dc motor speed drive

Idetalye ng manual na ito ang disenyo, simulation, pagbuo at pagsubok ng dc-dc converter at control system controller para sa dc motor switching mode.
Ang converter ay gagamitin para sa digital na kontrol ng load shunt DC motor.
Ang circuit ay bubuuin at susuriin sa iba't ibang yugto.
Ang unang yugto ay bubuo ng isang converter na gumagana sa 40 v.
Ginagawa ito upang matiyak na wala silang parasitic inductance mula sa mga wire at iba pang bahagi ng circuit na pumipinsala sa driver sa mataas na boltahe.
Sa ikalawang yugto, patakbuhin ng converter ang motor sa boltahe na 400 V sa pinakamataas na pagkarga.
Ang huling yugto ay ang paggamit ng arduino upang kontrolin ang pwm wave upang ayusin ang boltahe at kontrolin ang bilis ng motor na may variable na pagkarga.
Ang mga bahagi ay hindi palaging mura, kaya subukang buuin ang sistema nang mura hangga't maaari.
Ang huling resulta ng utility na ito ay ang pagbuo ng dc-
DC converter at control system controller, ang bilis ng motor ay kinokontrol sa loob ng 1% sa steady state setting point, at ang bilis ay nakatakda sa loob ng 2 s sa ilalim ng variable load.
Ang aking umiiral na motor ay may mga sumusunod na detalye.
Detalye ng motor: Armature: 380 Vdc, 3. 6 AExcitation (Shunt): 380 Vdc, 0.
Bilis: 1500 r/minPower: humigit-kumulang 1.
1 kWDC motor power supply = 380 VOptocoupler at driver power supply = 21 VNangangahulugan ito na ang maximum na kasalukuyang at boltahe na rating ay magkakaroon ng mas mataas na rating ng equivalent ng motor o may kontrol sa mga rating ng equivalent ng motor.
Ang dry wheel diode na minarkahan bilang D1 sa circuit diagram ay ginagamit upang magbigay ng daanan ng daloy patungo sa reverse back potential ng motor upang maiwasan ang pag-reverse ng kasalukuyang at pagkasira ng assembly kapag naka-off ang power-
Ang motor ay umiikot pa rin (generator mode).
Ang na-rate na maximum na reverse boltahe ay 600 V at ang maximum na forward DC kasalukuyang ay 15.
Samakatuwid, maaari itong ipagpalagay na ang flywheel diode ay magagawang gumana sa sapat na boltahe at kasalukuyang mga antas para sa gawaing ito.
Ang IGBT ay ginagamit upang ilipat ang power supply sa motor sa pamamagitan ng pagtanggap ng 5 v pwm signal mula sa Arduino sa pamamagitan ng optical coupler at ang IGBT driver upang lumipat ng napakalaking 380 V na boltahe ng supply ng motor.
Ang maximum na tuloy-tuloy na collector current ng IGBT na ginamit ay 4.
5A sa junction temperature na 100 °c
Ang maximum emitter voltage ay 600 V.
Samakatuwid, maaari itong ipalagay 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 na MOSFET ay maaaring gamitin nang walang mga IGBT.
Ang boltahe ng gate threshold ng IGBT ay nasa pagitan ng 3. 75 V at 5.
75 V at kinakailangan ang drive upang maibigay ang boltahe na ito.
Ang circuit ay gumagana sa dalas ng 10 kHz, kaya ang oras ng paglipat ng IGBT ay kailangang mas mabilis kaysa sa 100 us, iyon ay, ang oras ng isang buong alon.
Ang oras ng paglipat ng IGBT ay 15ns, na sapat na.
Ang oras ng paglipat ng napiling TC4421 driver ay hindi bababa sa 3000 beses kaysa sa PWM wave.
Tinitiyak nito na ang driver ay makakapagpalit ng sapat na mabilis para sa pagpapatakbo ng circuit.
