Частотный преобразователь для электродвигателя 380В/50Гц

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Обзор аналогов частотного преобразователя

2 Схемотехническое проектирование

3 Расчет и выбор элементов схемы

3.1 Расчет инвартора частотного преобразователя

3.2 Расчет источника питания блока управления

4 Разработка программного обеспечения для микроконтроллера

5 Проектирование печатной платы

Заключение

Список использованных источников

Приложение А(обязательное) Листинг программы микроконтроллера

Графический материал (на отдельных листах):

ФДО ВКР. 435221.182 Э1 Частотный преобразователь

для электродвигателя 380 В/ 50 Гц

Схема электрическая структурная

ФДО ВКР. 435221.182 Э2 Частотный преобразователь

для электродвигателя 380 В/ 50 Гц

Схема электрическая функциональная

ФДО ВКР. 435221.182 Э3 Частотный преобразователь

для электродвигателя 380 В/ 50 Гц

Схема электрическая принципиальная

ФДО ВКР. 435221.182 Частотный преобразователь

для электродвигателя 380 В/ 50 Гц

Чертеж печатной платы

Реферат

Выпускная квалификационная работа 47 страниц, 10 рисунков,

11 источников, 4 листа графического материала.

ЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА, ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, ИНВЕРТОР.

Объектом проектирования является частотный преобразователь для электродвигателя 380 В/50 Гц.

Цель работы − разработать устройство на основе современной элементной базы с использованием микроконтроллера.

В ходе работы проведен анализ существующих аналогичных технологий и устройств, разработаны структурная, функциональная и принципиальная электрические схемы, печатная плата, выполнены технические расчёты.

Работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Office World 2016 и представлена на CD диске (в конверте на обороте обложки).

Задание

на выпускную квалификационную работу

1.Тема работы: Частотный преобразователь для электродвигателя 380 В/50Гц

2. Назначение и область применения (устройства: Регулирование скорости вращения асинхронного двигателя для систем автоматизированного привода.

4. ТРЕБОВАНИЯ К РАБОТЕ

4.1. Технические параметры:

- Входной ток 5,5 А;

- Выходной ток 5,3 А;

- Выходная мощность 2,2 кВт;

- Номинальное входное напряжение – 3-фазы 380 В 50 Гц;

- Диапазон выходных частот 1400 Гц.

4.2. Условия эксплуатации:

- Температура 10 ºC…+50 °C;

- Влажность воздуха 50±5%.

4.3. Дополнительные условия:

- Метод управления – широтноимпульсная модуляция (ШИМ);

- Габаритные размеры - не более 250×150×100 мм;

- Коэффициент заполнения по объему - не менее Кз= 0,5.

5. ПЕРЕЧЕНЬ РАЗДЕЛОВ, ПОДЛЕЖАЩИХ РАЗРАБОТКЕ

5.1. По специальной части:

- Обзор аналогов частотного преобразователя.

- Схемотехническое проектирование.

- Расчёт и выбор элементов схемы и конструкции устройства.

- Разработка программного обеспечения для микроконтроллера.

- Проектирование печатной платы.

6. ПОДЛЕЖИТ РАЗРАБОТКЕ В РАБОТЕ СЛЕДУЮЩАЯ

ДОКУМЕНТАЦИЯ:

6.1. Чертежи:

(выполняются в соответствии с ГОСТ и ЕСКД)

Схема электрическая структурная

Схема электрическая функциональная

Схема электрическая принципиальная

Плата печатная

Введение

В ВКР разрабатывается частотный преобразователь для электродвигателя

380 В/50 Гц с регулированием оборотов. Регулирование реализуется с использованием широтноимпульсной модуляции (ШИМ). Схема проектируется на основе микроконтроллера.

C возрастанием сложности технологических процессов требует от электроприводов регулирования скорости, положения либо момента. С этой целью создаются новые методы регулирования оборотов электродвигателей постоянного и переменного тока. Процесс регулирования осуществляется по нелинейному алгоритму, и для этого требуются высокая вычислительная мощность устройства управления оборотами электродвигателя. Проектирование частотных преобразователей для асинхронных трехфазных электродвигателей является актуальной задачей. Сейчас имеется большой выбор электронных компонентов, предназначенных для применения в устройствах управления автоматизированным приводом. Предоставляется возможность разработчикам проектировать частотные преобразователи, рассчитанные под конкретные задачи, с определёнными функциями. Возможно управление через цифровые интерфейсы (RS485, RS-232, Ethernet).

Целью выпускной квалификационной работы является разработка аппаратной и программной составляющих устройства. Для реализации поставленной цели решаются следующие задачи:

обзор существующих аналогов;

схемотехническое проектирование;

технические расчёты и выбор элементной базы;

разработка программы для микроконтроллера;

разработка печатной платы.

Заключение

В итоге выполнения ВКР спроектирован частотный преобразователь для электродвигателя 380 В/50 Гц. В ходе работы проведен анализ существующих аналогичных устройств, разработаны структурная, функциональная и принципиальная электрические схемы, печатная плата, выполнены технические расчёты. По результатам расчётов произведён выбор силовых IGBTтранзисторов и диодов инверторной схемы частотного преобразователя. Рассчитаны элементы стабилизированного блока питания платы микроконтроллерного управления. В части реализации программного обеспечения описан алгоритм управляющей программы и написана сама программа для микроконтроллера в среде MPLAB IDE. Отличительным преимуществом спроектированного устройства является простота схемотехнического решения, которая достигнута за счёт использования специализированного микроконтроллера PIC18F4331 и микросхемы IR2130.