Три фази – з однієї. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Цей перетворювач розроблений автором для живлення малопотужного трифазного електродвигуна у приводі диска рекордера механічного звукозапису. Він забезпечує три фіксовані частоти обертання диска - 33 1/3, 45 та 78 об/хв. З невеликими переробками перетворювач можна використовувати для живлення трифазних та двофазних асинхронних електродвигунів потужністю до 1000 Вт як з постійною, так і регульованою частотою обертання.

Регулювання частоти обертання асинхронних електродвигунів можливе лише зміною частоти напруги живлення. Але при зниженні частоти необхідно пропорційно зменшувати напругу живлення, щоб уникнути перегріву обмоток і, навпаки, зі зростанням частоти підвищувати напругу для підтримки потужності на валу.

У пристрої [1] застосований регульований автотрансформатор (ЛАТР), з його допомогою змінюється напруга, від якого залежить амплітуда прямокутних імпульсів заданої частоти, що подаються на обмотки двигуна. У пристрої [2] амплітуда цих імпульсів залишається постійною, але змінюється їхня шпаруватість, що теж призводить до потрібного результату. Недолік першого пристрою – громіздкий автотрансформатор, а другого – надто складна схема.

У запропонованому увазі читачів перетворювачі однофазного мережевого напруги в трифазне, що подається на двигун, зазначені недоліки усунуті. Він містить регульований симистором випрямляч і просту цифрову частину, що виробляє три послідовності симетричних прямокутних імпульсів, взаємно зрушених фазою на 120^о. Схема пристрою зображено на рис. 1.

Рис. 1. Схема пристрою (натисніть , щоб збільшити)

Регульований випрямляч є, по суті, звичайний симісторний регулятор, що працює на діодний випрямний міст з конденсатором, що згладжує випрямлену напругу. Він складається з силового симістора VS2, симетричного диністора VS1 з пороговою напругою 32, конденсаторів C2, C4, C6, C8. Перемикачем SA1.2 вибирають один з трьох резисторів R7-R9, що утворюють з конденсатором C2 фазозсувний ланцюг, що затримує момент відкривання симістор відносно початку кожного напівперіоду. Точний розрахунок опору цих резисторів утруднений, тому вони підібрані експериментально у процесі налагодження перетворювача. Від затримки відкривання симістор залежить напруга, до якого заряджаються конденсатори C4 і C6. Цією напругою живлять потужні ключі на польових транзисторах VT1-VT6, що формують вихідну трифазну напругу.

Демпфуючий ланцюг C8R11 знижує комутаційні перешкоди. А для того щоб перешкоди не проникали в мережу живлення, перетворювач підключений до неї через фільтр Z1 DL-6DX1. Він складається з двообмотувального дроселя, кількох конденсаторів та резистора, через який конденсатори розряджаються після відключення пристрою від мережі. Для правильної роботи фільтра його корпус має бути заземлений - з'єднаний з третім контактом розетки.

Резистор R6 запобігає пошкодженню елементів випрямляча у момент його включення до мережі. Справа в тому, що в цей момент конденсатори C4 та C6 ще не заряджені. Імпульс їх зарядного струму, якщо його амплітуду нічим не обмежити, може вивести з ладу діоди випрямного мосту VD1, або симістор VS2. Резистор R6 обмежує амплітуду цього імпульсу приблизно до 40 А, допустимих для діодного мосту та симістора.

Звичайно, для обмеження струму можна було застосувати терморезистор з великим негативним ТКС, але відповідних терморезисторів у продажу не знайшлося, хоча в каталогах виробників вони є. Тому як R6 застосований дротяний резистор С5-35В-7,5 Вт (ПЕВ-7,5). Не варто замінювати його імпортним дротяним резистором. Наприклад, резистор фірми Uni-Ohm опором 5 Ом та потужністю 5 Вт при включенні пристрою в мережу миттєво згоряє.

Розбирання цього резистора показало, що в ньому на керамічний каркас розміром з резистор МЛТ-0,5 намотаний короткий відрізок надзвичайно тонкого високоомного дроту, що витримує струм не більше 2...3 А. Розсіювання постійної потужності, що дорівнює номінальній, забезпечене хорошим відведенням проводу, що виділяється тепла через зовнішню керамічну оболонку резистора та її заповнювач. Але короткочасне навантаження у багато разів такий резистор витримати не може.

Резистор R2 необхідний правильної роботи симістора VS2. Як відомо, щоб симістор закрився, різниця потенціалів між електродами 1 і 2 повинна стати нульовою. Однак цього не відбувається при роботі симистора на випрямний міст із конденсатором великої ємності, що згладжує. Цей ефект усуває резистор R2. Його опір може бути в широких межах, але при занадто великому його значенні симистор перестає закриватися наприкінці кожного напівперіоду.

Цифрова частина пристрою складається з генератора, що задає, на мікросхемі DA1, розподільника імпульсів на лічильнику Джонсона DD1, формувача трифазної імпульсної послідовності на елементах 3АБО мікросхеми DD2, трьох драйверів напівмоста DA3-DA5 і шести ключів на польових транзисторах VT1-.

Частота генерованих мікросхемою XR2206CP (DA1) імпульсів визначається простою залежністю

F = 1/(R·C1),

де R - сума опору постійного резистора (одного з R3-R5, обраного перемикачем SA1.1, спареним з SA1.2) та введеного опору змінного резистора R1. Слід мати на увазі, що ця частота має у шість разів перевищувати частоту вихідної трифазної напруги.

