DC -moottorin nopeuskäyttö

Tämä käsikirja kuvaa yksityiskohtaisesti DC-DC-muuntimen ja ohjausjärjestelmän ohjaimen suunnittelu, simulointi, rakentaminen ja testaus tasavirta-moottorin kytkentätilaan.
Muunninta käytetään sitten kuormitustyön DC -moottorin digitaaliseen ohjaamiseen.
Piiri kehitetään ja testataan eri vaiheissa.
Ensimmäisessä vaiheessa rakentaa muuntimen, joka toimii 40 V: n nopeudella.
Tämä tehdään sen varmistamiseksi
Toisessa vaiheessa muunnin ajaa moottoria jännitteellä 400 V maksimikuormalla.
Viimeinen vaihe on käyttää Arduinoa PWM -aallon ohjaamiseen jännitteen säätämiseksi ja moottorin nopeuden ohjaamiseksi muuttuvalla kuormalla.
Komponentit eivät ole aina halpoja, joten yritä rakentaa järjestelmä mahdollisimman halvalla.
Tämän apuohjelman lopputulos on rakentaa DC
-DC-muunnin ja ohjausjärjestelmän ohjain, moottorin nopeutta ohjataan 1%: n sisällä tasaisen tilan asetuspisteessä ja nopeus asetetaan 2 s: n sisällä muuttuvan kuormituksen alla.
Nykyisellä moottorillani on seuraavat vaatimukset.
Moottorin eritelmä: Ankkuri: 380 VDC, 3. 6 AEXCIATION (THUNT): 380 VDC, 0.
Nopeus: 1500 R/Minpower: Noin 1.
1 kWDC -moottorin virtalähde = 380 VOPTOCOUPLER- ja ohjaimen virtalähde = 21 VTHIS -tarkoittaa, että moottorin enimmäisvirta- ja jänniteluokitukset.
Piirikaaviossa D1: ksi merkitty kuivapyörän diodia käytetään moottorin käänteiseen takapotentiaaliin virtausreitin estämään virtaa kääntämästä ja vahingoittamasta kokoonpanoa, kun virta käännetään pois-
moottori on edelleen kääntymässä (generaattoritila).
Nimelliskorkein käänteinen jännite on 600 V ja enimmäislähetys DC -virta on 15.
Siksi voidaan olettaa, että vauhtipyörän diodi pystyy toimimaan riittävällä jännitteellä ja virrantasoilla tämän tehtävän kannalta.
IGBT: tä käytetään moottorin virtalähteen kytkemiseen vastaanottamalla 5 V PWM -signaali Arduinosta optisen kytkimen ja IGBT -ohjaimen kautta erittäin suuren 380 V: n moottorin syöttöjänniteen kytkemiseksi.
Käytetyn IGBT: n enimmäiskeräinvirta on 4.
5A liitoskäyttölämpötilassa 100 ° C
Emitter -jännite on 600 V.
Siksi voidaan olettaa, että vauhtipyörän diodi voi toimia riittävällä jännitteellä ja virrantasoilla käytännön levittämistä varten.
On tärkeää lisätä jäähdytin IGBT: hen, mieluiten suureen jäähdyttimeen.
Nopea kytkin MOSFET voidaan käyttää ilman IGBT: tä. IGBT:
portin kynnysjännite on 3.
n
Piiri toimii 10 kHz: n taajuudella, joten IGBT: n kytkentäajan on oltava nopeampi kuin 100 Yhdysvallat, ts. Yhden täyden aallon aika.
IGBT: n kytkentäaika on 15NS, mikä riittää.
Valitun TC4421 -ohjaimen kytkentäaika on vähintään 3000 kertaa PWM -aallon aika.
Tämä varmistaa, että kuljettaja pystyy vaihtamaan riittävän nopeasti piirin toimintaan.
Kuljettajan on tarjottava enemmän nykyistä kuin Arduino voi tarjota.
Kuljettaja saa nykyisen virtalähteen käyttämiseen tarvittavan virran, ei Arduinosta.
Tämän tarkoituksena on suojata Arduinoa, koska voiman epäonnistuminen ylikuumenee Arduinon, savu tulee ulos ja Arduino tuhoutuu (
kokeiltu ja testattu).
