Цифровые формирователи трехфазного напряжения с ШИМ-управлением

Texas Instruments CD4017B CD4070B CD4093B

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2018

Михаил Шустов, г. Томск

Рассмотрены схемы цифровых формирователей трехфазного напряжения регулируемой частоты с возможностью плавного управления шириной заполняющих выходной импульс высокочастотных сигналов в пределах от 1 до 99%.

Формирователи трехфазных сигналов с возможностью регулирования частоты выходных сигналов и их интеграла мощности с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ) известны из монографий и журнальных статей последних лет [13]. Несмотря на очевидный прогресс в совершенствовании схем устройств подобного назначения, они остаются избыточно сложными для повторения. Ниже приводятся две схемы относительно простых цифровых формирователей трехфазного напряжения регулируемой частоты с возможностью управления шириной заполняющих выходной импульс высокочастотных сигналов.

Формирователи трехфазных сигналов (Рисунки 1 и 2) построены по аналогичной структурной схеме и включают генератор импульсов повышенной частоты с независимой регулировкой частоты и скважности [4], делитель частоты, формирователь трехфазных сигналов и выходные каскады.

Формирователь трехфазного напряжения с мультиступенчатым переключением частоты выходных импульсов и независимым управлением ширины заполняющих выходной импульс высокочастотных сигналов.
Рисунок 1. Формирователь трехфазного напряжения с мультиступенчатым переключением
частоты выходных импульсов и независимым управлением ширины заполняющих
выходной импульс высокочастотных сигналов.

Формирователь, Рисунок 1, содержит собственно генератор прямоугольных импульсов на элементе DD1.1 микросхемы CD4093 (КР1561ТЛ1) с коэффициентом заполнения, близким к 99%, работающий на частоте порядка 20 кГц. На элементе DD1.2 выполнен узел плавной регулировки ширины сигналов задающего генератора. Регулировка ширины импульсов (коэффициента заполнения D) в пределах от 1 до 99% производится потенциометром R2.

Формирователь трехфазного напряжения с мультиступенчатым переключением частоты выходных импульсов и независимым управлением ширины заполняющих выходной импульс высокочастотных сигналов.
Рисунок 2. Формирователь трехфазного напряжения с плавной перестройкой частоты
выходных импульсов и независимым управлением ширины заполняющих
выходной импульс высокочастотных сигналов.

На элементах DD2.1 и DD2.2 микросхемы CD4070 (К561ЛП2) выполнен целочисленный делитель частоты входного сигнала, имеющий коэффициент деления примерно от 13 до 267. Этот коэффициент деления ступенчато задается плавной регулировкой потенциометра R4 и зависит от RC-постоянной времени (R3+R4)C2. Несмотря на то, что коэффициент деления меняется ступенчато, при больших значениях этого коэффициента ступенчатая перестройка частоты выходного сигнала несущественно отличается от плавной перестройки.

На микросхеме DD3 CD4017 (К561ИЕ8) выполнен делитель частоты входного сигнала на 3 и, одновременно, формирователь трехфазного напряжения.

Выходные каскады на каждую из фаз выполнены по идентичным схемам (блоки A, B и С). На вход каждого из этих каскадов поступает сигнал соответствующей фазы (A, B и С) частотой 25…500 Гц и, одновременно, сигнал частотой порядка 20 кГц, плавно регулируемый по коэффициенту заполнения от 1 до 99%. В итоге на выходах (A, B и С) устройства формируются серии высокочастотных (~20 кГц) импульсов регулируемой ширины (от 1 до 99%) в пределах длительности низкочастотных (25…500 Гц) трехфазных сигналов.

Второй формирователь трехфазного напряжения, Рисунок 2, имеет генератор импульсов с независимой регулировкой частоты и скважности [4], выполненный на элементах DD1.1 и DD1.2 микросхемы CD4093 (КР1561ТЛ1). Генератор работает на частоте 1.5…12 кГц (перестройка потенциометром R2). Регулировка коэффициента заполнения D производится потенциометром R4 в пределах от 1 до 99% и совершенно не зависит от частоты генерации.

Сигнал с выхода задающего генератора поступает на вход двухступенчатого делителя частоты, выполненного на микросхемах DD2 и DD3 CD4017 (К561ИЕ8). Второй каскад делителя (микросхема DD3) одновременно выполняет функции формирователя трехфазного напряжения. Итоговый коэффициент деления частоты равен 30 (10×3).

Выходные каскады устройства, Рисунок 2, выполнены по схеме, идентичной приведенной ранее на Рисунке 1.

В итоге на выходе формирователя трехфазного напряжения, Рисунок 2, формируются серии из 30 высокочастотных (1.5…12 кГц) импульсов регулируемой ширины (от 1 до 99%) в пределах длительности низкочастотных (50…400 Гц) трехфазных сигналов.

