Ang manu-manong ito ay detalyado ang disenyo, kunwa, konstruksyon at pagsubok ng DC-DC converter at control system controller para sa DC motor switch mode.
Ang converter ay gagamitin para sa digital na kontrol ng load shunt DC motor.
Ang circuit ay bubuo at masuri sa iba't ibang yugto.
Ang unang yugto ay magtatayo ng isang converter na gumagana sa 40 v.
Ginagawa ito upang matiyak na wala silang parasitiko na inductance mula sa mga wire at iba pang mga sangkap ng circuit na pumipinsala sa driver sa mataas na boltahe.
Sa pangalawang yugto, tatakbo ang converter ng motor sa isang boltahe na 400 V sa isang maximum na pag -load.
Ang huling yugto ay ang paggamit ng Arduino upang makontrol ang alon ng PWM upang ayusin ang boltahe at kontrolin ang bilis ng motor na may variable na pag -load.
Ang mga sangkap ay hindi palaging mura, kaya subukang itayo ang system nang mura hangga't maaari.
Ang pangwakas na resulta ng utility na ito ay ang pagbuo ng isang DC
-DC converter at control system controller, ang bilis ng motor ay kinokontrol sa loob ng 1% sa matatag na punto ng setting ng estado, at ang bilis ay nakatakda sa loob ng 2 s sa ilalim ng variable na pag-load.
Ang aking umiiral na motor ay may mga sumusunod na pagtutukoy.
Pagtukoy ng motor: Armature: 380 VDC, 3. 6 Aexcitation (Shunt): 380 VDC, 0.
Bilis: 1500 R/Minpower: Mga 1.
1 kWDC Motor Power Supply = 380 Voptocoupler at driver ng suplay ng driver = 21 VThis ay nangangahulugang ang maximum na kasalukuyang at mga rating ng boltahe ng mga rating ng o ay may kaugnayan sa motor.
Ang dry wheel diode na minarkahan bilang D1 sa diagram ng circuit ay ginagamit upang magbigay ng isang landas ng daloy sa reverse back potensyal ng motor upang maiwasan ang kasalukuyang mula sa pagbabalik at pagsira sa pagpupulong kapag ang kapangyarihan ay naka-off-
ang motor ay pa rin lumiliko (generator mode).
Ang na -rate na maximum na reverse boltahe ay 600 V at ang maximum na pasulong na kasalukuyang DC ay 15.
Samakatuwid, maaari itong ipagpalagay na ang flywheel diode ay maaaring magtrabaho sa sapat na boltahe at kasalukuyang mga antas para sa gawaing ito.
Ang IGBT ay ginagamit upang ilipat ang supply ng kuryente sa motor sa pamamagitan ng pagtanggap ng isang 5 V PWM signal mula sa Arduino sa pamamagitan ng optical coupler at ang driver ng IGBT na lumipat ng isang napakalaking 380 V na boltahe ng suplay ng motor.
Ang maximum na tuluy -tuloy na kolektor ng kasalukuyang IGBT na ginamit ay 4.
5A sa isang temperatura ng kantong na 100 ° C
Ang maximum na boltahe ng emitter ay 600 V.
Samakatuwid, maaari itong ipagpalagay na ang flywheel diode ay maaaring gumana sa sapat na boltahe at kasalukuyang mga antas para sa praktikal na aplikasyon.
Mahalagang idagdag ang radiator sa IGBT, mas mabuti ang isang malaking radiator.
Ang mabilis na switch ng MOSFET ay maaaring magamit nang walang mga IGBT.
Ang boltahe ng gate threshold ng IGBT ay nasa pagitan ng 3. 75 V at 5.
75 V at drive ay kinakailangan upang magbigay ng boltahe na ito.
Ang circuit ay nagpapatakbo sa isang dalas ng 10 kHz, kaya ang oras ng paglipat ng IGBT ay kailangang maging mas mabilis kaysa sa 100 US, iyon ay, ang oras ng isang buong alon.
Ang oras ng paglipat ng IGBT ay 15NS, na sapat.
Ang oras ng paglipat ng napiling driver ng TC4421 ay hindi bababa sa 3000 beses na sa alon ng PWM.
Tinitiyak nito na ang driver ay maaaring lumipat nang mabilis para sa operasyon ng circuit.
Kinakailangan ang driver na magbigay ng mas maraming kasalukuyang kaysa sa maibibigay ng Arduino.
Nakukuha ng driver ang kasalukuyang kinakailangan upang mapatakbo ang IGBT mula sa suplay ng kuryente, hindi mula sa Arduino.
Ito ay upang maprotektahan ang Arduino dahil ang pagkabigo ng kapangyarihan ay overheat ang Arduino, lalabas ang usok at ang Arduino ay masisira (
sinubukan at masuri).
