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.
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.
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
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.
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
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.
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 UF
4007 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
T.me/MC3Delta/92
دوستانی که مجموعه هدربرد و برد راه انداز و قطعات و مدارچاپی برد قدرت یک اسب را تهیه کرده اید، لطفا قبل از مونتاژ و راه اندازی بخش قدرت، پست های زیر را مطالعه کنید:
فهرست قطعات و نکات مونتاژ
تصویر برد قدرت مونتاژ شده
مراحل راه اندازی برد قدرت
افزایش گشتاور موتور در فرکانس پایین
پی نوشت: در مجموعه قطعات ارسال شده دیود UF
فهرست قطعات و نکات مونتاژ
تصویر برد قدرت مونتاژ شده
مراحل راه اندازی برد قدرت
افزایش گشتاور موتور در فرکانس پایین
پی نوشت: در مجموعه قطعات ارسال شده دیود UF
4007 جایگزین BYT43J شده است.نکته: به دلیل استفاده از IR
2130 در برد قدرت اینورتر یک اسب و اضافه کردن Dead Time توسط این آی سی به شکل موج ها، مقدار Dead Time را از طریق پارامتر P5-00 روی حداقل مقدار ممکن قرار دهید.2hpv2_1.PCB
100 KB
فایل مدارچاپی برد قدرت اینورتر سه فاز سه اسب
@MC3Delta
@MC3Delta
فایل pcb برد قدرت اینورتر سه فاز دو اسب در پست زیر ضمیمه شده است:
T.me/MC3Delta/111
در مورد این فایل لطفا به موارد زیر توجه کنید:
۱- این برد مانند برد قدرت یک اسب، سازگار با هدربرد اینورتر و برد راه انداز آن طراحی شده است. اما در صورت تامین سیگنال ها از سایر کنترل کننده ها می تواند بصورت مستقل مورد استفاده قرار بگیرد.
۲- به دلیل کمبود وقت هنوز فرصت تست عملی این برد و اتصال آن به موتور فراهم نشده ولی با توجه به پیگیری و عجله علاقه مندان، این فایل قرار داده شد تا هر کس که مایل است برد را با مسوولیت خود بسازد و تست کند.
۳- این فایل با نسخه های پایین پروتل ذخیره شده و با protel99 یا Altium Designer باز می شود و اگر در این رابطه مشکلی وجود داشته باشد مربوط به plugin های نرم افزار است.
۴- برای مونتاژ این برد و مقادیر آن هنوز فایل راهنمایی تدوین نشده است. اما مقادیر هر قطعه را می توانید در نرم افزار از روی مشخصات قطعه بدست آورید. برای بعضی قطعات مثل IGBT ها شماره خاصی ذکر نشده است و انتخاب آن بستگی به توان موتور و قطعات موجود در بازار دارد.
۵- نکات ذکر شده در فایل pdf برد قدرت یک اسب می تواند برای مونتاژ این برد مفید واقع شود. توجه کنید که به منظور کاهش تلفات، مقدار برخی مقاومت های برد نسبت به برد یک اسب کاهش داده شده اند. این فایل در پست زیر قابل دسترس است:
T.me/MC3Delta/49
۶- در صورت استفاده از پل دیودهای آمپر بالا می توان پین های پل دیود را با سیم به برد متصل کرد.
۷- کانکتور CN9 از نوع مخابراتی است و برای اتصال به یک ترمو سوئیچ به منظور فعال کردن حفاظت اضافه دمای هیت سینک در نظر گرفته شده است. خروجی این کانکتور به ورودی FL2 در هدربرد اینورتر متصل است و این خطا را فعال می کند.
۸- کانکتور CN10 از نوع مخابراتی است و برای اتصال به یک فن ۱۲ ولت برای خنک کردن هیت سینک در نظر گرفته شده است.
۹- با توجه به تک لایه بودن برد باید حتما تقویت مسیرهای جریان بالای مدارچاپی با قلع انجام شود. برای تقویت بیشتر می توان روی این مسیرها، سیم لخت شده با قطر مناسب قرار داد و بعد با قلع، سیم را در محل تثبیت کرد.
۱۰- این برد برای توان دو اسب طراحی شده اما با قرار دادن IGBT های جریان بالا احتمالا بتوان موتور سه اسب را هم به برد متصل کرد. در این شرایط برای بهبود عملکرد موتور می توان از خازن های بزرگتر از ۶۸۰ میکرو فاراد بجای خازن های الکترولیت ولتاژ بالای برد استفاده کرد.
