Блоки питания, преобразователи напряжения, UPS'ы - это здесь :)
Ответить

Непростой 3фазный ПЧ

Пт июн 15, 2018 10:44:06

Для модератора :
Здравствуйте. Пытался написать в журнале "Радио", но не сошлись с редактором во мнениях что нужно писать а что нет. Например, общепринятые технические термины он считает жаргоном, требует переписывания учебников по эл. машинам и пр..
Надеюсь что здесь повезет

Силовая электроника и электропривод - современные и интересные точки приложения радиолюбительских знаний.
Практическим результатом может быть например, получение возможности управления скоростью любого привода на домашнем хозяйстве.
Когда-то, в промышленном электроприводе вне конкуренции был электропривод постоянного тока.
Простота управления машиной и ее идеальные регулировочные характеристики, например, полный момент при нулевой скорости,
возможность рекуперации энергии в источник (4-х квадрантный привод), высокая надежность используемых ключей (тиристоров).
Но машина постоянного тока была габаритнее, дороже и требовала обслуживания, она неприменима в огнеопасных средах...
Асинхронный 3-фазный двигатель с к.з. ротором не имеет этих недостатков, и с появлением дешевых микроконтроллеров
и полностью управляемых силовых ключей, привод постоянного тока был вытеснен почти во всех приложениях.

На сегодня, элементная база необходимая для построения ПЧ (преобразователя частоты) стала доступной настолько,
что автор решил попробовать свои силы в этой области, тем более что для этого было практическое применение -
-привод шпинделя небольшого токарно-винторезного станка, этим и определились функции будущего устройства :
безопасность, быстрое торможение ( полезно для нарезания резьбы резцом в упор ),
ограничение момента ( нарезание резьбы на станке ручным инструментом )
и экономичность и тишину - то есть, обычно точатся мелкие детальки и паспортные возможности двигателя при этом не нужны.

Несмотря на упавшие цены частотников, сотворить свой собственный, на мой взляд, все же имеет какой-то смысл и вот почему.
Промышленные аппараты безусловно качественны, надежны и наделены широкими возможностями, но они становятся все менее
ремонтопригодными. То есть, если все-таки он отказал, да еще со спецэффектами, то тем более вероятно, что отремонтировать его не удастся.
Современные ПЧ все чаще строятся не на дискретных транзисторах, а на основе силовых модулей.
Если поврежден силовой модуль который стоит более половины всего аппарата, то ремонт может не оправдать потраченного времени.
Бывает схемное решение в мелких ПЧ, где всеми транзисторами управляет однокристальный драйвер 3-фазного моста.
Повреждение любого из транзисторов обычно убивает этот драйвер, а он уносит за собой все остальные транзисторы,
то есть результат получается примерно таким же как и в случае с модулем - полная или почти, замена силовой части.
Иногда, компоновка и конструкция бывают такими, что даже просто разобрать, без повреждений невозможно.
Если, достался аппарат с демонтированного промышленного оборудования, то он может быть очень сложным в настройке
и\или для этого потребуется интерфейсное оборудование (панель оператора или кабель-адаптер к ПК), очень дорогое
и\или снятое с производства, к тому же питался он от 3~380 В.

