საკმაოდ რთულია საკუთარი ხელით სიხშირის გადამყვანების დამზადება, ვინაიდან ძალიან კარგად უნდა გცოდნოდა ენერგეტიკული ელექტრონიკა და ნახევარგამტარული ტექნოლოგია. მაგრამ სანამ იფიქრებთ ამ მოწყობილობის დიზაინზე, უნდა გაარკვიოთ რა მიზნებისთვის გამოიყენება ისინი. თქვენ ასევე უნდა იცოდეთ რა არის ამ ელექტრონული სისტემების ძირითადი კომპონენტები.
რა არის სიხშირის გადამყვანი?
ყველამ იცის, რომ ქსელში არის ალტერნატიული დენი და მას აქვს გარკვეული სიხშირე. რუსეთში სტანდარტია 50 ჰერცი. დასავლეთის ზოგიერთ ქვეყანაში ოდნავ განსხვავებული სტანდარტია 60 ჰერცი. მრავალი მოწყობილობის მუშაობა დამოკიდებულია დენის სიხშირეზე. კონვერტორები გამოიყენება ასინქრონული ძრავების გასაძლიერებლად. ელექტრონული საშუალებების გამოყენების მრავალი მიზეზი არსებობს. მაგალითად, ინდუსტრიაში ინვერტორები ფართოდ გავრცელდა მათი გამოყენების დღიდანსაშუალებას გაძლევთ განთავისუფლდეთ უზარმაზარი მექანიზმებისგან.
უფრო დეტალურად, შეგიძლიათ შეცვალოთ ღვედის ბრუნვის სიჩქარე კონვეიერზე გადაცემათა კოლოფის გამოყენებით, რომელიც დაფუძნებულია ერთგვარი მანქანის გადაცემათა კოლოფზე. უფრო მეტიც, ეს შეიძლება იყოს მექანიკური (რამდენიმე გადაცემათა კოლოფის გამოყენებით) ან CVT. მაგრამ ბევრად უფრო ეფექტურია დენის პარამეტრების შეცვლა, რომელიც კვებავს ძრავას. ცვლადი რეზისტორის შემობრუნება ცვლის კონვეიერის ბრუნვის სიჩქარეს. გარდა ამისა, სიხშირე შეიძლება შეიცვალოს ფართო დიაპაზონში.
სხვა რა ფუნქციები აქვთ სიხშირის გადამყვანებს?
გარდა ამისა, ინვერტორული პარამეტრები საშუალებას აძლევს ელექტროძრავას თანდათან მოიპოვოს სიჩქარე რამდენიმე წამის განმავლობაში. დროს ადგენს მომხმარებელი სიხშირის გადამყვანის ფუნქციის პროგრამირების საშუალებით. ანალოგიურად, შეგიძლიათ გააკეთოთ ძრავის არმატურის გაჩერების დრო. ეს ამცირებს დისკზე დატვირთვას, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს მის რესურსზე.
გარდა ამისა, მცირე ბიზნესისთვის, რომლებსაც არ აქვთ სამფაზიანი ქსელით უზრუნველყოფის შესაძლებლობა, მაგრამ არსებობს ამის საჭიროება, სიხშირის გადამყვანების გამოყენება ნამდვილი პანაცეაა. ასეთი მოწყობილობების მრავალი მოდელი არსებობს, რომლებიც დაკავშირებულია ერთფაზიან ალტერნატიულ დენის ქსელთან და გამომავალზე აწარმოებენ სამს. აქედან გამომდინარე, შესაძლებელია ელექტროძრავის შეერთება ჩვეულებრივ განყოფილებაში. და ამ შემთხვევაში ის არ დაკარგავს ძალას, მისი მუშაობა იქნება სწორი.
