Інвертор призначений для управління швидкістю і напрямом обертання вихідного валу однофазних асинхронних електродвигунів типу РД-09, ТУ 1-01-0268-83. Прилад являє собою програмно – апаратне пристрій, що здійснює перетворення випрямленої напруги мережі 220 В, 50 Гц в еквівалентну трифазна напруга 0 -127 В, 5 – 50 Гц методом широтно-імпульсної модуляції.

Технічні характеристики.

Прилад розрахований на плавне регулювання швидкості обертання вихідного валу двигунів типу РД-09, які мають такі характеристики:

  • номінальна напруга живлення 127 В, 50 Гц;
  • вихідна потужність, не більше 30 Вт.
  • Живлення приладу здійснюється від однофазної мережі змінного струму напругою 220 В (з відхиленнями не більше +12 … -16%), частотою 50 Гц.
  • Потужність, споживана від мережі, не більше 35 Вт.
  • Габаритні розміри 145х85х55 мм.
  • Маса не більше 0,8 кг.
  • Кліматичні умови експлуатації приладу:
    § температура від -10 до +50 ° С;
    § відносна вологість повітря до 80% при 25 ° С;
  • Вихідна частота 5 – 50 Гц.
  • Вихідна напруга 127 В +12 … -16%.
  • Максимальний вихідний струм 0,2 А.
  • Режим роботи приладу тривалий.

Конструктивно прилад виконаний у закритому пластмасовому корпусі з отворами для кріплення на монтажній панелі. Друкована плата пристрою закріплена на днище корпусу. Підключення зовнішніх пристроїв проводиться через Клемник.

Електрична схема приладу виконана без гальванічної розв’язки від мережі живлення 220 В, 50 Гц, з метою зниження собівартості виробу. Випрямлена напруга мережі, величиною близько 300 В, використовується для живлення силових ключів інвертора і, через імпульсний понижуючий стабілізований перетворювач на DD1, VT1, для живлення керуючої частини схеми [1].

Мікроконтролер [2] DD4 запитан напругою + 5 В через стабілізатор DA3, що працює від напруги +12 В перетворювача, контролер працює за програмою, написаної мовою ASSEMВLER [3] за алгоритмом, детально викладеному в [1]. Сформовані мікроконтролером ШІМ – сигнали з виходів PORTC через «high and low side driver» DD2, DD3, DD5 управляють силовими ключами на транзисторах VT2 – VT7. Ключі формують на обмотках електродвигуна еквівалентне ШІМ – напруга, що створює в них синусоїдальний струм, з відповідним фазовим зрушенням в кожній обмотці.

Регулювання швидкості обертання електродвигуна здійснюється шляхом зміни частоти струму, що живить його. Задатчиком швидкості є зовнішній реостат, на який навантажений джерело струму на транзисторі VT8. Керуюча напруга з реостата подається на один із входів АЦП мікроконтролера, який перетворює його в число, що визначає швидкість обертання електродвигуна.

Резистор R21 є датчиком струму. При перевищенні максимального вихідного струму інвертора мікроконтролер фіксує сигнал з R21 і відключає напругу з електродвигуна.

Терморезистор R16 – датчик температури. Якщо температура всередині корпусу приладу перевищить 75проЗ мікроконтролер зупиняє роботу інвертора.

Сучасні фірмові інвертори мають, як правило, вихідну потужність від 100 Вт і, в силу наявності маси споживчих опцій, що забезпечують їх універсальність, досить дорогі: 250 – 300 у. е. і вище. Разом з тим, для конкретних вимог, можна створити спеціалізований пристрій, собівартістю в кілька разів нижче, чому описаний тут інвертор і є прикладом.

ЛІТЕРАТУРА
1. Microchip Technology Inc. AN967. Bidirectional VF Control of Single and 3 — Phase Induction Motors Using the PIC16F72. — .
2. Microchip Technology Inc. DS39582B. PIC16F87xA. Data Sheet. 28/40/44 — Pin Enhanced Flash Microcontrollers. — .
3. ТОВ «Мікро – Чіп». MРASM. Керівництво користувача. – М., 2001.

Завантажити вихідний код на мові asm
Завантажити друковану плату

Автор проекту: Топніков Олександр Сергійович.