درایو سرعت موتور DC

این دفترچه راهنما به تفصیل طراحی ، شبیه سازی ، ساخت و آزمایش مبدل DC-DC و کنترل کننده سیستم کنترل برای حالت سوئیچینگ موتور DC ارائه می دهد.
سپس مبدل برای کنترل دیجیتالی موتور Load Shunt DC استفاده می شود.
مدار در مراحل مختلف توسعه و آزمایش می شود.
مرحله اول مبدل را ایجاد می کند که در 40 در مقابل کار می کند.
این کار برای اطمینان از عدم القاء انگلی از سیم ها و سایر اجزای مدار که به ولتاژهای بالا آسیب می رسانند ، انجام می شود.
در مرحله دوم ، مبدل موتور را با ولتاژ 400 ولت با حداکثر بار اجرا می کند.
آخرین مرحله استفاده از Arduino برای کنترل موج PWM برای تنظیم ولتاژ و کنترل سرعت موتور با بار متغیر است.
مؤلفه ها همیشه ارزان نیستند ، بنابراین سعی کنید سیستم را تا حد امکان ارزان بسازید.
نتیجه نهایی این ابزار ساخت
مبدل DC-DC و کنترل کننده سیستم کنترل خواهد بود ، سرعت موتور در 1 ٪ در نقطه تنظیم حالت پایدار کنترل می شود و سرعت در 2 ثانیه تحت بار متغیر تنظیم می شود.
موتور موجود من مشخصات زیر را دارد.
Motor specification: Armature: 380 Vdc, 3. 6 AExcitation (Shunt): 380 Vdc, 0.
Speed: 1500 r/minPower: about 1.
1 kWDC motor power supply = 380 VOptocoupler and driver power supply = 21 VThis means that the maximum current and voltage ratings of the components connected to or controlled to the motor will have a higher or equivalent rating.
دیود چرخ خشک که به عنوان D1 در نمودار مدار مشخص شده است برای تأمین مسیر جریان به پتانسیل معکوس موتور برای جلوگیری از برعکس جریان و آسیب رساندن به مونتاژ هنگام خاموش شدن برق استفاده می شود-
موتور هنوز در حال چرخش است (حالت ژنراتور).
حداکثر ولتاژ معکوس دارای 600 ولت و حداکثر جریان DC به جلو 15 است.
بنابراین می توان فرض کرد که دیود فلزی قادر به کار در ولتاژ کافی و سطح فعلی برای این کار خواهد بود.
IGBT برای تغییر منبع تغذیه به موتور با دریافت سیگنال 5 ولت PWM از Arduino از طریق کوپلر نوری و درایور IGBT برای تغییر یک ولتاژ عرضه موتور بسیار بزرگ 380 ولت استفاده می شود.
حداکثر جریان جمع کننده مداوم IGBT مورد استفاده 4.
5a در دمای اتصالی 100 درجه سانتیگراد
حداکثر ولتاژ امیتر 600 ولت است.
بنابراین می توان فرض کرد که دیود پرواز می تواند در ولتاژ کافی و سطح فعلی برای کاربردهای عملی کار کند.
اضافه کردن رادیاتور به IGBT ، ترجیحا یک رادیاتور بزرگ مهم است.
MOSFET سوئیچ سریع می تواند بدون IGBTS استفاده شود.
ولتاژ آستانه دروازه IGBT بین 3 75 ولت و 5.
75 ولت و درایو برای تأمین این ولتاژ مورد نیاز است.
مدار با فرکانس 10 کیلوهرتز عمل می کند ، بنابراین زمان تعویض IGBT باید سریعتر از 100 ما باشد ، یعنی زمان یک موج کامل.
زمان تعویض IGBT 15NS است که کافی است.
زمان تعویض درایور انتخاب شده TC4421 حداقل 3000 برابر موج PWM است.
این تضمین می کند که درایور قادر به تغییر سریع برای عملکرد مدار است.
راننده موظف است جریان بیشتری را از آنچه Arduino می تواند فراهم کند فراهم کند.
راننده جریان مورد نیاز برای کار با IGBT را از منبع تغذیه ، نه از آردوینو دریافت می کند.
این امر برای محافظت از آردوینو است زیرا قطع برق بیش از حد آردوینو را گرم می کند ، دود بیرون می آید و آردوینو از بین می رود (
محاکمه و آزمایش شده).
راننده از میکرو کنترلر جدا می شود که با استفاده از کوپلر نوری امواج PWM را فراهم می کند.
