tasavirtamoottorin nopeuskäyttö

Tässä oppaassa kerrotaan yksityiskohtaisesti dc-dc-muuntimen ja ohjausjärjestelmän ohjaimen suunnittelusta, simuloinnista, rakentamisesta ja testauksesta tasavirtamoottorin kytkentätilaa varten.
Muuntajaa käytetään sitten kuormashuntin tasavirtamoottorin digitaaliseen ohjaukseen.
Piiriä kehitetään ja testataan eri vaiheissa.
Ensimmäisessä vaiheessa rakennetaan muuntaja, joka toimii 40 V jännitteellä.
Tällä varmistetaan, että niissä ei ole loisinduktanssia johtimista ja muista piirikomponenteista, jotka vahingoittavat ohjainta korkealla jännitteellä.
Toisessa vaiheessa muuntaja käyttää moottoria 400 V:n jännitteellä maksimikuormalla.
Viimeinen vaihe on käyttää arduinoa ohjaamaan pwm-aaltoa jännitteen säätämiseksi ja moottorin nopeuden säätämiseksi muuttuvalla kuormalla.
Komponentit eivät aina ole halpoja, joten yritä rakentaa järjestelmä mahdollisimman halvalla.
Tämän apuohjelman lopputuloksena rakennetaan tasavirta-
DC-muunnin ja ohjausjärjestelmän ohjain, moottorin nopeutta säädetään 1 %:n sisällä vakaan tilan asetuspisteessä ja nopeus asetetaan 2 sekunnissa vaihtelevalla kuormituksella.
Nykyisellä moottorillani on seuraavat tekniset tiedot.
Moottorin tekniset tiedot: Ankkuri: 380 Vdc, 3. 6 AViroitus (shuntti): 380 Vdc, 0.
Nopeus: 1500 r/minTeho: noin 1.
1 kWDC moottorin virtalähde = 380 VO. Pistoerotin ja ohjaimen virtalähde = 21 VTämä tarkoittaa, että moottorin maksimivirtaa tai jännitettä ohjataan tai korkeampi nimellisarvo.
Piirikaaviossa D1 merkittyä kuivapyörän diodia käytetään virtausreitin aikaansaamiseen moottorin käänteiseen takaisinpotentiaaliin estämään virran kääntyminen ja kokoonpanon vahingoittuminen, kun virta katkaistaan ​​-
Moottori pyörii edelleen (generaattoritila).
Nimellinen maksimi paluujännite on 600 V ja suurin myötäsuuntainen tasavirta 15.
Näin ollen voidaan olettaa, että vauhtipyörädiodi pystyy toimimaan riittävällä jännite- ja virtatasolla tähän tehtävään.
IGBT:tä käytetään kytkemään virtalähde moottoriin vastaanottamalla 5 V pwm signaali Arduinosta optisen kytkimen ja IGBT-ohjaimen kautta erittäin suuren 380 V:n moottorin syöttöjännitteen kytkemiseksi.
Käytetyn IGBT:n suurin jatkuva kollektorivirta on 4,5A
100 °c:n liitoslämpötilassa
Suurin emitterin jännite on 600 V.
Tästä syystä voidaan olettaa, että vauhtipyörädiodi voi toimia riittävällä jännite- ja virtatasolla käytännön sovellukseen.
On tärkeää lisätä patteri IGBT:hen, mieluiten iso jäähdytin.
Pikakytkintä MOSFET voidaan käyttää ilman IGBT:itä.
IGBT:n hilakynnysjännite on 3,75 V ja 5,75
V välillä, ja tämän jännitteen tuottamiseen tarvitaan taajuusmuuttaja.
Piiri toimii 10 kHz:n taajuudella, joten IGBT:n kytkentäajan tulee olla nopeampi kuin 100 us eli yhden täyden aallon aika.
IGBT:n kytkentäaika on 15ns, mikä riittää.
Valitun TC4421-ohjaimen kytkentäaika on vähintään 3000 kertaa PWM-aallon kytkentäaika.
Tämä varmistaa, että kuljettaja pystyy vaihtamaan riittävän nopeasti piiritoimintaa varten.
Kuljettajan on toimitettava enemmän virtaa kuin Arduino pystyy tarjoamaan.
Kuljettaja saa IGBT:n toimintaan tarvittavan virran virtalähteestä, ei Arduinosta.
Tällä suojataan Arduinoa, koska sähkökatkos ylikuumenee Arduinon, savua tulee ulos ja Arduino tuhoutuu (
Kokeiltu ja testattu).
