درباره ما
آذرخش مدار ، نگرشی نوین در صنعت مدار چاپی
آدرس ما
- تهران، ولنجک، پارک علم و فناوری دانشگاه شهید بهشتی
- تماس بگیرید! 09913935735
- support@azarakhshmadar.ir
-
همه روزه از 7صبح الی 20 شب
-
بستن پیش بارگذاری
تشریح کامل اینورتر هارمونیک درایو
پروژه اقای پارسایار - نویسنده و محقق : محمد حسین برجیان
اصول عملکرد اینورتر هارمونیک درایور
The HA-655 series are dedicated servo drivers for FHA -C series actuators, which are axially compact
and feature a large through-hole. The actuators utilize Harmonic Drive® gear components for precise
motion control and super flat AC servomotors.
The HA-655 drivers provide many superior functions to allow the FHA-C actuators to excel in
performance
درایو صنعتی یا VFD و یا به اصطلاح اینورتر، یکی از تجهیزاتیست که در صنعت برق، کاربردهای بسیاری دارد.
نقش دستگاه درایو، کنترل ولتاژ و فرکانس منبع تغذیه و تغییر یکپارچه سرعت چرخش موتور های مورد استفاده در لوازم‌خانگی و ماشین‌آلات صنعتی است. درایو می‌تواند بسیار بزرگ و سنگین باشد. به خصوص اگر برای عملکرد مستقل، باتری داخلی داشته باشد. این دستگاه همچنین گرمای زیادی تولید می‌کنند، به همین دلیل اغلب دارای فن‌های خنک کننده نیز می‌باشد.
مبانی اولیه: چرا باید از درایو استفاده کنیم؟
درایورها از نظر قدرت تولیدی متفاوتند. برای ایجاد شرایط امن، به درایوی با توان حدود یک چهارم بیش از توان موتوری که می‌خواهید راه اندازی کنید، نیاز داریم.
کاهش جریان و مصرف برق در زمان راه‌اندازی، یکی از دلایل استفاده از این تجهیز می‌باشد. استفاده از درایو می‌تواند حداکثر قدرت را برای مدت زمان کوتاهی ایجاد کند. البته درایو طوری طراحی نشده که در ماکزیمم توان، برای مدت طولانی کار کند.
یکی دیگر از دلایل استفاده از درایو صنعتی، کنترل سرعت موتور AC می‌باشد. موتور AC به محض روشن شدن منبع تغذیه با سرعت کامل کار می‌کند. بدون درایو نمی‌توانید سرعت چرخش موتور را کنترل کنید. استفاده از اینورتر دامنه‌ی کاربردهای موتور را در مقایسه با موتوری که بدون اینورتر و سرعت ثابت می‌چرخد، افزایش می‌دهد. سرعت موتور بر حسب تعداد دور در دقیقه اندازه گیری میشود. همچنین تغییر سرعت در یک بازه زمانی مشخص به عنوان نرخ شتاب تعیین میشود.
نحوه عملکرد درایو به چه صورت است ؟
در مورد ساختار داخلی دستگاه کنترل دور موتور، دانستن چند نکته الزامی است. جریان خروجی منبع تغذیه، به صورت جریان متناوب (AC) است. این جریان توسط مدار مبدل یا اینورتر داخلی، به جریان مستقیم (DC) تبدیل می شود. مدار اینورتر با استفاده از کنترل PWM، جریان مستقیم تبدیل شده (DC) را به جریان متناوب (AC) تغییر می‌دهد. اینورتر ولتاژ را به صورت شکل موج پالس، خروجی می‌دهد.
پالس‌های خروجی، توسط سیم پیچ موتور صاف می‌شوند. تا جریان موج سینوسی به سمت موتور برود و سرعت و گشتاور موتور را کنترل کند. تصاویر زیر نحوه‌ی عملکرد اینورتر را نشان می‌دهند:
در مرحله اول، مدار مبدل به طور مداوم جریان متناوب را به جریان مستقیم تبدیل می‌کند. این فرآیند یکسوسازی نامیده می شود. جهت و اندازه موج به طور دوره‌ای در طول زمان تغییر می‌کند. زیرا جریان متناوب یک موج سینوسی است. دیود یک نیمه‌هادی است و برای یکسوسازی جریان استفاده میشود. دیود جریان الکتریسیته را در جهت رو به جلو منتقل کرده و به جریان مستقیم تبدیل کند.