کوپلر فوتوالکتریک آردوینو را کاملاً جدا می کند ، که مهمترین و با ارزش ترین قسمت مدار است.
برای موتورهای دارای پارامترهای مختلف ، فقط لازم است IGBT را به IGBT با خواص مشابه با موتور تغییر دهید ، که می تواند ولتاژ معکوس مورد نیاز و جریان مداوم جمع آوری را کنترل کند.
خازن WIMA به همراه خازن الکترولیتی در منبع تغذیه موتور استفاده می شود.
این هزینه منبع تغذیه پایدار را ذخیره می کند و از همه مهمتر به از بین بردن القاء کابل ها و اتصالات موجود در سیستم کمک می کند. به منظور به حداقل رساندن فاصله بین مؤلفه ها ، القاء غیر ضروری برای چیدمان مدار
به ویژه در حلقه بین درایور IGBT و IGBT ذکر شده است.
تلاش می شود تا نویز و زنگ زدن از زمین بین آردوینو ، کوپلر نوری ، درایور و IGBT از بین برود.
مونتاژ در Veroboard جوش داده می شود.
یک روش آسان برای ساخت مدار ، ترسیم اجزای نمودار مدار در Veroboard قبل از شروع جوش است.
جوشکاری در مناطق تهویه خوب.
برای ایجاد شکاف بین مؤلفه هایی که نباید به آنها وصل شوند ، از مسیر رسانا Scrath File استفاده کنید.
با بسته بندی DIP ، قطعات را می توان به راحتی جایگزین کرد.
این امر بدون نیاز به جوشکاری قطعات و حل قطعات جایگزینی در هنگام شکست کمک می کند.
من از شاخه های موز (
سوکت به رنگ سیاه و قرمز) استفاده کردم
تا به راحتی منبع تغذیه خود را به Veroboard وصل کنم ، می توان از این کار پرش کرد و سیم مستقیماً به صفحه جوش داده می شود.
با درج کتابخانه Arduino PWM (
به عنوان یک فایل ZIP ضمیمه شده است).
یک کنترلر PI از کنترلر انتگرال متناسب
که برای کنترل سرعت روتور استفاده می شود.
نسبت و افزایش انتگرال را می توان محاسبه یا تخمین زده کرد قبل از اینکه زمان کافی برای تسویه حساب و بیش از حد حاصل شود.
کنترلر PI به طور همزمان با حلقه Arduino () اجرا می شود.
تاچومتر سرعت روتور را اندازه گیری می کند.
برای وارد کردن اندازه گیری های Arduino در یکی از ورودی های آنالوگ از Analogread استفاده کنید.
این خطا با کم کردن سرعت روتور جریان از سرعت روتور نقطه تنظیم محاسبه می شود و بر روی خطا قرار می گیرد.
ادغام زمان با اضافه کردن زمان نمونه به هر حلقه و تنظیم آن در زمان برابر انجام می شود ، بنابراین با هر تکرار حلقه افزایش می یابد.
دامنه چرخه وظیفه ای که Arduino می تواند از 0 تا 255 خارج شود.
از PWMwrite در کتابخانه PWM برای محاسبه چرخه وظیفه و خروجی آن به پین ​​انتخاب شده PWM خروجی دیجیتال استفاده کنید.
اجرای خطای مضاعف کنترل کننده PI = Ref-RPM ؛
زمان = زمان 20e-6 ؛
Double PWM = خطای اولیه KP * ki * زمان * خطا ؛
اجرای سنسور pwmdouble = Analogread (A1) ؛ PWMwrite (3 ، PWM-255) ؛
می توانید کد کامل پروژه را در Arduinocode مشاهده کنید. پرونده RAR
کد موجود در پرونده برای معکوس درایور تنظیم می شود.
درایو معکوس تأثیر زیر را در چرخه وظیفه مدار دارد ، به این معنی که new_dutycycle = 255-dutycycle.
برای درایوهای غیر معکوس ، این امر می تواند با معکوس کردن معادله فوق تغییر کند.
سرانجام ، مدار مورد آزمایش قرار گرفت و اندازه گیری شد تا مشخص شود كه آیا نتایج مطلوب حاصل شده است یا خیر.
کنترلر روی دو سرعت مختلف تنظیم شده و در آردوینو بارگذاری می شود.
قدرت روشن است.
موتور به سرعت سریعتر از حد انتظار شتاب می گیرد و سپس با سرعت انتخاب شده تثبیت می شود.
فناوری این موتور کنترل بسیار مؤثر است و می تواند روی همه موتورهای DC کار کند.