Литература

  1. Нарыжный В. Источник питания трехфазного электродвигателя от однофазной сети с регулировкой частоты вращения // Радио. – 2003. – № 12. – С. 35–37.
  2. Герасимов Е. Задающий генератор регулятора частоты для трехфазного асинхронного двигателя // Радио. – 2017. – № 5. – С. 32–33.
  3. Шустов М.А. Основы силовой электроники. – СПб.: Наука и Техника, 2017. – 336 с.
  4. Шустов М.А. Генератор импульсов с независимой регулировкой частоты и скважности.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments CD4017B
  2. Datasheet Texas Instruments CD4070B
  3. Datasheet Texas Instruments CD4093B
Купить CD4017B на РадиоЛоцман.Цены
Триема
Россия
CD4017B, (HCF4017M013TR) SO16
STMicroelectronics
13,00 ₽
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения (только последние 20 сообщений):Полный вариант обсуждения »
  • Мне кажется, что эти схемы не дают полноценного трехфазного сигнала, так как фазы не накладываются друг на друга. Для трехфазных двигателей такие управляющие сигналы не подойдут. Это похоже на схему управления "бегущим огнём" с регулировкой яркости с помощью ШИМ. Каково назначение этих схем?
  • Парни, Вы слишком категоричны в оценке данной схемы. А от Вас, lllll, неожиданно слышать отсылку к животному миру. Меня тоже насторожило, что на простом счётчике CD4017 (К561ИЕ8) автор сумел получить правильную последовательность трёхфазных импульсов со сдвигом фаз на 120 градусов. И ответ вроде очевидный – схема не верна. Но давайте устроим детективный квест «по следам изобретателя», ответив на вопрос: [B]почему так получилось и в какой степени схема ошибочна[/B]. Михаил Шустов – это, скорее всего, [URL="https://www.books.ru/author/shustov-32604/"]тот самый Шустов М.А.[/URL], окончивший Томский политех, к.т.н., д.т.н, профессор, автор следующих книг: - Шустов М.А. Цифровая схемотехника. Практика применения. - М.: Наука и техника, 2018; - Шустов М.А. Практическая схемотехника. - М.: Altex. - 2001 - 2007. - Кн. 1-5; - Шустов М.А. Основы силовой электроники. - СПб.: Наука и Техника, 2017; - Шустов М.А. Схемотехника. 500 устройств на аналоговых микросхемах. - СПб.: Наука и Техника. - 2013; - Шустов М.А. Методические основы инженерно-технического творчества. - М.: НИЦИНФРА-М. - 2015; и наверняка многих других. И тут закрадываются сомнения в его некомпетентности. Поэтому обратимся к первоисточникам – списку литературы, приведённому в статье. [URL="http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200312/p35-37.html"]Нарыжный В. Источник питания трехфазного электродвигателя от однофазной сети с регулировкой частоты вращения // Радио. – 2003.[/URL] Здесь мы также видим счётчик, а именно 561ИЕ8, но он используется по-другому, к тому же после него стоит серия инверторов (трёхвходовые ИЛИ-НЕ). А значит, эта схема не могла стать прототипом. Она, кстати, тоже порождает несколько вопросов, но сейчас это не важно. Дальше [URL="http://www.radioradar.net/radiofan/miscellaneous/master_frequency_controller_three_phase_asynchronous_motor.html"]Герасимов Е. Задающий генератор регулятора частоты для трехфазного асинхронного двигателя // Радио. – 2017.[/URL] Тут мы видим нечто похожее. Задающий генератор немного сложнее, чем у Нарыжного, но также присутствует счетчик 561ИЕ8, выходы которого аналогично обвешаны трёхвходовыми ИЛИ-НЕ, разбавленными 74HCT14 (элементы НЕ с триггерами на входе). Эта схема тоже не вполне тянет на прототип. Поэтому смотрим [URL="https://static-eu.insales.ru/files/1/5326/2315470/original/978-5-94387-872-5.pdf"]Шустов М.А. Основы силовой электроники. – СПб.: Наука и Техника, 2017.[/URL] При этом стараемся не нарушать авторские права. На странице 172 есть схема из Воронежа [URL="http://istochnikpitania.ru/index.files/Nov_sxem.files/Nov_sxem151.htm"]Калашник В., Черемысинова Я. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное // Радио. - 2009.[/URL] Тут узел формирователя управляющих импульсов более замудрён, но по-прежнему есть счетчик 561ИЕ8, 561ЛЕ10, добавились 561ТМ3 (счетверённый D-триггер) и множество 2И-НЕ неуказанных типов. Задающий генератор на 555-том таймере. Схема сложнее, но тоже не прототип. На странице 179 есть схема Михаила Мухина из города Клин (завоевал этот город Иван III – дедушка Ивана Грозного [URL="http://www.chipinfo.ru/literature/radio/199911/p54.html"]Мухин М. Трехфазный ток - это очень просто // Радио. - 1999.