هنگام عبور جریان از دیود، فقط جریان مثبت خارج می شود و یک پیک مثبت ظاهر میشود. با این حال، نیمی دیگر از چرخه هدر می‌رود. زیرا جریان منفی عبور نمی‌کند. این فرایند یکسوسازی موج کامل نامیده میشود. زیرا هر دو قله موج رو به جلو و منفی را تغییر می‌دهد.
با این حال، یکسوسازی موج کامل به خودی خود نمی‌تواند شکل موج صاف ایجاد کند. زیرا آثار جریان متناوب و نوسانات ولتاژ موج دار باقی می‌ماند. بنابراین به منظور رفع این نوسانات، خازن بارها شارژ و دشارژ میشود. خازن به آرامی شکل موج را نزدیک به جریان مستقیم صاف می کند و تغییر می‌دهد.
مدولاسیون عرض پالس خروجی در عملکرد درایو :
مدار اینورتر جریان متناوب را با ولتاژ و فرکانس متغیر خروجی می‌دهد. ولتاژ خروجی از اینورتر به صورت موج پالس است. پالس ها توسط سیم پیچ موتور صاف می‌شوند و موج سینوسی جریان می‌یابد. در نتیجه، خروجی اینورتر چند منظوره را نمی‌توان برای تجهیزاتی غیر از موتورها استفاده کرد. مکانیزم تبدیل جریان DC به جریان AC، امواج پالس با عرض های مختلف ایجاد می‌کند. ترانزیستورهای قدرت مانند “IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق بندی شده)” و فواصل ON/OFF تغییر می‌کنند.
در نتیجه با استفاده از اینورتر میتوان، فرکانس و ولتاژ برق AC را تنظیم و تغییر داد. با استفاده از این ویژگی سرعت و گشتاور موتور را میتوان کنترل کرد. به این نوع کنترل که در آن ولتاژ و فرکانس آزادانه تنظیم شده است، مدولاسیون عرض پالس یا PWM گفته میشود.
مشاهده قیمت انواع اینورتر الکتروموتور
چهار ربع عملکرد درایو :
همانطور که در نمودار زیر مشاهده می کنید، عملکرد درایو را میتوان به چهار ربع دسته‌بندی کرد:
- ربع اول: رانندگی، ربع جلو با سرعت و گشتاور مثبت
- ربع دوم: ترمز، ربع جلو با سرعت مثبت و گشتاور منفی
- ربع سوم: رانندگی، ربع دنده معکوس با سرعت و گشتاور منفی
- ربع چهارم: ترمز، ربع دنده معکوس با سرعت منفی و گشتاور مثبت
اغلب کاربری‌ها شامل بارهای تک ربع هستند که در ربع اول کار می‌کنند. بار های گشتاور متغیر (مانند پمپ های سانتریفوژ یا فن ها) و بارهای گشتاور ثابت (مانند اکسترودرها) از این دسته هستند.
برخی از کاربری‌ها شامل بارهای دو ربع هستند. این بارها در ربع اول و دوم عمل می‌کنند. به این معنی که در آنها سرعت مثبت و گشتاور متغیر است. برخی منابع درایوهای دو ربع را به عنوان بارهایی که در ربع اول و سوم کار می‌کنند تعریف می کنند. که در آن سرعت و گشتاور جهت قطبی یکسان دارند.
برخی بارهای با کارایی بالا در چهار ربع (ربع اول تا چهارم) عمل می‌کنند. به این معنی که سرعت و گشتاور می‌تواند در هر جهت باشد. بالابرها، آسانسورها، نوار نقاله‌ها در این دسته هستند.
استارت و استپ موتور توسط درایو یا اینورتر :
در راه اندازی موتور، درایو ابتدا ولتاژ و فرکانس پایینی را اعمال می‌کند. بنابراین جریان هجومی راه‌اندازی اولیه را کنترل و محدود می‌کند. پس از استارت اولیه، فرکانس و ولتاژ اعمال شده با سرعت کنترل شده افزایش می‌یابد. این روش راه اندازی به موتور اجازه می‌دهد تا 150 درصد گشتاور نامی خود را تولید کند. این در حالی است که درایو کمتر از 50 درصد جریان نامی خود را از شبکه اصلی و در محدوده سرعت پایین می‌گیرد. درایو را میتوان طوری تنظیم کرد که از حالت سکون تا سرعت کامل به این میزان گشتاور برسد. با این حال عملکرد طولانی مدت با سرعت کم، باعث گرم شدن بیش از حد موتور میشود. به همین دلیل استفاده از درایو بدون تهویه فن جداگانه امکان پذیر نیست.
