مخططات محولات التردد للهواة. دائرة تحكم بسيطة لعاكس جهد ثلاثي الأطوار ، دوائر مولد قطار نبضي ثلاثي الأطوار

تُستخدم المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور على نطاق واسع في الصناعة وفي الحياة اليومية نظرًا لبساطتها وموثوقيتها. يضمن عدم وجود مجموعة فرشاة مجمعة شرارة وتسخين ، بالإضافة إلى التصميم البسيط للدوار ، عمر خدمة طويل ، وتبسيط الصيانة الوقائية والصيانة. ومع ذلك ، إذا كان من الضروري تنظيم سرعة العمود لمثل هذا المحرك ، فستظهر الصعوبات. لهذا ، عادة ما يتم استخدام محولات خاصة ، تسمى منظمات التردد ، والتي تغير تردد الجهد الذي يزود المحرك. غالبًا ما تسمح لك هذه المنظمات بتشغيل محرك ثلاثي الطور من شبكة أحادية الطور ، وهو أمر مهم بشكل خاص عند استخدامها في الحياة اليومية.

تم تخصيص عدد قليل جدًا من المقالات لمنظمي التردد ، على سبيل المثال ،. لسوء الحظ ، فإن معظم التصاميم الموصوفة ليست قابلة للتكرار بشكل كبير ، إما لأنها معقدة للغاية أو (مثل المنظم الموصوف في) فهي مبنية من أجزاء باهظة الثمن ، والتي تصل تكلفتها إلى نصف تكلفة المنظم المصنّع تجاريًا. وظائف التحكم الإضافية ليست ضرورية دائمًا. لذلك ، بالنسبة للعديد من التطبيقات البسيطة ، فإن وحدة التحكم هذه غير مواتية. الجهاز الموصوف بسيط وفقًا للمخطط ، لكن من الصعب تنظيم تحكم سلس في السرعة به.

يمكن اعتبار الجهاز الموصوف فيه هو الأمثل للتكرار ، إذا تم تبسيطه قليلاً. إنه مبني على دوائر دقيقة رخيصة الثمن ومتوفرة على نطاق واسع ، لذلك ليست هناك حاجة لشراء ميكروكنترولر باهظة الثمن أو وحدات متخصصة. في الجهاز الموضح في هذه المقالة ، لم يتبق سوى جهاز التحكم في نبض المشكل. تم تغيير الباقي من أجل البساطة.

كما تعلم ، مع انخفاض تواتر الجهد الذي يمد المحرك ، من الضروري تقليل اتساعه بشكل متناسب. أسهل طريقة للقيام بذلك هي بمساعدة تعديل عرض النبضة للجهد المتولد. في هذا ، يتم استخدام مولد منفصل وخمس دوائر دقيقة. هذا ليس ملائمًا للغاية ، لأنه يتطلب استخدام مقاوم متغير مزدوج للتحكم في المحرك وإعداد مولدين ، ويمكن تقليل عدد الدوائر الدقيقة.

لقد استخدمت طريقة مختلفة لتنفيذ تعديل عرض النبضة ، مما يبسط الجهاز وتأسيسه. يتكون الآن من مولد نبضات ذات مدة ثابتة يتم التحكم فيها بالتردد ، ومقسم مضاد لمعدل تكرار النبض للمولد بمقدار ثلاثة ، ومشكل نبضات تحكم ومقرنات ضوئية تتحكم في مفاتيح الطاقة الخاصة بالتيار المستمر إلى ثلاث مراحل محول التيار المتردد.

يقسم جهاز تشكيل نبضات التحكم تردد النبضات التي تصل إليه بمقدار ستة. يتم توصيل الثنائيات المنبعثة من optocouplers بحيث يتدفق التيار خلالها فقط في الفترات الزمنية عندما يتم ضبط خرج المولد على مستوى جهد منطقي مرتفع ، ويتم ضبط الإخراج المقابل لمشكل نبض التحكم على منخفض. لذلك ، تتكون كل نصف دورة من الجهد المطبق على ملف المحرك من تسع نبضات ذات مدة ثابتة ، ولكن مع فترات توقف قابلة للتعديل فيما بينها. في الوقت نفسه ، يحدث انخفاض في القيمة الفعالة للجهد الموفر للملفات تلقائيًا وفقًا للقانون المطلوب بسبب زيادة دورة العمل مع انخفاض ترددها.

يظهر الرسم التخطيطي للمذبذب الرئيسي لوحدة تحكم التردد باستخدام هذا المبدأ في الشكل. 1. إنه مصمم لنظام تزويد الطاقة لمروحة محورية ثلاثية الأطوار 0.37KW. تم بناء مولد النبض على مشغل شميت DD3.4 وترانزستور VT1. ضع في اعتبارك تشغيله من اللحظة التي يتم فيها تفريغ المكثف C9 وتعيين خرج المشغل DD3.4 على مستوى منطقي مرتفع ، وتكون مخرجات المشغلين المتوازيين DD3.5 و DD3.6 منخفضة.

أرز. 1. رسم تخطيطي للمذبذب الرئيسي لجهاز التحكم في التردد

يبدأ Capacitor C9 بالشحن من خلال المقاوم R12 ومقاومة مصدر التصريف للترانزستور VT1 ، اعتمادًا على الجهد عند بوابته. في وقت ما ، سيتجاوز الجهد على المكثف عتبة التبديل العليا للزناد ، حيث سيصبح مستوى الخرج منخفضًا. بعد ذلك ، سيبدأ تفريغ المكثف C9. بعد أن يصل الجهد على المكثف إلى أدنى عتبة تبديل الزناد ، سيتكرر كل شيء من البداية.

مدة النبض منخفض المستوى عند خرج الزناد DD3.4 والمستوى العالي عند مخرجات المشغلين DD3.5 و DD3.6 لم تتغير ويتم تحديدها بواسطة ثابت الوقت لدائرة C9R13. وتعتمد مدة التوقف المؤقت بين النبضات على الجهد عند بوابة ترانزستور تأثير المجال VT1 ، والذي يتم ضبطه بواسطة المقاوم المتغير R3. كلما زاد ارتفاعها ، كلما انخفضت مقاومة مصدر التصريف للترانزستور ، وبالتالي ، تكون فترات التوقف المؤقت بين النبضات أقصر وترددها أعلى. عند الحد الأقصى للتردد ، تكون فترات التوقف المؤقت بين النبضات في حدها الأدنى ، وبالتالي فإن الجهد المطبق على لفات المحرك يكون قريبًا من جهد مفاتيح الطاقة.

مع انخفاض التردد ، تزداد مدة التوقف المؤقت ، مما يؤدي إلى انخفاض متوسط ​​قيمة الجهد على ملف المحرك.

المقاوم المتغير R3 وينظم سرعة المحرك ، ويضبط مقاوم التشذيب R4 قيمته الدنيا. يحدد المقاوم R12 الحد الأدنى لمدة التوقف المؤقت بين النبضات.

هذا المولد أكثر تعقيدًا مما هو عليه في ، ولكنه يستخدم لعدة أسباب. أولاً ، يسمح لك بالحصول على نطاق واسع من التحكم في التردد مع مقاومة صغيرة للمقاوم المتغير R3. بالنسبة لمعظم المقاومات المتغيرة ، عندما ينتقل التلامس المتحرك من ملامس معدني إلى طبقة مقاومة (أو العكس) ، يحدث تغيير حاد في المقاومة. علاوة على ذلك ، كلما زادت المقاومة الاسمية للمقاوم ، كلما كانت هذه الخاصية أكثر إشراقًا. وفي المولد التقليدي ، يلزم وجود مقاومات متغيرة عالية المقاومة للحصول على فترة تحكم واسعة. في الممارسة العملية ، يتجلى هذا التأثير على أنه رعشة حادة لعمود المحرك وزيادة التيار الذي يستهلكه عندما يقترب محرك المقاوم المتغير من موضعه الأقصى.

ثانيًا ، أصبح من الممكن تنفيذ بداية سلسة للمحرك دون حدوث مضاعفات كبيرة للجهاز. هذا مناسب للمراوح ، خاصة الطرد المركزي ، لأن لحظة القصور الذاتي للمروحة عادة ما تكون كبيرة جدًا ، مما يساهم في تشغيل المحرك على المدى الطويل في وضع البدء مع زيادة كبيرة في الاستهلاك الحالي المقنن.

ثالثًا ، نظرًا لأنه يتم التحكم في تردد المولد عن طريق تغيير جهد التيار المستمر ، إذا لزم الأمر ، فمن السهل تنظيم التحكم عن بعد في سرعة عمود المحرك.