Предлагемый ПЧ имеет минимальный, но достаточный набор функций для большинства приложений в частном хозяйстве
и хоббийных станках, при этом он абсолютно ремонтопригоден, прост и понятен в отличие от промышленных.
* Управление скалярное U/F
* IR-компенсация ( поток намагничивания не зависит от нагрузки ),
т.е на холостом ходу мотор меньше греется, под нагрузкой имеет больший критический момент
* Компенсация скольжения - обеспечивает "жесткую" механическую храктеристику на частотах > 5 Гц
* Управление через дискретные команды и аналоговые сигналы источников заданий.
* Задание на предельный (критический) момент 25-100% путем ослабления поля. При уменьшенном поле
и малых нагрузках двигатель не нагревается сколько-нибудь заметно, экономия э/э, меньше шум.
* 2 рампы торможения - Нормальный останов, когда рампа
торможения равна разгонной и Быстрый останов - время торможения минимально.
* Блок торможения ( для сброса энергии торможения в резистор )
* Для настройки на любой двигатель требуются только его номинальные параметры и активное
сопротивление статора, также можно задать рампы разгона и торможения, предельную частоту,
аварийные уставки напряжения звена постоянного тока.
* Индикация по выбору основных эл. величин, удобный ввод настроек через дисплей и кнопки.
* Безопасность - возможность включиться заблокирована аппаратно открытым контактом реле.
* Отработка и индикация ситуаций перегрузки, опрокидывания, залипания пусковой цепи, искажения данных в EEPROM (настройки)
недопустимых величин U на шинах 300 и 12 В, максимальной токовой защиты инвертора.
* Частота до 255 Гц, несущая ШИМ 3.9 кГц, мощность двигателя до 2.2 кВт.
Note: В описании я буду немного отклоняться от темы, для пояснения почему выбрано это, а не другое решение.
ПЧ построен по схеме выпрямитель-постоянное напряжение-инвертор.
Рассмотрим работу схем и программные функции непосредственно относящиеся к схемам.
Смотрим схемы Motor.spl7, MCU.spl7, Pow.spl7 и HMI.spl7.
Выпрямитель
Напряжение сети попадает в EMI-фильтр C26L20L21C25 далее по дежурной (зарядной) цепи C27R20 выпрямляется 2 силовыми диодами VD22VD23 и 2 дежурными диодами VD20VD21 на батарею конденсаторов C20. В дежурном режиме ток ограничен и напряжение на шине +300 около 250 В.
Этого достаточно для работы блока питания электроники. Реле выключено, контакт открыт, нет напряжения на генераторе DA3 (555) импульсов поджига, тиристоры закрыты. Если каким-то образом MCU попытался бы управлять инвертором и вращать двигатель, энергии конденсаторов хватит на небольшой толчок, далее просадка, перезагрузка. Также, при любой неисправности в цепях поджига, тиристоры не могут управляться и запитывать силовую часть для движения. В случае неисправностей выпрямителя, сработает защита перед ПЧ. Таким образом, в отсутствие внешней команды по цепи Пуск=лог.0, движение запрещено физически.
Подобная функция встречается у больших промышленных преобразователей (Simovert MasterDrive например),
она там называется "Надежный Останов", но выполнена проще - контакт внешнего реле безопасности снимает питание с входных цепей драйверов IGBT.
При замыкании цепи Пуск на Gnd и наличии Rdy (Ready) = 1 реле срабатывает, подхватывает себя и запитывает генератор DA3 (555). Открытые тиристоры шунтируют зарядную цепь, позволяя избавиться от зарядного реле и они же с силовыми диодами образуют выпрямительный мост. Тиристоры отделены от батареи конденсаторов ферритовыми кольцами. Кольца, RC-цепь на тиристорах и конденсаторы C23 и C24 параллельно управляющим переходам защищают их по dU/dt .
Получив Стоп = 1, MCU снижает по рампе выходную частоту до 0, держит постоянное U на двигателе в течении 300 мС, далее,
на следующие 300 мС снимает сигнал Rdy := 0. При Rdy = 0 ожидается подтверждение размыкания цепи с контактом реле ( сигнал Пуск = 1 ).
Если этого не произошло, Rdy не будет восстановлен, а на дисплей будет выведено сообщение "ALAr rELE".
В таком состоянии инвертор выключен, сбросить аварию можно только перезагрузкой. Описанная процедура проверки пусковой цепи проводится не только при каждом останове двигателя, но и при старте MCU.
Блок питания электроники и блок торможения.
Оба по входу подключены к шинам +300В и -300В, почему и размещены на одной плате.
