Sirkuit Pengontrol Kecepatan Motor Induksi 3 Fasa

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Pada postingan kali ini kita membahas pembuatan rangkaian pengontrol kecepatan motor induksi 3 fasa sederhana, yang juga dapat diterapkan untuk motor induksi satu fasa atau secara harfiah untuk semua jenis motor AC.

Ketika datang ke mengendalikan kecepatan motor induksi , biasanya konverter matriks digunakan, yang melibatkan banyak tahapan kompleks seperti filter LC, array sakelar dua arah (menggunakan IGBT), dll.



Semua ini digunakan untuk akhirnya mencapai sinyal AC cincang yang siklus kerjanya dapat disesuaikan menggunakan rangkaian mikrokontroler yang kompleks, yang akhirnya menyediakan kontrol kecepatan motor yang diperlukan.

Namun kita dapat bereksperimen dan mencoba untuk mencapai kontrol kecepatan motor induksi 3-fasa melalui konsep yang jauh lebih sederhana menggunakan IC opto coupler detektor persimpangan nol canggih, triac daya dan rangkaian PWM.



Menggunakan Zero Crossing Detector Opto Coupler

Berkat rangkaian optocoupler MOC yang telah membuat rangkaian kontrol triac sangat aman dan mudah dikonfigurasi, serta memungkinkan integrasi PWM tanpa kerumitan untuk kontrol yang dimaksud.

Di salah satu posting saya sebelumnya, saya membahas yang sederhana Sirkuit pengontrol motor mulai lunak PWM yang menerapkan IC MOC3063 untuk memberikan soft start yang efektif pada motor yang terhubung.

Di sini juga kami menggunakan metode yang identik untuk memaksakan rangkaian pengontrol kecepatan motor induksi 3 fasa yang diusulkan, gambar berikut menunjukkan bagaimana ini dapat dilakukan:

Pada gambar kita dapat melihat tiga tahap MOC opto coupler identik yang dikonfigurasi dalam mode regulator triac standar, dan sisi input terintegrasi dengan a rangkaian IC 555 PWM sederhana .

Sirkuit 3 MOC dikonfigurasi untuk menangani input AC 3 fase dan mengirimkannya ke motor induksi yang terpasang.

Input PWM di sisi kontrol LED terisolasi dari opto menentukan rasio pemotongan input AC 3 fase yang sedang diproses oleh MOC ICS.

Menggunakan Pengontrol IC 555 PWM (Zero Voltage Switching)

Artinya, dengan menyesuaikan Pot PWM dihubungkan dengan IC 555 seseorang dapat secara efektif mengontrol kecepatan motor induksi.

Output pada pin # 3 dilengkapi dengan siklus tugas yang bervariasi yang pada gilirannya mengubah triac output sesuai, menghasilkan peningkatan nilai AC RMS atau penurunan yang sama.

Meningkatkan RMS melalui PWM yang lebih lebar memungkinkan memperoleh kecepatan yang lebih tinggi pada motor, sementara penurunan RMS AC melalui PWM yang lebih sempit menghasilkan efek sebaliknya, yaitu menyebabkan motor melambat secara proporsional.

Fitur di atas diterapkan dengan sangat presisi dan aman karena IC dilengkapi dengan banyak fitur canggih internal, yang secara khusus ditujukan untuk mengemudi triac dan beban induktif yang berat seperti motor induksi, solenoida, katup, kontaktor, relai solid state, dll.

IC juga memastikan operasi yang terisolasi sempurna untuk tahap DC yang memungkinkan pengguna melakukan penyesuaian tanpa takut sengatan listrik.

Prinsip ini juga dapat digunakan secara efisien untuk mengontrol kecepatan motor satu fase, dengan menggunakan IC MOC tunggal, bukan 3.

Desainnya sebenarnya berdasarkan waktu proporsional triac drive teori. Sirkuit PWM IC555 atas dapat disetel untuk menghasilkan siklus kerja 50% pada frekuensi yang jauh lebih tinggi, sedangkan sirkuit PWM bawah dapat digunakan untuk mengimplementasikan operasi kendali kecepatan motor induksi melalui penyetelan panci terkait.

IC 555 ini direkomendasikan memiliki frekuensi yang relatif lebih rendah dibandingkan rangkaian IC 555 atas. Ini dapat dilakukan dengan meningkatkan kapasitor pin # 6/2 menjadi sekitar 100nF.

rangkaian kontrol kecepatan motor induksi menggunakan zero crossing detector opto coupler

CATATAN: MENAMBAHKAN INDUKTOR YANG COCOK DALAM SERI DENGAN FASE WIRES DAPAT SECARA DRASTIS MENINGKATKAN KINERJA PENGENDALIAN KECEPATAN SISTEM.

