Frequenzumrichter für Einphasen-Motor

[Forhorse]

Durch Zufall bin ich gestern Abend beim Surfen auf einen Antragszettel für einen Mikrochip gestoßen, der mich wirklich interessierte.

Dies sind die Pläne und die Firmware zum Bau eines kleinen Frequenzumrichters (Geschwindigkeitsreglers) für Einphasenmotoren.
Auf den ersten Blick sind die Komponenten in Frankreich zu finden und die Umsetzung scheint mir nicht allzu kompliziert zu sein.
Neben dem Vorteil, dass die Drehzahl eines Monomotors leicht variiert werden kann, ermöglicht diese Baugruppe auch den Verzicht auf den klassischen Kondensator, der zum Drehen des Motors dient und sehr oft eine Ursache für Ausfälle darstellt.
Soweit ich weiß, ermöglicht eine kleine Änderung der Firmware die Versorgung eines Drehstrommotors.
Es ist auf einen Motor mit maximal 2.2 kW begrenzt, aber das ist nicht schlecht und ich denke, es könnte einige Heimwerker interessieren.

Ich habe im Moment keine Zeit, mich näher mit diesem Projekt zu befassen, ich werde es für später aufheben. Aber ich wollte diese kleine Entdeckung mit Ihnen teilen.
https://www.econologie.com/fichiers/partager2/1283849662vKhTYN.pdf

Diese Anwendungsnotiz und die Firmware-Quellcodes finden Sie auf der Website von Mikrochip

Sobald ich Zeit habe, schaue ich mir das Projekt ernsthaft an, denn der Bau eines kleinen Frequenzumrichters hat mich schon immer interessiert. Und warum nicht hier einen kleinen Bausatz mit Bauteilen und Leiterplatten für diejenigen anbieten, die einen solchen Antrieb bauen möchten, aber nicht unbedingt über das Wissen oder die Ausrüstung verfügen, um dies selbst zu tun?

[Quarz]

Hallo alle,

Nur eine kleine Warnung zum System,
In den meisten Fällen verfügen einphasige Asynchron-Kondensatormotoren nicht über zwei völlig identische Wicklungen.
Die Verwendung eines Kondensators an einer der beiden Phasen ermöglicht es, eher einen Hinweis auf die Drehrichtung beim Start als auf ein tatsächliches Drehmoment zu geben.
Der maximale Strom auf der vom Kondensator gelieferten Phase ist praktisch halb so groß wie der der Hauptphase.
Mit Ausnahme einer Kuh kommt es auf die Motoren und deren Verwendung an.

Der Phasenkondensator wird effektiv entfernt,
Andererseits benötigt man nach der Gleichrichtung des Sektors Glättungskondensatoren.
Auch nicht billig, im Durchschnitt benötigt man für einen Stromfresser etwa 500µF.
Ermitteln Sie die Kosten, gerundet auf 470 µF, was ein standardisierter Wert ist, alles unter 400 bis 450 V.

Trotzdem ist die Idee immer noch relevant. Vielen Dank für das Datenblatt, das gut gemacht ist.

A+

PS: Auf Seite 15 unten rechts im Dokument gibt es ein kleines Diagramm, das die beiden Phasen zeigt, eine ist Main und die andere Aux, also berücksichtigen sie das, das ist ein guter Punkt.

[chatelot16]

Interessant, aber es gibt keine Informationen zu den Leistungstransistoren und noch weniger zum Haupttransistor: der Schnittstelle zwischen Spitze und Transistor

Die Bestellung der 3 unteren Transistoren ist einfach: Verstärken Sie sie einfach ein wenig

Für die Transistoren oben braucht man eine Isolationsschaltung, da sie völlig in der Spannung wandern: Bei mir werden es 3 Transformatoren sein

Manche ziehen es vor, die Spitze vollständig zu isolieren: Dafür sind 6 Transistor-Steuertransformatoren und auch isolierte Systeme zur Messung von Spannung und Strom erforderlich

Ich ziehe es vor, die Masse der Spitze zur Masse der Transistorbrücke zu addieren


Diese Anwendungsnotiz ist interessant, vermittelt aber nicht wirklich das Wesentliche

[Quarz]

Hoppla!!