[/URL]. Вот тут уже что-то похожее на схему Шустова. Видим счётчик К155ИЕ4, три выхода которого обвешаны исключающими ИЛИ микросхемы 155ЛП5. [URL="http://www.microshemca.ru/IE4/"]Счётчик 155ИЕ4[/URL] – это хитрый делитель на 2 и 3, и 6. Наверное, именно эта микросхема была использована потому, что была. Таблица состояний её выходов соответствует импортному [URL="http://www.microshemca.ru/7492/"]аналогу 7492[/URL], вот PDFка [URL="https://www.acotron.com/download/4c6d25ad01a5aae269e447c21239da96_nte7492.pdf"]NTE7492[/URL]. По этому поводу внизу под статьёй Мухина разгорелся жаркий спор. От чего мнения разделились и уверенно сказать, рабочая ли схема Мухина нельзя. Настораживает больше всего силовая часть. Во всяком случае, её всё же можно считать прототипом с некоторым натягом. Дальше, на странице 180 есть схема [URL="http://istochnikpitania.ru/index.files/Nov_sxem.files/Nov_sxem158.htm"]Костицын В. Преобразователь однофазного сетевого напряжения в трехфазное частотой 50-400 Гц // Радио. - 2009[/URL] в которой повторяется узел формирования трёхфазной импульсной последовательности из статьи Мухина. И если статья Мухина выглядит неубедительно, но её доработка Костициным для управления полноценным мостом (с формирователем треугольного напряжения, верхним и нижним IGBT) смотрится профессионально. Теперь вроде всё ясно и можно предположить, что в обсуждаемой статье Михаила Шустова не хватает после счетчика-делителя цепочки исключающих ИЛИ микросхем 155ЛП5. [B]Но скорее всего Шустов, не разобравшись до конца, заменил К155ИЕ4 (7492) на К561ИЕ8 (CD4017)[/B], ошибочно посчитав, что схема Мухина заработает с другим счётчиком, причем без ЛП5. Но это категорически не так, поскольку К155ИЕ4 счетчик особенный, содержащий несколько делителей, что позволяет снимать с его выходов тактовую частоту, деленную на 2 (выход Q0), и деленную на 3 (выходы Q1, Q2). Попробуем промоделировать в Proteus. Сначала симуляцию выполним для набора микросхем Мухина (счетчик 7492 + 74HC86), модель (1) в пристёжке. Генератор виртуальный, чтобы не тратить времени. Результат – формирователь работает, три последовательности сдвинутых на 120. Единственное – в симуляторе появляются иголки во время отрисовки, но думаю в железе такого быть не должно (в реальности есть паразитные ёмкости по входам, ограниченное быстродействие микросхем). [IMG]https://www.rlocman.ru/forum/attachment.php?attachmentid=37121&stc=1&d=1551533301[/IMG] Теперь заменим 7492 на CD4017. По идее заработать не должно. Так и есть, не работает. Чтобы со счётчика 561ИЕ8 получить в итоге три последовательности, сдвинутые на 120 градусов, нужно поменять обвеску, ведь это принципиально другая микросхема. И исключающие ИЛИ 74HC86 уже не прокатят (иначе нужно добавить ещё одну 561ИЕ8 в качестве делителя на 2). Используем вместо них любые триггеры. Например, JK-триггеры 4027 (561ТВ1) или D-триггеры 4013 (561ТМ2). Модель (2) в пристёжке. На картинках виртуальные осциллографы. Как видно, с такими изменениями схема Шустова рабочая. Но все зависит от того, кто, где и с какой фантазией будет использовать данный узел. [IMG]https://www.rlocman.ru/forum/attachment.php?attachmentid=37123&stc=1&d=1551533301[/IMG] [B]Если Шустов не предполагал какой-то «довесок» на выходе счётчика 561ИЕ8 или после выходных каскадов на транзисторах[/B], тогда его схема в таком виде действительно ошибочна. И скорее всего он необдуманно произвёл подмену счетчиков. Так он всего лишь получает три последовательности импульсов одинаковой частоты с коэффициентом заполнения 1/3, сдвинутых друг относительно друга на треть периода (не считая высокочастотного ШИМ заполнения). Но если на выходе довесок и не предполагался (исходя из проанализированных выше схем), попробуем исправить схему. На схеме Шустова бросаются в глаза диоды. Попробуем использовать диодную логику для завершения схемы, модель (3). [IMG]https://www.rlocman.ru/forum/attachment.php?attachmentid=37125&stc=1&d=1551533301[/IMG] Как видно, со счетчика 561ИЕ8 без триггеров и сохранив выходные каскады на транзисторах схемы Шустова (для ШИМ) так или иначе можно синтезировать три фазы. Смущает ещё то, что автор [B]не привел в статье временные диаграммы[/B], как это принято. А значит статью можно считать фрагментом чего-то большего, недоработанного или неудачно на мой взгляд урезанного для журнала РЛ. И куда только смотрит редакция :-) В общем, статью в таком виде стоило бы назвать «Генератор [B]предварительной последовательности[/B] узла формирователя трехфазного напряжения с ШИМ-управлением». Как-то так. Поскольку неизвестно, что