Преобразователь однофазного сетевого напряжения в трехфазное частотой 50-400 Гц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы

 Комментарии к статье

Этот преобразователь предназначен для питания от бытовой электросети трехфазных асинхронных электродвигателей мощностью до 1000 Вт на 36 и 42 В при номинальной частоте до 400 Гц. Такие двигатели обычно применяют в промышленном переносном электроинструменте.

Отличительные особенности данного устройства - относительно небольшие габариты и возможность подключения двигателей с разной номинальной частотой, а также изменения в некоторых пределах частоты вращения вала двигателя путем регулировки частоты питающего напряжения. При соответствующей замене трансформатора и других элементов силовых узлов преобразователь можно приспособить для питания двигателей с иным номинальным напряжением и большей мощности.

Рис. 1

Схема преобразователя показана на рис. 1. На логических элементах DD1.1, DD1.2, DD1.4 собран мультивибратор, частоту колебаний которого можно изменять переменным резистором R2 в пределах 150... 1200 Гц. Частота трехфазной импульсной последовательности, формируемой узлом на микросхемах DD2, DD3 и элементе DD1.3, и выходного трехфазного напряжения получается в три раза меньше - 50...400 Гц. Для перехода к другому частотному интервалу придется изменить емкость конденсатора С1.

К выходам элементов DD3.2-DD3.4 подключены узлы А1-A3. формирующие напряжение фаз А, В и С, подаваемое на электродвигатель через разъем Х1. Поскольку эти узлы совершенно одинаковы, рассмотрим схему лишь одного из них - А1. Его работу поясняют имеющиеся на рис. 1 осциллограммы сигналов в характерных точках.

На ОУ DA1 собран интегратор, преобразующий прямоугольные импульсы в напряжение симметричной пилообразной формы. Транзисторы VT1, VT3, VT5, VT8 открыты, когда напряжение на выходе ОУ выше Unop1- На выходе формирователя напряжение в этом состоянии близко к -20 В. Когда выходное напряжение ОУ ниже Uпор.2, открыты транзисторы VT2, VT4, VT6, VT7 и напряжение на выходе формирователя становится равным +20 В.

При промежуточных (между Uпop.1, и Uпор2) значениях напряжения на выходе ОУ все транзисторы формирователя закрыты и фазный провод А отключен от источников напряжения +20 В и -20 В. Поскольку между закрыванием одной группы транзисторов и открыванием другой обязательно проходит некоторое время, обусловленное разностью порогов и скоростью изменения напряжения на выходе интегратора, одновременное открывание всех транзисторов с протеканием через них "сквозного" тока исключено.

Рис. 2

Схема блока питания преобразователя изображена на рис. 2. В нем установлен трансформатор Т1 габаритной мощностью 800 ВА. Это позволяет питать от преобразователя такие трехфазные электроинструменты на номинальную частоту 200 Гц, как дрель ИЭ-1025А, гайковерт ИЭ-3601Б, шлиф-машина ИЭ-2004Б и др. Обмотка II этого трансформатора напряжением 30 В рассчитана на ток 20 А, а обмотка III напряжением 36 В - на ток 0,5...0,8 А. Если обмотки III у выбранного трансформатора нет, переменное напряжение 36 В можно получить от отдельного маломощного трансформатора.

К обмотке II трансформатора Т1 подключен управляемый выпрямитель на диодах VD4, VD5 и оптодинисторах U1, U2. С помощью узла на транзисторе VT3 включение выходных напряжений +20 В и -20 В, питающих мощные транзисторы преобразователя, задерживается на 1...2с относительно остальных выходных напряжений блока. Это сделано для того, чтобы формирование трехфазной последовательности импульсов успело принять стационарный характер, прежде чем заработают мощные узлы. Резистор R10 предназначен для ограничения пускового тока электродвигателя.

Остальные выходные напряжения получают от выпрямителя на диодном мосте VD2, работающего от обмотки III трансформатора Т1. Обратите внимание на стабилизатор напряжения питания цифровых микросхем. Нужные для этого 5 В образуются суммированием двух напряжений разной полярности, получаемых со стабилизаторов на транзисторах VT1 и VT2. Подстроечным резистором R1 регулируют эти напряжения, сохраняя их сумму неизменной. Это необходимо для достижения симметрии пилообразного напряжения, формируемого интеграторами узлов А1 - A3, относительно верхнего и нижнего порогов открывания транзисторов в этих узлах. Транзисторы VT1 и VT2 установлены на теплоотводах площадью не менее 30 см2 каждый.

Преобразователь собран в корпусе размерами 350x210x180 мм. Внутри корпуса находится шасси, на котором закреплены детали блока питания - трансформатор Т1, конденсаторы С7, С8 с шунтирующими их резисторами. Диоды VD3, VD4 и оптодинисторы U1, U2 установлены на общем ребристом теплоотводе размерами 110x80x30 мм.

Остальные детали блока питания смонтированы на плате из стеклотекстолита размерами 140x60 мм. На аналогичной плате размерами 140x110 мм находятся детали собственно преобразователя, за исключением мощных полевых транзисторов, вынесенных на отдельную плату таких же размеров. Каждый из этих транзисторов снабжен отдельным ребристым теплоотводом размерами 40x30x10 мм. Места теплового контакта транзисторов с теплоотводами промазаны теплопроводящей пастой.

На лицевой панели корпуса расположены выключатель SA1, держатели плавких вставок FU1 и FU2, регулятор частоты трехфазного напряжения - переменный резистор R2 (см. рис. 1) и разъем Х1 - стандартная розетка для подключения электроинструментов. Особенность этой розетки заключается в том, что вилку к ней можно подключить двумя способами, обеспечивающими разный порядок чередования фаз и, следовательно, разные направления вращения вала двигателя. Штыри вилки имеют размеры 20x6,5x1,5 мм. Главное требование к разъему - допустимый ток не менее 25 А на фазу.

