3 Phase Induction Motor Speed ​​Controller Circuit

Sa post na ito tinatalakay namin ang paggawa ng isang simpleng 3 phase induction motor speed controller circuit, na maaari ring mailapat para sa isang solong phase induction motor o literal para sa anumang uri ng AC motor.

Kapag tungkol sa pagkontrol sa bilis ng mga induction motor , karaniwang ginagamit ang mga converter ng matrix, na kinasasangkutan ng maraming mga kumplikadong yugto tulad ng mga filter ng LC, bi-directional arrays ng switch (gamit ang IGBTs) atbp.

Ang lahat ng ito ay nagtatrabaho para sa huli na makamit ang isang tinadtad na signal ng AC na ang duty cycle ay maaaring maiakma gamit ang isang kumplikadong microcontroller circuit, sa wakas ay nagbibigay ng kinakailangang kontrol sa bilis ng motor.

Gayunpaman maaari kaming mag-eksperimento at subukang makamit ang isang 3-phase induction motor speed control sa pamamagitan ng isang mas simpleng konsepto gamit ang advanced zero crossing detector opto coupler ICs, isang power triac at isang PWM circuit.

Paggamit ng Zero Crossing Detector Opto Coupler

Salamat sa serye ng MOC ng mga optocoupler na gumawa ng mga triac control circuit na lubhang ligtas at madaling i-configure, at payagan ang isang walang abala na pagsasama ng PWM para sa inilaan na mga kontrol.

Sa isa sa aking naunang mga post ay tinalakay ko ang isang simple Malambot na pagsisimula ng motor circuit ng PWM na nagpatupad ng MOC3063 IC para sa pagbibigay ng isang mabisang malambot na pagsisimula sa nakakonektang motor.

Dito rin ginagamit namin ang isang magkatulad na pamamaraan para sa pagpapatupad ng ipinanukalang 3 phase induction motor speed controller circuit, ipinapakita ng sumusunod na imahe kung paano ito magagawa:

Sa figure maaari nating makita ang tatlong magkatulad na mga yugto ng opto ng coupler ng MOC na naka-configure sa kanilang karaniwang mode ng triac regulator, at ang panig ng pag-input na isinama sa isang simpleng IC 555 PWM circuit .

Ang 3 MOC circuit ay naka-configure para sa paghawak ng 3 phase AC input at paghahatid ng pareho sa nakalakip na induction motor.

Ang input ng PWM sa nakahiwalay na gilid ng control ng LED ng opto ay tumutukoy sa chopping ratio ng 3 phase AC input na pinoproseso ng MOC ICS.

Paggamit ng IC 555 PWM Controller (Zero Voltage Switching)

Nagpapahiwatig iyon, sa pamamagitan ng pagsasaayos ng Ang palayok ng PWM na nauugnay sa 555 IC epektibo na makontrol ng isa ang bilis ng induction motor.

Ang output sa pin # 3 nito ay may magkakaibang pag-ikot ng tungkulin na kung saan ay lilipat din ang mga output triac nang naaayon, na magreresulta sa alinman sa pagtaas ng halaga ng AC RMS o pagbawas ng pareho.

Ang pagdaragdag ng RMS sa pamamagitan ng mas malawak na PWMs ay nagbibigay-daan sa pagkuha ng isang mas mataas na bilis sa motor, habang ang pagbawas ng AC RMS sa pamamagitan ng mas makitid na PWMs ay gumagawa ng isang kabaligtaran na epekto, iyon ang sanhi ng motor na proporsyonal na mabagal.

Ang mga tampok sa itaas ay ipinatupad na may maraming katumpakan at kaligtasan dahil ang mga IC ay nakatalaga sa maraming panloob na sopistikadong mga tampok, partikular na inilaan para sa pagmamaneho ng mga triac at mabibigat na inductive load tulad ng mga induction motor, solenoids, valve, contactor, solid state relay atbp.

Tinitiyak din ng IC ang isang perpektong nakahiwalay na operasyon para sa yugto ng DC na nagbibigay-daan sa gumagamit na magsagawa ng mga pagsasaayos nang walang takot sa isang elektrikal na pagkabigla.

Ang prinsipyo ay maaari ding mahusay na magamit para sa pagkontrol ng solong yugto ng bilis ng motor, sa pamamagitan ng paggamit ng isang solong MOC IC sa halip na 3.

Ang disenyo ay talagang batay sa proporsyonal na drive ng triac ng oras teorya. Ang itaas na IC555 PWM circuit ay maaaring iakma upang makabuo ng isang 50% na cycle ng tungkulin sa mas mataas na dalas, habang ang mas mababang PWM circuit ay maaaring magamit para sa pagpapatupad ng pagpapatakbo ng kontrol sa bilis ng induction motor sa pamamagitan ng mga pagsasaayos ng nauugnay na palayok.

Ang 555 IC na ito ay inirerekumenda na magkaroon ng medyo mas mababang dalas kaysa sa itaas na IC 555 circuit. Maaari itong gawin sa pamamagitan ng pagtaas ng pin # 6/2 capacitor sa paligid ng 100nF.

