نحوه اتصال هدربرد و برد راه انداز آن به مدارات قدرت (بخش چهارم):

در بخش قدرت بسته به نوع طراحی به چند ولتاژ DC با مقادیر مختلف نیازمندیم. علاوه بر ولتاژ باس DC اعمال شده به پل سه فاز که از یکسوسازی برق شهر یا تغذیه ورودی تامین می شود، برای مدارات کنترل و ایزولاسیون بخش قدرت هم معمولا به ولتاژهایی مانند ۱۵ ولت و ۵ ولت و نظایر آن نیاز وجود دارد که این ولتاژها باید با تعبیه مدارات مناسب ساخته شوند. از جمله نکات مهم این است که به دلیل جریان کشی اولیه خازن هایی که روی باس DC قرار می گیرند، در طراحی باید با روش هایی مانند استفاده از NTC یا رله و مقاومت، سرعت شارژ این خازن ها و جریان اولیه آنها محدود شود. اگر بحث بالا رفتن ولتاژ باس DC به دلیل مد ژنراتوری موتور و نیاز به اعمال Dynamic Braking مطرح باشد باید یک سوئیچ قدرت و یک مقاومت با مقدار مناسب با باس DC موازی شود تا در صورت بالا رفتن ولتاژ به دلیل برگشت انرژی از موتور، این سوئیچ روشن شود و توان اضافی در مقاومت موازی تلف شود و ولتاژ تا محدوده غیر مجازی بالا نرود. مدار تشخیص این وضعیت و فرمان به سوئیچ باید در همان بخش قدرت تعبیه شده باشد.

نحوه اتصال هدربرد و برد راه انداز آن به مدارات قدرت (بخش پنجم):

با توجه به توضیحات پست های قبلی، در بخش قدرت باید حداقل مدارات زیر وجود داشته باشد:

۱- مدارات تغذیه برای تامین ولتاژ باس DC و تامین ولتاژهای پایین مورد نیاز در بخش قدرت
۲- سوئیچ های نیمه هادی شامل ۶ عدد IGBT یا Mosfet و درایور آنها
۳- مدارات مرتبط با حفاظت ها مانند اندازه گیری جریان موتور و ولتاژ باس DC و دما و ... و ساخت سیگنال های خطا برای اعمال به هدربرد
۴- مدارات ایزولاسیون
۵- در صورت نیاز مدارات مربوط به Dynamic braking
۶- در صورت نیاز تعبیه EMI Filter در مسیر تغذیه ورودی بخش قدرت

برای ساخت بخش قدرت اینورتر می توانید از مطالب و شماتیک هایی که چند سال پیش برای اینورتر 0.75kw در لینک زیر قرار داده شد کمک بگیرید:

https://www.eca.ir/forums/thread24977.html#post189120

پی نوشت: در استفاده از این شماتیک ها به این نکته توجه کنید که سطح سیگنال high در بخش کنترل ۵ ولت است. در حالی که در هدربرد این سطح ۳.۳ ولت است و باید تغییرات لازم در شماتیک اعمال شود.

نکته: برای افزایش گشتاور موتور در فرکانس های پایین، درصد ولتاژ در فرکانس ۰.۵ هرتز را با تنظیم پارامتر P2-02 بالا ببرید. مقدار پیش فرض این پارامتر ۵ درصد است که تا ۲۰ درصد قابل افزایش است. در صورت نیاز به مقادیر بیشتر می توانید منحنی V/f را با یک کردن پارامتر P2-00 در وضعیت User defined قرار داده و دامنه ولتاژ در فرکانس ۰.۵ هرتز را با پارامتر P2-03 در مقادیر بیشتر تنظیم کنید. توجه کنید که بالا رفتن بیش از حد دامنه ولتاژ در فرکانس های پایین می تواند جریان موتور را تا حد غیر مجاز افزایش دهد.

برای هدربرد اینورتر به غیر از کنترل دور موتور سه فاز کاربردهای دیگری هم متصور است. مثلا با مقداردهی صحیح به پارامترهای گروه P2 می توانیم دامنه ولتاژ در فرکانس های مختلف را با هم برابر کنیم و شتاب مثبت و منفی را صفر کنیم و روش تولید شکل موج را در وضعیت SPWM قرار دهیم. در این شرایط با فرض قرار دادن طبقات قدرت و فیلترینگ مناسب، یک منبع سینوسی سه فاز با فرکانس متغیر تا حداکثر ۴۰۰ هرتز خواهیم داشت. یا برای ساخت سینوسی ۵۰ هرتز می توانیم از خروجی های یکی از فازها استفاده کنیم.

چند نکته مرتبط با طراحی بخش قدرت اینورتر:

T.me/KnowledgePlus/43
T.me/KnowledgePlus/61
T.me/KnowledgePlus/67
T.me/KnowledgePlus/181
T.me/KnowledgePlus/290
T.me/KnowledgePlus/733
T.me/KnowledgePlus/1140

یک بار دیگر تاکید می شود که پین های کانکتور ۱۴ پین برد راه انداز هدربرد (کانکتور CN7) باید حتما توسط اپتوکوپلرها از بخش قدرت ایزوله شوند تا احتمال برق گرفتگی به دلیل عدم رعایت ایزولاسیون وجود نداشته باشد.این ایزولاسیون باید در بخش قدرت انجام شود.

نکته: در کاربردهایی که فقط چند سرعت مشخص برای موتور مورد نیاز است، بجای تعیین سرعت از صفحه کلید یا ورودی آنالوگ می توان سرعت موتور را با ورودی های ML1 تا ML5 معین کرد. برای این کار باید P0-00=2 قرار داده شود. اگر P1-00=0 باشد، ۵ سرعت مختلف و اگر P1-00=1 باشد ۸ سرعت مختلف از طریق این ورودی ها قابل تعیین هستند.

