In hierdie handleiding word die ontwerp, simulasie, konstruksie en toetsing van DC-DC-omskakelaar en beheerstelselbeheerder vir die DC-motorskakelmodus uiteengesit.
Die omskakelaar word dan gebruik vir digitale beheer van die Load Shunt DC -motor.
Die kring sal in verskillende stadiums ontwikkel en getoets word.
Die eerste fase sal 'n omskakelaar bou wat teen 40 V werk.
Dit word gedoen om te verseker dat hulle nie parasitiese induktansie van drade en ander stroombaankomponente het wat die bestuurder teen hoë spannings beskadig nie.
In die tweede fase sal die omskakelaar die motor teen 'n spanning van 400 V teen 'n maksimum las loop.
Die laaste fase is om Arduino te gebruik om die PWM -golf te beheer om die spanning aan te pas en die snelheid van die motor met veranderlike las te beheer.
Komponente is nie altyd goedkoop nie, so probeer om die stelsel so goedkoop as moontlik te bou.
Die finale resultaat van hierdie nut is om 'n DC
-DC-omskakelaar en beheerstelselbeheerder te bou, die motorspoed word binne 1% beheer by die instellingspunt van die stabiele toestand, en die snelheid word binne 2 s onder veranderlike las gestel.
My bestaande motor het die volgende spesifikasies.
Motorspesifikasie: anker: 380 VDC, 3. 6 AExcitation (shunt): 380 VDC, 0.
Snelheid: 1500 r/minpower: Ongeveer 1.
1 KWDC Motorkragtoevoer = 380 Voptocoupler en bestuurder kragbron = 21 VThis beteken dat die maksimum stroom- en spanningsgraderings van die komponente wat aan die motor gekontroleer is, 'n hoër of perdeperk sal hê.
Die droëwieldiode gemerk as D1 in die stroombaandiagram word gebruik om 'n vloeipad na die agterste rugpotensiaal van die motor te gee om te voorkom dat die stroom die samestelling omkeer en beskadig as die krag afgeskakel is-
die motor draai steeds (kragmodus).
Die nominale maksimum omgekeerde spanning is 600 V en die maksimum voorwaartse GS -stroom is 15.
Daarom kan aanvaar word dat die vliegwieldiode op voldoende spanning en stroomvlakke vir hierdie taak kan werk.
Die IGBT word gebruik om die kragtoevoer na die motor te skakel deur 'n 5 V PWM -sein van die Arduino deur die optiese koppelaar en die IGBT -drywer te ontvang om 'n baie groot 380 V -motorvoerspanning te skakel.
Die maksimum deurlopende versamelaarstroom van die IGBT wat gebruik word, is 4.
5a by 'n aansluitingstemperatuur van 100 ° C
Die maksimum emittorspanning is 600 V.
Daar kan dus aanvaar word dat die vliegwieldiode op voldoende spanning en stroomvlakke vir praktiese toepassing kan werk.
Dit is belangrik om die verkoeler by die IGBT te voeg, verkieslik 'n groot verkoeler.
Die vinnige skakelaar MOSFET kan sonder IGBT's gebruik word.
Die hekdrempelspanning van die IGBT is tussen 3. 75 V en 5.
75 V en die dryf is nodig om hierdie spanning te voorsien.
Die kring werk teen 'n frekwensie van 10 kHz, dus moet die oorskakelingstyd van die IGBT vinniger wees as 100 VS, dit wil sê die tyd van een volledige golf.
Die skakeltyd van die IGBT is 15ns, wat genoeg is.
Die skakeltyd van die geselekteerde TC4421 -drywer is minstens 3000 keer die van die PWM -golf.
Dit verseker dat die bestuurder vinnig genoeg kan oorskakel vir die werking van die kring.
Die bestuurder moet meer stroom verskaf as wat die Arduino kan voorsien.
Die bestuurder kry die stroom wat nodig is om die IGBT vanaf die kragbron te bedryf, nie van die Arduino nie.
Dit is om die Arduino te beskerm omdat die kragonderbreking die Arduino sal oorverhit, die rook sal uitkom en die Arduino sal vernietig word (
beproef en getoets).
