 |
|
Розробка загальної схеми перетворювача частоти,
Узгодження її параметрів
Опис структурної схеми
Загальна схема електропривода побудована на перетворювачі частоти AFC 120 з модернізацією зворотніх зв’язків і силової частини перетворювача.
Загальні відомості
Перетворювачі частоти (далі ПЧ) серії AFC 120 призначені для регулювання швидкості обертання індукційних однофазних двигунів потужністю до 100 Вт і номінальною напругою 220 В. Вони підключаються до однофазної мережі 220 В.
ПЧ є складним електронним пристроєм, в якому мережна напруга з частотою 50 Гц перетворюється в змінну напругу з регульованими амплітудою і частотою.
Перетворювач частоти виготовлений на основі новітніх інтегрованих модулів потужності IPM (Intelligent Power Module), що містять: 6 IGBT транзисторів та їх кола керування з системою захисту від коротких замикань і термічним захистом. Управління модуляцією вихідної напруги реалізується програмно за допомогою мікроконтролера 80С196КС (INTEL). У ПЧ застосована модифікована модуляція, так званої „орієнтації вектора напруги". Це сприяє повному використовуванню можливостей ПЧ. Пристрій може працювати в режимі лінійної або квадратичної характеристики U/f.
Вся електроніка живиться стабілізованими напругами від блоку живлення, підключеного в ланку постійного струму, яка зберігає працездатність при фазній напрузі мережі в межах від 90 до 250 В. Так як електронна частина ПЧ живиться постійним струмом, забезпечується стійка робота системи при коливаннях і короткочасному пропаданні напруги мережі.
Кола керування інвертора гальванічно розв'язані від кіл процесора і випростувача. Повна гальванічна розв'язка процесора, як від кіл інвертора, так і від вхідної частини, забезпечує велику завадостійкість мікропроцесорної системи.
ПЧ може керуватися напругою величиною 0 (2) – 10 В або струмом величиною 0 (4) мА – 20 мА. В режимі роботи з „плаваючим нулем" зниження рівня вхідного сигналу до величин нижче 2 В або 4 мА викликає припинення роботи ПЧ.
Система забезпечена розширеною системою діагностики і блокувань, захищаючих ПЧ і живлений пристрій від пошкоджень. Структурна схема перетворювача зображена на рис.4.1.
Рис. 4.1 – Структурна схема ПЧ
На індикаторі панелі керування відображаються наступні аварії:
- коротке замикання або струм, перевищуючий допустимий, на виході ПЧ;
- напруга в колі постійного струму, перевищує допустиму;
- знижена напруга в колі постійного струму;
- температура радіатора вище гранично допустимої;
- термічний захист двигуна;
- відсутність живлячої фази.
Технічні дані перетворювача приведені в таблиці 4.1 і таблиці 4.2.
Таблиця 4.1 – Об'єм навантаження і розміри перетворювача залежно від вигляду
| Тип ПЧ | Потужність двигуна, кВт | Номіналь-ний вихідний струм, А | Струм пере-вантаження 60с. Кожні 10 хв, А | Розміри, мм |
| AFC 120-0.37 | 0.37 | 2.2 | 3.3 | 107x263x145 |
| AFC 120-0.55 | 0.55 | 3.0 | 4.5 | 107x263x145 |
| AFC 120-0.75 | 0.75 | 4.0 | 6.0 | 107x263x145 |
| AFC 120-1.1 | 1.1 | 5.5 | 8.3 | 107x263x145 |
| AFC 120-1.5 | 1.5 | 7.0 | 10.5 | 107x263x145 |
| AFC 120-2.2 | 2.2 | 9.5 | 14.5 | 107x263x145 |
| AFC 120-3.0 | 3.0 | 14.0 | 107x263x145 |
Таблиця 4.2 – Технічні дані, загальні для всіх типів ПЧ серії AFC 120
| Живлення | Напруга живлення Ubx | 220 В-15%-+10% |
| Частота живлячої напруги | 45-66 Гц | |
| Вихід | Вихідна напруга | 0-UbxB |
| Вихідна частота | 0.5-200 Гц | |
| Похибка частоти | 0.05 Гц | |
| Вид модуляції | Вектор напруги | |
| Система управління | Частота управління силовими транзисторами | 2.5 або 5 кГц |
| Встановлення частоти | Аналог 11 біт, точність 1% Панель управління (роздільна здатність 0.1Гц) | |
| Керуючі Входи / виходи | Аналогові входи | Два входи;0(2)-10В або 0(4)-20мА |
| Цифрові входи | Шість входів 15-24 В | |
| Аналоговий вихід | 8-бит+-1% 0(2)-10В,0(4)-20мА | |
| Цифровий вихід (з відкритим колектором) | 100 мА, 24 В | |
| Релейний вихід | АС (змінний струм) 250 В DC (постійний струм) 24 В 8 А | |
| Захист | Від струму, що перевищує допустимий | Миттєве значення 3.61н Діюче значення 2.55 1н |
| Від перевищення напруги в ланцюги постійного струму | 1,47 х Ubx (Ubx = 220 В) (Udc>395 В) | |
| Від зниженої напруги в колі постійного струму | 0.65 х Ubx | |
| Термічний захист | Т > 75°С | |
| Контроль за зв'язком з панеллю управління | ||
| Контроль за рівнем аналогових Входів | ||
| Термічний захист двигуна |