Single Phase Variable Frequency Drive VFD Circuit

Tinalakay ng post ang isang solong phase variable frequency drive circuit o isang VFD circuit para sa pagkontrol sa AC motor sped nang hindi nakakaapekto sa kanilang mga pagtutukoy sa pagpapatakbo.

Ano ang VFD

Ang mga motor at iba pang katulad na inductive loads ay partikular na hindi 'kagustuhan' sa pagpapatakbo ng mga dalas na maaaring wala sa loob ng kanilang mga specs sa pagmamanupaktura, at may posibilidad na maging mas hindi mabisa kung sapilitang sa ilalim ng naturang mga hindi normal na kondisyon.

Halimbawa ang isang motor na tinukoy para sa pagpapatakbo na may 60Hz ay ​​maaaring hindi inirerekomenda upang gumana sa mga frequency na 50 Hz o iba pang mga saklaw.

Ang paggawa nito ay maaaring makagawa ng mga hindi kanais-nais na mga resulta tulad ng pag-init ng motor, mas mababa o mas mataas kaysa sa kinakailangang mga bilis at hindi normal na mataas na pagkonsumo na gumagawa ng mga bagay na napaka-episyente at mas mababang pagkasira ng buhay ng nakakonektang aparato.

Gayunpaman ang pagpapatakbo ng mga motor sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng dalas ng pag-input ay madalas na naging isang pagpipilit at sa ilalim ng mga naturang sitwasyon ang isang VFD o isang variable na dalas ng Drive circuit ay maaaring maging napaka madaling gamiting.

Ang VFD ay isang aparato na nagbibigay-daan sa gumagamit na kontrolin ang bilis ng isang AC motor sa pamamagitan ng pag-aayos ng dalas at boltahe ng input supply ayon sa mga pagtutukoy ng motor.

Nangangahulugan din ito na ang isang VFD ay nagbibigay-daan sa amin upang mapatakbo ang anumang AC motor sa pamamagitan ng anumang magagamit na supply ng grid AC anuman ang boltahe at frequency specs nito, sa pamamagitan ng angkop na pagpapasadya ng dalas at boltahe ng VFD alinsunod sa mga pagtutukoy ng motor.

Karaniwan itong ginagawa gamit ang ibinigay na kontrol sa anyo ng isang variable knob na na-scale na may iba't ibang pagkakalibrate ng dalas.

Ang paggawa ng isang VFD sa bahay ay maaaring maging isang mahirap na panukala, subalit ang isang pagtingin sa disenyo na iminungkahi sa ibaba ay nagpapakita na pagkatapos ng lahat ito ay hindi napakahirap buuin ang napaka kapaki-pakinabang na aparatong ito (na dinisenyo ko).

Pagpapatakbo ng Circuit

Ang circuit ay maaaring nahahati sa panimula sa dalawang yugto: Ang yugto ng kalahating brige driver at ang yugto ng generator ng PWM na lohika.

Ang yugto ng drayber ng kalahati ng tulay ay gumagamit ng kalahating driver ng tulay na IC IR2110 na solong nag-aalaga ng mataas na boltahe na motor drive yugto na nagsasama ng dalawang mataas na gilid at mababang bahagi ng mga mosfet.

Sa gayon ang driver IC ay bumubuo sa gitna ng circuit ngunit nangangailangan ng ilang mga bahagi lamang para sa pagpapatupad ng mahalagang pagpapaandar na ito.

Gayunpaman sa itaas ng IC ay mangangailangan ng isang mataas na lohika at isang mababang lohika sa mga frequency para sa pagmamaneho ng konektadong pagkarga sa nais na tiyak na dalas.

Ang mga hi at lo input lohika signal na ito ay naging operating data para sa driver ng IC at dapat na may kasamang mga signal para matukoy ang tinukoy na dalas pati na rin ang mga PWM sa phase kasama ang mains AC.

Ang impormasyon sa itaas ay nilikha ng isa pang yugto na binubuo ng isang pares ng 555 ICs at isang dekada na counter. IC 4017.

Ang dalawang 555 ICs ay responsable para sa pagbuo ng binagong sine wave PWMs na naaayon sa buong sample ng AC AC na nagmula sa isang stepped down na tulay na output ng tagatama.