При запитке ПЧ источник должен одним фронтом, без колебаний, установить выходное +12 В и при выключении также без колебаний снять. Для этого резистор R3 1.8М подключен непосредственно к потенциалу +300 В, резистор R1 необходим для ограничения тока TVS-диода и предохранителей, иначе они не смогут погасить дугу постоянного тока.
Источник питания построен по типовой схеме из даташита на TOP232, резистор R3 1.8 М задает пороги отключения источника -
нижний 90В, верхний 405 В, чтобы обезопасить по напряжению силовой транзистор (Uds max = 700В) в микросхеме TOP232.
При торможении, если выходная частота спадает быстрее чем скорость ротора, в двигателе возникает отриц. скольжение, он работает как генератор,
а инвертор как выпрямитель. Получается, что преобразованная кинетическая энергия заряжает конденсаторы звена постоянного тока, т.к она не может быть отдана
в сеть. Udc повышается и на уровне Udc = 375..380 В, который задан цепью VD1 R11* R10 микросхема IC2 активируется по
ее внутреннему UVLO, открывает тормозной ключ VT1, энергия уходит в тормозной резистор, Udc проседает до блокировки по UVLO, резистор выключается. Далее это циклически повторяется с гистерезисом по Udc примерно 8..10 В, покуда вся избыточная энергия не будет истрачена в тормозном резисторе. На более высокий уровень Udc настроена программная защитная уставка UdcH, например UdcH=395 В.
Это аварийная защита от перенапряжения Udc, и если эту уставку превысить, инвертор заблокируется с "ALAr UdcH" на дисплее, сброс перезагрузкой.
Предел в канале измерения Udc около 460 В. Уставку UdcH можно назначать в пределах 360 =< UdcH <= 420.
Применение UC3843 нестандартно и не все ее внутренние узлы используются, но пришлось оставить задействованным ее внутренний генератор.
Номиналы C8 R9 выбраны такими чтобы отриц. импульс на выходе был как можно короче и реже, тогда в коллектор тормозному ключу они не проходят.
Инвертор.
3-фазный инвертор состоит из 3 одинаковых "стоек", имеющих гальванические связи между собой только по силовым цепям, каждая стойка изолирована по управлению и питанию драйверов не только "верхних" но и "нижних". Автор надеется, что при таком подходе инвертор менее критичен к монтажу в плане паразитных параметров и наводок между цепями и следовательно более надежен.
Известно простое решение для питания верхних драйверов, называемое "бутстрепным" (по русски вольтодобавка ).
При всей экономичности, такое решение имеет некоторые особенности которые должы учитываться.
Был выбран вариант запитки всех 6 драйверов через трансформаторы от генератора меандра 200 кГц, от него же питаются входные стороны изолированных усилителей HCPL7840 в каналах измерения Idc и Udc.
Для быстрого и надежного запирания силового ключа, драйвер относительно эмиттера ключа имеет отрицательный потенциал питания с блокировочной емкостью.
Для исключения выхода силового ключа в активный режим, уровень питания драйвера мониторится его внутренним UVLO, также постоянно с периодом опроса 25 мС, MCU следит за уровнем U на шине +12 В (питание генератора 200 кГц), и увидев его меньшим внутренней уставки, немедленно блокирует инвертор с показом на дисплее "ALAr U12L", сброс перезагрузкой.
Также при работающем инверторе (Run) с периодом опроса 25 мС, MCU следит за уровнем U на шине +300 В, и увидев его меньшим уставки "UdcL", немедленно блокирует инвертор с показом на дисплее "FLt UdcL", сброс командой Стоп.
Инвертор питается через шунт, сигнал шунта заведен в триггер VT1 и VT2 токовой аппаратной защиты, через ключ VT3 питающий светодиоды драйверов по линии "/сверхток".
В случае больших токов (сквозных или к.з. в нагрузке инвертора) за время около 2 мкС триггер опрокинется и входа драйверов
окажутся аппаратно запрещены, с показом на дисплее "ALAr ItRG", сброс перезагрузкой.
При запитке ПЧ, триггер токовой защиты должен гарантированно устанавливаться в исходное состояние. Этому служит разряженный конденсатор C10.
Канал токовой защиты, то есть шунт->оптрон U1->триггер->ключ, исполняет важнейшую функцию в ПЧ, так как он оберегает от уничтожения самую дорогую и самую уязвимую его часть - инвертор. Разьемное соединение цепей шунта с платой MCU выполнено двойными контактами.