لتنفيذ البداية الناعمة ، يتم استخدام العناصر C2 و R1 و R2 و VD1 وكذلك المرحل K2. في لحظة بدء التشغيل ، يتم كسر دائرة لف المرحل K2 ، ويتم فصل الثنائيات الباعثة للمقرنات البصرية U1-U6 عن مولد النبض ، ويتم تفريغ المكثف C2. في هذه الحالة ، يضبط مقاوم التشذيب R2 الحد الأدنى لمعدل تكرار النبض للمولد ، والذي سيبدأ منه المحرك. وتجدر الإشارة إلى أن الحد الأدنى للتردد يعتمد أيضًا إلى حد ما على موضع منزلق المقاوم المتغير R3.

عندما تضغط على زر SB1 "ابدأ" ، فإن مرحل K2 مع جهات الاتصال الخاصة به K2.2 سوف يربط optocouplers بالمولد. سيبدأ شحن المكثف C2 بشكل أساسي من خلال المقاوم R2. يزداد الجهد عند بوابة الترانزستور ، وبالتالي تواتر المولد ، تدريجياً. عن طريق اختيار سعة المكثف C2 ، يمكنك تغيير سرعة تسريع المحرك. عندما يصل تردد المولد إلى القيمة المحددة بواسطة المقاوم المتغير R3 ، سيتم إغلاق الصمام الثنائي VD1. المكثف C2 ، الذي يتم شحنه إلى جهد الإمداد من خلال المقاوم R2 ، لا يؤثر على التشغيل الإضافي للمولد.

عندما تضغط على الزر SB2 "Stop" ، يقوم التتابع K2 بتعطيل optocouplers ، وتقوم جهات الاتصال K2.1 بتفريغ المكثف C2. يتحكم Relay K1 في وحدة الحماية الحالية لجهاز التحكم في التردد. عند التحميل الزائد ، فإنه يفتح دائرة الطاقة لملف التتابع K2. لمزيد من الحماية ، يتم توصيل جهاز التحكم في التردد بالشبكة من خلال قاطع الدائرة بتيار تنطلق يبلغ 3 أ.

إذا لم تكن هناك حاجة لبدء التشغيل السهل والتحكم في وحدة التحكم في التردد باستخدام الأزرار ، فيمكن حذف جميع العناصر الموجودة في الرسم التخطيطي داخل إطار نقطة الشرطة. بدلاً من قسم مصدر التصريف في الترانزستور VT1 ، يجب تضمين مقاوم متغير بمقاومة 100 كيلو أوم في دائرة مقاومة متغيرة. من الأفضل زيادة سعة المكثف C9 إلى 470 nF ، واختيار مقاومة المقاومات R12 و R13 ، على التوالي
200 أوم و 1.6 كيلو أوم. يجب توصيل أنودات الصمامات الثنائية الباعثة للمقرنات البصرية U1-U6 مباشرة بمخرجات مشغلات DD3.5 و DD3.6.

من خرج المشغل DD3.4 ، يتم تغذية النبضات إلى مدخلات العداد DD4 ، حيث يتم ضبط عامل القسمة على ثلاثة. تم تصميم جهاز تشكيل نبض التحكم على عداد DD1 ، وعناصر 3OR-NOT للدائرة الدقيقة DD2 ويقوم Schmitt بتشغيل DD3.1-DD3.3. تم وصف عمله بالتفصيل الكافي في و.

يتم شرح تشغيل عقدة التحكم من خلال المخططات الزمنية للإشارات في بعض نقاطها ، كما هو موضح في الشكل. 2. تظهر التيارات المتدفقة عبر الصمامات الثنائية الباعثة للمقرنات البصرية U1 و U4 كمخرجات للمرحلة A. نظرًا لأنه ، على عكس الجهاز قيد النظر ، تتم مزامنة جميع العمليات مع تردد المولد ، فإن ما يسمى بالوقت الميت بين الحالات المفتوحة لمفاتيح الطاقة المختلفة ، والتي تساوي مدة التوقف المؤقت بين نبضات المولد ، هو يتم تقديمها تلقائيًا. مع الإشارة إلى قيم المقاوم R12 والمكثف C9 في الرسم التخطيطي والحد الأقصى لتردد النبضة ، تكون مدته 30 ميكرو ثانية على الأقل.

أرز. 2. مخططات توقيت الإشارات

يمكن استبدال الترانزستور ذو التأثير الميداني KP501A بسلسلة BSN304 أو KP505. بدلاً من الدائرة الدقيقة 74NST14 ، من الأفضل تثبيت أحد نظائرها الوظيفية KR1554TL2 ، 74AC14 ، والتي تتميز بسعة تحميل متزايدة. ليس من الضروري استخدام الدوائر الدقيقة من سلسلة K561 هنا ، بل وأكثر من ذلك K176.

الأدب

1. Naryzhny V. مصدر طاقة لمحرك كهربائي ثلاثي الطور من شبكة أحادية الطور مع التحكم في السرعة. - راديو 2003 العدد 12 ص. 35-37.

2. Galichanin A. نظام التحكم في التردد للمحرك غير المتزامن. - راديو 2016 العدد 6 ص. 35-41.

3. Khitsenko V. ثلاث مراحل من مرحلة واحدة. - راديو 2015 العدد 9 ص. 42 ، 43.

تاريخ النشر: 17.05.2017

آراء القراء

• petr / 10.09.2018-17:16
  أرقام الدبوس kr1561le10 لا تتطابق مع الكتاب المرجعي
• الكسندر / 05/24/2017 - 19:40
  تُظهر مخرجات المرحلة A التيارات المتدفقة عبر الصمامات الثنائية الباعثة للمقرنات البصرية U1 و U4 عبر U1 و U2 لماذا قلب إشارة السائقين - (A ، B ، C)

مطلوب شبكة تيار متناوب ثلاثية الطور بتردد 200 أو 400 هرتز لتشغيل العديد من الأجهزة المنزلية والصناعية. للحصول على مثل هذا الجهد ، في معظم الحالات ، يتم استخدام مولد كهروميكانيكي مناسب ثلاثي الأطوار ، يتم تشغيل الجزء المتحرك منه بواسطة محرك كهربائي أحادي الطور مدعوم بشبكة 220 فولت.

يسمح المولد الإلكتروني المقترح بحل هذه المشكلة بأفضل كفاءة.

إذا درست مخطط الجهد ثلاثي الأطوار ، يمكنك أن ترى ثلاث إشارات جيبية تتحول في سلسلة بمقدار 1/3 من الفترة. إذا افترضنا وجود تردد 200 هرتز ، فإن الفترة تكون 5 مللي ثانية. لذلك 1/3 الفترة تساوي 1.666 ... مللي ثانية. وبالتالي ، اتضح أنه إذا كان لدينا جهد أولي أحادي الطور يبلغ 200 هرتز ، نمرره عبر خطين تأخير متصلين بالسلسلة ، كل منهما يقدم تأخيرًا قدره 1.666 .. مللي ثانية ، فسنحصل على جهد ثلاثي الأطوار ، المرحلة الأولى هي جهد المصدر ، ومرحلتان للجهد مع مخرجات خطوط التأخير المقابلة.

يظهر الرسم التخطيطي لجهاز يعمل وفقًا لهذا المبدأ في الشكل. جميع الإشارات الأولية مستطيلة ، ويحدث تحويلها إلى جيبية في محاثات محولات الخرج T1-T3.

ينتج الهزاز المتعدد الموجود على شريحة D1 نبضات مستطيلة بتردد 200 هرتز. يتم تغذية هذه النبضات بإدخال مفتاح إلكتروني عالي الجهد على الترانزستورات VT1 و VT4 ، حيث يتم تشغيل الملف الأولي للمحول T1 عند خرجه. نتيجة لذلك ، يتم تزويد الملف بجهد نابض يبلغ 300 فولت. تعمل EMF ذات الحث الذاتي على تنعيم هذه النبضات إلى شكل قريب من الشكل الجيبي ، ويتم تشكيل جهد متناوب بتردد 200 هرتز على الملف الثانوي T1. وهكذا ، تتكون المرحلة "أ".

لتشكيل الطور "B" ، يتم تغذية نبضات بتردد 200 هرتز من الخرج D1 إلى دائرة التأخير ، التي يبلغ ثابتها الزمني 1.666 مللي ثانية. من الناتج D1.2 ، يتم تغذية جهد النبض ، الذي تم إزاحته بمقدار 1/3 طور مقارنة بالجهد عند الإخراج D1.3 ، إلى المفتاح الثاني على الترانزستورات VT2 و VT5 ، والذي يعمل بشكل مشابه للسابق. في اللف الثانوي T1 توجد مرحلة "B".