TANDAAN: NAGDADARAMING Angkop na mga INDUKTOR SA SERYUS NA MAY MGA DALAWANG PANG-PHASE AY MAAARING mapabuti ang mabilis na pagganap na pagpapatupad ng SYSTEM.

Datasheet para sa MOC3061

Ipinapalagay Waveform at Phase Control gamit ang nasa itaas na Konsepto:

Ang ipinaliwanag sa itaas na paraan ng pagkontrol ng isang 3-phase induction motor ay talagang krudo dahil mayroon ito walang V / Hz control .

Gumagamit lamang ito ng paglipat ng mains ON / OFF sa iba't ibang mga rate upang makabuo ng isang average na lakas sa motor at makontrol ang bilis sa pamamagitan ng pagbabago ng average AC sa motor.

Pag-isipan kung ibabago mo nang manu-mano ang motor nang 40 beses o 50 beses bawat minuto. Magreresulta iyon sa pagbagal ng iyong motor sa ilang kamag-anak na average na halaga, ngunit patuloy na gumagalaw. Ang prinsipyo sa itaas ay gumagana sa parehong paraan.

Ang isang mas teknikal na diskarte ay ang disenyo ng isang circuit na tinitiyak ang isang tamang kontrol ng V / Hz ratio at awtomatikong inaayos ang pareho depende sa bilis ng slip o anumang mga pagbabago-bago ng boltahe.

Karaniwan naming ginagamit ang mga sumusunod na yugto:

1. H-Bridge o Full Bridge IGBT driver Circuit
2. 3-Phase Generator Stage para sa pagpapakain ng Buong Bridge Circuit
3. V / Hz PWM Processor

Paggamit ng isang buong Bridge IGBT control Circuit

Kung ang mga setting ng pag-set up ng nasa itaas na triac based na disenyo ay nakakatakot sa iyo, ang sumusunod na buong tulay na PWM batay sa induction motor control control ay maaaring subukan:

Ang circuit na ipinapakita sa itaas na pigura ay gumagamit ng isang solong driver ng full-bridge driver IC IRS2330 (pinakabagong bersyon ay 6EDL04I06NT) na mayroon ng lahat ng mga tampok na in-built upang masiyahan ang isang ligtas at isang perpektong operasyon ng 3 yugto ng motor.

Ang IC ay nangangailangan lamang ng isang naka-synchronize na 3 phase input ng lohika sa kabuuan ng mga HIN / LIN na pinout para sa pagbuo ng kinakailangang 3 phase oscillating output, na sa wakas ay ginagamit para sa pagpapatakbo ng buong network ng IGBT na tulay at ang konektadong 3 phase motor.

Ang kontrolin ang bilis ng iniksyon na PWM ay ipinatupad sa pamamagitan ng 3 magkakahiwalay na kalahating yugto ng mga driver ng NPN / PNP, na kinokontrol ng isang feed na SPWM mula sa isang generator ng IC 555 PWM na nakikita sa aming mga nakaraang disenyo. Ang antas ng PWM na ito ay maaaring magamit sa huli para sa pagkontrol ng bilis ng induction motor.

Bago natin malaman ang aktwal na paraan ng pagkontrol ng bilis para sa induction motor, unawain muna natin kung paano ang awtomatiko Pagkontrol ng V / Hz maaaring makamit gamit ang ilang mga IC 555 circuit, tulad ng tinalakay sa ibaba

Ang Awtomatikong V / Hz PWM Processor Circuit (Closed Loop)

Sa mga seksyon sa itaas natutunan namin ang mga disenyo na makakatulong sa induction motor na lumipat sa rate na tinukoy ng gumagawa, ngunit hindi ito aakma ayon sa isang pare-pareho na ratio ng V / Hz maliban kung ang sumusunod na PWM processor ay isinama sa H -Bridge PWM input feed.

Ang circuit sa itaas ay isang simple PWM generator na gumagamit ng isang pares ng IC 555 . Bumubuo ang IC1 ng dalas ng PWM na na-convert sa mga triangle na alon sa pin # 6 ng IC2 sa tulong ng R4 / C3.

Ang mga alon ng tatsulok na ito ay inihambing sa sinewave ripple sa pin # 5 ng IC2. Ang mga sample na ripples na ito ay nakuha sa pamamagitan ng pagwawasto ng 3 phase AC mains sa isang 12V AC ripple at pinakain sa pin # 5 ng IC2 para sa kinakailangang pagproseso.

Sa pamamagitan ng paghahambing ng dalawang form ng alon, isang naaangkop na dimensyon Nabuo ang SPWM sa pin # 3 ng IC2, na nagiging pagmamaneho PWM para sa H-bridge network.

Paano gumagana ang V / Hz Circuit

Kapag ang kapangyarihan ay nakabukas SA capacitor sa pin # 5 ay nagsisimula sa pamamagitan ng pag-render ng isang zero boltahe sa pin # 5 na sanhi ng pinakamababang halaga ng SPWM sa H-bridge circuit , na siya namang nagbibigay-daan sa induction motor na magsimula sa isang mabagal na unti-unting malambot na pagsisimula.