MCU и его обвязка.
Контроллер AT90PWM3B запитан от линейного стабилизатора 7805. В MCU настроены фьюзы BOD на уровень 4.2 В, обязательно должны быть правильно настроены PSCRV, PSC2RB, PSC1RB, PSC0RB - Power Stage Controllers during Reset Behavior, это вопрос безопасности инвертора при запитке ПЧ и запуске MCU. Для измерений всяких аналоговых величин используется АЦП на борту контроллера, ему необходимо опорное Aref, которое получено с делителя R14 R15 и равно 4 В. Делители в цепях задатчиков таковы, что +5 В понижают до уровня Aref, используя тем самым всю шкалу АЦП. Цепи RC перед входами АЦП являются фильтрами с частотой среза (159 Гц) много меньшей частоты ШИМ 4кГц. Кроме того, все эти резисторы, через которые MCU связан с внешним миром, спасут его в случае замыкания внешних цепей на что-то не на то. Также, +5 В выведен из ПЧ тонкой дорожкой на плате, на шине +5 В установлен VD3 (P6KE6.8).
Зуммер установлен потому что оставался свободный порт, он применен для озвучки кнопок и состояния перегрузки двигателя.

Программа.
В обработчике прерывания Reset IRQ выполняется конфигурирование бортового оборудования MCU, проверяется нажата ли кнопка Enter, при нажатой загрузится таблица настроек из Памяти Программ в EEPROM вместе с ее (таблицы) контрольной суммой, то есть произойдет "сброс на заводские настройки". Далее независимо от кнопки Enter идет загрузка таблицы настроек из EEPROM в переменные RAM со сравнением контрольных сумм прочитанной и вновь вычисленной. Несовпали - вывод на дисплей "ALAr EEPr", инвертор блокирован, сброс перезагрузкой. Иначе, на основе имеющихся в RAM настроек, вычисляются все необходимые для управления двигателем константы, коэффициенты и уставки. В конце обработчика Reset управление передано в бесконечный фоновый цикл Loop -> rjmp Loop.
Контроллер не исполняет ничего другого кроме 2 обработчиков прерываний - Timer0 Compare A IRQ и PSC2 End Cycle IRQ.
Выполнив их, он крутится в Loop -> rjmp Loop в ожидании новых запросов.
Timer0 Compare A IRQ циклическое с периодом 3.125 мС, в его обработчике организован диспетчер на 8 тайм-слотов, по которым более-менее равномерно (в плане затрат машинного времени) распределены множество измерительных и управляющих функций.
Это измерение заданий скорости и предельного момента, напряжений +300 и +12, логика управления, рампгенератор, подготовка строки и вывод ее на дисплей с опросом кнопок, хождение по меню и редактирование настроек, сопутствующие программно реализованные таймеры и таймауты, прочее, rjmp Loop.
PSC2 End Cycle IRQ с периодом несущей частоты ШИМ 3908 Гц, в обработчике последовательно исполняются :
выбор канала измерения тока Idc, запрет работы всех PSC при наличии аварий\ошибок, определение главного угла,
задать фазовые сдвиги, загрузка отсчета из таблицы в PSC0..2, обновление таймингов и настроек выходов PSC0..2, вычисления
электрических величин необходимых для обновления каналов частоты Fo и напряжения Uo, взять из АЦП замер тока Idc,
rjmp Loop.
Цель организации задач в том что бы не возникала ситуация с отложенными прерываниями, когда в процессе выполнения одного
прерывания возникает запрос на выполнение другого, при этом в стеке уже есть отложенное прерывание. Если суммировать длину обработчика PSC2 End Cycle IRQ в тактах CPU и самый длинный тайм-слот в Timer0 Compare A IRQ в тактах CPU, то сумма должна быть меньше чем период времени для цикла PSC2 End Cycle IRQ взятый в тактах CPU, 16Мгц / 3908Гц = 4094. В AVR не предусмотрена обработка ситуации с переполнением стека, указатель стека движется от конца RAM к ее началу и может затереть переменную в RAM с фатальными последствиями для программы и механизма обработки прерываний.