კონვერტორების დენის კომპონენტები
ყველა სიხშირის გადამყვანი იყენებს მძლავრ IGBT ან MOSFET ტრანზისტორებს. ისინი იდეალურია ამ ტიპის სამუშაოსთვის. ისინი დამონტაჟებულია ცალკეულ მოდულებში. ინსტალაციის ამ მეთოდს შეუძლია გააუმჯობესოს ელექტრონული მოწყობილობის მუშაობა. ეს ტრანზისტორები მუშაობენ საკვანძო რეჟიმში, კონტროლი ხორციელდება მიკროპროცესორული სისტემის გამოყენებით. ფაქტია, რომ ყველა კონტროლი არის დაბალი დენი, მაღალი ძაბვის გადართვა არ არის საჭირო. აქედან გამომდინარე, ამის მიღწევა შესაძლებელია უმარტივესი მიკროპროცესორის გამოყენებით.
IR2132 და IR2130 სერიის ყველაზე ხშირად გამოყენებული სპეციალური შეკრებები. ისინი შედგება ექვსი დრაივერისაგან, რომლებიც აკონტროლებენ გასაღებებს. სამი გამოიყენება ქვედა და სამი ზედა. ეს შეკრება საშუალებას გაძლევთ განახორციელოთ სიხშირის გადამყვანის მარტივი კასკადი. გარდა ამისა, მას აქვს დაცვის რამდენიმე ხარისხი. მაგალითად, მოკლე ჩართვისა და გადატვირთვის წინააღმდეგ. ყველა ელემენტის უფრო დეტალური მახასიათებლები შეგიძლიათ იხილოთ სახელმძღვანელოში. მაგრამ ყველა დენის ელემენტს აქვს უზარმაზარი ნაკლი - პროდუქციის მაღალი ღირებულება.
კონვერტორის სტრუქტურული დიაგრამა
სიხშირის ნებისმიერ გადამყვანს აქვს სამი ძირითადი ბლოკი - გამსწორებელი, ფილტრები, ინვერტორი. გამოდის, რომ AC ძაბვა ჯერ გარდაიქმნება DC-ში, შემდეგ იფილტრება. ყოველივე ამის შემდეგ ის ინვერსიულია ცვლადში. მაგრამ არსებობს მესამე ბლოკი - ინვერტორის მიკროპროცესორული კონტროლი. უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ, ძლიერი IGBT ტრანზისტორები. თუ ოდესმე გქონიათ საქმესიხშირის გადამყვანები, მაშინ თქვენ იცით, რომ წინა პანელზე აქვთ რამდენიმე ღილაკი პროგრამირებისთვის.
ინვერტორის ინსტრუქციის სახელმძღვანელო დაგეხმარებათ, როგორ დააყენოთ ყველა ფუნქცია. ეს ძალიან რთული საკითხია, რადგან უმარტივეს მოწყობილობაშიც კი საკმაოდ ბევრი პარამეტრია. გარდა იმისა, რომ ელექტრონული მოწყობილობა საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ძრავის არმატურის ბრუნვის სიხშირე, დაარეგულიროთ აჩქარების და შენელების დრო, ასევე არსებობს დაცვის რამდენიმე ხარისხი. მაგალითად, გადაჭარბებული დენი. ასეთი მოწყობილობის გამოყენების შემთხვევაში არ არის საჭირო ავტომატური გადამრთველების დაყენება.
რექტიფიკატორის ერთეული
სიხშირის გადამყვანის დანიშნულებიდან გამომდინარე, გამოიყენება გამსწორებლის სხვადასხვა საფეხური. და ელექტრომომარაგების ვარიანტი შეიძლება იყოს ან სამფაზიანი ქსელიდან, ან ერთფაზიანი. მაგრამ ინვერტორის გამომავალზე, ნებისმიერ შემთხვევაში, არის სამფაზიანი ალტერნატიული ძაბვა. მაგრამ იმისთვის, რომ აკონტროლოთ დენი, ჯერ ის უნდა გამოსწორდეს. საქმე იმაშია, რომ ცვლადის კონტროლი საკმაოდ რთულია - საჭიროა დიდი რიოსტატების გამოყენება, რაც არც თუ ისე მოსახერხებელია. უფრო მეტიც, ახლა მიკროელექტრონიკისა და ავტომატიზაციის დროა, მოძველებული ტექნოლოგიების გამოყენება არამარტო უაზროა, არამედ ძალიან წამგებიანიც.
ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც შედგება ექვსი ნახევარგამტარული დიოდისგან, გამოიყენება სამფაზიანი ალტერნატიული დენის გასასწორებლად. ისინი ჩართულია ხიდის წრეში, გამოდის, რომ დიოდების თითოეული წყვილი ემსახურება ერთი ფაზის გასწორებას. მუდმივი ძაბვა ჩნდება გამსწორებელი ერთეულის გამოსავალზე, მისიმნიშვნელობა უდრის იმას, რაც მიედინება შეყვანისკენ. ამ ეტაპზე ყველა ტრანსფორმაცია დასრულებულია, ამ ბლოკის კონტროლი არ ხდება. იმ შემთხვევაში, როდესაც ელექტროენერგია მიეწოდება ერთფაზიანი ქსელიდან, გამომსწორებელი ეტაპი საკმარისია თუნდაც ერთი დიოდიდან. მაგრამ უფრო ეფექტურია ოთხი ხიდის წრედის გამოყენება.
ფილტრის ყუთი
ეს მოდული გამოიყენება DC ძაბვის ფილტრაციისთვის. ბლოკის უმარტივესი ვერსია არის ინდუქტორი, რომელიც შედის დადებითი მხრის უფსკრულით. ბოძებს შორის დაკავშირებულია ელექტროლიტური კონდენსატორი. მას აქვს ერთი ფუნქცია - ცვლადი კომპონენტისგან თავის დაღწევა. საქმე ის არის, რომ გამსწორებელს არ შეუძლია მთლიანად მოიცილოს ტალღები. რჩება AC-ის მცირე რაოდენობა, რომელსაც შეუძლია წარმოქმნას მნიშვნელოვანი ხმაური მუშაობის დროს.
ფილტრის ბლოკის მუშაობის პრინციპის გასათვალისწინებლად აუცილებელია ანალიზი ელემენტების ჩანაცვლებით. პირდაპირი დენის პირობებში მუშაობისას, ინდუქციურობა იცვლება წინააღმდეგობით, კონდენსატორი იცვლება ღია სქემით. მაგრამ როდესაც იკვებება ალტერნატიული დენით, ტევადობა იცვლება წინააღმდეგობით. ამრიგად, მთელი ცვლადი კომპონენტი ქრება, რადგან ამ შემთხვევაში ხდება მოკლე ჩართვა. ამის გაგება საკმაოდ რთულია, აუცილებელია ელექტროტექნიკის თეორიული საფუძვლების გაგება. მაგრამ 3-ფაზიანი სიხშირის გადამყვანი ამის გარეშე შეუძლებელია.
ინვერტორული ეტაპი
და აქ იწყება გართობა - ძლიერი IGBT ტრანზისტორების გამოყენება. მათ აკონტროლებენ მიკროპროცესორული სისტემა, საწყისიმათი ფუნქციონირების ხარისხი დამოკიდებულია მთელი სიხშირის გადამყვანის მუშაობაზე. ასეთი ძაბვის გადამყვანის წრე ფართოდ გამოიყენება. სინამდვილეში, დენის ტრანზისტორების დახმარებით, ნებისმიერი ძაბვის ინვერსია შეიძლება. საერთო ჯამში, ექვსი ელემენტი გამოიყენება უმარტივეს წრეში - ორი თითოეული ფაზისთვის. სიხშირის გადამყვანი აწარმოებს 220 ვოლტს თითოეულ ფაზაზე ნულის მიმართ.
