محرك سرعة المحرك العاصمة

سيقدم هذا الدليل تفاصيل التصميم والمحاكاة والبناء والاختبار لمحول DC-DC ووحدة التحكم في نظام التحكم لوضع تبديل محرك التيار المستمر.
سيتم بعد ذلك استخدام المحول للتحكم الرقمي في محرك DC لتحويل الحمل.
سيتم تطوير الدائرة واختبارها في مراحل مختلفة.
ستقوم المرحلة الأولى ببناء محول يعمل عند 40 فولت.
ويتم ذلك للتأكد من عدم وجود محاثة طفيلية من الأسلاك ومكونات الدائرة الأخرى التي تلحق الضرر بالسائق عند الفولتية العالية.
في المرحلة الثانية، سيقوم المحول بتشغيل المحرك بجهد 400 فولت عند أقصى حمل.
المرحلة الأخيرة هي استخدام الاردوينو للتحكم في موجة pwm لضبط الجهد والتحكم في سرعة المحرك ذو الحمل المتغير.
المكونات ليست رخيصة دائمًا، لذا حاول بناء النظام بأقل تكلفة ممكنة.
ستكون النتيجة النهائية لهذه الأداة المساعدة هي بناء
محول DC-DC وجهاز تحكم في نظام التحكم، ويتم التحكم في سرعة المحرك في حدود 1% عند نقطة ضبط الحالة الثابتة، ويتم ضبط السرعة خلال ثانيتين تحت حمل متغير.
محركي الحالي لديه المواصفات التالية.
مواصفات المحرك: المحرك: 380 فولت تيار مستمر، 3.6 أمبير الإثارة (التحويل): 380 فولت تيار مستمر، 0.
السرعة: 1500 دورة/دقيقة الطاقة: حوالي 1.1
كيلو واط تيار مستمر مصدر طاقة المحرك = 380 فولت، ومصدر طاقة السائق = 21 فولت، وهذا يعني أن الحد الأقصى لتصنيفات التيار والجهد للمكونات المتصلة بالمحرك أو التي يتم التحكم فيها سيكون لها تصنيف أعلى أو مكافئ.
يتم استخدام الصمام الثنائي للعجلة الجافة المميز بـ D1 في مخطط الدائرة لتوفير مسار تدفق إلى الإمكانات الخلفية العكسية للمحرك لمنع التيار من العكس وإتلاف المجموعة عند إيقاف تشغيل الطاقة -
لا يزال المحرك يدور (وضع المولد).
الحد الأقصى للجهد العكسي المقدر هو 600 فولت والحد الأقصى للتيار المستمر للأمام هو 15.
لذلك، يمكن الافتراض أن الصمام الثنائي دولاب الموازنة سيكون قادرًا على العمل بمستويات جهد وتيار كافية لهذه المهمة.
يتم استخدام IGBT لتحويل مصدر الطاقة إلى المحرك عن طريق استقبال إشارة 5 فولت pwm من Arduino من خلال القارنة الضوئية ومحرك IGBT لتبديل جهد إمداد المحرك الكبير جدًا 380 فولت.
الحد الأقصى لتيار المجمع المستمر لـ IGBT المستخدم هو 4.5A
عند درجة حرارة الوصلة 100 درجة مئوية.
الحد الأقصى لجهد الباعث هو 600 فولت.
لذلك، يمكن افتراض أن الصمام الثنائي دولاب الموازنة يمكن أن يعمل عند مستويات جهد وتيار كافية للتطبيق العملي.
من المهم إضافة المبرد إلى IGBT، ويفضل أن يكون مشعاعًا كبيرًا.
يمكن استخدام المفتاح السريع MOSFET بدون IGBTs.
يتراوح جهد عتبة البوابة لـ IGBT بين 3.75 فولت و
5.75 فولت ويلزم محرك الأقراص لتوفير هذا الجهد.
تعمل الدائرة بتردد 10 كيلو هرتز، لذا يجب أن يكون وقت تبديل IGBT أسرع من 100 US، أي زمن موجة واحدة كاملة.
وقت التبديل لـ IGBT هو 15ns، وهو ما يكفي.
وقت التبديل لبرنامج التشغيل TC4421 المحدد هو 3000 مرة على الأقل من موجة PWM.
وهذا يضمن أن السائق قادر على التبديل بسرعة كافية لتشغيل الدائرة.
مطلوب من السائق توفير تيار أكثر مما يمكن أن يوفره Arduino.
يحصل السائق على التيار اللازم لتشغيل IGBT من مصدر الطاقة، وليس من Arduino.
هذا لحماية الأردوينو لأن انقطاع التيار الكهربائي سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الأردوينو، وسيخرج الدخان وسيتم تدمير الأردوينو (
تم تجربته واختباره).