Ang driver ay kinakailangang magbigay ng mas maraming kasalukuyang kaysa sa maibibigay ng Arduino.
Nakukuha ng driver ang kasalukuyang kinakailangan upang patakbuhin ang IGBT mula sa power supply, hindi mula sa Arduino.
Ito ay para maprotektahan ang Arduino dahil ang power failure ay magpapainit sa Arduino, lalabas ang usok at masisira ang Arduino (
Tried and tested).
Ang driver ay ihihiwalay sa micro-controller na nagbibigay ng PWM waves sa pamamagitan ng paggamit ng optical coupler.
Ang photoelectric coupler ay ganap na ihiwalay 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 katangian sa motor, na maaaring hawakan ang kinakailangang reverse boltahe at patuloy na kasalukuyang koleksyon.
Ang WIMA capacitor ay ginagamit kasama ng electrolytic capacitor sa motor power supply.
Iniimbak nito ang singil ng matatag na supply ng kuryente, at higit sa lahat ay nakakatulong na alisin ang inductance ng mga cable at connectors sa system. Upang mabawasan ang distansya sa pagitan ng mga bahagi, ang hindi kinakailangang inductance para sa layout ng circuit ay nakalista
Lalo na sa loop sa pagitan ng driver ng IGBT at ng IGBT.
Sinusubukang alisin ang ingay at tugtog mula sa lupa sa pagitan ng Arduino, optical coupler, driver at IGBT.
Ang pagpupulong ay hinangin sa Veroboard.
Ang isang madaling paraan upang bumuo ng isang circuit ay upang iguhit ang mga bahagi ng circuit diagram sa veroboard bago simulan ang hinang.
Welding sa well ventilated na lugar.
Gamitin ang conductive path ng file Scrath para gumawa ng gap sa pagitan ng mga component na hindi dapat ikonekta.
Sa DIP packaging, ang mga bahagi ay madaling mapalitan.
Nakakatulong ito nang hindi nangangailangan ng pagwelding ng mga bahagi at paglutas ng mga kapalit na bahagi kapag nabigo ang mga ito.
Gumamit ako ng banana plugs (
Socket in black and red)
Para madaling ikonekta ang power supply ko sa veroboard, posibleng laktawan ito at direktang hinangin ang wire sa board.
Sa pamamagitan ng pagsasama ng Arduino pwm Library (
Naka-attach bilang isang ZIP file).
Isang pi controller ng Proportional Integral controller
Ginagamit upang kontrolin ang bilis ng rotor.
Maaaring kalkulahin o tantiyahin ang ratio at integral gain bago makuha ang sapat na oras ng pag-aayos at overshooting.
Ang PI controller ay ipinatupad nang sabay-sabay sa Arduino () loop.
Sinusukat ng tachometer ang bilis ng rotor.
Gumamit ng analogRead upang ipasok ang mga sukat ng arduino sa isa sa mga analog input.
Ang error ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagbabawas ng kasalukuyang rotor speed mula sa set point rotor speed at itakda sa katumbas ng error.
Ginagawa ang pagsasama ng oras sa pamamagitan ng pagdaragdag ng sample na oras sa bawat loop at pagtatakda nito sa pantay na oras, kaya tumataas sa bawat pag-ulit ng loop.
Ang hanay ng duty cycle na maaaring i-output ng Arduino ay mula 0 hanggang 255.
Gamitin ang pwmWrite sa PWM library upang kalkulahin ang duty cycle at i-output ito sa napiling digital output na 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 = analogRead (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 circuit duty cycle, na nangangahulugang new_dutycycle = 255-dutycycle.
Para sa mga non-inverted drive, maaari itong baguhin sa pamamagitan ng pag-reverse sa equation sa itaas.
Sa wakas, ang circuit ay sinubukan at sinusukat upang matukoy kung ang nais na mga resulta ay nakamit.
Ang controller ay nakatakda sa dalawang magkaibang bilis at na-upload sa arduino.
Naka-on ang power.
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 DC motors.