же стоит у Шустова после «выходных каскадов». Поэтому фундаментальных ошибок в таком виде в ней может и нет, ведь автор получил три последовательности импульсов, хоть и неправильно сфазированных :-) На самом же деле сформировать полноценный трёхфазный ШИМ такими схемами на жёсткой логике затруднительно. Простота, к которой стремятся авторы, всегда грозит ведром сгоревших транзисторов в лучшем случае, в худшем – сгоревшим двигателем. По моему мнению использовать такие схемы не стоит для двигателей мощностью больше 500Вт. Также хочу сказать, что аналогичные задачи я, к примеру, давно решаю с помощью STM32, их богатейшей периферией продвинутых таймеров. Словом, формирование трёхфазных ШИМ сигналов сегодня – это не проблема. Всё равно ни один современный частотник без микроконтроллера не обходится. Проблемы чаще возникают в неправильно сконструированной силовой части. Только не выгодно это сегодня. Стоимость комплектующих и время на разработку не окупаются при единичных поделках. Дешевле и надёжнее пойти и купить частотник на рынке.
  • Ребята, помогите пжста.. Собрал каскад из DD1. 1 DD1. 2 этой статьи рис. 2 Возлагались болшие надежды на его работу, но увы(( В чем ошибка?? Паяю хорошо) и, вроде даже, понимаю как должна работать. Теоретически все должно, нооо((
  • Визуально я не вижу проблем с этим узлом, генерить должен. В железе проверить сейчас нет возможности, но в симуляторе работает. Попробуйте увеличить сопротивление R3 до 1-10 кОм, а также убрать R1 и R2. Ну т.е. попробовать сперва без R1, R2. Как заработает, навесьте их обратно. Но опять же, номиналы. А также проверить номинал С1 (вдруг ошиблись, и там пикофарады), ну и рабочая ли сама м/с 4093. [IMG]https://www.rlocman.ru/forum/attachment.php?attachmentid=40579&stc=1&d=1584601982[/IMG]
  • Спасибо большое за помощь На выходных проверю отпишусь Но с генерацией всё нормально было Проблема в диапазоне изменения скважности(( Там меняется но очень мало. Не как на рисунке практически от нуля до ста..
  • покажте Шустову ето: [url]https://www.electronics-lab.com/project/3-phase-ac-motor-controller/[/url]
  • Возьмите лучше копеечный ШИМ-контроллер, и на нём сделайте генератор.
  • "...детективный квест..." возможен, но для чего это нужно? Для моральной поддержки автора откровенно слабой статьи? Сгенерировать трёхфазную последовательность доступно любому контроллеру из современных МК. А вот схемотехника формирования токов при заданном минимальном уровне гармоник и является главным секретом фирменных частотников. Интересно, что сам частотник и фильтры к нему продаются отдельно, что часто создаёт проблемы для потребителя уже в процессе эксплуатации частотника. Применение ШИМ создаст множество проблем из-за гармоник, попадающих в резонансные частоты обмоток двигателя. Статья слаба по уровню новизны относительно современного развития частотных преобразователей. В перечне литературы имеются ссылки на специалистов этого же ВУЗ-а, а поиск по международным информационным ресурсам не проводился вообще. [b]antonydublin[/b], Ваши картинки и "ласковая критика" похожа на саморекламу Вашего собственного уровня знаний схемотехники и методов работы с Proteus. Неприлично низкий уровень статьи Шустова можно назвать невежеством в области электроники. Без анализа алгоритмов управления и генерации токов в частотниках, которые описаны в патентах, всё сказанное в статье Шустова похоже на сказки для ленивых студентов.
  • О, наконец-то, приятно услышать мнение понимающего человека. Нет никакой саморекламы, а есть ирония и пародия на статью Шустова. Столь длинным постом с "ласковой критикой и квестом" я хотел подчеркнуть, на сколько ужасно выглядит сегодня такой материал, и как легко сделать статью из ничего. Вы первый заметили. Но я делаю скидку на то, что Шустов в каком-то смысле собиратель электронного фольклора из интернета, в т.ч. из журнала Радио (ничего не имею против Радио, но все же). Посмотрите на его книги или хотя бы материалы, опубликованные тут за последний год. Недавно тут была его статья о реверсивной логике, и статьи ей подобные. Но скидку всё же нужно сделать, поскольку материалу этому 30 лет в обед. Тогда, в "седую древность", о частотном приводе знали немного. [B]Точнее немногие[/B], поскольку если речь шла о производстве - то это были тиристорные привода и т.