Die bestuurder sal geïsoleer word van die mikro-beheerder wat PWM-golwe voorsien deur die optiese koppelaar te gebruik.
Die foto -elektriese koppelaar isoleer die arduino heeltemal, wat die belangrikste en waardevolste deel van die kring is.
Vir motors met verskillende parameters is dit slegs nodig om die IGBT na 'n IGBT met soortgelyke eienskappe na die motor te verander, wat die vereiste omgekeerde spanning en deurlopende versamelingstroom kan hanteer.
Die WIMA -kondensator word saam met die elektrolitiese kondensator op die motorkragtoevoer gebruik.
Dit stoor die lading van die stabiele kragbron, en die belangrikste is om die induktansie van die kabels en verbindings in die stelsel uit te skakel. Om die afstand tussen komponente te minimaliseer, word onnodige induktansie vir kringuitleg
veral in die lus tussen die IGBT -drywer en die IGBT gelys.
Pogings word aangewend om geraas en lui van die grond tussen Arduino, optiese koppelaar, bestuurder en IGBT uit te skakel.
Die vergadering is op die Veroboard gesweis.
'N Maklike manier om 'n stroombaan te bou, is om die komponente van die kringdiagram op die verobord te teken voordat u begin sweis.
Sweiswerk in goed geventileerde gebiede.
Gebruik die geleidende pad van die lêer Scrath om 'n gaping te skep tussen komponente wat nie gekoppel moet word nie.
Met dipverpakking kan komponente maklik vervang word.
Dit help sonder om komponente te sweis en vervangingsonderdele op te los wanneer dit misluk.
Ek het piesangproppe (
sok in swart en rooi) gebruik
om my kragbron maklik aan die Veroboard te koppel, dit is moontlik om dit oor te slaan en die draad is direk aan die bord gesweis.
Deur die Arduino PWM -biblioteek in te sluit (
aangeheg as 'n zip -lêer).
'N PI -beheerder van die proporsionele integrale beheerder
wat gebruik word om die snelheid van die rotor te beheer.
Die verhouding en integrale wins kan bereken of geskat word voordat voldoende afbetalingstyd en oorskakeling verkry kan word.
Die PI -beheerder word gelyktydig met arduino () lus geïmplementeer.
Die toerenteller meet die snelheid van die rotor.
Gebruik Analogread om die metings van Arduino se metings in een van die analoog -insette in te voer.
Die fout word bereken deur die huidige rotorsnelheid van die SET -puntrotorsnelheid af te trek en op gelyke te stel om die fout gelyk te maak.
Tydintegrasie word gedoen deur die voorbeeldtyd by elke lus te voeg en dit op gelyke tyd te stel, en sodoende toeneem met elke iterasie van die lus.
Die werksiklusreeks wat Arduino kan lewer, is van 0 tot 255.
Gebruik PWMWRITE in die PWM -biblioteek om die werksiklus te bereken en lewer dit na die geselekteerde PWM -pen.
Implementering Dubbele fout van PI-beheerder = ref-rpm;
Tyd = tyd 20E-6;
Dubbele pwm = aanvanklike kp * fout ki * tyd * fout;
Implementering van pwmdouble sensor = analogread (A1); PWMWRITE (3, PWM-255);
U kan die volledige projekkode in Arduinocode sien. RAR -lêer.
Die kode in die lêer is aangepas om die bestuurder om te keer.
Die omgekeerde skyf het die volgende uitwerking op die kringdienssiklus, wat beteken New_dutycycle = 255-Dutycycle.
Vir nie-omgekeerde aandrywers kan dit verander word deur bogenoemde vergelyking om te keer.
Uiteindelik is die stroombaan getoets en gemeet om te bepaal of die gewenste resultate behaal is.
Die beheerder is op twee verskillende snelhede gestel en na die Arduino opgelaai.
Die krag is aan.
Die motor versnel vinnig vinniger as wat verwag is en stabiliseer dan teen geselekteerde snelhede.
Die tegnologie van hierdie beheermotor is baie effektief en kan op alle DC -motors werk.