@MC3Delta
@KnowledgePlus
T.me/MC3Delta/111
در مورد این فایل لطفا به موارد زیر توجه کنید:
۱- این برد مانند برد قدرت یک اسب، سازگار با هدربرد اینورتر و برد راه انداز آن طراحی شده است. اما در صورت تامین سیگنال ها از سایر کنترل کننده ها می تواند بصورت مستقل مورد استفاده قرار بگیرد.
۲- به دلیل کمبود وقت هنوز فرصت تست عملی این برد و اتصال آن به موتور فراهم نشده ولی با توجه به پیگیری و عجله علاقه مندان، این فایل قرار داده شد تا هر کس که مایل است برد را با مسوولیت خود بسازد و تست کند.
۳- این فایل با نسخه های پایین پروتل ذخیره شده و با protel99 یا Altium Designer باز می شود و اگر در این رابطه مشکلی وجود داشته باشد مربوط به plugin های نرم افزار است.
۴- برای مونتاژ این برد و مقادیر آن هنوز فایل راهنمایی تدوین نشده است. اما مقادیر هر قطعه را می توانید در نرم افزار از روی مشخصات قطعه بدست آورید. برای بعضی قطعات مثل IGBT ها شماره خاصی ذکر نشده است و انتخاب آن بستگی به توان موتور و قطعات موجود در بازار دارد.
۵- نکات ذکر شده در فایل pdf برد قدرت یک اسب می تواند برای مونتاژ این برد مفید واقع شود. توجه کنید که به منظور کاهش تلفات، مقدار برخی مقاومت های برد نسبت به برد یک اسب کاهش داده شده اند. این فایل در پست زیر قابل دسترس است:
T.me/MC3Delta/49
۶- در صورت استفاده از پل دیودهای آمپر بالا می توان پین های پل دیود را با سیم به برد متصل کرد.
۷- کانکتور CN9 از نوع مخابراتی است و برای اتصال به یک ترمو سوئیچ به منظور فعال کردن حفاظت اضافه دمای هیت سینک در نظر گرفته شده است. خروجی این کانکتور به ورودی FL2 در هدربرد اینورتر متصل است و این خطا را فعال می کند.
۸- کانکتور CN10 از نوع مخابراتی است و برای اتصال به یک فن ۱۲ ولت برای خنک کردن هیت سینک در نظر گرفته شده است.
۹- با توجه به تک لایه بودن برد باید حتما تقویت مسیرهای جریان بالای مدارچاپی با قلع انجام شود. برای تقویت بیشتر می توان روی این مسیرها، سیم لخت شده با قطر مناسب قرار داد و بعد با قلع، سیم را در محل تثبیت کرد.
۱۰- این برد برای توان دو اسب طراحی شده اما با قرار دادن IGBT های جریان بالا احتمالا بتوان موتور سه اسب را هم به برد متصل کرد. در این شرایط برای بهبود عملکرد موتور می توان از خازن های بزرگتر از ۶۸۰ میکرو فاراد بجای خازن های الکترولیت ولتاژ بالای برد استفاده کرد.
@MC3Delta
@KnowledgePlus
گزارش تست برد قدرت اینورتر سه فاز:
۱- با نصب هدربرد اینورتر و برد راه انداز آن و برد قدرتی که فایل pcb آن در کانال قرار داده شده روی هیت سینک مناسب، یک اینورتر سه فاز بصورت آزمایشی ساخته شد. در ساخت این اینورتر از IGBT های ۴۰ آمپر، دو عدد خازن ۶۸۰ میکروفاراد ۴۰۰ ولت، پل دیود ۲۵ آمپر، یک فن برای دفع حرارت هیت سینک و یک ترموسوئیچ برای تشخیص اضافه دمای هیت سینک استفاده شد. همچنین به دلیل یک رو بودن برد و محدود بودن عرض Track ها، مسیرهای جریان بالای مدار چاپی با قلع و مغزی سیم تقویت شدند.
