単相主電源電圧を周波数50〜400Hzの三相に変換します。スキーム、説明

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単相主電源電圧を周波数 50 ～ 400 Hz の三相に変換するコンバータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このコンバーターは、家庭用電源から最大 1000 Hz の公称周波数で 36 および 42 V で最大 400 W の三相非同期電気モーターに電力を供給するように設計されています。このようなモーターは、産業用ポータブル電動工具で一般的に使用されています。

このデバイスの際立った特徴は、比較的小さい寸法と、さまざまな公称周波数のモーターを接続できること、および電源電圧の周波数を調整することによってモーターシャフト速度の特定の制限内で変化することです。変圧器やパワーユニットの他の要素を適切に交換することで、コンバータは異なる定格電圧とより高い電力のモーターに電力を供給するように適合させることができます。

単相主電源電圧を周波数50〜400Hzの三相に変換します
図。 1

コンバータ回路を図1に示します。 1.1.ロジックエレメントDD1.2、DD1.4、DD2にはマルチバイブレータが組み込まれており、その発振周波数は可変抵抗器R150によって1200 ... 2 Hzの範囲で変更できます。マイクロ回路DD3、DD1.3および要素DD50上のノードによって形成される三相パルスシーケンスの周波数、および出力三相電圧は400倍少なく、1 ... XNUMX Hzです。別の周波数間隔に切り替えるには、コンデンサ CXNUMX の静電容量を変更する必要があります。

ノードA3.2〜A3.4は、要素DD1〜DD3の出力に接続されています。コネクタX1を介して電気モーターに供給されるA、B、C相の電圧を形成します。これらのノードはまったく同じであるため、そのうちの1つ（A1）のみの回路を検討してください。彼の仕事は図で説明されています。特徴的なポイントでの信号のXNUMXつの波形。

オペアンプ DA1 には積分器が組み込まれており、矩形パルスを対称のこぎり波電圧に変換します。トランジスタ VT1、VT3、VT5、VT8 は、オペアンプの出力の電圧が Unop1 よりも高いときに開いています。シェーパーの出力では、この状態の電圧は -20 V に近くなります。オペアンプはUpor.2、トランジスタVT2、VT4、VT6、VT7よりも低く、シェーパーの出力の電圧は+20 Vになります。

オペアンプの出力の中間 (Upor.1 と Upor2 の間) の電圧値では、シェーパーのすべてのトランジスタが閉じられ、相線 A が +20 V と -20 V の電圧源から切断されます。しきい値の違いと積分器の出力での電圧の変化率により、あるグループのトランジスタを閉じてから別のグループを開くまでに時間が経過すると、それらを通る「貫通」電流が流れるすべてのトランジスタが同時に開きます。除外されます。

単相主電源電圧を周波数50〜400Hzの三相に変換します
図。 2

コンバータの電源回路を図2に示します。 1.全体の容量が800VAのT200トランスを備えています。これにより、IE-1025Aドリル、IE-3601Bレンチ、IE-2004Bグラインダーなどのコンバーターから公称周波数30Hzでこのような三相電動工具に電力を供給することができます。この変圧器の巻線IIに電圧を供給します。 20 Vの電流は、36 Aの電流用に設計され、巻線IIIの電圧は0,5 V-0,8〜36 Aの電流用に設計されています。選択した変圧器に巻線IIIがない場合、XNUMXVの交流電圧は次の式で得られます。別の低電力変圧器。

ダイオードＶＤ４、ＶＤ５およびオプトダイスタＵ１、Ｕ２に基づく制御された整流器は、変圧器Ｔ１の巻線ＩＩに接続されている。トランジスタVT1のノードの助けを借りて、コンバータの強力なトランジスタに給電する+4Vと-5Vの出力電圧のスイッチオンは、残りの部分に比べて1〜2秒遅れます。ブロックの出力電圧。これは、強力なノードが動作を開始する前に、パルスの3相シーケンスの形成が静止した特性を帯びる時間を確保するために行われます。抵抗R20は、モーターの始動電流を制限するように設計されています。

残りの出力電圧は、トランス T2 の巻線 III から動作するダイオードブリッジ VD1 の整流器から得られます。デジタルマイクロ回路の電圧レギュレータに注意してください。これに必要な 5 V は、トランジスタ VT1 と VT2 の安定器から得られる異なる極性の 1 つの電圧を合計することによって形成されます。トリマ抵抗 R1 はこれらの電圧を調整し、合計を変更しません。これは、ノード A3 ～ A1 の積分器によって生成されるのこぎり波電圧の対称性を、これらのノード内のトランジスタを開くための上限しきい値および下限しきい値に対して対称にするために必要です。トランジスタVT2およびVT30は、それぞれ少なくとも2 cmXNUMXの面積を持つヒートシンクに取り付けられています。

