VVVF製作所

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VVVFインバーターを作ってみた

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三相誘導モーターを可変速駆動するため、三相交流の電圧と周波数を自在に調整できる装置「VVVFインバーター」を製作します。ワンハンドル型マスコンと組み合わせて、ノッチ位置に応じたすべり周波数指令を生成し、滑らかな加減速性能を実現しています。実車同様に、VVVFインバーター制御による独特の磁歪音が鳴り響きます。

VVVFインバータ制御回路の作り方

VVVFインバーター用制御基板の製作 まず制御基板を製作します。コネクタやピンソケット、トグルスイッチを配置しました。コネクタを介して、ゲートドライブ回路やコントローラなどに接続して使用します。


VVVFインバーター用制御基板の製作2 書き込み機・デバッガに接続するための、LANコネクタを設置します。


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VVVFインバーター用制御基板の完成形 スズメッキ線による配線とはんだ付けを行い、制御基板は完成です。



VVVFインバータの制御回路で圧電ブザーを鳴らしてみた

完成した制御基板のプログラミングを行い、東京メトロ01系・東京メトロ02系の高周波分巻チョッパ装置と同じキャリア変調パターンでスイッチングしてみました。ゲートパルス信号を圧電ブザーに接続して磁歪音を鳴らしています。実際には三相交流を生成する信号が出力されています。
【元動画はこちら】東京メトロ01系の変調パターンを作ってみた



こちらでは、東京メトロ03系・東京メトロ05系の高周波分巻チョッパ装置と同じキャリア変調パターンでスイッチングしてみました。
【元動画はこちら】東京メトロ03系・05系の変調パターンを作ってみた



東武20000系・東武9000系のAFE主回路チョッパ装置と同じキャリア変調パターンでスイッチングしてみました。
【元動画はこちら】 東武20000系・9000系の変調パターンを作ってみた



VVVFインバータの主回路インタフェースの作り方

ゲートドライブ回路 マイコンにより生成したインバータのゲート信号を、実際にIGBTを駆動できるレベルに変換する、ゲートドライブ回路を製作します。


VVVFインバーター装置内部の配線 製作した制御回路とゲートドライブ回路、IGBTモジュールを機器箱に取り付けます。


VVVFインバーター装置背面の端子 VVVFインバータ装置背面はこのようになっています。赤と黒の端子は直流電源の接続用で、黄色・緑色・水色の端子は三相誘導モータに接続する端子です。

自作したワンハンドルマスコン 三相誘導モーターや直流電源装置と接続した状態です。今後は発電ブレーキやフィードバック制御に必要な装置類を追加していきます。


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