بعد ذلك ، من خرج العنصر D2.2 ، يدخل جهد النبض ، الذي تم إزاحته بالفعل بمقدار 1/3 طور ، في خط التأخير الثاني للعنصرين D2.3 و D2.4 ، حيث يحدث تحول آخر بمقدار 1/3 طور. يتم تغذية النبضات من خرج العنصر D2.4 إلى المفتاح الثالث على الترانزستورات VT3 و VT6 ، في دائرة المجمع التي يتم فيها تشغيل الملف الأولي للمحول T3 ، ويتم تحرير جهد متناوب من المرحلة الثالثة لفه الثانوي.

الرقائق: D1 - K561LE5، D2 -K561LP2. يمكن أن تكون الدوائر الدقيقة من سلسلة K176 ، ولكن في هذه الحالة يجب خفض جهد الإمداد إلى 9 فولت (بدلاً من 12 فولت). يمكن استبدال الترانزستورات KT604 بترانزستورات KT940 و KT848 بـ KT841. المحولات T1-T3 هي محولات متطابقة ، مصممة للحصول على الجهد المطلوب عند تطبيق 220 فولت على ملفها الأساسي. على سبيل المثال ، إذا كنت ترغب في الحصول على جهد ثلاثي الأطوار 36 فولت ، فأنت بحاجة إلى استخدام محولات 220 فولت / 36 فولت للحصول على الطاقة المطلوبة. تستخدم لتشغيل الدوائر الدقيقة

مصدر جهد ثابت ثابت 12 فولت. يتم الحصول على الجهد + 300 فولت عن طريق تصحيح جهد التيار الكهربائي 220 فولت باستخدام جسر الصمام الثنائي ، على سبيل المثال ، على الثنائيات D242 أو الثنائيات القوية الأخرى لجهد لا يقل عن 300 فولت. يتم تنفيذ تجانس Ripple بواسطة مكثف 100 microfarad / 360V (كما هو الحال في مزود طاقة USST TV). يتم تطبيق هذا الجهد الثابت على نقطة "+ 300V" يمكنك أيضًا تطبيق جهد أقل ، بينما تتغير الفولتية الناتجة وفقًا لذلك.

أثناء عملية الضبط ، من الضروري ، عن طريق اختيار المقاومة R1 ، ضبط التردد عند الطرف 10 D1 إلى 200 هرتز باستخدام مقياس التردد ، ثم باختيار R2 و R3 ، باستخدام مقياس الطور ، اضبط إزاحة الطور على 120 °.

إذا كان الجهد ثلاثي الأطوار مطلوبًا بتردد 400 هرتز ، فإن قيم العناصر تتغير إلى ما يلي: R1 = 178 kΩ ، R2 = 60 kΩ ، R3 = 60 kΩ. يتم تثبيت جميع الأجزاء ، باستثناء ترانزستورات الإخراج والمحولات ، على لوحة دائرة مطبوعة واحدة مصنوعة من الألياف الزجاجية أحادية الجانب. يجب تركيب الترانزستورات الناتجة على أحواض حرارية بمساحة سطح لا تقل عن 100 سم 2.

منظر للوحة الدوائر المطبوعة لمصدر الجهد ثلاثي الأطوار

المادة: يتعلق الاختراع بأجهزة تقنية التحويل ويمكن استخدامه لتزويد الطاقة بتردد 400 هرتز على متن أنظمة الطائرات (LA) ، وكذلك لإمداد الطاقة لأداة عالية التردد بتردد 400 هرتز أو 200 هرتز. تتمثل النتيجة الفنية في تبسيط التصميم ، وتقليل وزن الجهاز وحجمه ، وزيادة موثوقية وجودة جهد الخرج من خلال مراقبة مولد الإيقاف المؤقت والتحكم فيه. للقيام بذلك ، فإن الجهاز المطالب به ، والذي تم تصنيعه وفقًا لدائرة الجسر ، يحتوي على مفاتيح يتم التحكم فيها بالكامل مع ثنائيات متصلة مضادة للتوازي ، وأحمال طور متصلة وفقًا للدائرة النجمية ، ووحدة تحكم ، تشتمل على جهاز جديد ، وفقًا للتقنية. المحلول ، وحدة التحكم ، التي تتكون من مذبذب رئيسي ، توقف مؤقت لتشغيل المولد لمفاتيح التحكم ، المشكل لتسلسل النبض ثلاثي الطور ومعلمة الإعداد لفترة جهد الخرج T وعامل قدرة الحمل cos φ n ، يتم توصيل مدخلاتها بدائرة التحميل. كائن آخر - طريقة للتحكم في العاكس ثلاثي الطور بوصلة DC مجهزة بوحدة تحكم تشكل وقفة بين التبديل على المفاتيح التي يتم التحكم فيها ، ومدة التوقف المؤقت بين التبديل على المفاتيح المضبوطة للطور المضاد أذرع العاكس بقيم cos φ n = 1.0 0.8 هي 0.05 0.044T. 2 ن. و- لي ، 2 مريض.

المادة: يتعلق الاختراع بأجهزة تقنية التحويل ، ويمكن استخدامه لإمداد الطاقة بتردد 400 هرتز على متن أنظمة الطائرات (LA) ، وكذلك لإمداد الطاقة لأداة عالية التردد بتردد 400 هرتز أو 200 هرتز.

محولات ثلاثية الطور معروفة بوصلة DC ، تقوم بتشغيل الحمل وفقًا لدائرة النجمة ، مع مدة (λ) من حالة الفتح للمفاتيح المتحكم فيها نصف الفترة (λ = 180 ° el.) ، حيث جهد الطور عند الحمل له شكل من مرحلتين [دليل تحويل التكنولوجيا. إد. IM Chizhenko. كييف. دار النشر: تخنيقة ، 1978 ، ص 131 ، 132 ، شكل 3.38 و 3.39 ب ، ج].

تتمثل عيوب هذه المحولات في الموثوقية المنخفضة نسبيًا نظرًا لإمكانية تدفق التيارات عبر الصمامات المضاد للطور المضاد لجميع المراحل أثناء التبديل ، فضلاً عن معامل التشوه غير الخطي العالي ، أي فرق كبير في الجهد الناتج من الجيب.

توجد مخططات لتشكيل متواليات ثلاثية الطور من النبضات للتحكم في صمامات كل مرحلة ، لكنها لا تسمح بتكوين فاصل زمني بين التبديل على الصمامات المضادة للطور [VL Shilo. الدوائر الرقمية الشعبية: كتيب. - م: علم المعادن ، 1988 ، ص 59 ، شكل 1.38 أ ، ب].

أقرب حل تقني لهذا الاختراع هو عاكس ثلاثي الطور بوصلة تيار مستمر ، والذي يتم تصنيعه وفقًا لدائرة جسر ، تحتوي على مفاتيح يتم التحكم فيها بالكامل مع صمامات ثنائية متصلة مضادة للتوازي ، وأحمال طور متصلة بدائرة نجمية ، ووحدة تحكم و المفاتيح الإضافية المتصلة بحمل الأطوار المقابلة ومكثف إضافي ، والمفاتيح الرئيسية في حالة موصلة 5 / 12T ، ومساعدة 1 / 12T ، حيث T هي فترة جهد الخرج [براءة الاختراع (RF) رقم 2125761 ، H02M 7 / 5387،1999].

تتمثل عيوب هذا الجهاز في وجود عدد كبير من العناصر الإضافية والتعقيد والموثوقية المنخفضة نسبيًا.

المهمة التي يتعين حلها بواسطة الاختراع المطالب به هي تبسيط التصميم وتقليل وزن الجهاز وحجمه وتحسين موثوقية وجودة جهد الخرج من خلال مراقبة مولد الإيقاف المؤقت والتحكم فيه.

يتم حل المشكلة من خلال حقيقة أنه في عاكس ثلاثي الطور بوصلة تيار مستمر ، تم تصنيعه وفقًا لدائرة جسر ، يحتوي على مفاتيح يتم التحكم فيها بالكامل مع صمامات ثنائية متصلة مضادة للتوازي ، وأحمال طور متصلة وفقًا لدائرة النجمة ، ووحدة التحكم ، وفقًا للاختراع ، تحتوي وحدة التحكم على مذبذب رئيسي ، ومولد ثلاثي الطور ، وسلسلة من النبضات ومُحدد معامل لفترة جهد الخرج T وعامل قدرة الحمل cos n ، والمدخلات متصلة بـ دائرة الحمل ، مولد إيقاف التشغيل المؤقت للمفاتيح التي يتم التحكم فيها وفك الشفرة الأول والثاني والثالث لنبضات التحكم لمفاتيح الأذرع المضادة للطور للمراحل المقابلة للعاكس ، والتي ترتبط مدخلاتها بـ مولد الإيقاف المؤقت للتشغيل الناتج للمفاتيح الخاضعة للرقابة والمخرجات المقابلة لمشكل تسلسل النبض ثلاثي الطور ، يتم توصيل خرج المولد الرئيسي بالمدخل الأول لمولد الإيقاف المؤقت للمفاتيح الخاضعة للرقابة والثاني إدخال معلمة الإعداد لفترة جهد الخرج T وعامل قدرة الحمل cos n.

