кривые напряжения для каждой фазы, у нас будет график, показанный на рисунке. На графике мы видим, что три формы напряжения не совпадают по фазе друг с другом на 120º .В этой статье мы обсудим схему 3-фазного инвертора , которая используется в качестве преобразователя постоянного тока в 3-фазный переменный ток . Помните, что даже в наши дни получить полностью синусоидальную форму волны для различных нагрузок чрезвычайно сложно и нецелесообразно.Поэтому здесь мы обсудим работу идеальной схемы трехфазного преобразователя , игнорируя все вопросы, связанные с практическим трехфазным преобразователем.

3-фазный инвертор работает

Теперь давайте рассмотрим схему 3-фазного инвертора и ее идеальную упрощенную форму.Ниже приведена принципиальная схема трехфазного инвертора , разработанная с использованием тиристоров и диода (для защиты от скачков напряжения)

И ниже приведена принципиальная схема трехфазного инвертора , разработанная с использованием только переключателей.Как вы видите, эта установка с шестью механическими переключателями более полезна для понимания 3-фазного инвертора , работающего , чем громоздкой тиристорной цепи.

Здесь мы будем открывать и симметрично замыкать эти шесть переключателей, чтобы получить трехфазное выходное напряжение для резистивной нагрузки. Существует два возможных способа включения переключателей для достижения желаемого результата: один, при котором переключатели ведут на 180º, а другой — на переключатели только на 120º.Давайте обсудим каждую модель ниже:

A) Трехфазный инвертор — режим проводимости 180 градусов

Идеальная схема рисуется до того, как ее можно разделить на три сегмента, а именно сегмент один, сегмент два и сегмент три, и мы будем использовать эти обозначения в последующем разделе статьи. Сегмент один состоит из пары коммутаторов S1 & S2, , сегмент два состоит из пары коммутации S3 & S4, а сегмент состоит из пары коммутации S5 & S6.В любой момент времени оба переключателя в одном и том же сегменте никогда не должны быть замкнуты, так как это приводит к короткому замыканию батареи, что приводит к сбою всей настройки, поэтому этот сценарий следует всегда избегать.Теперь давайте начнем последовательность переключения, замкнув переключатель S1 в первом сегменте идеальной цепи и назовем начало 0 °. Поскольку выбранное время проводимости составляет 180º, переключатель S1 будет замкнут от 0º до 180º.

Но после 120º первой фазы вторая фаза также будет иметь положительный цикл, как видно на графике трехфазного напряжения, поэтому переключатель S3 будет замкнут после S1.Этот S3 также будет оставаться закрытым еще 180º. Таким образом, S3 будет закрыт с 120º до 300º и будет открыт только после 300º.

Аналогичным образом, третья фаза также имеет положительный цикл после положительного цикла второй фазы 120º, как показано на графике в начале статьи. Таким образом, переключатель S5 будет закрыт после 120º S3, т.е. 240º. После того, как выключатель замкнут, он будет оставаться замкнутым до прихода 180º перед тем, как его разомкнуть, при этом S5 будет закрыт с 240º до 60º (второй цикл).

До сих пор все, что мы делали, это предполагали, что проводимость выполняется, как только выключатели верхнего уровня замкнуты, но для прохождения тока из цепи необходимо завершить. Кроме того, помните, что оба переключателя в одном и том же сегменте никогда не должны находиться в замкнутом положении одновременно, поэтому, если один переключатель замкнут, другой должен быть разомкнут.Для удовлетворения вышеупомянутых обоих условий, мы закроем S2, S4 и S6 в заранее определенном порядке. Так что только после того, как S1 откроется, нам придется закрыть S2. Аналогично, S4 будет закрыт после того, как S3 откроется при 300º, и точно так же S6 будет закрыт после того, как S5 завершит цикл проводимости. Этот цикл переключения между переключателями одного и того же сегмента можно увидеть на рисунке ниже. Здесь S2 следует за S1, S4 следует за S3 и S6 следует за S5.

Следуя этому симметричному переключению, мы можем достичь желаемого трехфазного напряжения, представленного на графике.Если мы заполним начальную последовательность переключения в приведенной выше таблице, у нас будет полная схема переключения для режима проводимости 180º, как показано ниже.

Из приведенной таблицы видно, что:От 0-60: S1, S4 и S5 замкнуты, а остальные три выключателя разомкнуты.Из 60-120: S1, S4 и S6 замкнуты, а остальные три выключателя разомкнуты.Из 120-180: S1, S3 и S6 замкнуты, а остальные три выключателя разомкнуты.И последовательность переключения так продолжается. Теперь давайте нарисуем упрощенную схему для каждого шага, чтобы лучше понять параметры тока и напряжения. Шаг 1: (для 0-60) S1, S4 и S5 замкнуты, а остальные три переключателя разомкнуты. В таком случае упрощенная схема может быть такой, как показано ниже.