Конструкция и компоновка.
Рассматриваем прилагаемые сборку и ее детали в Компас3D не ранее V12, прилагаемые проекты печатных плат в Eagle не ранее V5.6.
В авторском варианте общий радиатор был готовый (от блока питания советского промконтроллера МикроДАТ), площади его поверхности хватит для работы с двигателем не более 550 Вт.
Весь аппарат смонтирован на плоской поверхности общего радиатора охлаждения. Инвертор выполнен в виде 3 одинаковых плат, содержащих схему 1 стойки каждая. Платы расположены в параллельных плоскостях, по боковым сторонам этих плат привинчены медные плоские луженые шинки +300 В и HGND. Оба IGBT стойки прижаты 1 винтом М4 через текстолитовую траверсу к общему радиатору. Диоды и тиристоры выпрямителя вкручены в теплопроводные переходники и прижаты через слюду к общему радиатору. Плата MCU отделена от инвертора дюралюминиевым экраном, он же может служить радиатором охлаждения для VR1 (7805), его и общий радиатор соединить с PE.
Токоведущие стойки +300 В и -300 В впаяны в плату выпрямителя, на них надеты упомянутые ранее ферритовые кольца. Поверх платы выпрямителя на 3 стойках (1 текстолитовая, +300 В и -300 В) закреплена плата с батареей конденсаторов и шунтом. На нижнем крае платы источника питания и тормоза есть два луженых ушка (такие же как на платах инвертора). Двумя винтами М3 электрически и механически эта плата соединяется
через плату конденсаторов со стойками +300 В и -300 В , здесь же с винта +300 В лепестками и проводами взяты потенциалы на шинку +300 В к инвертору и на цепь измерения Udc. Резистор R28a (988k) врезан в проводе между лепестком +300 В и разьемом на плату MCU. На плате батареи конденсаторов и шунта предусмотрена разводка под неоновую лампочку, которую обязательно установить в целях ТБ! Все работы в дальнейшем будут проводиться только после отключения от сетевого питания И только после погасания этой лампы !
Шунт представляет из себя прямоугольную плату двусторонне фольгированного текстолита с запаянными в нее бонками под винты М3 и соответствующим кол-вом параллельно включенных SMD резисторов.
На шинку HGND к инвертору взято лепестком и винтовым соединением от шунта.
Все трансформаторы должны обеспечивать достаточно надежную изоляцию между обмотками, потому что напряжения не только большие но и импульсные, например, можно сделать так. Скруглить алмазным надфилем углы на кольцах, вставить внутрь тонкостенную втулку а на торцы наклеить тонкие стеклотекстолитовые шайбы, по боковой поверхности между шайб обмотать бумажной лентой пропитывая эпоксидной смолой или лаком, или тоже применить выточенную на токарном станке втулку. Есть также вариант обмотать сечение кольца узкой бумажной лентой, которую потом пропитать эпоксидкой. Высушить и наматывать обмотки проводом d 0.3..0.4 мм виток к витку, не забывая про фазировку. Важно создавать большие изоляционные зазоры между обмотками. После того как аппарат будет успешно запущен, прихватить витки эпоксидкой. Моточные данные трансформаторов даны на схемах, в качестве импульсных на управлении тиристорами использованы синфазные дроссели от маломощных блоков питания, выбирать их следует с наибольшим кол-вом витков.
Сборка и наладка.
Смотрим схемы Motor.spl7, MCU.spl7, Pow.spl7 и HMI.spl7
Для наладки будет нужен источник постоянного напряжения регулируемый в пределах 50...400 В, хотя бы ЛАТР 0..250 В с повышающим трансформатором, диодным мостом и конденсатором 200 мкФ х 450 В и обязательно с постоянно включенным разрядным резистором и неонкой для индикации напряжения.
На схеме силовой части в таблице указаны комбинации сопротивлений шунта и резистора R0*, для различных диапазонов измерения тока. При сборке ставим эти детали в соответствии с током целевого двигателя.
Собираем плату блока питания и тормоза без R11* 10* kОм и без предохранителя, вместо R11* в схеме тормоза подключаем цепь (реостат 20 kОм + постоянный 5 кОм), подключаем вместо тормозного резистора 30 кОм 2 Вт с каким-либо индикатором напряжения на нем. Изменив реостат, проверяем открытие тормозного ключа при подьеме питающего плату U на уровень 375..380 В, убеждаемся что ключ закрывается при уменьшении питающего плату U на 8..10 В. Замерив сопротивление (реостата + 5 кОм), ставим в плату постоянный резистор R11*. На самой плате запишем "UdcH = xxx", и если V это уровень U при открытии тормозного ключа, то xxx = V+20.
Впаиваем на место предохранитель, нагружаем выход блока питания на 470 Ом, запитываем от источника +200 В через лампочку накаливания и выставляем на выходе на 12В+0.1-0 подбором резистора R7*. Нагрузим на резистор 33 Ом 5 Вт запитав без лампочки и убедимся что выходное U в допуске 12В+-0.1.
