Tips för mitt frekvensomformarbygge

[Kammlake]

Jag köpte en bänkborrmaskin på blocket för några veckor sedan. En gammal stabil sak som drivs av en trefasmotor. Maskinen har bara tre växlar (remhjul) och går som sagt på trefas. Jag tänkte därför bygga en frekvensomformare till den dels för att kunna ställa varvtalet bättre och för att kunna köra den på enfas.

Jag har börjat snickra lite på en frekvensomformare. Det blir den första jag bygger så jag är i behov av lite moraliskt stöd!

Omformaren består av:
-en PIC18F2431 som skall generera PWM-signalerna. Denna pic har tre PWM-utgångar och man kan få ut inversen av varje PWM-signal. Den har också inbyggd dödlägesgenerator.

-en LCD-modul för att visa vilken frekvens som körs m.m.

-en rotationsenkoder med tryckknapp för att ställa frekvensen och slå på och av frekvensomformaren.

Jag har inte data på motorn just nu, ska skriva upp det nästa gång jag är i "förrådet" där den står.

Här är mitt schema som det ser ut hittills: inverter.pdf. Nätdelen är inte helt klar än men den kommer att bestå av lite ett nätfilter, en likriktare, ett gäng kondensatorer m.m. Som sagt, jag behöver lite moraliskt stöd och gärna lite kommentarer på schemat. Kanske är det något som sticker i ögonen på en gång?

/Kammlake

[Kammlake]

Hej igen!
Här kommer en komplettering av spänningsmatningsdelen...
inverter_supply.pdf

/Kammlake

[blueint]

Styrdelen ser bra ut. Hurvida LC är bättre än CL filter återstår att se , annars finns CLC varianten..
Nätagget kanske borde ha filter till styrningen?
Och ev specifikt filter i form av LC/CL för att ta hand om switchpulserna.

Sen återstår mjukvaran men det borde fungera att skapa rätt RMS värde med avseende på tiden matematisk uttryckt.

[Jonas L]

Jag förstår inte riktigt vad du vill åstadkomma med det power suppliet. Borde inte 12V-försörjningen kopplas efter likriktarbryggan? Och det blir ganska mycket spänningsfall över 12V-regulatorn. Å andra sidan blir det lite lite om du skulle välja 1*12VAC, så det känns ju inte helt optimerat. Å tredje sidan är det ju inte så mycket ström, så funkar väl.

Jag gillar inte att ha användarinterface direkt på den potentialen, men ser man till att kapsla in display och liknande som eventuellt inte har rätt isolation från början så är det ju den enklaste lösningen.

[Paxmax]

Borde du inte koppla Vs och Vb(via kondingen) till mellanpunkten för FET:arna?

[Borre]

Stoppa dit en 100nF vid Vin på switchregulatorn.

[blueint]

12V DC driver väl endast MOSFET:arna, så förlusten där är väl försumbar?

[Norpan]

Någon form av strömmätning brukar vara populärt att ha med.

[Kammlake]

Hej igen!
Vad kul med er respons!

Blueint
När du säger att nätagget kanske borde ha filter till styrningen, var tänker du att jag skulle placera filtret? Innan trafons primär?

Jonas L
Att 12V regulatorn var ansluten lite konstigt på likriktarbryggan var ett schema-fel (en pluspoäng till dig).

Jo det blir en del spänningsfall över 12V regulatorn men jag tänkte att det nog var lite på gränsen att köra direkt på ena 12V lindningen. När jag räknar på det nu så inser jag nog att så inte är fallet. Det blir dock enklare att koppla ihop lindningarna och köra med en likriktarbrygga. Jag tror inte det kommer att gå så mycket ström.

Nätdelen är för övrigt ihopplockad av komponenter som jag har liggande i mina lådor. Man blir ju lite styrd av vad man har liggande...

