Selles juhendis kirjeldatakse üksikasjalikult alalisvoolu-alalisvoolu muunduri ja juhtimissüsteemi kontrolleri projekteerimist, simuleerimist, ehitamist ja testimist alalisvoolumootori lülitusrežiimi jaoks.
Seejärel kasutatakse muundurit koormuse šundi alalisvoolumootori digitaalseks juhtimiseks.
Ringrada arendatakse ja testitakse erinevatel etappidel.
Esimeses etapis ehitatakse muundur, mis töötab 40 V juures.
Seda tehakse selleks, et neil ei oleks parasiitide induktiivsust juhtmetest ja muudest vooluahela komponentidest, mis kahjustavad draiverit kõrge pinge korral.
Teises faasis töötab muundur mootoril maksimaalsel koormusel 400 V pingega.
Viimane etapp on arduino kasutamine pwm-laine juhtimiseks, et reguleerida pinget ja reguleerida muutuva koormusega mootori kiirust.
Komponendid ei ole alati odavad, seega proovige süsteem võimalikult odavalt üles ehitada.
Selle utiliidi lõpptulemuseks on alalis-
alalisvoolu muunduri ja juhtimissüsteemi kontrolleri ehitamine, mootori kiirust reguleeritakse püsiseisundi seadistuspunktis 1% piires ja muutuva koormuse korral seatakse kiirus 2 sekundi jooksul.
Minu olemasoleval mootoril on järgmised tehnilised andmed.
Mootori spetsifikatsioon: armatuur: 380 V alalisvool, 3. 6 AErgastus (sunt): 380 V alalisvool, 0.
Kiirus: 1500 p/min Võimsus: umbes 1.
1 kW alalisvoolu mootori toiteallikas = 380 VO PTO-siduri ja draiveri toiteallikas = 21 VSee tähendab, et mootori maksimaalsel voolul ja pingel on ühendatud mootori nimiväärtus või -pinge, mis on kõrgem.
Kuiva ratta dioodi, mis on vooluringi skeemis tähistatud kui D1, kasutatakse voolutee loomiseks mootori tagurpidi-tagasi potentsiaalile, et vältida voolu pöördumist ja sõlme kahjustamist, kui toide on välja lülitatud-
Mootor veel pöörleb (generaatori režiim).
Maksimaalne nimipinge on 600 V ja maksimaalne pärivoolu alalisvool on 15.
Seetõttu võib eeldada, et hoorattadiood suudab selle ülesande täitmiseks töötada piisava pinge ja voolutasemega.
IGBT-d kasutatakse mootori toiteallika lülitamiseks, saades Arduinolt läbi optilise siduri ja IGBT draiveri 5 V pwm signaali, et lülitada väga suur 380 V mootori toitepinge.
Kasutatava IGBT maksimaalne pidev kollektorivool on 4.
5A ühendustemperatuuril 100 °c
Maksimaalne emitteri pinge on 600 V.
Seetõttu võib eeldada, et hoorattadiood suudab praktiliseks rakendamiseks töötada piisava pinge ja voolutasemega.
Oluline on IGBT-le lisada radiaator, eelistatavalt suur radiaator.
Kiirlülitit MOSFET saab kasutada ilma IGBT-deta.
IGBT paisu lävipinge on vahemikus 3,75 V kuni 5,75
V ja selle pinge tagamiseks on vaja ajamit.
Ahel töötab sagedusel 10 kHz, seega peab IGBT lülitusaeg olema kiirem kui 100 us, st ühe täislaine aeg.
IGBT lülitusaeg on 15ns, mis on piisav.
Valitud TC4421 draiveri lülitusaeg on vähemalt 3000 korda pikem kui PWM laine.
See tagab, et juht suudab vooluringi tööks piisavalt kiiresti lülituda.
Juht peab andma rohkem voolu, kui Arduino suudab pakkuda.
Juht saab IGBT töötamiseks vajaliku voolu toiteallikast, mitte Arduinost.
See on mõeldud Arduino kaitsmiseks, sest elektrikatkestus kuumeneb Arduino üle, suits tuleb välja ja Arduino hävib (
proovitud ja testitud).