Tulad ng pagsingil ng capacitor na ito, tumataas ang potensyal sa pin # 5 na proporsyonal na pagtaas ng SPWM at nagbibigay-daan sa motor na makakuha ng bilis nang unti.

Maaari rin naming makita ang isang circuit ng feedback ng tachometer na isinama rin sa pin # 5 ng IC2.

Ito tachometer sinusubaybayan ang bilis ng rotor o ang bilis ng slip at bumubuo ng karagdagang boltahe sa pin # 5 ng IC2.

Ngayon habang pinapataas ng bilis ng motor ang bilis ng slip ay sumusubok na mag-synchronize sa dalas ng stator at sa proseso ay nagsisimula itong makakuha ng bilis.

Ang pagtaas sa induction slip na ito ay nagdaragdag ng proporsyonal na boltahe ng tachometer na siyang nagiging sanhi ng pagtaas ng IC2 ng Output ng SPWM at ito naman ay lalong nagdaragdag ng bilis ng motor.

Sinusubukan ng pagsasaayos sa itaas na mapanatili ang ratio ng V / Hz sa isang medyo pare-pareho na antas hanggang sa wakas kapag ang SPWM mula sa IC2 ay hindi na madagdagan pa.

Sa puntong ito ang bilis ng slip at ang bilis ng stator makakuha ng isang matatag na estado at ito ay pinananatili hanggang sa ang boltahe ng pag-input o ang bilis ng slip (dahil sa pag-load) ay hindi nabago. Sa kaso na ito ay binago ang V / Hz processor circuit ay muling kumilos at nagsisimulang ayusin ang ratio para sa pagpapanatili ng pinakamainam na tugon ng bilis ng induction motor.

Ang tachometer

Ang Tachometer circuit Maaari ding maitayo nang mura gamit ang sumusunod na simpleng circuit at isinasama sa nabanggit na mga yugto ng circuit:

Paano Maipatupad ang Control ng Bilis

Sa mga talata sa itaas naintindihan namin ang awtomatikong proseso ng regulasyon na maaaring makamit sa pamamagitan ng pagsasama ng a feedback ng tachometer sa isang awtomatikong pagsasaayos ng circuit ng SPWM controller.

Alamin natin ngayon kung paano ang bilis ng isang induction motor ay maaaring makontrol sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng dalas, na sa huli ay pipilitin ang SPWM na i-drop at mapanatili ang tamang ratio ng V / Hz.

Ipinapaliwanag ng sumusunod na diagram ang yugto ng pagkontrol ng bilis:

Makikita natin dito ang isang 3-phase generator ng circuit gamit ang IC 4035 na ang dalas ng phase shift ay maaaring iba-iba sa pamamagitan ng pag-iba-iba ng input ng orasan sa pin na # 6 nito.

Ang 3 phase signal ay inilapat sa buong 4049 IC gate para sa paggawa ng kinakailangang HIN, LIN feed para sa buong -bridge network ng driver.

Ipinapahiwatig nito na sa pamamagitan ng naaangkop na pagkakaiba-iba ng dalas ng orasan ng IC 4035, maaari nating mabisa nang mabisa ang operating 3-phase frequency ng induction motor.

Ito ay ipinatupad sa pamamagitan ng isang simpleng IC 555 astable circuit na nagpapakain ng isang naaayos na dalas sa pin # 6 ng IC 4035, at pinapayagan na maiakma ang dalas sa pamamagitan ng nakakabit na 100K na palayok. Ang capacitor C ay kailangang kalkulahin tulad ng ang naaayos na saklaw ng dalas ay nasa loob ng tamang pagtutukoy ng nakakonektang induction motor.

Kapag ang palayok ng dalas ay iba-iba, ang mabisang dalas ng induction motor ay nagbabago rin, na tumutugma sa bilis ng motor.

Halimbawa kapag nabawasan ang dalas, nagiging sanhi upang mabawasan ang bilis ng motor, na kung saan ay sanhi upang mabawasan ang proporsyonal na boltahe ng output.

Ang proporsyonal na pagbawas sa output ng tachometer ay pinipilit ang SPWM na paliitin at pagkatapos ay hilahin pababa ang output ng boltahe sa motor nang proporsyonal.

Ang pagkilos na ito naman ay tinitiyak na ang ratio ng V / Hz ay ​​pinananatili habang kinokontrol ang bilis ng induction motor sa pamamagitan ng kontrol sa dalas.

Babala: Ang konsepto sa itaas ay idinisenyo lamang sa mga pagpapalagay na panteorya lamang, mangyaring magpatuloy sa pag-iingat.

Kung mayroon kang anumang karagdagang pag-aalinlangan tungkol sa disenyo ng 3-phase induction motor na bilis ng motor na ito, malugod kang ma-post ang pareho sa pamamagitan ng iyong mga komento.