تم حل المشكلة أيضًا من خلال طريقة التحكم في العاكس ثلاثي الطور باستخدام وصلة DC ، والتي وفقًا للاختراع ، تكون مدة التوقف المؤقت بين التبديل بين المفاتيح المتحكم فيها لأذرع العاكس المضادة للطور عند cos φ n = 1.0 0.8 مضبوط على 0.05T ÷ 0.044T.

يتم توضيح جوهر الاختراع بالرسومات. يوضح الشكل 1 مخططًا لعاكس ثلاثي الطور ، الشكل 2 - مخططات جهد التوقيت.

يتكون العاكس من وحدات الطاقة 1-6 ، وتتألف من مفاتيح وثنائيات متصلة بمضاد موازٍ للمفاتيح ، والتي يتم توصيلها في دائرة جسرية مع أحد طرفيها إلى الطرف السالب لمصدر الطاقة 7 ، والآخر إلى الطرف المقابل مرحلة التحميل 8. تتكون وحدة التحكم 9 من مولد رئيسي 10 ، مولد نبضي ثلاثي الأطوار 11 ، جهاز فك ترميز نبضات التحكم الأول 12 ، جهاز فك ترميز نبض التحكم الثاني 13 ، جهاز فك ترميز نبض التحكم الثالث 14 من كل مرحلة A ، B ، C ، مولد الإيقاف المؤقت 15 ومعلمة الإعداد لفترة جهد الخرج T ، عامل طاقة الحمل cos n 16 (الشكل 1).

من المذبذب الرئيسي 10 ، يتم توفير النبضات (U10) (الشكل 2) لمشكل قطار النبض ثلاثي الطور 11 ، الذي يخرج نبضات التحكم (U11) إلى وحدات الطاقة العلوية والسفلية 1-6 لكل ذراع جسر أثناء نصف دورة جهد الخرج. يتم تعيين مدة الإيقاف المؤقت بين تشغيل أذرع الطور المضاد للعاكس (tp) بواسطة مولد الإيقاف المؤقت 15 ، إلى المدخلات التي يتم توفير النبضات من المولد الرئيسي 10. يقوم مولد الإيقاف المؤقت 15 في نفس الوقت بإدخال إيقاف مؤقت في الأول ، والثاني ، والثالث مفكك الشفرات لنبضات التحكم 12 ، 13 ، 14. تأتي النبضات من وحدة التحكم 9 إلى وحدات الطاقة العلوية (U1) والسفلية (U2) 1-6 لكل ذراع جسر مع توقف مؤقت بين تشغيل المضاد- أذرع العاكس المرحلة. جهاز ضبط معلمات فترة جهد الخرج T وعامل قدرة الحمل cos n 16 ، عند إدخال نبضات من المذبذب الرئيسي 10 ، يراقب ويتحكم في مولد الإيقاف المؤقت 15 وفقًا للقيم التي تم الحصول عليها من فترة جهد الخرج T ، عامل قدرة الحمل cos φ n من مراحل الحمل 8.

كما يتضح من الرسوم البيانية للتوقيت ، فإن الجهد عند الحمل (U8) له شكل من ثلاث مراحل مع توقف مؤقت بين التبديل على المفاتيح المتحكم بها لأذرع العاكس المضادة للطور ، مما يجعل شكل جهد الطور أقرب إلى الجيب الجيبي واحد. هذا يؤدي إلى انخفاض في محتوى التوافقيات الفردية ، وبالتالي ، تتحسن جودة جهد الخرج للجهاز.

مثال على تنفيذ محدد للطريقة.

من المذبذب الرئيسي 10 ، يتم توفير النبضات لمشكل قطار النبض ثلاثي الطور 11 ، والذي ينتج نبضات التحكم إلى وحدات الطاقة العلوية والسفلية 1-6. يتم تعيين مدة التوقف المؤقت بين التبديل على أكتاف الطور المضاد للعاكس بقيمة cos n = 1.0 بواسطة مولد الإيقاف المؤقت 15 ، والذي يساوي قيمة 0.05T. يقدم مولد الإيقاف المؤقت 15 في وقت واحد القيمة 0.05T في وحدات فك ترميز نبضات التحكم الأولى والثانية والثالثة 12،13،14. تأتي النبضات من وحدة التحكم 9 إلى وحدات الطاقة العلوية والسفلية 1-6 لكل ذراع جسر مع توقف مؤقت يساوي 0.05T بين تشغيل أذرع العاكس المضادة للطور ، مما يشكل نموذج جهد خرج ثلاثي المراحل.

يتيح لك استخدام هذا العاكس ثلاثي الطور تبسيط الدائرة وتقليل الحجم والوزن وزيادة موثوقية الجهاز. تعمل طريقة التحكم في العاكس ثلاثي الطور مع وصلة DC على تقريب شكل جهد الخرج من الشكل الجيبي ، مما يحسن جودة جهد الخرج عند قيم cos n = 1.0 ÷ 0.8.

1. عاكس ثلاثي الأطوار بوصلة تيار مستمر ، مصنوع وفقًا لدائرة جسر ، يحتوي على مفاتيح يتم التحكم فيها بالكامل مع صمامات ثنائية متصلة غير متوازية ، أحمال طور متصلة وفقًا للدائرة النجمية ، وهي وحدة تحكم ، تتميز بأن وحدة التحكم تحتوي على مذبذب رئيسي ، ومشكل قطار نبضي ثلاثي الطور وجهاز ضبط لفترة جهد الخرج T وعامل طاقة الحمل cos n ، والتي يتم توصيل مدخلاتها بدائرة الحمل ، ومولد الإيقاف المؤقت لتشغيل المفاتيح الخاضعة للرقابة وأجهزة فك التشفير الأولى والثانية والثالثة لنبضات التحكم لمفاتيح أذرع الطور المضاد للمراحل المقابلة للعاكس ، والتي ترتبط مدخلاتها بإخراج مولد الإيقاف المؤقت الذي يقوم بتشغيل المفاتيح المتحكم فيها والمفاتيح المقابلة مخرجات المشكل لقطار النبض ثلاثي الطور ، يتم توصيل خرج المذبذب الرئيسي بالمدخل الأول للمولد للتوقف المؤقت لتشغيل المفاتيح التي يتم التحكم فيها والمدخل الثاني لمعلمة الإعداد لفترة الإخراج الجهد T وعامل قدرة الحمل cos φ n.

2. طريقة للتحكم في العاكس ثلاثي الطور بوصلة DC ، تتميز بأن مدة التوقف المؤقت بين التبديل على المفاتيح المتحكم فيها لأذرع العاكس المضادة للطور عند cos n = 1.0 0.8 مضبوطة على 0.05 0.044 ت.

براءات الاختراع المماثلة:

يتعلق الاختراع بالهندسة الكهربائية ، أي محولات الترانزستور نصف الجسر أحادية الطور ، وهي مخصصة للاستخدام في الصناعة الكهربائية ويمكن استخدامها في مصادر طاقة ثانوية متنوعة ، مثل آلات اللحام الكهربائية وأجهزة الشحن والمصادر الحالية ذات الثبات العالي تيار الخرج المعدل ، إلخ.

يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية ويمكن استخدامه في معدات الدرفلة الكهربائية مع محركات جر غير متزامنة مدعومة بشبكة اتصال تيار مباشر ، على وجه الخصوص في مخزون الدرفلة الكهربائية لعربات مترو الأنفاق.

يتعلق الاختراع بتقنية التحويل ويمكن استخدامه للتسخين بالحث وصهر المعادن. .

يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية ويمكن استخدامه في الأجهزة عالية الجهد ، أو الآلة الدوارة أو في محرك السيارة لتحويل التيار المتردد إلى تيار مباشر أو العكس ، أو لتغيير شكل وسعة وتكرار التيار.

يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية ويمكن استخدامه في المحركات وتكنولوجيا الجهد العالي. والنتيجة التقنية هي زيادة الموثوقية من خلال القضاء على الفشل الكامل للمصنع باستخدام محول الصمام. في محول التيار المتردد ، يحتوي المقاوم الكبح على العديد من مقاومات الكبح المنفصلة (18) ، والتي تعد ، على التوالي ، جزءًا من الوحدة الفرعية ثنائية القطب (14) ، والوحدات الفرعية (14) ، عندما تكون الوحدات الفرعية متصلة في سلسلة ، متصلة في سلسلة وتحتوي جزئيًا على الأقل على مجمع (16) طاقة في اتصال متوازي مع المقاوم الفرملة الفردي المخصص بشكل مناسب (18) وأشباه الموصلات التي يمكن التحكم فيها بقدرة الكبح (28) ، والتي ، في وضع الكبح ، تسمح للتيار بالتدفق خلال المعين المقابل مقاوم الكبح الفردي (18) ويقطع تدفق التيار في وضع التشغيل العادي من خلاله. 2 ن. و 11 ص. و- لي ، 12 مريضا.

يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية ويمكن استخدامه للتحكم في مجموعة متنوعة من محولات الطاقة ، ولا سيما محولات التردد الإلكترونية ، عبر الاتصالات اللاسلكية. والنتيجة التقنية هي زيادة سرعة ودقة التحكم. في طريقة ونظام التحكم اللاسلكي في أجهزة التبديل ، يحتوي كل محول طاقة على أجهزة أشباه موصلات عالية الطاقة. يتم إرسال إشارات التحكم بين وحدة التحكم والعقدة اللاسلكية لواحد أو أكثر من مجموعة محولات الطاقة المحددة باستخدام نظام اتصال لاسلكي. يتم إرسال إشارات التحكم إلى العقدة اللاسلكية المحلية لواحد أو أكثر من محولات الطاقة المتعددة. يتضمن نقل البيانات حزم البيانات التي تحتوي على معلومات التحكم هذه بحيث يمكن مزامنة الوحدة الزمنية للعقدة اللاسلكية المحلية باستخدام معلومات مزامنة الوقت لنظام الاتصال اللاسلكي. كجوانب أخرى للاختراع الحالي ، يتم وصف نظام يستخدم الطريقة المذكورة وبرنامج كمبيوتر لتنفيذ الطريقة المذكورة. 3 ن. و 20 ز. f-ly ، 3 سوء.

يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية ويمكن استخدامه في الأجهزة للتحكم في الطاقة المنقولة إلى الحمل. والنتيجة التقنية هي زيادة كفاءة وموثوقية الطاقة. يتم إدخال دائرة مكثف إضافية في محول جهد الجسر ، مصنوعة على ترانزستورات ، متصلة بين المحطات الأولى والثانية لدائرة خرج جسر الترانزستور. في أبسط الحالات ، تحتوي دارة المكثف الإضافي على مكثف واحد. في إصدار آخر من الجهاز ، تتكون دائرة المكثف الإضافية على شكل أربعة مكثفات ، ويتم توصيل المكثفات الأولى والثانية والثالثة والرابعة بالتوازي مع دوائر الإخراج لترانزستورات الطاقة الأول والثاني والثالث والرابع ، على التوالى. 3 w.p. f-ly ، 4 مرض.

يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية ويمكن استخدامه في أنظمة الإمداد بالطاقة والمحولات ، والنتيجة التقنية هي زيادة الموثوقية والكفاءة للمستخدمين والموردين. تتضمن طريقة وجهاز لتوفير حل عدم التوافق بين أنظمة الإمداد بالطاقة غير المنقطعة (PSU) وأحمال تصحيح عامل القدرة النشط (PFC) خطوات: إنشاء شكل موجة إشارة غير جيبية (على سبيل المثال ، تذبذب الجهد) ليتم تسليمها للتحميل ، مع دورة عمل لتعديل عرض النبضة (PWM) ؛ أخذ عينات من شكل الموجة غير الجيبية لتجميع عينات إشارة الخرج ؛ وضبط دورة العمل للتحكم في شكل موجة الإشارة غير الجيبية كدالة لعينات إشارة الخرج لتقديم خاصية إشارة مرغوبة (على سبيل المثال ، مستوى إشارة RMS) للحمل. في تجسيدات الاختراع ، يتم ضبط دورة تشغيل الخرج بشكل مختلف في حالات ارتفاع وانخفاض الطلب على طاقة الحمل ، على التوالي. 3 ن. و 17 ز. و- لي ، 14 مريضا.

يتعلق الاختراع بمحولات الطاقة الكهربائية ، وتحديداً لمحولات الجهد المستقلة ويمكن استخدامها في إمدادات الطاقة الثانوية في المعدات الصناعية العامة ، وكذلك في المحولات المساعدة للقاطرات في النقل بالسكك الحديدية. النتيجة التقنية للاختراع هي تقليل الأبعاد الكلية للمحول. يتم تحقيق النتيجة التقنية المحددة من خلال حقيقة أن محول التيار المستمر إلى التيار المتردد يحتوي على مصدر جهد تيار مستمر مع مكثف عند الخرج ، وعاكس لجهد الجسر يتكون من أربعة مفاتيح ، كل منها يتكون من ترانزستور وديود عكسي ، يتم توصيل مخرجات التيار المستمر بمخرج الجهد المباشر للمصدر ، ومخرجات التيار المتردد متصلة بالملف الأولي للمحول ، والذي يتم توصيل اللف الثانوي الخاص به بالحمل ، ونظام التحكم ، بالإضافة إلى قاعة المستشعر مدمج في الدائرة المغناطيسية للمحول ، حيث يتم توصيل خرجه بإدخال نظام التحكم ، حيث يتم توصيل مخرجاته بمدخلات السائقين الأول والثاني ، حيث يتحكم كل منهما في محولات متصلة بالسلسلة من الجسر العاكس الجهد. 1ill.

يتعلق الاختراع بمصدر طاقة غير منقطع ثلاثي الطور. تتمثل النتيجة الفنية في تنفيذ الاختراع المطالب به دون استخدام تغيير تدريجي في تشغيل محولي طاقة بحيث يمكن توفير طاقة قياسية ثلاثية الطور للحمل. لهذا ، دارة محول الطاقة المزعومة ، التي تحتوي على مدخلات ، بما في ذلك مجموعة من خطوط الإدخال ، كل منها مصمم ليتم توصيله بمرحلة من مصدر طاقة تيار متردد متعدد الأطوار له إشارة جيبية ؛ مجموعة من حافلات التيار المستمر ، بما في ذلك أول ناقل موجب للتيار المستمر له جهد تيار مستمر اسمي ، وحافلة ثانية موجبة للتيار المستمر لها جهد تيار مستمر اسمي ثاني ، وحافلة أول سالبة للتيار المستمر لها جهد تيار مستمر اسمي ثالث ، وتيار ناقل سلبي ثانٍ للتيار المستمر وجود جهد تيار مستمر رابع ؛ دائرة محول طاقة تتضمن محول طاقة أول ومحول طاقة ثانٍ ، كل منهما متصل بمدخل تيار متردد وواحد على الأقل من مجموعة نواقل التيار المستمر. 3 ن. ص.ف - لي ، 17 ض. ص و - لي ، 16 مريضا.

يتعلق الاختراع بمجال الهندسة الكهربائية ويمكن استخدامه في محولات الطاقة. التأثير: زيادة عامل القدرة والكفاءة. يحتوي رابط DC (3) على مكثف (3 أ) متصل بالتوازي مع خرج دائرة المحول (2) ويخرج جهد تموج (vdc) لوصلة DC. تقوم الدائرة (4) الخاصة بالعاكس بتحويل خرج الوصلة (3) DC إلى تيار متردد عن طريق التبديل وتزويد التيار المتردد بالمحرك (7) المتصل به. تتحكم وحدة التحكم (5) في تبديل دائرة العاكس (4) بحيث تنبض التيارات الحركية (iu و iv و iw) بشكل متزامن مع تموج جهد الإمداد (vin). تتحكم وحدة التحكم (5) في تبديل الدائرة (4) للعاكس وفقًا لحمل المحرك (7) أو حالة تشغيل المحرك (7) وتقلل من اتساع تيارات التموج (iu ، iv و iw) للمحرك. 5 ز. f-ly ، 5 مرض.

