Инвертор предназначен для управления скоростью и направлением вращения выходного вала однофазных асинхронных электродвигателей типа РД-09, ТУ 1-01-0268-83. Прибор представляет собой программно - аппаратное устройство, осуществляющее преобразование выпрямленного напряжения сети 220 В, 50 Гц в эквивалентное трехфазное напряжение 0 –127 В, 5 – 50 Гц методом широтно–импульсной модуляции.

Технические характеристики.

Прибор рассчитан на плавное регулирование скорости вращения выходного вала двигателей типа РД-09, имеющих следующие характеристики:

• номинальное напряжение питания         127 В, 50 Гц;
• выходная мощность, не более         30 Вт.
• Питание прибора осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В (с отклонениями не более +12…–16 %), частотой 50 Гц.
• Мощность, потребляемая от сети, не более         35 Вт.
• Габаритные размеры         145х85х55 мм.
• Масса не более         0,8 кг.
• Климатические условия эксплуатации прибора:

§ температура от -10 до +50 °С; 
§ относительная влажность воздуха до 80 % при 25 °С;

• Выходная частота         5 – 50 Гц.
• Выходное напряжение         127 В +12…-16 %.
• Максимальный выходной ток         0,2 А.
• Режим работы прибора         продолжительный.

Конструктивно прибор выполнен в закрытом пластмассовом корпусе с отверстиями для крепления на монтажной панели. Печатная плата устройства закреплена на днище корпуса. Подключение внешних устройств производится через клеммную колодку.

Электрическая схема прибора выполнена без гальванической развязки от питающей сети 220 В, 50 Гц, с целью снижения себестоимости изделия. Выпрямленное напряжение сети, величиной около 300 В, используется для питания силовых ключей инвертора и, через импульсный понижающий стабилизированный преобразователь на DD1, VT1, для питания управляющей части схемы [ 1 ].

Микроконтроллер [ 2 ] DD4 запитан напряжением + 5 В через стабилизатор DA3, работающий от напряжения +12 В преобразователя, контроллер работает по программе, написанной на языке ASSEMВLER [ 3 ] по алгоритму, детально изложенному в [ 1 ]. Сформированные микроконтроллером ШИМ - сигналы с выходов PORTC через "high and low side driver" DD2, DD3, DD5 управляют силовыми ключами на транзисторах VT2 - VT7. Ключи формируют на обмотках электродвигателя эквивалентное ШИМ - напряжение, создающее в них синусоидальный ток, с соответствующим фазовым сдвигом в каждой обмотке. 

Регулировка скорости вращения электродвигателя осуществляется путем изменения частоты тока, питающего его. Задатчиком скорости является внешний реостат, на который нагружен источник тока на транзисторе VT8. Управляющее напряжение с реостата подается на один из входов АЦП микроконтроллера, который преобразует его в число, определяющее скорость вращения электродвигателя.

Резистор R21 является датчиком тока. При превышении максимального выходного тока инвертора микроконтроллер фиксирует сигнал с R21 и отключает напряжение с электродвигателя.

Терморезистор R16 - датчик температуры. Если температура внутри корпуса прибора превысит 75^оС микроконтроллер останавливает работу инвертора.

Современные фирменные инверторы имеют, как правило, выходную мощность от 100 Вт и, в силу наличия массы потребительских опций, обеспечивающих их универсальность, весьма дороги: 250 - 300 у. е. и выше. Вместе с тем, для конкретных требований, можно создать специализированное устройство, себестоимостью в несколько раз ниже, чему описанный здесь инвертор и является примером.

ЛИТЕРАТУРА 
1. Microchip Technology Inc. AN967. Bidirectional VF Control of Single and 3 - Phase Induction Motors Using the PIC16F72. - . 
2. Microchip Technology Inc. DS39582B. PIC16F87xA. Data Sheet. 28/40/44 - Pin Enhanced Flash Microcontrollers. - . 
3. ООО "Микро - Чип". MРASM. Руководство пользователя. - М., 2001.

Скачать исходный код на языке asm 
Скачать печатную плату

Автор проекта: Топников Александр Сергеевич. E-mail Офф. сайт автора.