یک فایل مفید حاوی مبانی تئوریک و شماتیک های بخش کنترل و قدرت اینورتر سه فاز
@MC3Delta

فایل PCB برد قدرت اینورتر سه فاز 0.75KW به همراه توضیحات لازم برای ساخت آن در صفحه دانلود سایت قرار داده شد.
@MC3Delta
@KnowledgePlus

فهرست قطعات برد قدرت اینورتر ۰.۷۵ کیلووات و نکاتی که باید در مونتاژ آن رعایت شود در این فایل نوشته شده است

با توجه به هزینه بالای نمونه سازی بردها، تعدادی برد با چاپ سبز و چاپ راهنما سفارش داده شده تا با قیمت مناسب در اختیار کسانی که می خواهند بخش قدرت اینورتر ۰.۷۵ کیلووات را بسازند قرار بگیرد. برای تهیه برد مونتاژ نشده بخش قدرت، پیامی را با ذکر تعداد مورد نیاز به ادمین کانال محصولات (@Knowledge_Plus) بفرستید تا در صورت موجود بودن، ادمین شرایط سفارش برد را برای شما ارسال کند.

تصویر مدار چاپی برد قدرت اینورتر ۰.۷۵ کیلووات که برای تعدادی از متقاضیان که ثبت نام کرده بودند ارسال شد

برد قدرت مونتاژ شده اینورتر ۰.۷۵ کیلووات قبل از نصب روی هیت سینک

اگر از کسانی هستید که مدارچاپی برد قدرت اینورتر را تهیه و مونتاژ کرده اید، قبل از اتصال برد به موتور و برق شهر به موارد زیر عمل کنید:

۱- قبل از وصل موتور به خروجی درایور ابتدا ولتاژ ۱۸ ولت برد را متصل کنید و ولتاژهای ۱۵ ولت و ۵ ولت را در خروجی رگولاتورهای مدار با ولت متر اندازه بگیرید. سپس پالس های سه فاز و فرمان EN را از برد مکمل هدربرد یا هر منبع موجود دیگر اعمال کنید و خروجی های آی سی 74240 که به پین های ۲ تا ۷ آی سی IR2130 وارد می شوند و پالس های اعمال شده به گیت های IGBT ها را با اسیلوسکوپ مشاهده کنید و صحت عملکرد پالس ها را احراز کنید.
۲- یک ورودی AC ولتاژ پایین را از طریق واریاک یا ترانس به تغذیه ای که باید در نهایت به برق شهر وصل شود، متصل کنید و با اسیلوسکوپ پالس های خروجی سه فاز درایور را مشاهده و صحت عملکرد آنها را احراز کنید.
۳- با همان ورودی AC ولتاژ پایین، این بار سه فاز موتور را به خروجی درایور متصل کنید و فرکانس را به تدریج زیاد کنید تا موتور شروع به چرخیدن کند. اگر واریاک در اختیار دارید ولتاژ را به تدریج تا رسیدن به ولتاژ ۲۲۰ ولت زیاد کنید. در ولتاژهای بالا اگر قصد مشاهده خروجی را دارید، پراب اسیلوسکوپ را در وضعیت x10 قرار دهید. در ولتاژهای بالا مراقب برق گرفتگی باشید.
۴- اگر مراحل بالا با موفقیت انجام شد می توانید برق شهر را به کانکتور تغذیه ورودی برد قدرت متصل کنید.

اگر پتانسیومتر مولتی ترن روی برد مکمل هدربرد به هر دلیلی از وضعیت کالیبره خارج شد، برای کالیبره کردن مجدد آن به ترتیب زیر عمل کنید:
۱- با قرار دادن P0-00=1 منبع تعیین فرکانس را روی ورودی آنالوگ قرار دهید.
۲- پارامتر P0-08 را در مقدار 200.0 و پارامتر P0-07 را در مقدار 0 قرار دهید.
۳- ولتاژ ۱۰ ولت را به ورودی آنالوگ برد مکمل اعمال کنید و پتانسیومتر مولتی ترن روی برد را به گونه ای تنظیم کنید که به ازای ولتاژ ورودی ۱۰ ولت، فرکانس به ۲۰۰ هرتز برسد و به ازای ولتاژهای پایین تر، فرکانس نمایش داده شده کاهش یابد.

درایور سه فاز یک اسب با ورودی تکفاز:

نمونه ای از کاربرد هدر برد اینورتر برای ساخت درایور ۰.۷۵ کیلووات شامل هدر برد و برد راه انداز و بخش قدرت و ترانس که روی هیت سینک نصب شده اند. این مجموعه به عنوان یک اینورتر کامل قابل نصب در تابلو است و با اتصال سیم های موتور و برق ۲۲۰ ولت به آن قابلیت راه اندازی و تغییر دور موتور با توان یک اسب را دارد.
@MC3Delta

یک تصحیح در متن دستور کار فعلی هدربرد اینورتر:

محدوده صحیح تغییرات Base Frequency که با P2-01 تنظیم می شود، ۳۰ تا ۶۵ هرتز است.

بجای دیود گران قیمت BYT43J که شش عدد از آن در برد قدرت یک اسب بکار رفته می توانید از دیود ارزان UF4007 استفاده کنید.

مجموعه اینورتر یک اسب شامل هدربرد اینورتر و برد راه انداز آن به علاوه مدارچاپی و قطعات برد قدرت و ترانس
T.me/MC3Delta/92