Примененные в преобразователе отечественные микросхемы можно заменять аналогичными импортными: К155ЛАЗ - 7400, К155ИЕ4 - 7492, К155ЛП5 - 7486, КР140УД708 - цА741 или NE5534. В блоке питания вместо диодов Д243А можно установить Д231А, а вместо оптодинисторов ТО125-12,5 - ТО132-25. Диодный мост КЦ402Г заменяется на КЦ405Г. Остальные диоды и стабилитроны - подходящие отечественные или импортные.

Конденсатор С1 (см. рис. 1) - пленочный К73-17, остальные - керамические К10-17. Подойдут, конечно, и аналогичные импортные конденсаторы.

Резистор R10 в блоке питания изготовлен из отрезка нихромовой проволоки диаметром 1,5 мм и длиной 120... 150 мм, свитого в спираль внешним диаметром 10 мм. На концах спирали закреплены винтами М4 с гайками луженые лепестки для припайки проводов. Резисторы R11, R12 в том же блоке - ПЭВ-7,5 или импортные номинальной мощностью не менее 5 Вт. Подстроечный резистор R1 - импортный аналог СПЗ-19.

Конденсаторы С1, С2 этого блока - пленочные К73-17. Оксидные конденсаторы: С4 - танталовый К53-18; С5, С6 - серии SE фирмы ТЕАРО; С7, С8 - К50-18; остальные - фирмы JAMICON. Конденсаторы К50-18 можно заменить К50-37, КЕА-И-10 болгарского производства или конденсаторами стандарта DIN41250, выпускавшимися в ГДР.

Преобразователь подключают к сети трехпроводным кабелем с заземляющим проводом (РЕ), соединенным с корпусом прибора, его металлическим шасси и с магнитопроводом трансформатора Т1.

При налаживании изготовленного преобразователя прежде всего подают напряжение питания на микросхемы DD1- DD3 (см. рис. 1) и убеждаются, что на выходах элементов DD3.2- DD3.4 имеется трехфазная импульсная последовательность. Переменным резистором R2 устанавливают максимальную частоту импульсов.

Затем подают напряжение питания (+12 В и-12 В) на ОУ DA1 вузлеА1 и на аналогичные ОУ в узлах А2 и A3. Наблюдая с помощью осциллографа треугольные импульсы на выходах ОУ, подстроечным резистором R1 (см. рис. 2) добиваются их максимальной симметрии относительно общего провода. Неидентичность формы сигналов на выходах трех ОУ можно устранить подборкой в небольших пределах емкости конденсатора C3 (см. рис. 1) и соответствующих ему конденсаторов в узлах А2 и A3.

При уменьшении частоты задающего генератора треугольные импульсы вследствие перехода ОУ в режим ограничения принимают форму трапеции, но это никак не сказывается на работе преобразователя, так как скорость изменения напряжения в интервалах между порогами остается прежней.

Прежде чем соединять коллекторы транзисторов VT5 и VT6 с цепями затворов полевых транзисторов VT7 и VT8, необходимо временно подключить к упомянутым коллекторам через резистивную цепь, показанную на рис. 3, вход осциллографа. Форма наблюдаемых таким образом импульсов должна быть инверсной, показанной на самой нижней осциллограмме на рис. 1. При необходимости изменить длительность паузы между импульсами подбирают резистор R6. Ее значительного сокращения можно добиться, заменив диоды VD1 и VD2 (одновременно!) перемычками.

Проверив и наладив таким же образом узлы А2 и A3 и удалив временные подключения, можно подать сигналы на затворы полевых транзисторов, как показано на схеме рис. 1, убедиться, что форма сигналов на гнездах розетки Х1 соответствует требуемой и приступать к практической работе с преобразователем.

Автор: В. Костицын, г. Бийск Алтайского края; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Преобразователи напряжения, выпрямители, инверторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Тепловизионная камера для дронов 21.12.2015 Компания DJI объявила о создании в сотрудничестве с FLIR тепловизионной камеры Zenmuse XT для дронов Inspire One и Matrice 100. Камеру Zenmuse XT можно будет использовать для выявления пожаров на ранней стадии возгорания, поисково-спасательных работ и измерения тепловой эффективности домов. Китайский производитель DJI пользуется заслуженной популярностью среди кинематографистов и любителей полетов дронов, но сейчас компания стала больше внимания уделять корпоративному сегменту, выпустив недавно модель Agras MG-1 для распыления пестицидов. Камера Zenmuse XT выпускается в двух вариантах с поддержкой разрешения 640 х 512 точек и 336 х 256 точек. Управление камерой осуществляется с помощью приложения DJI Go. Как утверждает компания FLIR, чувствительность камеры составляет около 0,1 градуса Цельсия (50 мК с диафрагмой f/1). Камера крепится с помощью стандартной системы шарниров, используемой в дронах Inspire One и Matrice, поэтому не составит особого труда поменять ее местами с другими камерами, используемыми в дронах DJI. Дрон Matrice 100 может находится в полете до 35 минут, а Inspire One - до 22 минут. Камера поступит в продажу в первом квартале 2016 г.

Другие интересные новости:

▪ Высокоскоростной сенсор формата 4K от Sony

▪ Лунная навигация

▪ Бесполезное расходование электроэнергии электронными устройствами

▪ Samsung продолжает поддерживать Rambus

▪ Фотонный процессор

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Резерфорд Эрнест. Биография ученого

▪ статья Кто придумал велосипед? Подробный ответ

▪ статья Коммивояжер. Должностная инструкция

▪ статья Телевизор в качестве осциллографа. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конвертер TRAN - C. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025