Собрав плату HMI, замеряем потребляемый ею ток ( несколько мА, индикаторы не светят). Подавая на SCK_A импульсы а на MOSI_A то 0 то +5, можно будет наблюдать произвольные комбинации сегментов, после чего посчитаем эту плату условно-рабочей.
Собрав стойки инвертора, визуально проверяем еще раз фазировку трансформаторов и отсутствие к.з. в цепях питания драйверов HCPL3120.
В плате MCU транзисторы VT3 и VT4 (генератор 200 кГц) должны быть с возможно близкими и не менее 70 бетами, не ставим пока R1* и C5* и MCU. Подаем на нее +12 В от лабораторного блока питания, смотрим +5 В на выходе 7805. Теперь надо присоединить ее к собранной плате выпрямителя.
При замыкании кнопки Пуск запитывается генератор на DA3 (555) , слабо светит светодиод (током размагничивания импульсных трансформаторов), в цепях УЭ тиристоров наблюдаются короткие 20 мкС импульсы тока аплитудой не менее 50 мА и частотой около 3 кГц. Временно подключим вместо R1* реостат 5 кОм и C5* как на схеме. Подключим плату MCU ко всем платам стоек инвертора. Проверим, одинаковы ли все 6 напряжений питания драйверов. Нет - ищем и устраняем неисправности в платах стоек, одинаковы - выставляем 200 кГц подбором C5* и 19..20 В на драйверах подбором R1*.
Установили контроллер, подключили HMI, с помощью USBasp и AVRdudeprog33 заливаем фьюзы и программу. При старте должно будет высветиться "ALAr EEPr". В данном случае это означает, что EEPROM пуста и в нее надо занести настройки.
Для этого выключим питание, снова включаем удерживая кнопку Enter. Зуммер пикнет и на дисплее покажется " Fr .0". Выключим, снова включим удерживая кнопку Пуск, получим "ALAr rELE". Сбросим перезагрузкой, полистаем меню кнопкой Esc. Показания "Ud12 xxx" должны соответствовать реальному U на шине +12 В. Показания Idc могут быть немного не равны 0, Iout значительно, Uout = Uбуст.
Проверим токовую защиту при отключенном шунте: подключим предварительно заряженный на 5 В конденсатор 10 мкФ, с соблюдением полярности между HGND и -300 В. Совершенно необходимо, чтобы высвечивалось "ALAr ItrG", сброс перезагрузкой.
Теперь, все блоки можно установить на их места и соединить штатно, кроме +12 В. Подсоединить команды управления и задатчики. +12 В подадим от лабораторного источника, на +300 В и -300 В подадим 100 В с ограничением тока 3 А. При нажатии Пуск будет давать ошибку "Flt UdcL", настроим "UdcL 0". На выходные фазы подключим двигатель (поменьше, как индуктивный фильтр для наблюдения тока). Ток через двигатель должен быть синусоидальной формы, по задатчику скорости изменяется частота и амлитуда, по задатчику предельного момента только амлитуда. Подключая между фаз конденсатор 33 нФ, необходимо получать сработку "ALAr ItrG". Каким-либо удобным способом создадим известный ток в шунте и получим правильные показания "Idc xxx" подстройкой через меню масштабного коэффициента "Sc_I xxx". Убедившись, что все проверяемые и наблюдаемые явления похожи на правду, соединим штатно +12 В, а на вход аппарата подадим ~220 В через лампу накаливания. При пуске двигателя может произойти авария "ALAr U12L" или перезагрузка, из-за просадки на лампе. Если и теперь все выглядит нормальным, тогда запитаем от сети через автомат с характеристикой "B", подключим целевой двигатель и настроим на его параметры. Сопротивление статора "r_St xxx" измерить между фаз ближе к ПЧ (особенно если длинный кабель), также введем "UdcL 230" и "UdcH xxx", которое мы подписали на плате тормоза, и будем проверять работу под нагрузкой.
При нагружении двигателя можно наблюдать действие компенсаций - видно как поднимаются Fout и Uout. Также характерно (смотрим при 100% задатчике момента ), что на номинальной частоте без нагрузки Uout меньше номинала и становится номиналом Uout >= Urat только при хорошей нагрузке на двигатель. Надо заметить, что длительная работа самовентилируемого двигателя при скоростях много меньших номинальной приведет к его перегреву. Потому что производительность вентилятора пропорциональна квадрату скорости. Также необходимо уделить должное внимание надежности корпусной изоляции цепи двигателя, потому что токовая защита ("ALAr ItrG") спасет в 50\50 случаев, иначе неизбежен дорогой ремонт силовой части.
Сопротивление тормозного резистора нельзя выбирать меньше чем 400 В / (Iмакс. тормозного ключа/2), а лучше большего сопротивления если при торможении не возникает авария "ALAr UdcH". Нельзя в этом качестве использовать лампу накаливания,
зеленые остеклованные резисторы не очень надежны (хотя, если параллельно то вполне), лучше цементные резисторы параллельно, ТЭН(ы) (например от китайских утюгов) или кипятильник подходящего сопротивления. В случае неисправности в схеме тормоза возможен пожароопасный нагрев резистора !