コンバーターは、350x210x180mmの寸法のハウジングに組み込まれています。ケースの内部には、電源の部品が固定されているシャーシがあります。トランスT1、コンデンサC7、C8で、抵抗がそれらをシャントしています。ダイオードVD3、VD4およびオプトダイスタU1、U2は、110x80x30mmの寸法の一般的なリブ付きヒートシンクに取り付けられています。

電源の残りの部分は、140x60 mm のガラス繊維板に取り付けられています。 140x110 mm の寸法の同様のボードには、同じ寸法の別のボードに配置された強力な電界効果トランジスタを除いて、コンバータ自体の部品があります。これらの各トランジスタには、40x30x10 mm の個別のフィン付きヒートシンクが装備されています。ヒートシンクとトランジスタの熱接触の場所は、熱伝導ペーストで塗られています。

ハウジングのフロントパネルには、スイッチSA1、ヒューズホルダーFU1およびFU2、三相電圧周波数レギュレーター（可変抵抗器R2（図1を参照））、およびX1コネクター（電動工具を接続するための標準ソケット）があります。このソケットの特徴は、プラグを20つの方法で接続できることです。これにより、位相シーケンスの順序が異なり、その結果、モーターシャフトの回転方向が異なります。プラグのピンは6,5x1,5x25mmです。コネクタの主な要件は、XNUMX相あたり少なくともXNUMXAの許容電流です。

コンバーターで使用される国産のマイクロ回路は、同様の輸入品に置き換えることができます: K155LAZ - 7400、K155IE4 - 7492、K155LP5 - 7486、KR140UD708 - tsA741 または NE5534。電源には、ダイオードD243Aの代わりにD231Aを、オプトディスターTO125-12,5 - TO132-25の代わりに取り付けることができます。ダイオードブリッジ KTs402G は KTs405G に置き換えられます。残りのダイオードとツェナーダイオードは、適切な国産または輸入品です。

コンデンサC1（図1を参照） - フィルムK73-17、残り - セラミックK10-17。もちろん、同様の輸入コンデンサにも適しています。

電源の抵抗器 R10 は、直径 1,5 mm、長さ 120 ～ 150 mm のニクロム線を外径 10 mm のらせん状にねじったものです。スパイラルの端には、はんだ付けワイヤ用のスズメッキのペタルが M4 ネジとナットで固定されています。同じブロック内の抵抗器 R11、R12 - PEV-7,5 または定格電力が 5 ワット以上の輸入品。トリマー抵抗 R1 は、SPZ-19 の輸入アナログです。

このブロックのコンデンサC1、C2はフィルムK73-17です。酸化物コンデンサ: C4 - タンタル K53-18; C5、C6 - TEARO SEシリーズ; C7、C8 - K50-18; 残りはジャミコンから。コンデンサ K50-18 は、K50-37、ブルガリア生産の KEA-I-10、または GDR で生産された DIN41250 規格のコンデンサに置き換えることができます。

コンバーターは、デバイスケース、その金属シャーシ、およびT1変圧器の磁気回路に接続されたアース線（PE）を備えたXNUMX線ケーブルでネットワークに接続されます。

製造されたコンバータを調整するときは、まず、供給電圧がDD1-DD3マイクロ回路に印加され（図1を参照）、DD3.2-DD3.4の出力に三相パルスシーケンスがあることを確認します。要素。可変抵抗器R2は最大パルス周波数を設定します。

次に、電源電圧 (+12 V および -12 V) がノード A1 のオペアンプ DA1 と、ノード A2 および A3 の同様のオペアンプに供給されます。オシロスコープを使用し、トリミング抵抗 R1 (図 2 を参照) を使用してオペアンプの出力の三角パルスを観察すると、共通ワイヤに対して最大の対称性が得られます。 3 つのオペアンプの出力における信号形状の不一致は、コンデンサ C1 (図 2 を参照) とノード A3 および AXNUMX の対応するコンデンサの容量を小さな制限内で選択することによって排除できます。

マスターオシレータの周波数が低下すると、オペアンプが制限モードに移行するため、三角パルスは台形の形になりますが、コンバータの動作にはまったく影響しません。しきい値間の間隔での電圧変化率は同じままであるためです。

トランジスタVT5とVT6のコレクタを電界効果トランジスタVT7とVT8のゲート回路に接続する前に、図3に示す抵抗回路を介してそれらを上記のコレクタに一時的に接続する必要があります。 1、オシロスコープ入力。このようにして観測されたパルスの形状は、図の一番下のオシログラムに示されているように、逆になっているはずです。 6.必要に応じて、パルス間の休止時間を変更し、抵抗R1を選択します。その大幅な削減は、ダイオードVD2とVDXNUMXを（同時に！）ジャンパーに置き換えることで実現できます。

ノード A2 と A3 を同じようにチェックして調整し、一時的な接続を削除した後、図の図に示すように、電界効果トランジスタのゲートに信号を適用できます。 1、ソケットX1のソケット上の信号の形状が必要なものに対応していることを確認し、コンバーターでの実際の作業に進みます。

著者：V. Kostitsyn、アルタイ地方ビイスク、出版物: radioradar.net

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