Ohjain eristetään mikro-ohjaimesta, joka tuottaa PWM-aaltoja optisen kytkimen avulla.
Valosähköinen liitin eristää täysin Arduinon, joka on piirin tärkein ja arvokkain osa.
Moottoreissa, joilla on eri parametrit, IGBT tarvitsee vain vaihtaa IGBT:ksi, jolla on samanlaiset ominaisuudet kuin moottorilla, joka pystyy käsittelemään vaaditun käänteisjännitteen ja jatkuvan keräysvirran.
WIMA-kondensaattoria käytetään yhdessä elektrolyyttikondensaattorin kanssa moottorin virtalähteessä.
Tämä tallentaa vakaan virtalähteen latauksen ja mikä tärkeintä auttaa eliminoimaan järjestelmän kaapeleiden ja liittimien induktanssin. Komponenttien välisen etäisyyden minimoimiseksi tarpeettomat induktanssit piiriasettelulle on lueteltu
Erityisesti IGBT-ohjaimen ja IGBT:n välisessä silmukassa.
Arduinon, optisen kytkimen, ajurin ja IGBT:n välistä melua ja soittoa yritetään poistaa maasta.
Kokoonpano hitsataan Veroboardiin.
Helppo tapa rakentaa piiri on piirtää piirikaavion komponentit verotaululle ennen hitsauksen aloittamista.
Hitsaus hyvin tuuletetuissa tiloissa.
Käytä Scrath-tiedoston johtavaa polkua luodaksesi aukon komponenttien välille, joita ei pitäisi kytkeä.
DIP-pakkauksella komponentit voidaan vaihtaa helposti.
Tämä auttaa ilman tarvetta hitsata komponentteja ja korjata varaosia, kun ne epäonnistuvat.
Käytin banaanitulppia (
Pistorasia mustana ja punaisena)
Virtalähteen kytkemiseksi helposti veroboardiin, tämä on mahdollista ohittaa ja lanka hitsataan suoraan levyyn.
Sisällyttämällä Arduino pwm -kirjaston (
Liitteenä ZIP-tiedostona).
Proportional Integral -ohjaimen pi-ohjain
Käytetään ohjaamaan roottorin nopeutta.
Suhde ja integraalivahvistus voidaan laskea tai arvioida ennen kuin riittävä asettumisaika ja ylitys voidaan saavuttaa.
PI-ohjain toteutetaan samanaikaisesti Arduino ()-silmukan kanssa.
Takometri mittaa roottorin nopeutta.
Käytä analogReadiä syöttääksesi arduinon mittaukset johonkin analogisista tuloista.
Virhe lasketaan vähentämällä senhetkinen roottorin nopeus roottorin nopeuden asetusarvosta ja asetetaan yhtä suureksi kuin virhe.
Aika-integrointi tehdään lisäämällä näyteaika jokaiseen silmukkaan ja asettamalla se samaan aikaan, jolloin se kasvaa silmukan jokaisella iteraatiolla.
Arduinon tuottaman toimintajakson alue on 0–255.
Käytä PWM-kirjaston pwmWrite-komentoa laskeaksesi käyttösuhteen ja tulostaaksesi sen valittuun digitaalisen lähdön PWM-pintaan.
PI-ohjaimen kaksoisvirhe = ref-rpm;
Aika = aika 20e-6;
Double pwm = alkuperäinen kp * virhe ki * aika * virhe;
PWMdouble-anturin toteutus = analogRead (A1); pwmWrite(3, pwm-255);
Näet koko projektikoodin ArduinoCodessa. rar-tiedosto.
Tiedostossa oleva koodi on säädetty kääntämään ohjain.
Peruutuskäytöllä on seuraava vaikutus piirin käyttöjaksoon, mikä tarkoittaa uusi_käyttöjakso = 255-käyttöjakso.
Ei-invertoiduissa asemissa tätä voidaan muuttaa kääntämällä yllä oleva yhtälö.
Lopuksi piiri testattiin ja mitattiin sen määrittämiseksi, saavutettiinko halutut tulokset.
Ohjain on asetettu kahdelle eri nopeudelle ja ladattu arduinoon.
Virta on päällä.
Moottori kiihtyy nopeasti odotettua nopeammin ja vakiintuu sitten valituilla nopeuksilla.
Tämän ohjausmoottorin tekniikka on erittäin tehokas ja se toimii kaikissa tasavirtamoottoreissa.