Ang IC4017 ay gumagana bilang isang totem poste ng output generator ng lohika na ang alternating rate ng dalas ay nagiging MAIN frequency na tumutukoy sa parameter ng circuit.

Ang dalas ng pagtukoy na ito ay nakuha mula sa pin # 3 ng IC1na nagpapakain din sa IC2 na nagpapalitaw na pin at para sa paglikha ng binagong PWMs sa pin # 3 ng IC2.

Ang binagong sine wave PWMs ay nai-scan sa mga output ng 4017 IC bago pakainin ang IR2110 upang maibabaw ang eksaktong 'print' ng binagong PWMs sa output ng kalahating driver ng tulay at sa huli para sa motor na pinapatakbo.

Ang Cx at ang mga halagang 180k na palayok ay dapat na naaangkop na napili o nababagay upang maibigay ang tamang tinukoy na dalas para sa motor.

Ang mataas na boltahe sa kanal ng mataas na bahagi ng mosfet ay dapat ding kalkulahin nang naaangkop at nagmula sa pagwawasto ng magagamit na mains boltahe AC pagkatapos na angkop na paitaas ito o ibababa ito ayon sa mga detalye ng motor.

Ang mga setting sa itaas ay matutukoy ang tamang volts bawat Hertz (V / Hz) para sa partikular na motor.

Ang boltahe ng supply para sa parehong mga yugto ay maaaring gawin sa isang karaniwang linya, pareho para sa koneksyon sa lupa.

Ang TR1 ay isang stepped down 0-12V / 100mA transpormer na nagbibigay ng mga circuit na may kinakailangang mga boltahe ng supply ng operating.

Ang PWM Controller Circuit

Kailangan mong isama ang mga output mula sa IC 4017 mula sa nasa itaas na diagram sa mga input ng HIN at LIN ng sumusunod na diagram, naaangkop. Gayundin, ikonekta ang ipinahiwatig na mga diode ng 1N4148 sa nasa itaas na diagram na may mababang bahagi ng mga pintuang MOSFET tulad ng ipinakita sa diagram sa ibaba.

Ang Buong Driver ng Motor sa Bridge

Update:

Tinalakay sa itaas ang simpleng solong disenyo ng VFD na maaaring karagdagang pasimplehan at pagbutihin sa pamamagitan ng paggamit ng isang buong oscillatory na buong tulay IC IRS2453, tulad ng ipinakita sa ibaba:

Dito ang IC 4017 ay ganap na natanggal dahil ang buong driver ng tulay ay nilagyan ng sarili nitong yugto ng oscillator, at samakatuwid walang kinakailangang panlabas na pag-trigger para sa IC na ito.

Ang pagiging isang buong disenyo ng tulay ang output control sa motor ay may isang buong saklaw ng zero hanggang sa maximum na pagsasaayos ng bilis.

Ang palayok sa pin # 5 ng IC 2 ay maaaring magamit para sa pagkontrol ng bilis at ang metalikang kuwintas ng motor sa pamamagitan ng PWM na pamamaraan.

Para sa kontrol ng bilis ng V / Hz ang Rt / Ct na nauugnay sa IRS2453 at R1 na nauugnay sa IC1 ay maaaring magkakasunod na na-tweak (manu-mano) para sa pagkuha ng naaangkop na mga resulta.

Pinasimple pa

Kung nakita mong napakalaki ng buong seksyon ng tulay, maaari mo itong palitan ng isang P, N-MOSFET batay sa buong circuit ng tulay tulad ng ipinakita sa ibaba. Ang variable na driver ng dalas na ito ay gumagamit ng parehong konsepto maliban sa seksyon ng driver ng buong tulay na gumagamit ng mga P-channel MOSFET sa mataas na bahagi at N-channel MOSFETS sa mababang bahagi.

Bagaman ang pagsasaayos ay maaaring magmukhang hindi mabisa dahil sa paglahok ng P-channel MOSFETs (dahil sa kanilang mataas na RDSon rating), ang paggamit ng maraming mga parallel P-MOSFET ay maaaring magmukhang isang mabisang diskarte para sa paglutas ng mababang isyu ng RDSon.

Narito ang 3 MOSFETs ay ginagamit nang kahanay para sa mga aparato ng P-channel upang matiyak na pinaliit ang pag-init ng mga aparato, sa katapat ng mga katapat na N-channel.