Kuljettaja eristetään mikro-ohjaimesta, joka tarjoaa PWM-aaltoja optisen kytkimen avulla.
Valosähkökytkin eristää Arduinon kokonaan, mikä on piirin tärkein ja arvokkain osa.
Moottoreille, joilla on erilaiset parametrit, on tarpeen muuttaa IGBT IGBT: ksi, jolla on samanlaiset ominaisuudet kuin moottori, joka pystyy käsittelemään vaaditun käänteisen jännitettä ja jatkuvaa keräysvirtaa.
WIMA -kondensaattoria käytetään yhdessä moottorin virtalähteen elektrolyyttisen kondensaattorin kanssa.
Tämä tallentaa vakaan virtalähteen varauksen ja mikä tärkeintä, auttaa eliminoimaan järjestelmän kaapeleiden ja liittimien induktanssin. Komponenttien välisen etäisyyden minimoimiseksi piirin asettelun tarpeeton induktanssi on lueteltu
erityisesti IGBT -ohjaimen ja IGBT: n välisessä silmukassa.
ARDUINOn, optisen kytkimen, kuljettajan ja IGBT: n välillä yritetään poistaa melua ja soivaa maasta.
Kokoonpano on hitsattu Veroboardiin.
Helppo tapa rakentaa piiri on piirtää piirikaavion komponentit ennen hitsauksen aloittamista.
Hitsaus hyvin tuuletuilla alueilla.
Luo raon komponenttien välille, jota ei pidä kytkeä.
Upotuspakkauksella komponentit voidaan vaihtaa helposti.
Tämä auttaa ilman tarvetta hitsaamaan komponentteja ja ratkaisemaan varaosat, kun ne epäonnistuvat.
Käytin banaanipistokkeita (
pistorasia mustana ja punaisena)
kytkeäksesi virtalähteen helposti veroboardiin, tämä on mahdollista ohittaa ja lanka hitsataan suoraan levylle.
Sisällyttämällä Arduino PWM -kirjasto (
liitetty zip -tiedostoksi).
suhteellisen integraalin ohjaimen PI -ohjain .
Roottorin nopeuden ohjaamiseen käytetty
Suhde ja kiinteä vahvistus voidaan laskea tai arvioida ennen riittävää laskeutumisaikaa ja ylitystä.
PI -ohjain toteutetaan samanaikaisesti Arduino () -silmukan kanssa.
Kierroslukumittari mittaa roottorin nopeutta.
Syötä Arduinon mittaukset analogiseen analogiseen tuloon.
Virhe lasketaan vähentämällä nykyinen roottorin nopeus asetuspisteen roottorin nopeudesta ja aseta yhtä suuri virhe.
Aika -integrointi tehdään lisäämällä näytteen aika jokaiseen silmukkaan ja asettamalla se yhtäläiseen aikaan, mikä kasvaa jokaisen silmukan iteraation kanssa.
Vukeusjakson alue, jonka Arduino voi tulostaa, on välillä 0 - 255.
Laske PWMWrite PWMWRITITE PWM -kirjastossa ja tulosta se valittuun digitaaliseen lähtö -PWM -nastaan.
PI-ohjaimen toteutus kaksoisvirhe = ref-rpm;
Aika = aika 20e-6;
Kaksinkertainen pwm = alkuperäinen kp * virhe ki * aika * virhe;
PWMDouble -anturin = analogread (A1) toteutus; PWMWRITE (3, PWM-255);
Voit nähdä koko projektikoodin Arduinocode -muodossa. RAR -tiedosto.
Tiedoston koodia säädetään ohjaimen kääntämiseksi.
Kääntölaitoksella on seuraava vaikutus piirisykliin, mikä tarkoittaa new_dutyCycle = 255-dutycycle.
Ei-kääntämättömille asemille tätä voidaan muuttaa kääntämällä yllä oleva yhtälö.
Lopuksi piiri testattiin ja mitattiin sen määrittämiseksi, saavutettiinko toivotut tulokset.
Ohjain on asetettu kahteen eri nopeuteen ja ladataan Arduinoon.
Voima on päällä.
Moottori kiihtyy nopeasti odotettua nopeammin ja vakautuu sitten valituilla nopeuksilla.
Tämän ohjausmoottorin tekniikka on erittäin tehokas ja voi toimia kaikissa tasavirtamoottoreissa.