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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Туннель сквозь Землю 13.04.2017 Японские ученые из JAMSTEC объявили о том, что впервые в истории планируют пробурить туннель от поверхности сквозь всю толщу земной коры. Человечество вот уже 50 лет пытается достичь мантии Земли, но раз за разом терпит неудачу. Совсем недавно, к примеру, организация Joint Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling попыталась выполнить эту амбициозную задачу, но смогла продвинуться вглубь лишь на 700 метров. Как известно, земная кора - это внешняя твердая оболочка Земли, являющаяся верхней частью литосферы, и ее толщина колеблется из-за неоднородного рельефа. Для достижения своей цели японские исследователи намерены использовать буровой корабль Chikyu. Это судно отличается от своих собратьев тем, что способно пробурить океаническую кору в три раза глубже, чем суда-предшественники. Толщина коры составляет 5?10 километров, а потому процесс будет происходить в три этапа. Сначала бур углубится на 4 км, потом пройдет еще 5 км коркового слоя и лишь затем даст ученым возможность собрать образцы из мантии. Предварительно испытание начнется у берегов Гавайев в сентябре 2017 года. График проекта до сих пор уточняется, но Нацуэ Абе, исследователь JAMSTEC, сообщил CNN, что датой начала бурения скорее всего будет 2030 год. Точки вблизи Коста-Рики и побережья Мексики также рассматриваются как потенциальное место проведения эксперимента. По словам Абе, у миссии есть несколько главных целей. В первую очередь это, конечно, изучение мантии: для японцев возможность заблаговременно предсказывать сейсмическую активность играет критически важную роль. Кроме того, они хотят лучше понять то, что представляет собой граница между корой и мантией, а геологические образцы расскажут много нового о ранней истории нашей планеты. Проблема, как всегда, кроется в первую очередь в финансировании: масштабное бурение очень и очень затратно. Кроме того, оборудованию явно потребуется модернизация, но недавно разработанные материалы нового поколения уже сделали этот процесс технически выполнимым, по крайней мере на бумаге.

Другие интересные новости:

▪ Ион почувствует силу

▪ Новинки от Dell

▪ Нейроны учат новое, не забывая старое

▪ Электрогенерирующая ткань

▪ Гаджет Xiaomi для дезинфекции смартфонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта И тут появился изобретатель (ТРИЗ). Подборка статей

▪ статья Целлулоид. История изобретения и производства

▪ статья Откуда берется ветер? Подробный ответ

▪ статья Наперстянка Шишкина. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Как рассчитать дроссель с сердечником. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушные линии электропередачи напряжением до 1 кВ. Общие требования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026