У рекордері для механічного звукозапису диск повинен мати три фіксовані швидкості обертання - 78, 45 і 33 1/3 об/хв, а для цього з урахуванням передавального числа механізму його двигун потрібно мати трифазною напругою частотою відповідно 18,52, 10,68 та 7,917 Гц. Частота генератора, що задає, перетворювача повинна бути в шість разів вище цих значень - 111,2, 64,1 і 47,5 Гц. Саме для цих частот на схемі вказані номінали резисторів R3-R5 (із стандартного E96 ряду). При цьому враховано, що послідовно з ними включається змінний резистор R1, опір якого в середньому - 3,4 кОм. З його допомогою точно встановлюють частоту обертання диска за стробоскопічними мітками на обід.

Діоди VD3-VD5 спільно з конденсаторами C10-C12 утворюють бутстрепні ланцюги для живлення драйверів "верхніх" ключових польових транзисторів трифазного моста, а резистори R12-R17 обмежують імпульсний струм транзисторів затворів VT1-VT. Справа в тому, що потужні польові транзистори мають вхідну ємність, що обчислюється тисячами пикофарад. Для запобігання дуже великому струму перезаряджання цієї ємності і служать згадані резистори. Для ефективного обмеження струму опір цих резисторів має бути якнайбільше, але надмірне збільшення затягує процеси перемикання транзисторів, що призводить до марної витрати потужності на їх нагрівання.

Потужність, яку перетворювач може віддати навантаження, визначається потужністю випрямляча і якістю відведення тепла від транзисторів VT1-VT6. У конструкції, що описується, був застосований тепловідведення від процесора "Пентіум", здатний розсіяти при обдуві потужність близько 30 Вт. Це означає, що навантаження може бути передана потужність до 1000 Вт.

Підбираючи номінали елементів, від яких залежить частота генератора, що задає, частоту генерованої напруги можна змінювати в широких межах, обмежених тільки можливостями живлюваного двигуна. Крім того, для кожного значення частоти необхідно встановити оптимальну напругу живлення двигуна, підбираючи резистор фазозсувного ланцюга симісторного регулятора такого опору, при якому двигун працює не перегріваючись.

Зовнішній вигляд зібраного перетворювача показано на рис. 2. Оскільки елементи перетворювача гальванічно пов'язані з мережею 230 В, при роботі з ним слід дотримуватись заходів електробезпеки, прочитати про які можна в [3].

Рис. 2. Зовнішній вигляд зібраного перетворювача

За відсутності мікросхеми функціонального генератора XR2206CP генератор, що задає, можна побудувати за типовою схемою на інтегральному таймері NE555 або його вітчизняному аналогу КР1006ВІ1. Замість мікросхеми CD4075BE можна встановити К561ЛЕ10 (три елементи 3АБО-НЕ). На жаль, вітчизняного аналога драйвера IR2111 немає.

За описаним принципом нескладно побудувати як трифазний, а й двофазний перетворювач. Достатньо змінити схему формувача імпульсних послідовностей згідно з рис. 3. Елемент мікросхеми DD2.3, мікросхема DA5, транзистори VT5 та VT6 та пов'язані з ними компоненти в цьому випадку не використовуються.

Рис. 3. Змінена схема формувача імпульсних послідовностей

Підбірку резисторів R7-R9 в симісторному регуляторі зручно проводити, включивши амперметр постійного струму в ланцюг навантаження випрямляча, що регулюється. Струм, що споживається від випрямляча, за будь-якої частоти обертання валу двигуна не повинен відрізнятися більш ніж на 10 % від його значення при номінальному за частотою і напругою режимі роботи двигуна.

література

1. Мурадханян Е. Керований інвертор для живлення трифазного двигуна. – Радіо, 2004, № 12, с. 37, 38.
2. Калашник В., Черемісінова Н. Перетворювач однофазної напруги на трифазну. – Радіо, 2009, № 3, с. 31-34.
3. Обережно! Електричний струм! – Радіо, 2015, № 5, с. 54.

Автор: В. Хіценко

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Шпигунське око 17.02.2012 За допомогою нового гаджета від ZionEyez ви можете дати будь-якій людині можливість реально подивитися на те, що відбувається вашими очима. Компанія ZionEyez анонсувала пристрій, який цілком не погано виглядав би в арсеналі Джеймса Бонда або будь-якого іншого секретного агента. Йдеться про стильні окуляри з вмонтованою в них камерою, здатну знімати відео з роздільною здатністю 720р протягом трьох годин без перерви. Відеокамера настільки мініатюрна, що помітити практично неможливо. Ви можете скопіювати записане відео з пристрою через USB, Bluetooth або Wi-Fi. Крім того, встановивши на свій смартфон або планшетний ПК під керуванням iOS або Android спеціальний додаток та прив'язавши до нього окуляри ZionEyez, ви зможете вести відеотрансляцію з них на пряму до Інтернету. Ціна новинки складає $200.

Інші цікаві новини:

▪ Карборунд із шин

▪ Мармурову яловичину надрукували на 3D-принтері

▪ Самонавчальний нейроморфний процесор Intel Loihi

▪ Ємна та дешева Li-Ion батарея

▪ Оптимізація офісного часу

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Цивільний радіозв'язок. Добірка статей

▪ стаття Ян Амос Коменський. Знамениті афоризми

▪ стаття Де знаходиться найбільша синагога? Детальна відповідь

▪ стаття Робота із зачисним інструментом. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Інфрачервоний порт та робота з ним. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Вакуумні люмінесцентні індикатори для вимірювальної апаратури ІЛЦ1-6/7Л та ІЛЦ1-7/8ЛВ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024