Mạch điều chỉnh điện áp đầu ra biến tần tự động

Vấn đề chung với nhiều biến tần giá rẻ là chúng không có khả năng điều chỉnh điện áp đầu ra phù hợp với điều kiện tải. Với bộ biến tần như vậy, điện áp đầu ra có xu hướng tăng khi tải thấp hơn và giảm khi tải tăng.

Các ý tưởng mạch được giải thích ở đây có thể được thêm vào bất kỳ bộ biến tần thông thường nào để bù và điều chỉnh các điều kiện điện áp đầu ra khác nhau của chúng để đáp ứng với các tải khác nhau.

Thiết kế # 1: Hiệu chỉnh RMS tự động sử dụng PWM

Có lẽ có thể coi mạch đầu tiên dưới đây là một cách tiếp cận lý tưởng để thực hiện hiệu chỉnh đầu ra tự động độc lập với tải bằng cách sử dụng PWM từ IC 555.

Mạch hiển thị ở trên có thể được sử dụng hiệu quả như một bộ chuyển đổi RMS được kích hoạt tải tự động và có thể được áp dụng trong bất kỳ bộ biến tần thông thường nào cho mục đích đã định.

IC 741 hoạt động giống như một bộ theo điện áp và hoạt động giống như một bộ đệm giữa điện áp phản hồi đầu ra biến tần và mạch điều khiển PWM.

Các điện trở kết nối với chân số 3 của IC 741 là cấu hình như một bộ chia điện áp , có thể điều chỉnh thích hợp đầu ra AC cao từ nguồn điện thành điện thế thấp hơn một cách tương ứng, dao động giữa 6 và 12V tùy thuộc vào trạng thái đầu ra của biến tần.

Cả hai Mạch IC 555 được cấu hình để hoạt động giống như bộ điều khiển PWM được điều chế. Đầu vào điều chế được áp dụng tại chân số 5 của IC2, so sánh tín hiệu với các sóng tam giác tại chân số 6 của nó.

Điều này dẫn đến việc tạo ra đầu ra PWM tại chân số 3 của nó, chu kỳ làm việc của nó thay đổi để đáp ứng với tín hiệu điều chế tại chân số 5 của vi mạch.

Điện thế tăng lên ở chân số 5 này dẫn đến các PWM thế hệ rộng hoặc PWM với chu kỳ nhiệm vụ cao hơn và ngược lại.

Điều này ngụ ý rằng khi opamp 741 trả lời với điện thế tăng do đầu ra từ biến tần tăng lên làm cho đầu ra của IC2 555 mở rộng xung PWM của nó, trong khi khi đầu ra của biến tần giảm xuống, PWM sẽ thu hẹp tương ứng ở chân số 3 của IC2.

Cấu hình PWM với Mosfets.

Khi các PWM tự động hiệu chỉnh ở trên được tích hợp với các cổng mosfet của bất kỳ biến tần nào sẽ cho phép biến tần tự động điều khiển giá trị RMS của nó để đáp ứng các điều kiện tải.

Nếu tải vượt quá PWM, đầu ra biến tần sẽ có xu hướng xuống thấp, làm cho các PWM mở rộng, do đó sẽ làm cho mosfet BẬT mạnh hơn và điều khiển máy biến áp với nhiều dòng điện hơn, do đó bù lại dòng điện dư do tải

Thiết kế # 2: Sử dụng opamp và Transistor

Ý tưởng tiếp theo thảo luận về một phiên bản opamp có thể được bổ sung với các bộ biến tần thông thường để đạt được điều chỉnh điện áp đầu ra tự động để đáp ứng với các tải hoặc điện áp pin khác nhau.

Ý tưởng rất đơn giản, ngay sau khi điện áp đầu ra vượt qua ngưỡng nguy hiểm được xác định trước, một mạch tương ứng sẽ được kích hoạt để TẮT các thiết bị nguồn biến tần một cách nhất quán, do đó dẫn đến điện áp đầu ra được kiểm soát trong ngưỡng cụ thể đó.

Hạn chế đằng sau việc sử dụng bóng bán dẫn có thể là vấn đề trễ liên quan có thể làm cho việc chuyển đổi khá qua một tiết diện rộng hơn dẫn đến việc điều chỉnh điện áp không chính xác.

Mặt khác, opamps có thể vô cùng chính xác vì chúng sẽ chuyển đổi quy định đầu ra trong một biên độ rất hẹp, giữ cho mức hiệu chỉnh chặt chẽ và chính xác.

Mạch điều chỉnh điện áp tải tự động biến tần đơn giản được trình bày dưới đây có thể được sử dụng hiệu quả cho các ứng dụng được đề xuất và để điều chỉnh đầu ra của biến tần trong bất kỳ giới hạn mong muốn nào.

Mạch điều chỉnh điện áp biến tần được đề xuất có thể được hiểu với sự trợ giúp của các điểm sau:

Một opamp duy nhất thực hiện chức năng của bộ so sánh và bộ dò mức điện áp.

Hoạt động mạch

Điện áp cao AC từ đầu ra máy biến áp được giảm xuống bằng cách sử dụng một mạng phân chia tiềm năng đến khoảng 14V.

Điện áp này trở thành điện áp hoạt động cũng như điện áp cảm nhận cho mạch.

Điện áp giảm dần bằng cách sử dụng một bộ chia tiềm năng tương ứng tương ứng với điện áp thay đổi ở đầu ra.

Pin3 của opamp được đặt thành điện áp DC tương đương tương ứng với giới hạn cần được kiểm soát.