يتعلق الاختراع بمجال تقنية التحويل ويمكن استخدامه ، على سبيل المثال ، في أنظمة محرك التيار المتغير المتغير الحالية وأنظمة إمداد الطاقة الثانوية. تتمثل النتيجة الفنية في تطوير عاكس جهد مستقل ، مما يجعل من الممكن تقليل فقد الطاقة من خلال ضمان الحد الأدنى من المقاومة للدائرة التي يتدفق من خلالها تيار كل مرحلة ، مع الحفاظ على مستوى منخفض من توافقيات الجهد العالي في المحرك المراحل. للقيام بذلك ، يحتوي الجهاز المطالب به على أول جسر كهربائي من ثلاثة جسور نصف متصلة بشكل متوازي ، ويتكون من عدة ترانزستورات متصلة بالسلسلة محولة بصمامات ثنائية عكسية ، والجسر الكهربائي الثاني بستة أذرع ، وهو عبارة عن ثلاثة جسور نصف متصلة بشكل متوازي ، يتكون من زوجين متصلين من الترانزستورات ، يتكون كل منهما من ترانزستورين متصلين بواسطة مخرجات طاقة معاكسة ، ومقسم جهد من ثلاثة مكثفات متصلة في سلسلة. يتم توصيل المخرجين الأول والرابع لمقسم الجهد بمدخلات الجسر الكهربائي الأول ، ومخرجاته الثانية والثالثة متصلة بمدخلات الجسر الكهربائي الثاني. المخرجات التي تحمل نفس الاسم نصف الجسور للجسرين الأول والثاني مترابطة ومتصلة بالطور المقابل للمحرك. 1 مريض.

يتعلق الاختراع بتقنية محول الطاقة وهو جهاز ينفذ طريقة نبض موفرة للطاقة للتحكم في الطاقة المنقولة إلى الحمل. والنتيجة التقنية هي زيادة كفاءة وموثوقية الطاقة. الجهاز عبارة عن محول جهد جسر دفع وسحب ، والذي يحتوي على ترانزستورات (مفاتيح يتم التحكم فيها بالطاقة) تشكل دائرة جسر ترانزستور ، وحمل ثنائي طرفي لدائرة جسر الترانزستور. يشكل الترانزستور الأول والثاني لجسر الترانزستور المتصلين على التوالي دائرة ترانزستور أولى متصلة بين قضبان الطاقة. يشكل الترانزستور الثالث والرابع لجسر الترانزستور المتصلين في سلسلة دائرة ترانزستور ثانية متصلة بين قضبان الطاقة. نقطتا المنتصف لدائرة الترانزستور الأولى والثانية هي المحطتان الأولى والثانية لدائرة الإخراج لدائرة جسر الترانزستور ، على التوالي ، والمحطات الأولى والثانية للحمل الثنائي لدائرة جسر الترانزستور متصلة بها. يتم التحكم في الترانزستورات الأولى والثانية عن طريق إشارات نبضية من تسلسلها الأول ، ويتم التحكم في الترانزستورات الثالثة والرابعة عن طريق إشارات النبضة الطورية من تسلسلها الثاني. يتم إزاحة التسلسل الثاني لإشارات النبضات شبه الطورية بمرور الوقت بالنسبة إلى التسلسل الأول. يتم تحقيق الأهداف المحددة من خلال إدخال خناقات إضافية ودوائر C تحتوي على مكثفات. يتم توصيل المحطة الأولى لملف المحث الأول مباشرة بالمحطة الأولى لدائرة الإخراج لدائرة جسر الترانزستور ، والمحطة الثانية لملف المحث الأول متصلة بنواقل الطاقة أو ناقل الطاقة من خلال المكثفات أو مكثف أول دائرة ج. يتم توصيل المحطة الأولى لملف الخانق الثاني مباشرة بالمحطة الثانية لدائرة الإخراج لدائرة جسر الترانزستور ، والمحطة الثانية لملف الخانق الثاني متصلة بحافلات الطاقة أو ناقل الطاقة من خلال المكثفات أو مكثف الدائرة C الثانية. في الإصدار الأول من مخطط الجهاز المقترح ، يتم إدخال مكثفات إضافية ، وفي دائرتي الترانزستور الأولى والثانية ، يتم تحويل كل من الترانزستورات الموجودة فيها أو إحداها بواسطة المكثف الإضافي المقابل. في الإصدار الثاني من مخطط الجهاز المقترح ، تم إدخال ثنائيات إضافية. يتم توصيل المخرج الثاني لملف المحث الأول بحافلي الطاقة الأول والثاني من خلال الثنائيات الإضافية الأولى والثانية ، على التوالي. يتم توصيل ناتج اللف الثاني للمحث الثاني بحافلي الطاقة الأول والثاني من خلال الثنائيات الإضافية الثالثة والرابعة ، على التوالي. 2 w.p. f-ly ، 3 سوء.

يتعلق الاختراع بأجهزة تقنية التحويل ويمكن استخدامه لتشغيل الأنظمة الموجودة على متن الطائرة بتردد 400 هرتز ، وكذلك لتشغيل أداة عالية التردد بتردد 400 هرتز أو 200 هرتز

تم نشر إحدى دوائر التحويل الأولى لتشغيل محرك ثلاثي الطور في مجلة الراديو رقم 11 ، 1999. كان مطور المخطط M. Mukhin في ذلك الوقت طالبًا في الصف العاشر وكان يعمل في دائرة راديو.

تم تصميم المحول لتشغيل محرك مصغر ثلاثي الطور DID-5TA ، والذي تم استخدامه في آلة لحفر لوحات الدوائر المطبوعة. وتجدر الإشارة إلى أن تردد التشغيل لهذا المحرك هو 400 هرتز ، والجهد الكهربائي 27 فولت. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إخراج نقطة المنتصف للمحرك (عند توصيل اللفات بـ "نجمة") ، مما جعل من الممكن تبسيط الدائرة بشكل كبير للغاية: كانت هناك حاجة إلى ثلاث إشارات خرج فقط ، وكان هناك حاجة لمفتاح خرج واحد فقط لكل مرحلة . تظهر دائرة المولد في الشكل 1.

كما يتضح من الرسم التخطيطي ، يتكون المحول من ثلاثة أجزاء: مولد نبض تسلسلي ثلاثي الطور على DD1 ... دوائر دقيقة DD3 ، ثلاثة مفاتيح على الترانزستورات المركبة (VT1 ... VT6) والمحرك الفعلي M1.

يوضح الشكل 2 المخططات الزمنية للنبضات الناتجة عن مولد التشكيل. المذبذب الرئيسي مصنوع على الرقاقة DD1. باستخدام المقاوم R2 ، يمكنك ضبط سرعة المحرك المطلوبة ، وكذلك تغييرها في حدود معينة. لمزيد من المعلومات حول النظام ، راجع السجل أعلاه. تجدر الإشارة إلى أنه وفقًا للمصطلحات الحديثة ، تسمى مولدات التشكيل هذه وحدات التحكم.

الصورة 1.

الشكل 2. مخططات توقيت نبض المولد.

استنادًا إلى وحدة التحكم المدروسة من قبل A.Dubrovsky من نوفوبولوتسك ، منطقة فيتيبسك. تم تطوير تصميم محرك يتم التحكم فيه بالتردد لمحرك يعمل بشبكة تيار متناوب بجهد 220 فولت. تم نشر مخطط الجهاز في مجلة "راديو" عام 2001. رقم 4.

في هذه الدائرة ، من الناحية العملية بدون تغييرات ، يتم استخدام وحدة التحكم التي تم النظر فيها وفقًا لدائرة M. تُستخدم إشارات الخرج من العناصر DD3.2 و DD3.3 و DD3.4 للتحكم في مفاتيح الإخراج A1 و A2 و A3 التي يتصل بها المحرك. يوضح الرسم البياني المفتاح A1 بالكامل ، والباقي متطابق. يظهر الرسم التخطيطي الكامل للجهاز في الشكل 3.

الشكل 3

للتعرف على توصيل المحرك بمفاتيح الإخراج ، ضع في اعتبارك الرسم التخطيطي المبسط الموضح في الشكل 4.

الشكل 4

يوضح الشكل المحرك الكهربائي M الذي يتم التحكم فيه بواسطة المفاتيح V1… V6. تظهر عناصر أشباه الموصلات لتبسيط الدائرة كملامسات ميكانيكية. يتم تشغيل المحرك الكهربائي بجهد ثابت Ud يتم تلقيه من المعدل (غير موضح في الشكل). في هذه الحالة ، تسمى المفاتيح V1 و V3 و V5 بالأعلى ، وتسمى المفاتيح V2 و V4 و V6 أقل.