д. Ну и дальше в таком духе. SVNKz, к сожалению, в статье Шустова нет слов "гармоника", "частотник", "алгоритм управления". Его статья называется [B]Формирователи трехфазного напряжения[/B]. И, если честно, пускай схема неверна, но Шустов всё же выполнил то, что анонсировал в заголовке. Разве он говорил о частотном приводе и патентах? Где именно он проявил невежество, кроме того, о чём не сказал. Но ведь и не собирался говорить. Я тоже, как начинающий электронщик, прошел стадии "а не спаять ли мне частотник", "а не спаять ли мне инвертор". Но в моём арсенале тогда были микроконтроллеры. Да и смысла большого не имеет, гораздо выгоднее купить. Разве что для учебной лаборатории, как диплом или курсовик. И да, грамотно сконструировать силовую часть довольно проблематично. Как, впрочем, и контроль токов и т.д. Но это касается всей силовой электроники, а не только частотного управления. Например, мощные генераторы с ФАПЧ для комплексных нагрузок, индукционные установки ТВЧ, мощные ККМ, даже источники постоянного тока для различных нужд упрочнения/покрытия/плазмы/обработки металлов. [B]А вот по алгоритмам управления асинхронными двигателями вообще, векторном управлении и моделированию в Simulink всех этих прекрасных вещей мне было бы интересно с Вами поговорить[/B], как впрочем и о фирменных частотниках. В нашем парке приблизительно следующий перечень преобразователей, которые я обслуживаю: ABB ACS300, ACS600, ACS800, Lenze SMVector, Lenze 8200, Schneider Altivar, Siemens MicroMaster, Hitachi SJ300, etc. Такой зверинец собрался. Их сильные и слабые стороны обсуждать бессмысленно, но можно поговорить, например, в каких режимах они работают и кто из них сильнее гадит в сеть, и почему. Но для этого нужно смотреть переходные процессы на двигателе, в комплексе с нагрузками. В общем делать стенд. Какому радиолюбителю по силам стенд для исследования частотных приводов? Это был риторический вопрос. Давайте создадим отдельную тему, ну например "Частотный привод, как бы это делалось в Одессе". Обсуждение предлагаю начать с критики вот этой, [B]на мой взгляд замечательной статьи, с Радиокота[/B]. [url]https://radiokot.ru/circuit/digital/security/31/[/url] Давайте начнем с низов и раскритикуем применённые автором драйверы HCPL3120. Но, стоп! Они применяются и в фирменных частотниках. Или вообще, как Вы выразились, его "схемотехнику формирования токов". Я надеюсь, Вы меня понимаете. Немного самоиронии не повредит, уж коли был упомянут гармонический состав токов где бы то ни было. А меряться багажем знаний и навыков на форуме - это бессмысленно. Мне вообще кажется, что на форум нужно приходить, чтобы поделиться чем-то, а не искать ошибки ради критики. [B]Да, попадаются слабые материалы. Так напишите сильный![/B] Я вот всё собираюсь что-нибудь изложить из своих приключений в области силовой электроники, но время есть только для анализа чужих статей. Чем я посильно и занимаюсь, не обессудьте. Удачи.
  • В схеме множество ошибок... Этот драйвер используется в схеме по ссылке и ошибок там практически нет. [url]https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=372825[/url] Драйверы критиковать нет смысла - это всего лишь изолированный ключ, который тоже может быть пиратской копией в большинстве случаев и его характеристики тоже необходимо проверять перед использованием. А начинать нужно с поиска необходимых для Ваших задач транзисторов. В свободной продаже предлагается всевозможный "отсев" и пиратские копии известных производителей. Оригинал от контрафакта отличается внешним видом и ценой, которая обычно на порядок выше "рыночной". Если оригинал найден, то по фирменному описанию транзистора необходимо проверить соответствие его характеристик паспортным значениям. Для чего следует купить с десяток корпусов.
  • [b]antonydublin[/b], с последнего и нужно начать... [url]https://ru.b-ok.cc/book/2902213/5cb786[/url] - Эту книжку рекомендую скачать. Из всех известных мне в ней профессионально и понятно описаны "секреты" разработчиков оконечных силовых каскадов частотников.
  • Нууу, так если просьба обсудить котовскую схемку, то например вопросик: що там делает [B]HCPL3120 под номером 7 [/B]???? ааааа, седмой HCPL3120 зачем ? страховка? перебор? полет високой мисли? Нууу, а так иначе що обсуждать,когда усьо покрито [B]непрозрачним[/B] шильдичком "моторконтроллер" ? цени и сроки доставки ?
  • Защита от перегрузки по току по минусовой шине общего питания. Датчик тока R18 с номиналом 0.18 Ом
  • так я ето вижу, а нельзя ли попросче ?