უკუ ძაბვის წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად აუცილებელია ნახევარგამტარული დიოდების გამოყენება. ისინი დაკავშირებულია დენის ტრანზისტორების კოლექტორსა და ემიტერს შორის. მართვა ტარდება ბაზის შესასვლელთან. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, საკუთარი ხელით სიხშირის გადამყვანებს აქვთ ორი ტრანზისტორი ინვერტორული კასკადის თითოეული ფაზისთვის. ჩართეთ მათი p-n შეერთებები სერიულად. ფაზა ამოღებულია თითოეული მხრის შუა წერტილიდან. მზა მოდულები ხელმისაწვდომია გასაყიდად, მათ აქვთ მილები პირდაპირი ძაბვის მიწოდებისთვის, ასევე სამი კონტაქტი სამფაზიანი მონაცვლეობის მოსახსნელად. გარდა ამისა, არის კონექტორი მიკროკონტროლერის მართვის სისტემის დასაკავშირებლად.
მიკროპროცესორის კონტროლი
გამოიყენება ძრავის ლილვის სიჩქარის შესაცვლელად ინვერტორის მიერ, ძაბვა, რომლის ნაგულისხმევი სიხშირეა 50Hz, შეიძლება შეიცვალოს ამპლიტუდაში ფართო დიაპაზონში. და უფრო კონკრეტულად, ნულიდან იმ სიხშირემდე, რომელიც მიკროპროცესორს შეუძლია უზრუნველყოს. ამ უკანასკნელის მთავარი მოთხოვნაა მრავალი მოწყობილობის დაკავშირების შესაძლებლობა. Როდესაც შენშეიმუშავეთ გადამყვანი, რომლის ძაბვა, რომლის სიხშირე იცვლება ცვლადი წინააღმდეგობით, უნდა კონტროლდებოდეს პროცესორის მიერ. იგი არჩეულია ფრთხილად, მას უნდა ჰქონდეს საკმარისი რაოდენობის I/O პორტები.
შეგიძლიათ ცოტა გაართულოთ სისტემა LCD დისპლეის მიკროკონტროლერთან შეერთებით. მისგან არ არის საჭირო მაღალი ფერის რენდერაცია, საკმარისია მონოქრომული, როგორც მარტივ კალკულატორებში. პროგრამირების ღილაკები ასევე დაკავშირებულია შეყვან-გამოსვლის პორტებთან. ასე შეგიძლიათ გააკეთოთ მარტივი სიხშირის გადამყვანი. ყველა ელემენტის ფასი იქნება არაუმეტეს ორი ათასი რუბლი. მაგრამ 200-750 ვატი სიმძლავრის ინვერტორის ღირებულება 6500-დან 12000 რუბლამდე მერყეობს. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია მწარმოებელზე და მოწყობილობის შესაძლებლობებზე.
მოწყობილობის კორპუსი
გააკეთე შენ თვითონ სიხშირის გადამყვანს უნდა ჰქონდეს საიმედო კორპუსი. მასზე დამოკიდებულია არა მხოლოდ გამოყენების სიმარტივე, არამედ ეფექტურობაც. ბაზა დამზადებულია ალუმინისგან. ამ მასალის გამოყენების მიზეზი არის მაღალი ხარისხის გაგრილების საჭიროება. მუშაობის დროს IGBT მოდული ძალიან ცხელდება, ასევე იმატებს ნახევარგამტარული დიოდების ტემპერატურაც. და საერთოდ არ აქვს მნიშვნელობა, გაქვთ თუ არა 380 თუ 220 ვოლტის სიხშირის გადამყვანი.
სხეულის დანარჩენი ნაწილი დამზადებულია პლასტმასისგან. აუცილებელია, რომ ყველა დენის ელემენტი იყოს დამალული მასში, რათა არ მოხდეს შემთხვევითი კონტაქტი მაღალი ძაბვის ტერმინალებთან მუშაობის დროს. წინა ნაწილში აუცილებელია ხვრელის უზრუნველყოფა LCD დისპლეისა და ღილაკებისთვის. ცალკე, ქმოსახერხებელი ადგილი, დამონტაჟებულია ცვლადი რეზისტორი. მიკროკონტროლერის დაპროგრამებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ, რომ ეს წინააღმდეგობა ცვლის გამომავალი დენის სიხშირეს.