توالی توقف، برعکس توالی شروع است. فرکانس و ولتاژ اعمال شده به موتور با سرعت کنترل شده کاهش می یابد. وقتی فرکانس به صفر می‌رسد، موتور خاموش میشود. برای کاهش سرعت بار، گشتاور کمی در دسترس است. گشتاور ترمز اضافی را می توان با افزودن یک مدار ترمز بدست آورد. مدار ترمز (مقاومت کنترل شده توسط ترانزیستور) برای از بین بردن انرژی ترمز است. درایو با یک مدار یکسوساز چهار ربع، قادر است با اعمال گشتاور معکوس و تزریق مجدد انرژی به خط AC، بار را ترمز کند.
مزایای استفاده از درایو :
حال که با عملکرد درایو آشنا شدید، در ادامه به بررسی دو مورد از مزایای مهم این تجهیز می‌پردازیم:
ذخیره انرژی :
بسیاری از بارهای سرعت ثابت مستقیماً از برق خط AC تأمین می‌شوند. در این بارها با ایجاد سرعت متغیر از طریق درایو، میتوان در مصرف انرژی صرفه‌جویی کرد. چنین صرفه جویی در هزینه انرژی در کاربردهای پمپ و گریز از مرکز گشتاور متغیر، مشهود است. گشتاور و قدرت بار به ترتیب با مربع و مکعب سرعت متناسب است.
کنترل عملکرد :
از درایوهای AC برای بهبود فرایند و کیفیت در شتاب، جریان، فشار، سرعت، دما و گشتاور استفاده میشود. بارهای با سرعت ثابت موتور را در معرض گشتاور شروع بالا و افزایش جریان قرار می‌دهند. این افزایش جریان ممکن است تا حدود هشت برابر جریان کامل بار باشد. درایوهای AC سرعت موتور را به تدریج تا سرعت کار افزایش می‌دهند. این امر باعث کاهش استرس مکانیکی و الکتریکی میشود. همچنین هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش داده و عمر موتور و تجهیزات محرکه را افزایش می‌دهند.
## **1. What is an Inverter Harmonic Drive?**
An inverter harmonic drive, also known as a harmonic drive inverter or simply an HD inverter, is a sophisticated electronic device used to convert one type of electrical power to another with high precision. Unlike conventional power converters, inverter harmonic drives utilize advanced control algorithms to minimize harmonic distortion and maximize energy efficiency.
## **2. How Does an Inverter Harmonic Drive Work?**
The working principle of an inverter harmonic drive involves a combination of mechanical and electronic components. At its core, it comprises a harmonic drive gear system and an inverter circuit. The gear system efficiently transmits power from the input shaft to the output shaft with minimal friction, ensuring smooth power conversion. The inverter circuit then converts the electrical power to the desired output, carefully regulating voltage, frequency, and waveform.
## **3. The Advantages of Using Inverter Harmonic Drives**
Inverter harmonic drives offer several key advantages over traditional power converters. Firstly, their high efficiency leads to significant energy savings, making them environmentally friendly and cost-effective. Secondly, they produce low levels of harmonic distortion, reducing electromagnetic interference and improving the performance of connected devices. Additionally, inverter harmonic drives are compact and lightweight, making them suitable for various applications where space is a constraint.
## **4. Applications of Inverter Harmonic Drives**
The versatility of inverter harmonic drives makes them valuable in a wide range of applications. They find extensive use in renewable energy systems, robotics, electric vehicles, aerospace, medical equipment, and more. Their ability to handle both high and low power loads makes them an ideal choice for diverse industrial and commercial applications.
## **5. Inverter Harmonic Drive vs. Traditional Power Converters**
Inverter harmonic drives outperform traditional power converters in several aspects. While traditional converters are often limited in efficiency and power handling, inverter harmonic drives excel in both areas. Moreover, their advanced control mechanisms and harmonic filtering capabilities set them apart from conventional systems, ensuring a stable and reliable power output.
## **6. Understanding Harmonic Distortion and Its Impact**
Harmonic distortion is a significant concern in power systems as it can lead to equipment damage and reduced efficiency. In this section, we will explore the concept of harmonic distortion and how inverter harmonic drives mitigate its effects, ensuring a clean and smooth power output.