  • Ну вот, действительно приятно услышать мнение профессионала. Вы [B]SVNKz[/B] не поверите, но книга Воронина у меня есть[B] в твёрдом виде, первое издание.[/B] Это было первое моё знакомство с IGBT. Сначала книга, а потом транзистор. Так что мне её скачивать не нужно, по возможности всегда покупаю хорошую литературу. Эта книга, по сути, мне уже не нужна, могу подарить Вам как букинистику. Я не бахвалюсь ни в коем случае, просто такое [B]дикое количество аппноутов[/B] в электронном виде есть у всех производителей полупроводников, что [B]описано в них кажется всё[/B]. От базовых вещей, вроде паразитных индуктивностей тут и там, до схемотехники драйверов с тем или иным видом гальванической развязки. В отношении же с чего нужно начинать проектирование - так характеристики драйвера должны удовлетворять энергетической прожерливости ключа. Имея, скажем, 500А IGBT в жестком режиме коммутации, [B]от драйвера ой как много зависит[/B]. Поэтому купив такой силовой модуль на рынке, ну вдруг, и не найдя чем им управлять на нужных частотах - [B]решить такую задачу самостоятельно и быстро у Вас вряд ли получится, при всём уважении.[/B] А копаться в даташитах - ну это, вроде, все умеют. Заряд затвора, ёмкость, ток-частота, теплоотвод и т.д. Другое дело, что верно истолковать эти характеристики не все могут, особенно в отношении конкретной задачи. Для этого, кстати, и нужна книга Воронина. Относительно ошибок в схемах - от банально неудачной разводки платы с длинными проводниками, там, где это противопоказано, питания, развязок, снабберов, медленных и неправильных токовых защит, и прочего - никто не застрахован. Для радиолюбителя важно, чтобы схема заработала здесь и сейчас, для его задачи. [B]А Вы прямо поднимаете планку до уровня серийных универсальных изделий на все случаи жизни.[/B] Хотя. У приятеля на заводе регулярно горел дорогой координатный плазморез, кажется немецкий. Причём горел только зимой, когда в цехе ниже 10 градусов. Как Вы догадались, высохли второстепенные электролиты там, где не подумаешь. Управление начинало сбоить, а защит от сквозняков разработчики почему-то не предусмотрели. Вот просто гора электроники в шкафу, а силовая часть убивается из-за электролита 100мкФ*25В. Честное слово. И вот запустил на Радиокоте кто-то лесопилку на частотнике - да честь и хвала! И не пожалел поделиться схемой и соображениями. А оценить его инженерные решения - всегда можно. Поэтому и предложил, а давайте обсудим. И как-то совсем банально выглядят рекомендации, как отличить контрафактный транзистор на рынке. Ну не Ваш уровень, мне кажется. Давайте ещё рекомендуем вскрывать корпуса и сравнивать площадь кристалла, чтобы отличить подделку. Нужно стараться покупать у крупных поставщиков, кому можно предъявить претензию. Когда же нужно что-либо отремонтировать, то, конечно, приходится мотаться на рынок. Вот недавно вылетела в частотнике пара транзисторов в одном плече, и как раз с драйверами 3120, поэтому их упомянул. И виноваты, думаю, они. Конкретно по теме. Я не топлю за Шустова. [B]Но он не обещал в этой статье сделать частотник[/B]. Он даже не формирует ещё три инверсных сигнала, тем более не говорит об управлении MOSFET/IGBT. Он просто в лоб скомпилировал схему генерации трёх сигналов с переменной скважностью. И гордо ушёл в туман. [B]Источники, которые он использовал, я указал и проанализировал. С той лишь целью, что кому-то пригодится.[/B] А вообще у меня есть подозрение, что большинство схем, публикуемых им в книгах, не более чем студенческие придумки по мотивам каких-нибудь "100 схем для радиолюбителя". Что, в общем, не так уж и плохо, раз его издают. И не по теме. Для меня стала "просветлением" коммутация IGBT в резонансных преобразователях. Делал несколько маломощных индукционных установок с АПЧ для пущей эффективности. Так, из моста на простых IRG7PH42UD удалось выжать 8 кВт на частотах 30-40 кГц, коммутация получается в нуле автоматически. Понятно, снабберы не понадобились. Аналогично, запускал семикроновские SKM200, но, правда, с принудительным водяным охлаждением. Просто потери на них большие даже в таких режимах. И о неудачах. [B]А то тут все собрались исключительно талантливые ребята, и никто не наступал на грабли[/B]. Так вот неудача меня постигла там, где не ожидал. Делал устройство плавного пуска (УПП) для АД мощностью в районе 8кВт. По схемотехнике - [B]6 тиристоров[/B], по два в фазу, три датчика напряжения с опторазвязкой (переход через ноль), аналоговый датчик тока поставил только в одну фазу (думаю, ну всё же симметрично). Двигатель, ясное дело, треугольником без