სისტემის ელემენტების სითბოს გაცვლა
განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს სითბოს გაფრქვევას. რაც უფრო ძლიერია შემუშავებული მოწყობილობა, მით უფრო საიმედო უნდა იყოს გაგრილების სისტემა. როგორც ზემოთ აღინიშნა, ბაზა უნდა იყოს დამზადებული ალუმინისგან. ძაბვის გადამყვანის წრემ უნდა უზრუნველყოს დაცვა გადახურებისგან. ამ მიზნით საჭიროა კორპუსში ხვრელის გაბურღვა, მასში დამონტაჟებულია ტემპერატურის სენსორი. მისგან სიგნალი შესატყვისი მოწყობილობის საშუალებით მიეწოდება მიკროკონტროლერს. თუ მაქსიმალური ტემპერატურა გადააჭარბებს, დატვირთვა უნდა გამორთოთ. ამიტომ დენის ტრანზისტორი მოდული გამორთულია.
სითბოს გაფრქვევის გასაუმჯობესებლად, უნდა იქნას გამოყენებული ვენტილატორები. მათი მდებარეობა ისე უნდა შეირჩეს, რომ ჰაერის ნაკადმა გააციოს კორპუსის რადიატორის ფარფლები. გაგრილების სისტემის ეფექტურობის გასაზრდელად, თქვენ უნდა გამოიყენოთ თერმული პასტა. უფრო გონივრული იქნება ვენტილატორების ჩართვა მოწყობილობის გაშვების დროს. მაგრამ ასევე შესაძლებელია კონტროლერის დაპროგრამება ტემპერატურის სენსორის სიგნალის გამოყენებით. როდესაც ტემპერატურა მიაღწევს იმ ტემპერატურის ნახევარს, რომლის დროსაც ხდება მოწყობილობის გადაუდებელი გამორთვა, ვენტილატორები ჩართულია.
ჩართვა
როგორც მიკროსქემის დაფა, უმჯობესია გამოიყენოთ მზა ვარიანტები. გასაყიდად არის სხვადასხვა ზომის დაფები ხვრელების გარშემომცირე დაკონსერვებული კონტაქტები. მათ სასაუბროდ მოიხსენიებენ, როგორც "თევზს". ერთადერთი, რაც გასათვალისწინებელია, არის პროცესორის და მიკროსქემების შეცვლის შესაძლებლობა. ამ მიზნით, თქვენ უნდა გამოიყენოთ კონექტორები, რომლებიც შედუღებულია დაფაზე. თავად გააკეთე სიხშირის გადამყვანები საუკეთესოდ არის დამზადებული ელემენტების სწრაფი ჩანაცვლების მოლოდინით. IC ან კონტროლერი უბრალოდ ჩართულია ამ სოკეტში, როგორც შტეფსელი ბუდეში.
დასკვნა
თქვენ ასევე შეგიძლიათ გააკეთოთ თქვენი საკუთარი სიხშირის გადამყვანი. ანალოგების ფასი, როგორც გავარკვიეთ, გაცილებით მაღალია. თუმცა, რა თქმა უნდა, მათ მეტი შესაძლებლობა აქვთ. სინამდვილეში, თუ ყურადღებით დავაკვირდებით, აღმოჩნდება, რომ რეალურად გამოიყენება არაუმეტეს ხუთი ფუნქცია. როდესაც დისკი მუშაობს, აუცილებელია ბრუნვის სიჩქარის შეცვლა, ასევე აჩქარებისა და შენელების დროის რეგულირება. ცოტა უფრო იშვიათად გამოიყენება საპირისპირო ფუნქცია და მაქსიმალური დასაშვები დენის შეცვლა.