من الواضح تمامًا أن فتح المفاتيح العلوية والسفلية في نفس الوقت ، أي الأزواج V1 و V6 و V3 و V6 و V5 و V2 غير مقبول تمامًا: ستحدث دائرة كهربائية قصيرة. لذلك ، للتشغيل العادي لمثل هذه الدائرة الرئيسية ، من الضروري أنه بحلول الوقت الذي يتم فيه فتح المفتاح السفلي ، يكون المفتاح العلوي مغلقًا بالفعل. تحقيقا لهذه الغاية ، تشكل وحدات التحكم وقفة ، غالبا ما تسمى "المنطقة الميتة".

قيمة هذا التوقف هي ضمان الإغلاق المضمون لترانزستورات الطاقة. إذا كان هذا التوقف المؤقت غير كافٍ ، فيمكن فتح المفتاحين العلوي والسفلي لفترة قصيرة في نفس الوقت. يؤدي هذا إلى تسخين الترانزستورات الناتجة ، مما يؤدي غالبًا إلى فشلها. هذا الوضع يسمى من خلال التيارات.

دعنا نعود إلى الدائرة الموضحة في الشكل 3. في هذه الحالة ، المفاتيح العلوية هي 1VT3 الترانزستورات ، والمفاتيح السفلية هي 1VT6. من السهل ملاحظة أن المفاتيح السفلية متصلة جلفانيًا بجهاز التحكم وبعضها البعض. لذلك ، يتم تغذية إشارة التحكم من الخرج 3 لعنصر DD3.2 من خلال المقاومات 1R1 و 1R3 مباشرة إلى قاعدة الترانزستور المركب 1VT4 ... 1VT5. هذا الترانزستور المركب ليس أكثر من محرك منخفض المستوى. بنفس الطريقة تمامًا ، يتم التحكم في الترانزستورات المركبة للمحركات الرئيسية السفلية للقناتين A2 و A3 من العناصر DD3 و DD4. يتم تشغيل جميع القنوات الثلاث بواسطة نفس المعدل VD2.

لا تحتوي المفاتيح العلوية على اتصال كلفاني بسلك مشترك وجهاز تحكم ، لذلك ، من أجل التحكم فيها ، بالإضافة إلى برنامج التشغيل على الترانزستور المركب 1VT1 ... 1VT2 ، كان من الضروري تثبيت optocoupler إضافي 1U1 في كل قناة. يؤدي الترانزستور الناتج من optocoupler في هذه الدائرة أيضًا وظيفة العاكس الإضافي: عندما يكون ترانزستور المفتاح العلوي 1VT3 مفتوحًا عند الإخراج 3 من عنصر DD3.2 ، يكون المستوى العالي مفتوحًا.

يتم استخدام مقوم منفصل 1VD1 ، 1C1 لتشغيل كل محرك للمفتاح العلوي. يتم تشغيل كل مقوم بواسطة لف محول فردي ، والذي يمكن اعتباره عيبًا في الدائرة.

يوفر مكثف 1C2 تأخيرًا في تبديل التبديل يبلغ حوالي 100 ميكرو ثانية ، ويعطي optocoupler 1U1 نفس المقدار ، وبالتالي تشكيل "المنطقة الميتة" المذكورة أعلاه.

هل تنظيم التردد كافٍ؟

مع انخفاض تردد التيار المتردد للجهد ، تنخفض المقاومة الاستقرائية لملفات المحرك (يكفي تذكر صيغة المقاومة الاستقرائية) ، مما يؤدي إلى زيادة التيار من خلال اللفات ، ونتيجة لذلك ، لارتفاع درجة حرارة اللفات. الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت مشبعة أيضًا. لتجنب هذه العواقب السلبية ، مع انخفاض التردد ، من الضروري تقليل القيمة الفعالة للجهد في لفات المحرك.

اقترحت إحدى طرق حل المشكلة في هواة chastotniks تنظيم هذه القيمة الأكثر فاعلية باستخدام LATR ، حيث تم توصيل الاتصال المتحرك ميكانيكيًا بالمقاوم المتغير لوحدة التحكم في التردد. تمت التوصية بهذه الطريقة في مقالة S. مجلة "راديو" 2002 ، العدد 3 ، ص 31.

في ظروف الهواة ، تبين أن التجميع الميكانيكي صعب التصنيع ، والأهم من ذلك أنه غير موثوق به. تم اقتراح طريقة أبسط وأكثر موثوقية لاستخدام المحول الذاتي من قبل E.Mradkhanyan من يريفان في مجلة Radio No. 12 2004. الرسم التخطيطي لهذا الجهاز موضح في الشكلين 5 و 6.

يتم توفير الجهد الكهربائي 220 فولت للمحول الذاتي T1 ، ومن جهة الاتصال المنقولة إلى جسر المعدل VD1 مع مرشح C1 ، L1 ، C2. عند إخراج المرشح ، يتم الحصول على جهد ثابت متغير Ureg ، والذي يستخدم لتشغيل المحرك نفسه.

الشكل 5

يتم أيضًا توفير الجهد Ureg عبر المقاوم R1 للمذبذب الرئيسي DA1 ، المصنوع على شريحة KR1006VI1 (إصدار مستورد). نتيجة لهذا الاتصال ، يتحول مولد الموجة المربعة التقليدي إلى VCO (مذبذب يتم التحكم فيه بالجهد). لذلك ، مع زيادة الجهد Ureg ، يزداد أيضًا تردد المولد DA1 ، مما يؤدي إلى زيادة سرعة المحرك. مع انخفاض الجهد Ureg ، ينخفض ​​أيضًا تردد المذبذب الرئيسي بشكل متناسب ، مما يجعل من الممكن تجنب ارتفاع درجة حرارة اللفات والتشبع الزائد للدائرة المغناطيسية للجزء الثابت.

الشكل 6

الشكل 7

تم تصنيع المولد على المشغل الثاني للدائرة الدقيقة DD3 ، في الرسم التخطيطي ، تم تعيينه على أنه DD3.2. يتم ضبط التردد بواسطة المكثف C1 ، يتم ضبط التردد بواسطة المقاوم المتغير R2. إلى جانب التحكم في التردد ، تتغير أيضًا مدة النبض عند خرج المولد: مع انخفاض التردد ، تقل المدة ، وبالتالي ينخفض ​​الجهد على لفات المحرك. يسمى مبدأ التحكم هذا بتعديل عرض النبضة (PWM).

في دائرة الهواة قيد الدراسة ، تكون قوة المحرك منخفضة ، ويتم تشغيل المحرك بواسطة نبضات مستطيلة ، وبالتالي فإن PWM بدائي تمامًا. في الطاقة العالية الحقيقية ، تم تصميم PWM لتوليد جهد جيبي تقريبًا عند الخرج ، كما هو موضح في الشكل 8 ، ولتنفيذ العمل بأحمال مختلفة: عند عزم دوران ثابت ، وبطاقة ثابتة وحمل مروحة.

الشكل 8. شكل موجة الجهد الناتج أحادي الطور لعاكس PWM ثلاثي الطور.

جزء الطاقة من الدائرة

chastotniki الحديثة ذات العلامات التجارية لها مخرجات مصممة خصيصًا للتشغيل في محولات التردد. في بعض الحالات ، يتم دمج هذه الترانزستورات في وحدات ، مما يؤدي بشكل عام إلى تحسين أداء التصميم بأكمله. يتم التحكم في هذه الترانزستورات بواسطة شرائح سائق متخصصة. في بعض الطرز ، تتوفر برامج تشغيل مدمجة في وحدات الترانزستور.

الأكثر شيوعًا في الوقت الحاضر هي الرقائق والترانزستورات من المعدل الدولي. في الدائرة الموصوفة ، من الممكن تمامًا استخدام برامج تشغيل IR2130 أو IR2132. يحتوي مبيت واحد من هذه الدائرة المصغرة على ستة محركات في وقت واحد: ثلاثة للمفتاح السفلي وثلاثة للمفتاح العلوي ، مما يجعل من السهل تجميع مرحلة خرج الجسر ثلاثي الطور. بالإضافة إلى الوظيفة الرئيسية ، تحتوي هذه المحركات أيضًا على العديد من العناصر الإضافية ، مثل الحماية من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول برامج التشغيل هذه في أوراق البيانات الخاصة بالشرائح المعنية.

مع كل المزايا ، فإن العيب الوحيد لهذه الدوائر الدقيقة هو سعرها المرتفع ، لذلك اختار مؤلف التصميم طريقة مختلفة وأبسط وأرخص وفي نفس الوقت قابلة للتطبيق: تم استبدال الدوائر الدقيقة للسائق المتخصصة بدوائر دقيقة مؤقتة KR1006VI1 (NE555 ).