Приоритет был отдан надежности и повторяемости за счет некоторого усложнения и затрат.
Это мой первый существенный проект в области силовой электроники, и как это ни странно для новичка, у нас еще ничего
не взорвалось несмотря на все перенесенные детские болезни.

С уважением, Владимир, г. Лысьва, Пермский край
Вложения
constr_4.rar
Конструкция в Компас 3D V12
(236.73 KiB) Скачиваний: 325
constr_3.rar
Конструкция в Компас 3D V12
(843.94 KiB) Скачиваний: 224
constr_2.rar
Конструкция в Компас 3D V12
(608.41 KiB) Скачиваний: 216
constr_1.rar
Конструкция в Компас 3D V12
(477.92 KiB) Скачиваний: 230
3ph_sys.rar
Схемы и платы в Splan и Eagle5.6, прошивка
(371.09 KiB) Скачиваний: 424

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 05, 2018 12:13:38

Такие вещи лучше писать здесь.
http://radiokot.ru/upload/?new=1

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Пт июл 06, 2018 20:00:29

Антивирус блокирует ваши файлы. А посмотреть интересно. Проверьте пожалуйста.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Пт июл 06, 2018 21:26:19

Антивирус блокирует ваш комментарий. А почитать интересно. Проверьте пожалуйста.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Вс июл 08, 2018 15:40:32

"SERJ" даёт ссылку в раздел сийта: "Добавление новой статьи"

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Вс июл 08, 2018 20:22:50

По ссылке от "SERJ" я сразу же согласно инструкций как бы, создал статью. Там было написано что ее посмотрят поредактируют, напишут мне письмо и может быть даже разместят на главной. Но что-то никакой реакции. Сам Кот уже месяц как не появляется...
Так что, если кого заинтересовало и есть конструктивные соображения и критика, давайте сюда. Особенно хотелось бы отзывы от тех кто отважится повторить. Так-то, он работает нормально, но! драйвера и транзисторы были настоящие от пром. оборудования, остальное с алиекспресс

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 05:55:23

Для промышленного использование лучше использовать стандартные частотники. А для дома городить частотник нет не какого смысла, лучше использовать обычный коллекторный двигатель. Главный его недостаток это необходимость обслуживания для домашнего использования не имеет большого значения. За то есть огромное преимущество, это момент сохраняется даже на малой скорости. Что позволяет выбирать двигатель в разы меньшей мощности. Асинхронный двигатель даже включенный через частотник на малой скорости почти полностью теряет момент. Вы сможете что нибудь точить при 10% скорости? И какой мощности должен быть двигатель что бы он мог обеспечить нужный момент при такой скорости, в десять раз мощней чем надо? Или использовать сложную коробку передач.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 06:26:29

Телекот писал(а):Асинхронный двигатель даже включенный через частотник на малой скорости почти полностью теряет момент.
момент на валу зависит от тока в обмотках, а не от скорости вращения.
правильный частотник, например, "Данфосс", даже при задании частоты 0,5 Гц (ОДИН процент от 50 Гц) сохраняет свой момент в лучшем виде.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 06:52:25

Лет 15-20 назад сталкивался с частотником, На малых оборотах он кипятил двигатель. Может современные и лучше, но в доме проще и лучше иметь коллекторный двигатель.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 07:52:34

в 97 году наша фирма переходила с коллекторных на асинхронные. соответственно, понадобились частотники.
сначала на пробу взяли Норд от Сименса. так он, как ты и говоришь, на малых скоростях терял момент и кипятил двигатель.
вскоре мы взяли на пробу Данфосс (Дания), и поразились его работе по сравнению с Сименсом. момент на малой скорости сохраняется, а двигатель не греется!
потому я выше и сказал, что частотник должен быть правильным.
еще тогда, в 97, Данфосс писал, что у него опыт по частотным преобразователям более 30 лет. так что, у них было достаточно времени, чтобы научиться делать правильные частотники.

а самодельный частотник хорошим никогда не получится. самодельный будет намного хуже даже того сраного сименсовского частотника...

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 10:57:55

Не со всем соглашусь, никак не европа, данфоссы с сименсами, Jaskawa еще скалярники первые наверно были на ткацких фабриках.
Не уверен на 100% конечно.
Модули на биполярах еще.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 11:06:46

я не говорил о первенстве Данфосса. я говорил об их многолетнем опыте.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 11:22:22

Юнидрайв, чисто европа, ну собран классно.
Люблю даже новое промышленное разбирать, оно очень недешевое, где реально собрано, а где "пионер" с 90 ваттным паялом залез :),
Спутники, микры с алиэкспресса запускать, ну извините, недочитали, оказывается радиация там, золото и др драгметы на войне не для красоты.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 12:07:14

Для промышленного использование лучше использовать стандартные частотники.
А для дома городить частотник нет не какого смысла, лучше использовать обычный коллекторный двигатель.
На малых оборотах он кипятил двигатель.

Для промышленного применения никто и не пустит самоделкиных :)))
Для дома очень даже есть смысл лепить частотник . 1 Заводских больше 2,2 квт на 220 в я не встречал , хотя ввод у меня 5 квт. и двигатель хочу крутить 4 квт. . 2 Коллекторный имеет низкий КПД и высокую цену в сравнении с асинхронным . 3 Возможно неправильно настроили параметры .

Starichok51 писал(а):а самодельный частотник хорошим никогда не получится. самодельный будет намного хуже даже того сраного сименсовского частотника...