۲- بعد از اتصال این اینورتر به یک موتور سه اسب بدون بار و انجام آزمایش های متعدد، دو مسئله مشاهده شد. یکی اثر ناشی از خاصیت سلفی مقاومت های شنت (که چند سال پیش در این پست به آن اشاره شد) و دوم ایجاد صداهایی در موتور در حوالی فرکانس ۵۰ هرتز و بیشتر. در رابطه با مقاومت شنت ابتدا چند مقاومت ۰.۱ اهم معمولی با هم موازی شدند که به دلیل خاصیت سلفی مقاومت ها، خطای FLT1 ایجاد می شد. برای حل این مسئله در نهایت یک مقاومت گرانقیمت آلمانی که مخصوص کاربرد شنت است، جایگزین مقاومت های معمولی شد. البته روش قابل پیاده سازی دیگر استفاده از مقاومت های smd با پکیج مناسب است که لازمه آن تغییر طراحی مدار چاپی است. در مورد ایجاد صداهای غیرمعمول در موتور در منابع مختلف به این پدیده اشاره شده و چنین صداهایی ناشی از هارمونیک های تزریق شده از طرف درایور به موتور است. مطابق مشاهدات در مد spwm که ولتاژ اعمال شده به موتور پایین تر است، صدای غیر معمولی شنیده نشد. در مد svm هم در صورت قرار دادن چوک مناسب در خروجی اینورتر یا کاهش چند درصدی ولتاژ موتور از طریق تغییر منحنی V/f، صدای غیر معمول حذف می شد. از جمله تغییرات انجام شده برای بهبود این وضعیت، بهینه کردن مقادیر مقاومت های ورودی و خروجی اپتوکوپلرهای 6N137 و همچنین اضافه کردن امکان صفر کردن Dead Time به هدربرد اینورتر بود.
۳- در مرحله بعد اینورتر به یک محیط صنعتی برده شد که در آن موتورهای سه اسب، بار سنگین و بسیار پراینرسی را از طریق یک گیربکس به حرکت در می آوردند. بار مذکور چنان سنگین بود که برای حرکت و توقف لازم بود زمان شتاب مثبت و منفی اینورتر در حد چند ده ثانیه تنظیم شود. از جمله مواردی که در آن محل گفته شد این بود که اینورترهای LS روی این بار جواب نمی دهند و بعد از مدتی می سوزند و فقط برندهای خاصی به اصطلاح از عهده این بار بر می آیند. با اتصال اینورتر ساخته شده به این بار و تنظیم شتاب مثبت و منفی مناسب، اینورتر بخوبی عمل کرد و در مجموع حدود یک ساعت زیر بار بود و چندین بار هم موتور متوقف و مجددا راه اندازی شد. میزان گرم شدن هیت سینک اینورتر در حدی معقول و تقریبا مشابه با سایر اینورترهای خارجی بود که بصورت همزمان در تابلو مشغول به کار بودند. این آزمایش اولین مرحله از تست اینورتر زیر بار بود که با موفقیت انجام شد.
۴- در نتیجه این آزمایش ها مشخص شد که مدارچاپی برد قدرت مشکل خاصی ندارد، اما بهتر است دو تغییر در آن اعمال شود. تغییر اول نزدیک کردن ورودی برق تکفاز به پین های پل دیود و تغییر دوم اصلاح محل نصب مقاومت شنت است.
۱- با نصب هدربرد اینورتر و برد راه انداز آن و برد قدرتی که فایل pcb آن در کانال قرار داده شده روی هیت سینک مناسب، یک اینورتر سه فاز بصورت آزمایشی ساخته شد. در ساخت این اینورتر از IGBT های ۴۰ آمپر، دو عدد خازن ۶۸۰ میکروفاراد ۴۰۰ ولت، پل دیود ۲۵ آمپر، یک فن برای دفع حرارت هیت سینک و یک ترموسوئیچ برای تشخیص اضافه دمای هیت سینک استفاده شد. همچنین به دلیل یک رو بودن برد و محدود بودن عرض Track ها، مسیرهای جریان بالای مدار چاپی با قلع و مغزی سیم تقویت شدند.