Lembar data untuk MOC3061

Asumsi Bentuk Gelombang dan Kontrol Fase menggunakan Konsep di atas:

Metode yang dijelaskan di atas untuk mengendalikan motor induksi 3-fase sebenarnya cukup kasar karena sudah tidak ada kontrol V / Hz .

Ini hanya menggunakan menyalakan / mematikan listrik pada tingkat yang berbeda untuk menghasilkan daya rata-rata ke motor dan mengontrol kecepatan dengan mengubah AC rata-rata ini ke motor.

Bayangkan jika Anda menghidupkan / mematikan motor secara manual 40 kali atau 50 kali per menit. Itu akan mengakibatkan motor Anda melambat ke nilai rata-rata relatif, namun terus bergerak. Prinsip di atas bekerja dengan cara yang sama.

Pendekatan yang lebih teknis adalah merancang sirkuit yang memastikan kontrol yang tepat dari rasio V / Hz dan secara otomatis menyesuaikannya tergantung pada kecepatan slip atau fluktuasi tegangan.

Untuk ini, kami pada dasarnya menerapkan tahapan berikut:

  1. Sirkuit driver IGBT H-Bridge atau Full Bridge
  2. Tahap Generator 3-Fase untuk Mengumpankan Sirkuit Jembatan Penuh
  3. Prosesor V / Hz PWM

Menggunakan Sirkuit Kontrol IGBT Jembatan Penuh

Jika prosedur pengaturan desain berbasis triac di atas tampak menakutkan bagi Anda, kontrol kecepatan motor induksi berbasis PWM full-bridge berikut dapat dicoba:

Kontrol motor induksi 3 fasa dengan rangkaian jembatan penuh

Sirkuit yang ditunjukkan pada gambar di atas menggunakan driver full-bridge chip tunggal IC IRS2330 (versi terbaru adalah 6EDL04I06NT) yang memiliki semua fitur built-in untuk memenuhi operasi motor 3 fase yang aman dan sempurna.

IC hanya membutuhkan input logika 3 fase yang disinkronkan di pinout HIN / LIN untuk menghasilkan output osilasi 3 fase yang diperlukan, yang akhirnya digunakan untuk mengoperasikan jaringan IGBT jembatan penuh dan motor 3 fase yang terhubung.

Itu kontrol kecepatan injeksi PWM diimplementasikan melalui 3 tahap driver NPN / PNP setengah jembatan terpisah, dikontrol dengan umpan SPWM dari generator IC 555 PWM seperti yang terlihat pada desain kami sebelumnya. Level PWM ini pada akhirnya dapat digunakan untuk mengontrol kecepatan motor induksi.

Sebelum kita mempelajari cara mengatur kecepatan sebenarnya untuk motor induksi, mari kita pahami dulu cara kerja matiknya Kontrol V / Hz dapat dicapai dengan menggunakan beberapa rangkaian IC 555, seperti yang dibahas di bawah ini

Sirkuit Prosesor PWM V / Hz Otomatis (Loop Tertutup)

Pada bagian di atas kita mempelajari desain yang akan membantu motor induksi bergerak pada kecepatan yang ditentukan oleh pabrikan, tetapi tidak akan menyesuaikan sesuai dengan rasio V / Hz yang konstan kecuali jika prosesor PWM berikut terintegrasi dengan H -Bridge PWM masukan masukan.

Rangkaian Prosesor PWM V / Hz Otomatis menggunakan IC 555

Rangkaian di atas sederhana Generator PWM menggunakan sepasang IC 555 . IC1 menghasilkan frekuensi PWM yang diubah menjadi gelombang segitiga pada pin # 6 dari IC2 dengan bantuan R4 / C3.

Gelombang segitiga ini dibandingkan dengan riak gelombang sinus pada pin # 5 dari IC2. Riak sampel ini diperoleh dengan memperbaiki sumber listrik AC 3 fase menjadi riak AC 12V dan diumpankan ke pin # 5 IC2 untuk pemrosesan yang diperlukan.

Dengan membandingkan dua bentuk gelombang, sebuah dimensi yang tepat SPWM dibuat pada pin # 3 dari IC2, yang menjadi PWM penggerak untuk jaringan H-bridge.

Bagaimana Sirkuit V / Hz Bekerja

Ketika daya dinyalakan kapasitor pada pin # 5 dimulai dengan memberikan tegangan nol pada pin # 5 yang menyebabkan nilai SPWM terendah ke Sirkuit H-bridge , yang pada gilirannya memungkinkan motor induksi untuk memulai dengan start lunak bertahap yang lambat.