нулевого. Микроконтроллер был Atmega168p. Алгоритм был такой: сначала режим фазу, опираясь на датчики напряжения (пока ток маленький, где-то до 50В), а потом смотрим на ток, и коммутируем соответственно со сдвигом. Алгоритм отработал, запрограммировал возможность настройки пуска от 1 до 10 секунд, проверил сперва на активной нагрузке - трёхфазном нагревателе. [B]Осциллограммы напряжений и токов фаза-фаза, фаза-ноль как по книжке, УРА![/B]. Потом подключил двигатель, что важно[B] на ХХ, без нагрузки[/B]. Картинки на осциллографе подпортились, начали лезть токи на кратных частотах. Имею ввиду не гармонический состав как таковой, а результат неправильного управления коммутацией со всеми вытекающими. ОК, нагрузка-то индуктивная, понятно. Ну, думаю, да Бог с ними, не критично. Важно, что двигатель тихо отрабатывает плавный пуск. Тиристоры выдюжат, двигатель за макс. 10 сек. не перегреется, все равно пуск мягче и нет 7-10 кратных пусковых токов. Довольный, отдал заказчику. Он поставил, говорит двигатель пускается натяжно, но всё равно плавно, поэтому годится. Прошла неделя. Ничего не предвещало. Но двигатель сгорел. А моё УПП целёхонько. Провел разбор полётов. Оказалось, они пускали двигатель под нагрузкой! Более того, в их сети напряжение просажено на 20-30 вольт, подстанция слабенькая. Собрал у себя стенд, точнее подключил УПП к двигателю на дробилке, пускаю под нагрузкой. Вижу дело швах, токи на кратных частотах в 5-10 раз больше, а я датчиком контролирую только одну фазу. [B]Но в таких режимах пуска от фазы к фазе картина переходных процессов быстро меняется.[/B] Что это значит - значит неправильное у меня управление, и тиристоры работают не тогда, когда нужно. Что вызывает ещё большую асимметрию, а дальше по нарастающей. И двигатель может или пуститься (напомню, под нагрузкой), но это будет не совсем плавный пуск, а пуск за 3-5 полупериодов сети уже на исходе, или помычать немного и сгореть. И тут, вот прямо как [B]SVNKz[/B], я отослал сам себя к чтению литературы, переоткрывать секреты разработчиков. Сперва обнаружилось, как удивительно мало в интернете обсуждается проектирование тиристорных УПП. Патенты же, ни русскоязычные, ни англоязычные, не дают четких алгоритмов управления АД под нагрузкой при пуске тиристорами. Пришлось обратиться просто к теории управления АД, скажем вот эти книги дали ответы на многие вопросы, если не на все. Кстати, почти все книги по этим вопросам советские, современной литературы немного можно найти, зачастую переиздания. [B]Петров Л.П. Тиристорные преобразователи напряжения для асинхронного электропривода. Поздеев А.Д. Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах.[/B] Масандилов Л.Б. Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей. Рудаков В.В. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. Бернштейн А. Тиристорные преобразователи частоты в электроприводе. Сандлер А.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями и т.д. Список можно продолжать, но это те книги, что зацепили меня. И многие из них, ну совсем академического уровня, и требуют определённой подготовки для понимания. [B]Вот так я сжег АД, но научился их пускать :-) [/B] И этого не стыжусь. Спустя десятилетия практики забываются свои собственные промахи и неудачи. И кажется, что "вот только я, только в этой книжке, читал и понял только эту истину". А так хотелось бы, чтобы на форуме ко всем, и вновь прибывшим в первую очередь, [B]относились с соответствующим пиететом[/B]. Ну не знает человек, задает глупые вопросы (для Вашего уровня), а Вы его посылаете "учить мат. часть". Ну, пожалуйста, дайте развернутый ответ, снизойдите до уровня вопрошающего. Иначе получается, что приходим на форум кичиться собственным опытом. Кстати, очень ограниченным зачастую. Поясню - что плохого в Proteus, [B]SVNKz[/B]? И какая разница на сколько сложную схему Вы симулируете. [B]Это просто прелесть, когда можно за 30 секунд проверить схему генератора на инверторах[/B]. "Навыки владения" и знания схемотехники тут не при чём. Мне удавалось в Proteus запустить связку из трёх микроконтроллеров, оцифровывающих данные с усилителей и обменивающихся по RS-485 ModBus. Но это не достижение, просто симулятор это позволяет и в этой ветке Proteus для наглядности просто идеален. По сути чуть ли не единственная программа, позволяющая симулировать смешанные схемы аналог/цифра/микроконтроллер. Не без проблем, конечно. Кстати, я давеча спрашивал, кто какие симуляторы использует, нужно проверить, жив ли этот топик форума. И если кто-то дочитал до этого места, и просто не понял о чем речь, в лучших традициях и под девизом "иди учи мат. часть", отсылаю Вас к базовым книгам по затронутым вопросам электроники, что мне приглянулись, более или менее современным, более или менее сложным: [URL="https://www.labirint.ru/books/400906/"]Москатов Е.А. Силовая электроника. Теория и конструирование.[/URL] Семенов Б.Ю. Силовая электроника: от простого к сложному. [URL="https://www.ozon.ru/context/detail/id/137220037/"]Семенов Б.Ю. Силовая электроника: профессиональные решения.[/URL]