Ang driver ay ihiwalay mula sa micro-controller na nagbibigay ng mga alon ng PWM sa pamamagitan ng paggamit ng optical coupler.
Ang photoelectric coupler ay ganap na ibukod ang Arduino, na siyang pinakamahalaga at mahalagang bahagi ng circuit.
Para sa mga motor na may iba't ibang mga parameter, kinakailangan lamang na baguhin ang IGBT sa isang IGBT na may katulad na mga pag -aari sa motor, na maaaring hawakan ang kinakailangang reverse boltahe at patuloy na koleksyon ng kasalukuyang koleksyon.
Ang WIMA capacitor ay ginagamit kasama ang electrolytic capacitor sa suplay ng kuryente ng motor.
Nag -iimbak ito ng singil ng matatag na supply ng kuryente, at pinaka -mahalaga ay tumutulong upang maalis ang inductance ng mga cable at konektor sa system. Upang mabawasan ang distansya sa pagitan ng mga sangkap, ang hindi kinakailangang inductance para sa layout ng circuit ay nakalista
lalo na sa loop sa pagitan ng driver ng IGBT at ang IGBT.
Ang mga pagtatangka ay ginawa upang maalis ang ingay at pag -ring mula sa lupa sa pagitan ng Arduino, optical coupler, driver at IGBT.
Ang pagpupulong ay welded sa Veroboard.
Ang isang madaling paraan upang makabuo ng isang circuit ay upang iguhit ang mga sangkap ng diagram ng circuit sa veroboard bago simulan ang paghihinang.
Welding sa mahusay na maaliwalas na mga lugar.
Gumamit ng conductive path ng file scrath upang lumikha ng isang puwang sa pagitan ng mga sangkap na hindi dapat konektado.
Sa dip packaging, ang mga sangkap ay maaaring mapalitan nang madali.
Makakatulong ito nang walang pangangailangan na mag -weld ng mga sangkap at lutasin ang mga kapalit na bahagi kapag nabigo sila.
Gumamit ako ng mga plug ng saging (
socket sa itim at pula)
upang madaling ikonekta ang aking supply ng kuryente sa Veroboard, posible na laktawan ito at ang wire ay direktang welded sa board.
Sa pamamagitan ng pagsasama ng library ng Arduino PWM (
nakalakip bilang isang zip file).
Ang isang PI controller ng proporsyonal na integral na controller
na ginamit upang makontrol ang bilis ng rotor.
Ang ratio at integral na pakinabang ay maaaring kalkulahin o tinantya bago makuha ang sapat na oras ng pag -aayos at pag -overshooting.
Ang PI controller ay ipinatupad nang sabay -sabay sa arduino () loop.
Sinusukat ng tachometer ang bilis ng rotor.
Gumamit ng Analogread upang ma -input ang mga sukat ng Arduino 'sa isa sa mga analog input.
Ang error ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagbabawas ng kasalukuyang bilis ng rotor mula sa bilis ng bilis ng rotor at nakatakda sa katumbas ng error.
Ang pagsasama ng oras ay ginagawa sa pamamagitan ng pagdaragdag ng oras ng sample sa bawat loop at pagtatakda nito sa pantay na oras, sa gayon ay tumataas sa bawat pag -ulit ng loop.
Ang saklaw ng cycle ng tungkulin na maaaring mag -output ng Arduino ay mula 0 hanggang 255.
Gumamit ng pWMWrite sa library ng PWM upang makalkula ang cycle ng tungkulin at i -output ito sa napiling digital output PWM pin.
Pagpapatupad ng dobleng error ng PI controller = ref-rpm;
Oras = oras 20E-6;
Dobleng pwm = paunang kp * error ki * oras * error;
Pagpapatupad ng PWMDouble Sensor = AnaGread (A1); PWMWRITE (3, PWM-255);
Maaari mong makita ang kumpletong code ng proyekto sa Arduinocode. rar file.
Ang code sa file ay nababagay upang baligtarin ang driver.
Ang reverse drive ay may sumusunod na epekto sa ikot ng circuit duty, na nangangahulugang new_dutycycle = 255-dutycycle.
Para sa mga hindi nabaligtad na drive, maaari itong mabago sa pamamagitan ng pagbabalik sa equation sa itaas.
Sa wakas, ang circuit ay nasubok at sinusukat upang matukoy kung nakamit ang nais na mga resulta.
Ang magsusupil ay nakatakda sa dalawang magkakaibang bilis at nai -upload sa Arduino.
Ang kapangyarihan ay nasa.
Ang motor ay mabilis na nagpapabilis nang mas mabilis kaysa sa inaasahan at pagkatapos ay nagpapatatag sa mga napiling bilis.
Ang teknolohiya ng control motor na ito ay napaka -epektibo at maaaring gumana sa lahat ng mga motor ng DC.