Điều này được thực hiện bằng cách cấp điện áp giới hạn tối đa mong muốn cho mạch và sau đó điều chỉnh 10k giá trị đặt trước cho đến khi đầu ra tăng cao và kích hoạt bóng bán dẫn NPN.

Sau khi cài đặt trên được thực hiện, mạch sẽ sẵn sàng được tích hợp với biến tần cho các hiệu chỉnh dự kiến.

Như có thể thấy bộ thu của NPN cần được kết nối với các cổng của các mosfet của biến tần chịu trách nhiệm cấp nguồn cho máy biến áp nghịch lưu.

Sự tích hợp này đảm bảo rằng bất cứ khi nào điện áp đầu ra có xu hướng vượt qua giới hạn đã đặt, NPN sẽ kích hoạt nối đất các cổng của các mosfet và do đó hạn chế bất kỳ sự gia tăng điện áp nào nữa, việc kích hoạt BẬT / TẮT tiếp tục vô hạn miễn là điện áp đầu ra di chuyển xung quanh khu vực nguy hiểm.

Cần lưu ý rằng việc tích hợp NPN sẽ chỉ tương thích với các mosfet kênh N, nếu biến tần mang các mosfet kênh P, cấu hình mạch sẽ cần sự đảo ngược hoàn toàn của bóng bán dẫn và các sơ đồ chân đầu vào của opamp.

Cũng nên nối đất mạch chung với cực âm của biến tần.

Thiết kế 3: Giới thiệu

Mạch này được yêu cầu bởi một trong những người bạn của tôi, Mr.Sam, người mà những lời nhắc nhở liên tục đã thúc đẩy tôi thiết kế khái niệm rất hữu ích này cho các ứng dụng biến tần.

Mạch biến tần bù đầu ra / hiệu chỉnh đầu ra hoặc đầu ra độc lập tải được giải thích ở đây chỉ ở mức độ khái niệm và chưa được tôi thử nghiệm thực tế, tuy nhiên ý tưởng này có vẻ khả thi vì thiết kế đơn giản của nó.

Hoạt động mạch

Nếu nhìn vào hình, chúng ta thấy rằng toàn bộ thiết kế về cơ bản là một mạch phát PWM đơn giản được xây dựng xung quanh IC 555.

Chúng ta biết rằng trong thiết kế 555 PWM tiêu chuẩn này, các xung PWM có thể được tối ưu hóa bằng cách thay đổi tỷ lệ của R1 / R2.

Thực tế này đã được khai thác một cách thích hợp ở đây cho ứng dụng hiệu chỉnh điện áp tải của biến tần.
An opto-coupler được thực hiện bằng cách niêm phong một đèn LED / LDR sự sắp xếp đã được sử dụng, trong đó LDR của opto- trở thành một trong những điện trở trong 'nhánh' PWM của mạch.

Đèn LED của bộ ghép quang được chiếu sáng thông qua điện áp từ đầu ra biến tần hoặc các kết nối tải.

Điện áp nguồn được giảm xuống một cách thích hợp khi sử dụng C3 và các thành phần liên quan để cấp nguồn cho đèn LED quang.

Sau khi tích hợp mạch với bộ biến tần, khi hệ thống được cấp điện (với tải phù hợp được kết nối), giá trị RMS có thể được đo ở đầu ra và P1 có thể được điều chỉnh để làm cho điện áp đầu ra vừa đủ phù hợp với tải.

Làm thế nào để thiết lập

Cài đặt này có lẽ là tất cả những gì cần thiết.

Bây giờ, giả sử nếu tải được tăng lên, điện áp sẽ có xu hướng giảm ở đầu ra, do đó sẽ làm cho cường độ LED opto giảm.

Việc giảm cường độ của đèn LED sẽ thúc đẩy IC tối ưu hóa các xung PWM của nó sao cho RMS của điện áp đầu ra tăng lên, làm cho mức điện áp cũng tăng lên đến mức cần thiết, sự khởi tạo này cũng sẽ ảnh hưởng đến cường độ của đèn LED. bây giờ sẽ sáng và do đó cuối cùng đạt đến mức tối ưu hóa tự động sẽ cân bằng chính xác các điều kiện điện áp tải của hệ thống ở đầu ra.

Ở đây, tỷ lệ đánh dấu chủ yếu nhằm mục đích kiểm soát tham số yêu cầu, do đó, opto phải được đặt một cách thích hợp ở bên trái hoặc bên phải của hình Kiểm soát PWM phần của vi mạch.

Có thể thử mạch với thiết kế biến tần được hiển thị trong mạch biến tần 500 watt này

Danh sách các bộ phận

• R1 = 330 nghìn
• R2 = 100 nghìn
• R3, R4 = 100 Ohms
• D1, D2 = 1N4148,
• D3, D4 = 1N4007,
• P1 = 22 nghìn
• C1, C2 = 0,01uF
• C3 = 0,33uF / 400V
• OptoCoupler = Tự chế, bằng cách niêm phong đèn LED / LDR mặt đối mặt bên trong hộp chống ánh sáng.

THẬN TRỌNG: THIẾT KẾ ĐƯỢC ĐỀ XUẤT KHÔNG ĐƯỢC PHÁT HÀNH TỪ ĐIỆN ÁP CHÍNH CỦA INVERTER, HÃY THỰC HIỆN CỰC KỲ THẬN TRỌNG TRONG QUÁ TRÌNH KIỂM TRA VÀ THIẾT LẬP.