Att ha interfacet direkt på samma potential är som sagt det enklaste... Jag tänkte slippa optokopplare men kanske skall man tänka om där... Vi får se...


Paxmax
Tack!!! Jag har dubbelkollat den delen flera gånger men helt missat!

Borre
100nF NP0 vid switchregulatorn är nog inte så dumt. I databladet för regulatorn så säger dom dock faktiskt att det räcker med 100uF/330uF aluminiumelyter med lågt ESR. Jag har lagt till 100nF på in och ut-sidan.

Norpan
Strömmätning har jag inte just nu men det är inritat ett överströmsskydd. Pinne 14 (ITRIP) på U1 stänger av fetarna om spänningen överstiger ett visst värde.

Uppdaterat schema med era småändringar finns här: inverter2.pdf

/Kammlake

[Pucco]

Lite synpunkter.

Elsäkerhet.
Hela systemet ligger på nätspänning som nämnts tidigare.
Allt måste isoleras. Knappar, display mm. Inte alls omöjligt men man måste tänka igenom det ordentligt.
Programmeringskontakten till PICen ligger också på nätspänning vilket gör att måste kunna koppla bort HV-delen helt för att kunna programmera den.

Bootstrapen.
100nF är nog i minsta laget, min erfarenhet är att det är bättre med lite mer än det beräknade. Speciellt om man har liten dutycycle. 1µF skulle jag ta här.
12V spänningen är för låg. Höj den till 15V. IRS23364D har UVL-tröskel på upp till 11.6V vilket med lite rippel och belastning på bootstrapspänningen gör att det inte fungerar.

[Kammlake]

Efter Puccos kommentar ang. möjlighet till att slå av HV-delen vid programmering så har jag lagt två kontaktdon med 230VAC in (se schema).

Jag har även höjt bootstrap-kondensatorn till 1uF och 12V spänningen till 15V sen så satte jag dit ett par serieinduktorer på VCC och 15V näten för att filtrera matningsspänningen lite mer.

Nytt schema: inverter3.pdf

Jag funderar lite på utgångsfiltret. Induktorn är en sån här PE-92108 med 330uH i induktans. De klarar 3A och har suttit i switchregulatorer tidigare men jag tänkte att de borde funka... (jag har ett gäng liggande).

Jag vill ju ha brytfrekvensen på filtrert ganska låg, gärna en dekad under switchfrekvensen (antar att det är lämpligt?). Samtidigt vill jag inte ha allt för hög switchfrekvens för att minska effektförlusterna i FETarna... men då blir det så stora kondingar. Jag vet inte exakt vilken konding man skall välja men jag tänker mig något i stil med den här ELFA-konding. Den är dock svindyr så jag vill inte ha just den...

Brytfrekvensen för filtret blir då på ca 6kHz...(2.2uF konding) Helst skulle man ju vilja ha ner den rejält mycket mer...

Några tips på kondensatorer (typ och värde)? Vad är en rimlig brytfrekvens/switchfrekvens?


/Kammlake

[Pucco]

Öhhh.. Upptäckte ett fatalt misstag. Det måste finnas en likriktarbrygga på HV. Annars smäller det.

[Kammlake]

Aj, aj... Jag skulle granskat schemat lite mer innan jag la ut det. Jag råkade plocka bort bryggan när jag skulle dela upp så att det blev två kontaktdon för 230VAC in.

Jag har ändrat det i schemat...

Tack för tipset i alla fall!
/Kammlake

[Kammlake]

Bild på borrmaskinen jag tänkt använda frekvensomformaren till:


Jag har skruvat bort en del saker såsom remskydd m.m. Jag hade nämligen tänkt måla den.

Motorn har följande data instämplat på sig:
3-fas
0.5 hästkrafter
220/380V
1,52/0,8A
Per: 50
Varv 2830


/Kammlake

[pheer]

Trevligt projekt! Detta kommer jag att följa.
För lite inspiration kan du titta på min projekttrå. Se signatur.