Saat kapasitor ini mengisi daya, potensi pada pin # 5 meningkat yang secara proporsional meningkatkan SPWM dan memungkinkan motor mendapatkan kecepatan secara bertahap.

Kita juga bisa melihat rangkaian umpan balik tachometer yang juga terintegrasi dengan pin # 5 dari IC2.

Ini takometer memonitor kecepatan rotor atau kecepatan slip dan menghasilkan tegangan tambahan pada pin # 5 dari IC2.

Sekarang ketika kecepatan motor meningkat, kecepatan slip mencoba untuk melakukan sinkronisasi dengan frekuensi stator dan dalam proses itu kecepatan mulai bertambah.

Peningkatan slip induksi ini meningkatkan tegangan tachometer secara proporsional yang pada gilirannya menyebabkan IC2 meningkatkan Keluaran SPWM dan ini selanjutnya meningkatkan kecepatan motor.

Penyesuaian di atas mencoba untuk mempertahankan rasio V / Hz ke level yang cukup konstan sampai akhirnya ketika SPWM dari IC2 tidak dapat meningkat lebih jauh.

Pada titik ini kecepatan slip dan kecepatan stator mencapai kondisi-mapan dan ini dipertahankan sampai tegangan input atau kecepatan slip (karena beban) tidak diubah. Jika ini diubah, rangkaian prosesor V / Hz kembali bekerja dan mulai menyesuaikan rasio untuk mempertahankan respons optimal dari kecepatan motor induksi.

Tachometer

Itu Sirkuit takometer dapat juga dibangun dengan murah menggunakan rangkaian sederhana berikut dan terintegrasi dengan tahapan rangkaian yang dijelaskan di atas:

Bagaimana Menerapkan Kontrol Kecepatan

Dalam paragraf di atas kita memahami proses regulasi otomatis yang dapat dicapai dengan mengintegrasikan a umpan balik tachometer ke sirkuit pengontrol SPWM yang mengatur otomatis.

Sekarang mari kita pelajari bagaimana kecepatan motor induksi dapat dikontrol dengan memvariasikan frekuensi, yang pada akhirnya akan memaksa SPWM untuk turun dan mempertahankan rasio V / Hz yang benar.

Diagram berikut menjelaskan tahap kontrol kecepatan:

Disini kita bisa melihat rangkaian generator 3 fasa menggunakan IC 4035 yang frekuensi pergeseran fasa dapat divariasikan dengan memvariasikan input clock pada pin # 6 nya.

Sinyal 3 fase diterapkan di seluruh gerbang IC 4049 untuk menghasilkan HIN, LIN feed yang diperlukan untuk jaringan driver jembatan penuh.

Ini menyiratkan bahwa dengan memvariasikan frekuensi clock IC 4035 yang sesuai, kita dapat secara efektif mengubah frekuensi operasi 3-fase motor induksi.

Hal ini diimplementasikan melalui sirkuit astabil IC 555 sederhana yang memberikan frekuensi yang dapat disesuaikan pada pin # 6 dari IC 4035, dan memungkinkan frekuensi untuk disesuaikan melalui pot 100K yang terpasang. Kapasitor C perlu dihitung sedemikian rupa sehingga rentang frekuensi yang dapat diatur berada dalam spesifikasi yang benar dari motor induksi yang terhubung.

Ketika pot frekuensi divariasikan, frekuensi efektif dari motor induksi juga berubah, yang secara bersamaan mengubah kecepatan motor.

Misalnya ketika frekuensi berkurang, menyebabkan kecepatan motor berkurang, yang pada akhirnya menyebabkan keluaran tachometer menurunkan tegangan secara proporsional.

Pengurangan yang proporsional pada keluaran takometer ini memaksa SPWM untuk mempersempit dan dengan demikian menurunkan keluaran tegangan ke motor secara proporsional.

Tindakan ini pada gilirannya memastikan bahwa rasio V / Hz dipertahankan sambil mengontrol kecepatan motor induksi melalui kontrol frekuensi.

Peringatan: Konsep di atas dirancang hanya berdasarkan asumsi teoretis, harap lanjutkan dengan hati-hati.

Jika Anda memiliki keraguan lebih lanjut mengenai desain pengontrol kecepatan motor induksi 3 fase ini, Anda dapat memposting hal yang sama melalui komentar Anda.




Sepasang: Bagaimana Merancang Sirkuit Uninterruptible Power Supply (UPS) Berikutnya: Mengaktifkan / Menonaktifkan Dua Beban Alternatif dengan IC 555