  • пробовал и не раз итог один : тупого ламера не интересует теория он приходит на форум, что бы ему указали какая деталька сгорела, причем когда ему говорят что именно, он обычно бьет себя в грудь копытом шта он все проверил и оно рабочие, все отвечающие мудаки один он Дартаньян, в итоге после еще надцати страниц тело отписывается шта он все починил сам и на вопрос какая неисправность была отписывается о пробое диода о котором ему говорили еще в самом начале. и таких говнюков видно буквально после пары вопросов , после чего тело и посылается учить мат.часть , потому как выслушивать хамство от очередной жертвы ЕГЭ нет никакого желания.
  • Спасибо. У меня тоже есть бумажный оригинал, но приходится периодически почитывать... В похожем на Ваш случае поставил несколько маломощных транзисторов по параллельно-последовательной схеме. Драйвер управления составной с трансформаторной развязкой по схеме из указанной книжки Воронина, стр.191 (Рис.4.14), например. Но ... далеко не все это делают. Это похоже на работу зубного врача - далеко не каждый врач будет сверлить зуб с охлаждением водой и её откачкой вакуум-насосом, как это положено... Для каждого электролита существует ограничение времени работы при заданном уровне реактивной мощности. Поэтому в серьёзных местах расчитывается время или опытным путём посредством вскрытия оболочки конденсатора по загустеванию электролита задаётся названное время, по истечению которого устанавливаются новые - замену делает простой электрик с навыками работы с паяльником. Сам он уже своими руками и головой ничего не создаёт. Рядом с ним целая толпа "единомышленников" создаёт псевдонаучный "контрафакт". В общем-то это уже общемировая проблема - 99% публикуемых статей, ориентировочно, не содержат какой-либо существенной новизны. Эта работа в полном объёме по трудоёмкости составляет человеко-годы и миллионы по финансированию. Тиристоры из-за специфики их работы для этого, возможно, не подходят. Дополнительно следует учесть качество синусиды питающей сети. Гармоник там немерянное количество. Для таких случаев разработаны и предлагаются активные фильтры-регенераторы силовой сети, которые "выкачивают" названные гармоники из сети и возвращяют энергию обратно в сеть на основной частоте. Это даже как-то обсуждалось на этом форуме...
  • Карочч не работает генератор. Генерит, но скважность регулируется в узк диапазоне. Пришлось делать на TL494. Жаль конешн, ибо задумка была в одном корпусе два гена. Один модулирует другой с возможностью регулировки скважности в шир диап. На двух tl494 тож норм получилось, но всё ж хотелрсь бы как на рис
  • Советуете мне "написать" то, на что у самого времени нет? "Написать сильную" статью можно на основе изучения и анализа оригиналов учебников ТОЭ, но на это уйдёт в разы больше времени, которое никак не будет вознаграждено соответствующей компенсацией. Кроме того, статья уходит на анонимный сервер в электронном виде и потому теряет признаки интеллектуальной собственности и, следовательно, авторского права. В этом разрезе рекомендую воспользоваться методом защиты авторских прав Американского института инженеров, публикующий статьи вместе с отсканированной копией рабочего журнала. Важность и необходимость именно такого варианта доказано десятками лет такой работы множества инженеров самой разной квалификации.
  • [url]http://ieee.tpu.ru/tomsk/sozdanie.html[/url] Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (The Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) – это всемирная профессиональная организация учёных и исследователей, основанная в 1884 году и состоящая из самостоятельных научных обществ. В IEEE [url]http://www.ieee.org[/url] состоит более 425000 человек из 150 стран – это самое большое всемирное техническое общество. В России зарегистрировано более 2000 членов IEEE, включая студентов.
Полный вариант обсуждения »