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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Данные передаются в момент рукопожатия 27.12.2002 Японская компания "NTT DoCoMo" разработала систему, позволяющую передавать данные со скоростью до 10 Мбит/с между двумя переносными компьютерами в момент, когда их владельцы обмениваются рукопожатиями. Работа этой системы, которая, в отличие от беспроводных технологий передачи данных, намного лучше защищена от несанкционированного съема информации, возможна благодаря тому, что кожные покровы человека обладают сравнительно неплохой проводимостью. Другим возможным применением новинки может стать ее использование для автоматической идентификации личности, например, при касании дверной ручки или клавиатуры компьютера.

Другие интересные новости:

▪ Видеокарты EVGA GeForce GTX 1650 GDDR6

▪ Солнечный дымоход

▪ Усталость от мыслей

▪ Яд паука спасет при сердечном приступе

▪ Домашняя камера наблюдения D-Link DCS-8200LH HD

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана и безопасность. Подборка статей

▪ статья Что наша жизнь? Игра! Крылатое выражение

▪ статья Какие насекомые рождаются уже беременными? Подробный ответ

▪ статья Инженер по пожарной безопасности. Должностная инструкция

▪ статья Походный электростимулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Биметаллический терморегулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026