Draiver eraldatakse optilise siduri abil PWM-laineid pakkuvast mikrokontrollerist.
Fotoelektriline sidur isoleerib täielikult Arduino, mis on vooluringi kõige olulisem ja väärtuslikum osa.
Erinevate parameetritega mootorite puhul on vaja ainult IGBT vahetada mootoriga sarnaste omadustega IGBT vastu, mis suudab hakkama saada vajaliku pöördpinge ja pideva kogumisvooluga.
WIMA kondensaatorit kasutatakse koos elektrolüütkondensaatoriga mootori toiteallikal.
See salvestab stabiilse toiteallika laengu ja mis kõige tähtsam, aitab kõrvaldada süsteemi kaablite ja pistikute induktiivsust. Komponentide vahelise kauguse minimeerimiseks on vooluringi paigutuse jaoks mittevajalik induktiivsus loetletud,
eriti IGBT draiveri ja IGBT vahelises ahelas.
Arduino, optilise siduri, draiveri ja IGBT vahel püütakse maapinnast müra ja helinat kõrvaldada.
Koost keevitatakse Veroboardile.
Lihtne viis vooluringi ehitamiseks on enne keevitamise alustamist joonistada skeemi komponendid veroplaadile.
Keevitamine hästi ventileeritavates kohtades.
Kasutage faili Scrath juhtivat teed, et luua tühimik komponentide vahel, mida ei tohiks ühendada.
DIP-pakendiga saab komponente kergesti asendada.
See aitab ilma, et oleks vaja komponente keevitada ja rikke korral asendusosi lahendada.
Kasutasin banaanipistikuid (
Pistikupesa must ja punane)
Toiteallika hõlpsaks ühendamiseks veroboardiga on võimalik see vahele jätta ja juhe keevitatakse otse plaadi külge.
Kaasates Arduino pwm raamatukogu (
lisatud ZIP-failina).
Proportsionaalse integraalse kontrolleri pi-kontroller
Kasutatakse rootori kiiruse reguleerimiseks.
Suhte ja integraalvõimendust saab arvutada või hinnata enne piisava settimisaja ja ületamise saavutamist.
PI-kontroller on realiseeritud samaaegselt Arduino ()loopiga.
Tahhomeeter mõõdab rootori kiirust.
Kasutage analoogRead, et sisestada arduino mõõtmised ühte analoogsisenditest.
Viga arvutatakse, lahutades rootori hetkekiiruse rootori kiiruse seadepunktist ja seadistades veaga võrdseks.
Ajaline integreerimine toimub, lisades igale tsüklile valimiaja ja seadistades selle võrdseks ajaks, suurendades seega tsükli iga iteratsiooniga.
Töötsükli vahemik, mida Arduino suudab väljastada, on vahemikus 0 kuni 255.
Kasutage PWM teegis funktsiooni pwmWrite, et arvutada töötsükkel ja väljastada see valitud digitaalväljundi PWM viigule.
PI-kontrolleri teostuse topeltviga = ref-rpm;
Aeg = aeg 20e-6;
Double pwm = esialgne kp * viga ki * aeg * viga;
PWMdouble anduri rakendamine = analoogRead (A1); pwmWrite(3, pwm-255);
Täielikku projekti koodi näete ArduinoCode'is. rar-fail.
Failis olev kood on reguleeritud nii, et draiver pöörduks tagasi.
Tagurpidikäigul on ahela töötsüklile järgmine mõju, mis tähendab uus_töötsükkel = 255 töötsükkel.
Inverteerimata draivide puhul saab seda muuta ülaltoodud võrrandi ümberpööramisega.
Lõpuks testiti ja mõõdeti vooluringi, et teha kindlaks, kas soovitud tulemused saavutati.
Kontroller on seatud kahele erinevale kiirusele ja laaditakse üles arduinosse.
Toide on sisse lülitatud.
Mootor kiirendab oodatust kiiremini ja stabiliseerub seejärel valitud kiirustel.
Selle juhtmootori tehnoloogia on väga tõhus ja võib töötada kõigi alalisvoolumootoritega.