مفاتيح الإخراج على أجهزة ضبط الوقت المدمجة

إذا عدنا إلى الشكل 6 ، يمكننا أن نرى أن الدائرة بها إشارات خرج لكل مرحلة من المراحل الثلاث ، المعينة بـ "H" و "B". يسمح لك وجود هذه الإشارات بالتحكم بشكل منفصل في المفاتيح العلوية والسفلية. يتيح لك هذا الفصل إنشاء توقف مؤقت بين التبديل بين المفاتيح العلوية والسفلية باستخدام وحدة التحكم ، وليس المفاتيح نفسها ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي في الشكل 3.

مخطط مفاتيح الإخراج باستخدام الدوائر الدقيقة KR1006VI1 (NE555) موضح في الشكل 9. وبطبيعة الحال ، هناك حاجة إلى ثلاث نسخ من هذه المفاتيح لمحول ثلاثي الطور.

الشكل 9

كسائقين للمفاتيح العلوية (VT1) والسفلى (VT2) ، يتم استخدام الدوائر المصغرة KR1006VI1 ، والتي يتم تضمينها وفقًا لدائرة الزناد Schmidt. بمساعدتهم ، من الممكن الحصول على تيار نبضي للبوابة لا يقل عن 200 مللي أمبير ، مما يجعل من الممكن الحصول على تحكم سريع وموثوق به إلى حد ما في ترانزستورات الإخراج.

الدوائر الدقيقة للمفاتيح السفلية DA2 لها اتصال كلفاني مع مصدر طاقة + 12 فولت ، وبالتالي ، مع وحدة التحكم ، وبالتالي يتم تشغيلها من هذا المصدر. يمكن تشغيل الدوائر الدقيقة للمفاتيح العلوية بنفس الطريقة الموضحة في الشكل 3 باستخدام مقومات إضافية ولفات منفصلة على المحول. ولكن في هذا المخطط ، يتم استخدام طريقة تغذية مختلفة تسمى "bootstring" ، ومعنى ذلك كما يلي. يتم تشغيل الدائرة المصغرة DA1 بواسطة مكثف إلكتروليتي C1 ، وتحدث شحنته على طول الدائرة: + 12V ، VD1 ، C1 ، ترانزستور مفتوح VT2 (من خلال أقطاب مصدر التصريف) ، "شائع".

بمعنى آخر ، تحدث شحنة المكثف C1 في الوقت الذي يكون فيه ترانزستور المفتاح المنخفض مفتوحًا. في هذه اللحظة ، يتبين أن الطرف السالب للمكثف C1 قصير الدائرة تقريبًا بسلك مشترك (مقاومة قسم "مصدر التصريف" المفتوح للترانزستورات ذات التأثير الميداني القوي هي جزء من الألف من أوم!) ، يجعل من الممكن شحنه.

عندما يتم إغلاق الترانزستور VT2 ، سيغلق الصمام الثنائي VD1 أيضًا ، وستتوقف شحنة المكثف C1 حتى الفتح التالي للترانزستور VT2. لكن شحنة المكثف C1 كافية لتشغيل شريحة DA1 لفترة ، بينما يكون الترانزستور VT2 مغلقًا. بطبيعة الحال ، في هذه اللحظة ، يكون ترانزستور المفتاح العلوي في حالة مغلقة. تبين أن مخطط مفاتيح الطاقة هذا جيد جدًا بحيث يتم استخدامه دون تغييرات في تصميمات الهواة الأخرى.

تتناول هذه المقالة فقط أبسط الدوائر لمحولات الهواة ثلاثية الطور على الدوائر الصغيرة بدرجة تكامل صغيرة ومتوسطة ، والتي بدأ منها كل شيء ، وحيث يمكنك حتى التفكير في كل شيء "من الداخل" وفقًا للدائرة. تم عمل تصميمات أكثر حداثة ، تم نشر مخططاتها مرارًا وتكرارًا في مجلات الراديو.

تعد وحدات التحكم في وحدة التحكم الدقيقة وفقًا للمخطط أبسط من تلك الموجودة على الدوائر الدقيقة ذات درجة تكامل متوسطة ، ولديها وظائف ضرورية مثل الحماية من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة وبعض الوظائف الأخرى. في هذه الكتل ، يتم تنفيذ كل شيء من خلال برامج التحكم ، أو كما يطلق عليها عادة "البرامج الثابتة". من هذه البرامج يعتمد الأمر على مدى جودة أو ضعف وحدة التحكم في العاكس ثلاثية الطور.

تم نشر دوائر تحكم العاكس ثلاثية الطور البسيطة إلى حد ما في مجلة راديو 2008 رقم 12. المادة تسمى "مذبذب رئيسي لعاكس ثلاثي الطور". مؤلف المقال A. Dolgy هو أيضًا مؤلف سلسلة من المقالات حول الميكروكونترولر والعديد من التصميمات الأخرى. توضح المقالة دائرتين بسيطتين على المتحكمات الدقيقة PIC12F629 و PIC16F628.

يتم تغيير السرعة في كلتا الدائرتين بخطوات باستخدام مفاتيح أحادية القطب ، وهو أمر كافٍ تمامًا في العديد من الحالات العملية. يوجد أيضًا ارتباط يمكنك من خلاله تنزيل "البرامج الثابتة" الجاهزة ، علاوة على ذلك ، برنامج خاص يمكنك من خلاله تغيير معلمات "البرامج الثابتة" وفقًا لتقديرك. من الممكن أيضًا تشغيل المولدات في الوضع التجريبي. في هذا الوضع ، يتم تقليل تردد المولد بمقدار 32 مرة ، مما يسمح لك بمراقبة تشغيل المولدات باستخدام مصابيح LED بصريًا. يتم تقديم توصيات أيضًا لتوصيل قسم الطاقة.

ولكن ، إذا كنت لا ترغب في الانخراط في برمجة وحدة التحكم الدقيقة ، فقد أصدرت موتورولا وحدة تحكم ذكية متخصصة MC3PHAC مصممة لأنظمة التحكم في المحركات ثلاثية الطور. على أساسه ، من الممكن إنشاء أنظمة منخفضة التكلفة لمحرك ثلاثي الطور قابل للتعديل ، يحتوي على جميع الوظائف الضرورية للتحكم والحماية. يتم استخدام وحدات التحكم الدقيقة هذه بشكل متزايد في الأجهزة المنزلية المختلفة ، مثل غسالات الصحون أو الثلاجات.

مع استكمال وحدة التحكم MC3PHAC ، من الممكن استخدام وحدات الطاقة الجاهزة ، على سبيل المثال ، IRAMS10UP60A التي تم تطويرها بواسطة International Rectifier. تحتوي الوحدات على ستة مفاتيح طاقة ودائرة تحكم. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول هذه العناصر في وثائق صحيفة البيانات الخاصة بهم ، والتي يسهل العثور عليها على الإنترنت.

يمكن استخدام المولد ، الذي يظهر مخططه في الشكل 1 ، بشكل مختلف المحولاتالجهد أحادي الطور إلى ثلاث مراحل. إنه أبسط من تلك الموصوفة في.

أرز. 1 رسم تخطيطي لمولد نبضي ثلاثي الطور

الجهاز يتكون من مولد كهرباءنبضات الساعة DD1.1 ... DD1.3 ، المشكل DD2 والمحولات DD1.4 ... DD1.6. تردد الساعة مولد كهرباءاختر 6 أضعاف التردد المطلوب ثلاث مراحل الجهدوتحسب بالصيغة التقريبية

يتكون المشكل في سجل التحول ، متصلاً وفقًا لدائرة عداد مقسم التردد بمقدار 6. عند المخرجات 1 و 3 و 5 (الأطراف 5 ، 6 ، 13)

أرز. 2 إشارات خرج مولد النبض ثلاثي الأطوار

يتم تشكيل نبضات مستطيلة DD2 ، يتم إزاحتها بمقدار 1/3 من الفترة مع دورة عمل 2. العاكسون DD1.4 ... يتم توصيل DD1.6 بمخرجات DD2 للفصل. تظهر إشارات خرج المولد في الشكل 2.

ألف رومانشوك

الأدب

1. Shilo V.L. دوائر كهربائية رقمية شهيرة. - الراديو والاتصالات 1989 ص 60.

2. Ilyin A. توصيل المستهلكين من ثلاث مراحل بدائرة أحادية الطور. - هواة الراديو ، 1998 ، العدد 10 ، ص 26.

3. Kroer Yu. ثلاث مراحل 200 هرتز من 50 هرتز. - هواة الراديو ، 1999 ، N10 ، S.21.

4. Pyshkin V. عاكس ثلاثي الأطوار. - راديو 2000 ن 2 ص 35.