Чем будет хуже , поточней можно ? Зато я могу сказать чем лучше заводского . 1 Открытый исходный код и схема , заводские даже схемой не комплектуются или очень редко . 2 Ремонтопригодность . Если я его собрал с нуля , то всегда смогу отремонтировать . 3 Не содержит дорогих IGBT модулей , из-за которых ремонт заводского иногда нерациональный бывает . 4 Можно получить любую форму сигнала и любой сдвиг фаз (управление однофазным двигателем например ) , чего в промышленном попросту нет .

onwire писал(а): драйвера и транзисторы были настоящие от пром. оборудования, остальное с алиекспресс

Вот транзисторы на 1200 здесь точно не к чему , если не собираетесь питать от 3 фаз . Управление тормозным транзистором можно взять от самого микроконтроллера и исключить из схемы IC2 . Тиристоры тоже лишние . На них хоть и небольшое , но все таки есть падение напряжения в сравнении с реле . hcpl7840 тоже не особо тут нужны . Можно вынести контроллер на горячую сторону и изолировать оптронами пульт управления . Если сильно хочется развязать , то лучше оцифровать и передать по любому удобному протоколу .

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 12:19:39

У коллекторного с тиристорным регулятором бешенная надёжность он всё что угодно выдержит. А вот ваш самодельный частотник вряд ли.
Я бы не сказал что у коллекторного КПД сильно низкий.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 12:27:19

ma5a97 писал(а):поточней можно ?
толку от твоего открытого кода, поскольку твой код будет гораздо хуже любого промышленного...

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 12:51:03

ma5a97 "Управление тормозным транзистором можно взять от самого микроконтроллера и исключить из схемы IC2 . Тиристоры тоже лишние . "
не люблю доверять здоровье свое и железа компьютерам, пусть даже контроллеру. Про тиристоры плохо читали.
Старичку - прошу удалить эту тему, предложение покупать готовый совершенно правильно, мне здесь не место.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 12:54:46

На основании чего Вы сделали выводы о ненадежности самодельных преобразователей , статистику ведете ?
Мне компрессор нужно крутить CO-7Б , какой коллекторный туда прикрутить бы ?

Мой открытый и кривой код работает ничуть не хуже промышленного , хоть и собран в конструкторе кода . Вы не учли что кроме меня чайника еще принимали участие группа программистов . :)))
Существует такая группа людей которых убеждать бесполезно и судя по вашим рассуждениям существование этого сайта не имеет смысла , так-как тут самоделки обсуждают :)))

Контроллер успевает шим сигналы формировать , так что от управления медленным тормозным транзистором он не перетрудится . Что я плохо читал про тиристоры ? Если есть переход , значит есть падение на нем . Делал я подобное уже , отказался в пользу реле .

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 13:30:43

Плохо читаеш. У тя сколько силовых вентилей в выпрямителе ? У меня тоже 4, а реле нет.
Я не хочу каждому обьяснять очевидные вещи. Закрывайте тему.

Re: Непростой 3фазный ПЧ

Чт июл 12, 2018 13:35:33

Напомню про публикацию об созданном лично мной частотнике http://vfd.psw2.ru/ с видосом, исходниками и описанием/фотками конструёвины.
Несмотря на упавшие цены частотников, сотворить свой собственный, на мой взляд, все же имеет какой-то смысл и вот почему.
Промышленные аппараты безусловно качественны, надежны и наделены широкими возможностями, но они становятся все менее
ремонтопригодными....Современные ПЧ все чаще строятся не на дискретных транзисторах, а на основе силовых модулей.
...
Предлагемый ПЧ имеет минимальный, но достаточный набор функций для большинства приложений в частном хозяйстве
и хоббийных станках, при этом он абсолютно ремонтопригоден, прост и понятен в отличие от промышленных.

Согласен с ремонтопригодностью самоделки.
Но силовые модули с алишечки - например IRAMX16UP60B за 500 рублей до 2 КВт или IRAM136-3063B за 1300 рублей до 3 КВт - вполне доступны, а их использование упрощает и пайку и ремонт.
* IR-компенсация ( поток намагничивания не зависит от нагрузки ),
т.е на холостом ходу мотор меньше греется, под нагрузкой имеет больший критический момент
* Компенсация скольжения - обеспечивает "жесткую" механическую храктеристику на частотах > 5 Гц

Как сделана "компенсация скольжения" алгоритмически, любопытно.
Приоритет был отдан надежности и повторяемости за счет некоторого усложнения и затрат.
Это мой первый существенный проект в области силовой электроники

У меня такая же картина - первое внедрение, обошлось без дыма за год эксплуатации.
Ответить