[Quarz]

Für diese Art von Anwendung ist es am besten, IGBTs zu verwenden, die von Optokopplern angetrieben werden.
Wichtige Information zu Optokopplern ist, dass ihre Ansteuerung durch Kurzschluss der Eingangsdiode erfolgen muss.
Ich erkläre es mir in einer Niederspannungsanwendung, es reicht aus, einen Strom in die Eingangsdiode des Opto einzuspeisen, er wird am Ausgang gesteuert,
Dann unterbrechen wir den Eingangsstrom und er schaltet am Ausgang ab.
Wenn es um Hochspannungs- und Hochstromanwendungen geht,
Wenn der Optokoppler ausgeschaltet ist, wird ein Wellenzug erzeugt, der ziemlich signifikante Schaltoberwellen erzeugt.
Diese Oberwellen sind stark genug, um durch kapazitive Kopplung innerhalb des ICs die Leitung zum Optokoppler wiederherzustellen.
Und da ist das Drama ..... die beiden Totoren fahren gleichzeitig, so Courjus.
Der Trick besteht darin, die Eingangsdiode kurzzuschließen, um den Opto auszuschalten.
Schauen Sie dort auf Seite 13 nach, Sie werden es besser verstehen, Abbildung 22 zeigt Ihnen, was Sie nicht tun sollten.
Die Abbildungen 21 oder 23 hingegen ermöglichen es, alle auftretenden Spannungen an den Anschlüssen der Eingangsdiode zu stoppen.
durch den Befehl auf natürliche Weise gelöscht, was einen Kurzschluss darstellt.

A+

[chatelot16]

Optokoppler übertragen Informationen, aber keine Energie

Es ist daher auch für jeden Transistor eine isolierte Stromversorgungsschaltung erforderlich, um den Verstärker zu versorgen, der dem Optokoppler folgt

Deshalb bevorzuge ich die guten alten Transformatoren, die die ganze Arbeit zuverlässig erledigen ... Was die Sache natürlich einfacher macht, ist, dass ich meine Wicklungen selbst mache und so genau das machen kann, was ich will

Bei geringem Stromverbrauch bevorzuge ich den echten MOS-FET: Bei einem ausreichend niedrigen RDS gibt es einen geringeren Spannungsabfall als beim IGBT und es werden keine großen Strahler eingebaut

Noch eine Anmerkung: Bei meiner Fehlersuche an Industrieanlagen stelle ich fest, dass die Optokoppler oft defekte Schwachstellen sind: Die Impulstransformatoren sind ewig...

[Forhorse]

Schauen Sie sich das Diagramm genauer an...
Als Leistungstransistoren kommen IGBTs in Form einer Drehstrombrücke und deren Ansteuerlogik zum Einsatz.
IRAMS10UP60A (35€ HT bei Farnell, 26€ bei Radiospares)
Es muss auch wirklich nichts angepasst werden, es ist alles angegeben.

[chatelot16]

Quarzton-Optokoppler enthält den Verstärker zur direkten Steuerung des IGBT

Ich bevorzuge es, die Funktionen zu trennen: einen einfachen Optokoppler zum Isolieren und ein paar Transistoren zum Verstärken

[Quarz]

Persönlich arbeite ich mit Optokopplern, die einen Spitzenstrom von 2 A durchlassen, um IGBTs mit 70 A unter 600 V zu steuern, und das funktioniert schon seit langer Zeit.
Das Datenblatt, das ich verlinkt habe, zeigt genau einen Opto-Treiber dieses Typs.
Allerdings funktioniert der Transformator auch sehr gut, ist aber für den Einzelnen möglicherweise weniger leicht zu finden.

Mosfets sind historisch gesehen anfälliger als IGBTs, darüber hinaus werden IGBTs derzeit in der neuesten Generation von Eisenbahnen eingesetzt.
Der Spannungsabfall an den Klemmen wird zunehmend geringer und die Verlustleistung sehr gering.
Der Frequenzumrichter bis 5KW hat keine Kühlkörper.

Die Mosfets werden mit rdsON im freien Fall immer stabiler.
Kein Kühlkörper auch bis zu relativ hoher Leistung.
Danach ist alles eine Frage der Kosten und der Verfügbarkeit der Komponenten.
aber die Technologien sind es wert.

A+

[chatelot16]

Das habe ich nicht verstanden: Alles ist im gleichen Isolationsmodul, der gleichen Steuerung und 6 IGBTs

wie schrecklich ! Wie beheben wir das Problem?

Ich weigere mich, Leistung und Kontrolle zu vermischen ... natürlich verdirbt das bei 26 Euro bei Radiospare den Job ein wenig, während die separate Komponente vielleicht wieder zum gleichen Preis kommt, aber in 20 Jahren wird es die Schaltung mit separater Komponente immer noch sein reparierbar, während das Modul nicht gefunden wird

Ich behebe regelmäßig Fehler bei Thyristorantrieben aus dem Jahr 1975: Dort können Sie immer kompatible Komponenten unterbringen ...

Und es sind nicht unbedingt 2 kW erforderlich: Mit separaten Komponenten können Sie günstigere Mosfets für geringe Leistung wählen