سيتم عزل المحرك عن وحدة التحكم الدقيقة التي توفر موجات PWM باستخدام المقرنة الضوئية.
تقوم الوصلة الكهروضوئية بعزل الاردوينو تمامًا، وهو الجزء الأكثر أهمية وقيمة في الدائرة.
بالنسبة للمحركات ذات المعلمات المختلفة، من الضروري فقط تغيير IGBT إلى IGBT بخصائص مشابهة للمحرك، والذي يمكنه التعامل مع الجهد العكسي المطلوب وتيار التجميع المستمر.
يتم استخدام مكثف WIMA مع المكثف الإلكتروليتي في مصدر طاقة المحرك.
يعمل هذا على تخزين شحنة مصدر الطاقة المستقر، والأهم من ذلك أنه يساعد على التخلص من محاثة الكابلات والموصلات في النظام. من أجل تقليل المسافة بين المكونات، تم إدراج الحث غير الضروري لتخطيط الدائرة
خاصة في الحلقة بين مشغل IGBT وIGBT.
تم إجراء محاولات لإزالة الضوضاء والرنين من الأرض بين Arduino والمقرنة البصرية والسائق وIGBT.
يتم لحام التجميع على Veroboard.
إحدى الطرق السهلة لبناء دائرة هي رسم مكونات مخطط الدائرة على لوحة Veroboard قبل بدء اللحام.
اللحام في مناطق جيدة التهوية.
استخدم المسار الموصل لملف Scrath لإنشاء فجوة بين المكونات التي لا ينبغي توصيلها.
مع التعبئة والتغليف DIP، يمكن استبدال المكونات بسهولة.
وهذا يساعد دون الحاجة إلى لحام المكونات وحل قطع الغيار عند فشلها.
لقد استخدمت مقابس الموز (
المقبس باللونين الأسود والأحمر)
لتوصيل مصدر الطاقة الخاص بي بلوحة Veroboard بسهولة، من الممكن تخطي ذلك ويتم لحام السلك مباشرة باللوحة.
من خلال تضمين مكتبة Arduino pwm (
مرفقة كملف ZIP).
وحدة تحكم pi من وحدة التحكم التكاملية النسبية
تستخدم للتحكم في سرعة الدوار.
يمكن حساب أو تقدير النسبة والكسب المتكامل قبل الحصول على وقت كافٍ للتسوية والتجاوز.
يتم تنفيذ وحدة التحكم PI في وقت واحد مع حلقة Arduino ().
مقياس سرعة الدوران يقيس سرعة الدوار.
استخدم أنالوجريد لإدخال قياسات اردوينو في أحد المدخلات التناظرية.
يتم حساب الخطأ عن طريق طرح سرعة الدوار الحالية من سرعة الدوار عند نقطة التحديد وضبطها لتساوي الخطأ.
يتم تحقيق التكامل الزمني عن طريق إضافة وقت العينة إلى كل حلقة وتعيينه على وقت متساوٍ، وبالتالي يزداد مع كل تكرار للحلقة.
نطاق دورة العمل الذي يستطيع Arduino إخراجه هو من 0 إلى 255.
استخدم pwmWrite في مكتبة PWM لحساب دورة العمل وإخراجها إلى طرف PWM للإخراج الرقمي المحدد.
خطأ مزدوج في تنفيذ وحدة تحكم PI = ref-rpm;
الوقت = الوقت 20e-6؛
مزدوج pwm = kp الأولي * الخطأ ki * الوقت * الخطأ؛
تنفيذ مستشعر PWMdouble = قراءة تمثيلية (A1)؛ pwmWrite(3, pwm-255);
يمكنك رؤية كود المشروع الكامل في ArduinoCode. ملف رر.
يتم ضبط الكود الموجود في الملف لعكس برنامج التشغيل.
القيادة العكسية لها التأثير التالي على دورة عمل الدائرة، وهو ما يعني new_dutycycle = 255-dutycycle.
بالنسبة لمحركات الأقراص غير المقلوبة، يمكن تغيير ذلك عن طريق عكس المعادلة أعلاه.
وأخيراً، تم اختبار الدائرة وقياسها لتحديد ما إذا كانت النتائج المرجوة قد تحققت.
تم ضبط وحدة التحكم على سرعتين مختلفتين وتحميلها على الاردوينو.
الطاقة قيد التشغيل.
يتسارع المحرك بسرعة أكبر من المتوقع ثم يستقر عند السرعات المحددة.
تعتبر تقنية محرك التحكم هذا فعالة للغاية ويمكن أن تعمل على جميع محركات التيار المستمر.