Таким образом, от 0 до 60: Vao = Vco = Vs / 3; Vbo = -2Vs / 3Используя их, мы можем получить линейные напряжения как: Шаг 2: (от 60 до 120) S1, S4 и S6 замкнуты, а остальные три выключателя разомкнуты.В таком случае упрощенная схема может быть такой, как показано ниже.

Таким образом, от 60 до 120: Vbo = Vco = -Vs / 3; Vao = 2Vs / 3Используя их, мы можем получить линейные напряжения как: Шаг 3: (от 120 до 180) S1, S3 и S6 замкнуты, а остальные три переключателя разомкнуты. В таком случае упрощенная схема может быть нарисована, как показано ниже.

Таким образом, для 120 до 180: Vao = Vbo = Vs / 3; Vco = -2Vs / 3Используя их, мы можем получить линейные напряжения как:Аналогично, мы можем вывести фазные напряжения и линейные напряжения для следующих шагов в последовательности.И это может быть показано на рисунке ниже:

A) Трехфазный инвертор — режим проводимости 120 градусов

Режим 120º аналогичен 180º во всех аспектах, за исключением того, что время закрытия каждого переключателя сокращено до 120, которые были 180 ранее.Как обычно, давайте начнем последовательность переключения, замкнув переключатель S1 в первом сегменте и начальный номер будет равен 0º. Поскольку выбранное время проводимости составляет 120º, переключатель S1 будет разомкнут после 120º, поэтому S1 был закрыт от 0º до 120º.

Поскольку полупериод синусоидального сигнала идет от 0 до 180º, в течение оставшегося времени S1 будет разомкнут и представлен серой областью выше.Теперь после 120º первой фазы вторая фаза также будет иметь положительный цикл, как упоминалось ранее, поэтому переключатель S3 будет закрыт после S1. Этот S3 также будет закрыт в течение еще 120º. Так что S3 будет закрыт от 120º до 240º.

Аналогичным образом, третья фаза также имеет положительный цикл после 120º положительного цикла второй фазы, поэтому переключатель S5 будет замкнут после 120º замыкания S3.После того, как переключатель замкнут, он будет оставаться закрытым в течение 120º перед его открытием, и с этим переключатель S5 будет закрыт с 240º до 360º

Этот цикл симметричного переключения будет продолжен для достижения желаемого трехфазного напряжения. Если мы заполним начальную и конечную последовательность переключения в приведенной выше таблице, у нас будет полная схема переключения для режима проводимости 120º, как показано ниже.

Из приведенной таблицы видно, что: От 0-60: S1 и S4 замкнуты, а остальные выключатели разомкнуты. Из 60-120: S1 и S6 замкнуты, а остальные выключатели разомкнуты. Из 120-180: S3 и S6 закрыты, в то время как остальные выключатели открыты. С 180-240: S2 и S3 закрыты, а остальные выключатели открыты Из 240-300: S2 и S5 закрыты, а остальные выключатели открыты Из 300-360: S4 и S5 закрыты, а остальные выключатели открытыИ эта последовательность шагов продолжается так.Теперь давайте нарисуем упрощенную схему для каждого шага, чтобы лучше понять параметры тока и напряжения в цепи 3-фазного инвертора. Шаг 1: (для 0-60) S1, S4 замкнуты, а остальные четыре выключателя разомкнуты. В таком случае упрощенная схема может быть показана, как показано ниже.

Таким образом, для 0 до 60: Vao = Vs / 2, Vco = 0; Vbo = -Vs / 2Используя их, мы можем получить линейные напряжения как: Шаг 2: (от 60 до 120) S1 и S6 замкнуты, а остальные выключатели разомкнуты.В таком случае упрощенная схема может быть показана, как показано ниже.

Таким образом, для 60 — 120: Vbo = 0, Vco = -Vs / 2 & Vao = Vs / 2Используя их, мы можем получить линейные напряжения как: Шаг 3: (от 120 до 180) S3 и S6 замкнуты, а остальные выключатели разомкнуты. В таком случае упрощенная схема может быть показана, как показано ниже.

Таким образом, от 120 до 180: Vao = 0, Vbo = Vs / 2 & Vco = -Vs / 2Используя их, мы можем получить линейные напряжения как:Аналогично, мы можем вывести фазные напряжения и линейные напряжения для следующих последующих этапов.И если мы нарисуем график для всех шагов, то получим что-то вроде ниже.

На выходных графиках случаев переключения 180º и 120º видно, что мы достигли переменного трехфазного напряжения на трех выходных клеммах. Хотя выходной сигнал не является синусоидальным, он напоминает трехфазный сигнал напряжения. Это простая идеальная схема и примерная форма волны для понимания работы 3-фазного инвертора. Вы можете создать рабочую модель, основанную на этой теории, используя тиристоры, схемы переключения, управления и защиты.Трансформатор 220 на 220 своими руками – Трансформатор своими руками: пошаговая инструкцияТележка своими руками для сварочного полуавтомата: Тележка для сварочного аппарата своими руками