## **7. Selecting the Right Inverter Harmonic Drive for Your Needs**
Choosing the appropriate inverter harmonic drive for your specific requirements is crucial to ensure optimal performance and reliability. Factors such as power rating, voltage compatibility, waveform quality, and safety features must be carefully considered. This section will provide guidance on selecting the right inverter harmonic drive for your unique application
تشریح قطعات الکترونیکی مهم مورد استفاده مدار
در مداری که به ما داده شده است میتوان تمام قسمت های درایور را مشاهده کرد ، ما برای درک و فهم هر چه بیشتر دیتاشیت قطعات مهم برد را بررسی کرده ایم و در زیر خلاصه ای از عملکرد قطعات در مدار و همچنین دلیل انتخاب چنین پارت نامبر را توضیح میدهیم…
2SK1405
این قطعه یک ترانزیستور Silicon N-Channel MOS FET می باشد ، از این ترانزیستور در مدارات سوییچینگ توان بالا استفاده میشود.
در زیر ویژگی های این ترانزیستور را مشاهده میکنیم:
· Low on-resistance
· High speed switching
· Low drive current
· Built-in fast diode (trr = 140 ns)
· Suitable for motor control, switching regulator, DC-DC converter
26MT
Three Phase Bridge
(Power Modules), 25/35 A
A range of extremely compact, encapsulated three phase
bridge rectifiers offering efficient and reliable operation. They
are intended for use in general purpose and instrumentation
applications.
FEATURES
• Universal, 3 way terminals: push-on, wrap
around or solder
• High thermal conductivity package, electrically
insulated case
• Center hole fixing
• Excellent power/volume ratio
• UL E300359 approved
• Gold plated terminals solderable using lead (Pb)-free
solder; solder alloy Sn/Ag/Cu (SAC305); solder
temperature 260 to 275 °C
• RoHS compliant
• Designed and qualified for industrial and consumer level
IGBT 6-PACK-6MBP30RH060-50
Features
• Low power loss and soft switching
• High performance and high reliability IGBT with overheating
protection
• Higher reliability because of a big decrease in number of parts in
built-in control circuit
n Applications
• Inverter for motor drive
• AC and DC servo drive amplifier
• UPS (Uninterruptible power supply)
HCPL-7840
Analog Isolation Amplifier
Features
• High Common Mode
Rejection (CMR): 15 kV/ms
at VCM = 1000 V
• 5% Gain Tolerance
• 0.1% Nonlinearity
• Low Offset Voltage and Offset
Temperature Coefficient
• 100 kHz Bandwidth
• Performance Specified Over
-40°C to 85°C Temperature
Range
• Recognized Under UL 1577
and CSA Approved for
Dielectric Withstand Proof
Test Voltage of 2500 Vac, 1
Minute
• Standard 8-Pin DIP Package
Applications
• Motor Phase and Rail
Current Sensing
• Inverter Current Sensing
• Switched Mode Power
Supply Signal Isolation
• General Purpose Current
Sensing and Monitoring
• General Purpose
MA2830
Power Switching Regulators
TLP759
Transistor Invertor
Inverter For Air Conditioner
Line Receiver
IPM Interfaces
The TOSHIBA TLP759(IGM) consists of a GaAℓAs high−output light
emitting diode and a high speed detector of one chip photo diodetransistor.
This unit is 8−lead DIP.
TLP759(IGM) has no internal base connection, and a faraday shield
integrated on the photodetector chip provides an effective common
mode noise transient immunity.
TLP759(IGM) guarantees minimum and maximum of propagation
delay time, switching time dispersion, and high common mode
transient immunity. Therefor TLP759(IGM) is suitable for isolation
interface between IPM(intelligent power module) and control IC
circuits in motor control application.
Isolation voltage: 5000Vrms (min.)
Common mode transient immunity
: ±10kV / μs (min.)
@VCM = 1500 V
Switching Time
: tpHL,tpLH = 0.1μs (min.)
= 0.8μs (max.)
@IF = 10mA,VCC = 15V,RL = 20kΩ,Ta = 25°C
Switching time dispersion: 0.7μs (max.)
(|tpLH-tpHL|)
TTL compatible
UL recognized: UL1577, file no.E67349
مشاوره رایگان (( لطفا با من تماس بگیرید! ))
مشاوره رایگان
برای دریافت مشاوره رایگان فرم زیر را پر کنید ، مشاوران شرکت در اسرع فرصت با شما تماس خواهند گرفت.
هر سوالی تو ذهنت هست و هر ابهامی داری میتونی رو کمکمون حساب کنی:)
پیام بگذارید