۲- بعد از اتصال این اینورتر به یک موتور سه اسب بدون بار و انجام آزمایش های متعدد، دو مسئله مشاهده شد. یکی اثر ناشی از خاصیت سلفی مقاومت های شنت (که چند سال پیش در این پست به آن اشاره شد) و دوم ایجاد صداهایی در موتور در حوالی فرکانس ۵۰ هرتز و بیشتر. در رابطه با مقاومت شنت ابتدا چند مقاومت ۰.۱ اهم معمولی با هم موازی شدند که به دلیل خاصیت سلفی مقاومت ها، خطای FLT1 ایجاد می شد. برای حل این مسئله در نهایت یک مقاومت گرانقیمت آلمانی که مخصوص کاربرد شنت است، جایگزین مقاومت های معمولی شد. البته روش قابل پیاده سازی دیگر استفاده از مقاومت های smd با پکیج مناسب است که لازمه آن تغییر طراحی مدار چاپی است. در مورد ایجاد صداهای غیرمعمول در موتور در منابع مختلف به این پدیده اشاره شده و چنین صداهایی ناشی از هارمونیک های تزریق شده از طرف درایور به موتور است. مطابق مشاهدات در مد spwm که ولتاژ اعمال شده به موتور پایین تر است، صدای غیر معمولی شنیده نشد. در مد svm هم در صورت قرار دادن چوک مناسب در خروجی اینورتر یا کاهش چند درصدی ولتاژ موتور از طریق تغییر منحنی V/f، صدای غیر معمول حذف می شد. از جمله تغییرات انجام شده برای بهبود این وضعیت، بهینه کردن مقادیر مقاومت های ورودی و خروجی اپتوکوپلرهای 6N137 و همچنین اضافه کردن امکان صفر کردن Dead Time به هدربرد اینورتر بود.
۳- در مرحله بعد اینورتر به یک محیط صنعتی برده شد که در آن موتورهای سه اسب، بار سنگین و بسیار پراینرسی را از طریق یک گیربکس به حرکت در می آوردند. بار مذکور چنان سنگین بود که برای حرکت و توقف لازم بود زمان شتاب مثبت و منفی اینورتر در حد چند ده ثانیه تنظیم شود. از جمله مواردی که در آن محل گفته شد این بود که اینورترهای LS روی این بار جواب نمی دهند و بعد از مدتی می سوزند و فقط برندهای خاصی به اصطلاح از عهده این بار بر می آیند. با اتصال اینورتر ساخته شده به این بار و تنظیم شتاب مثبت و منفی مناسب، اینورتر بخوبی عمل کرد و در مجموع حدود یک ساعت زیر بار بود و چندین بار هم موتور متوقف و مجددا راه اندازی شد. میزان گرم شدن هیت سینک اینورتر در حدی معقول و تقریبا مشابه با سایر اینورترهای خارجی بود که بصورت همزمان در تابلو مشغول به کار بودند. این آزمایش اولین مرحله از تست اینورتر زیر بار بود که با موفقیت انجام شد.
۴- در نتیجه این آزمایش ها مشخص شد که مدارچاپی برد قدرت مشکل خاصی ندارد، اما بهتر است دو تغییر در آن اعمال شود. تغییر اول نزدیک کردن ورودی برق تکفاز به پین های پل دیود و تغییر دوم اصلاح محل نصب مقاومت شنت است.
GT40QR21_datasheet_en_20140107.pdf
225.2 KB
معرفی IGBT:
قطعه GT40QR21 یک IGBT ساخت توشیبا با جریان ۴۰ آمپر و ولتاژ ۱۲۰۰ ولت است. با توجه به جستجوی مفصلی که در سایت های خارجی فروش قطعات انجام شد، این قطعه نسبت به قطعات مشابه دارای قیمت جهانی بسیار مناسبی است و قابلیت استفاده در اینورتر ۳ اسب یا بیشتر با ورودی تکفاز و سه فاز را دارد. در حال حاضر این قطعه در بازار داخل هم موجود است. اما مطابق بررسی انجام شده کیفیت چیپ های موجود در IGBT های اصلی و چینی متفاوت است. تعدادی از نوع اوریجینال و اصلی این قطعه تهیه شده که در صورت تصمیم برای عرضه قطعات اینورتر، با قیمت مناسب در اختیار متقاضیان قرار داده خواهد شد.
قطعه GT40QR21 یک IGBT ساخت توشیبا با جریان ۴۰ آمپر و ولتاژ ۱۲۰۰ ولت است. با توجه به جستجوی مفصلی که در سایت های خارجی فروش قطعات انجام شد، این قطعه نسبت به قطعات مشابه دارای قیمت جهانی بسیار مناسبی است و قابلیت استفاده در اینورتر ۳ اسب یا بیشتر با ورودی تکفاز و سه فاز را دارد. در حال حاضر این قطعه در بازار داخل هم موجود است. اما مطابق بررسی انجام شده کیفیت چیپ های موجود در IGBT های اصلی و چینی متفاوت است. تعدادی از نوع اوریجینال و اصلی این قطعه تهیه شده که در صورت تصمیم برای عرضه قطعات اینورتر، با قیمت مناسب در اختیار متقاضیان قرار داده خواهد شد.
MC3Deltav3_1Rev02.pdf
8.5 MB
نسخه جدید دستور کار هدربرد اینورتر