מדריך זה יפרט את תכנון, סימולציה, בנייה ובדיקה של ממיר DC-DC ומערכת מערכת בקרה למצב מיתוג מנועי DC.
לאחר מכן ישמש את הממיר לשליטה דיגיטלית במנוע העומס Shunt DC.
המעגל יפותח ונבדק בשלבים שונים.
השלב הראשון יבנה ממיר שעובד בגובה 40 וולט
זה נעשה כדי להבטיח כי אין להם השראות טפיליות מחוטים ורכיבי מעגל אחרים הפוגעים בנהג במתחים גבוהים.
בשלב השני, הממיר יפעל את המנוע במתח של 400 וולט בעומס מקסימלי.
השלב האחרון הוא להשתמש ב- Arduino כדי לשלוט על גל ה- PWM כדי להתאים את המתח ולשלוט על מהירות המנוע בעומס משתנה.
רכיבים אינם תמיד זולים, אז נסו לבנות את המערכת בזול ככל האפשר.
התוצאה הסופית של כלי עזר זה תהיה לבנות
ממיר DC-DC ובקר מערכת בקרה, מהירות המנוע נשלטת תוך 1% בנקודת הגדרת המצב היציב, והמהירות מוגדרת תוך 2 שניות תחת עומס משתנה.
למנוע הקיים שלי יש את המפרטים הבאים.
מפרט מנוע: ARMATURE: 380 VDC, 3. 6 AICCITATION (SHUNT): 380 VDC, 0.
מהירות: 1500 R/MINPOWER: בערך 1.
1 KWDC אספקת חשמל מוטורית = 380 VOPTOCOUPLER ו- Driver Contuction אספקת חשמל = 21 משמעות של שותה של המנוע או שותא לזרם מקסימאלי והמתח של המתח של העומס או השוואה.
דיודת הגלגל היבש המסומן כ- D1 בתרשים המעגל משמש כדי לספק נתיב זרימה לפוטנציאל האחורי ההפוך של המנוע כדי למנוע את היפוך הזרם ולפגוע במכלול כאשר הכוח מופעל-
המנוע עדיין מסתובב (מצב הגנרטור).
מתח ההפוך המרבי המדורג הוא 600 וולט וזרם DC המקסימלי קדימה הוא 15.
לכן ניתן להניח כי דיודת גלגל התנופה תוכל לעבוד במתח מספיק ורמות זרם למשימה זו.
ה- IGBT משמש כדי להחליף את ספק הכוח למנוע על ידי קבלת אות PWM 5 וולט מהארדואינו דרך המצמד האופטי ומתקן IGBT כדי להחליף מתח אספקת מנוע גדול מאוד של 380 וולט.
זרם האספנים הרציף המרבי של ה- IGBT המשמש הוא 4.
5a בטמפרטורת צומת של 100 מעלות צלזיוס
מתח הפולט המרבי הוא 600 V.
לכן ניתן להניח כי דיודת גלגל התנופה יכולה לעבוד ברמות מתח וזרם מספקות ליישום מעשי.
חשוב להוסיף את הרדיאטור ל- IGBT, רצוי רדיאטור גדול.
ניתן להשתמש במתג המהיר MOSFET ללא IGBTs.
מתח סף השער של ה- IGBT הוא בין 3. 75 וולט ו -5.
75 וולט וכונן נדרשים לספק מתח זה.
המעגל פועל בתדר של 10 קילו הרץ, כך שזמן המיתוג של ה- IGBT צריך להיות מהיר יותר ממאה ארה'ב, כלומר הזמן של גל מלא אחד.
זמן המיתוג של ה- IGBT הוא 15Ns, וזה מספיק.
זמן המיתוג של מנהל ההתקן TC4421 שנבחר הוא לפחות פי 3000 מזה של גל PWM.
זה מבטיח שהנהג יוכל לעבור מספיק מהר להפעלת המעגלים.
הנהג נדרש לספק יותר זרם ממה שארדואינו יכול לספק.
הנהג מקבל את הזרם הדרוש להפעלת ה- IGBT מאספקת החשמל, ולא מהארדואינו.
זה כדי להגן על הארדואינו מכיוון שכישלון החשמל יחמם יתר על המידה את הארדואינו, העשן ייצא והארדואינו ייהרס (
ניסו ונבדק).
הנהג יתבודד מהמיקרו-בקר המספק גלי PWM באמצעות המצמד האופטי.
המצמד הפוטו -אלקטרוני מבודד לחלוטין את הארדואינו, שהוא החלק החשוב והשוב ביותר במעגל.
עבור מנועים עם פרמטרים שונים, יש צורך רק לשנות את ה- IGBT ל- IGBT עם מאפיינים דומים למנוע, שיכול להתמודד עם מתח ההפוך הנדרש וזרם איסוף רציף.
קבלים WIMA משמשים יחד עם הקבל האלקטרוליטי באספקת החשמל המנועית.
זה מאחסן את המטען של אספקת החשמל היציבה, והכי חשוב מסייע לביטול השראות הכבלים והמחברים במערכת. על מנת למזער את המרחק בין רכיבים, השראות מיותרות לפריסת מעגלים מופיעה
במיוחד בלולאה בין מנהל ההתקן IGBT ל- IGBT.
נעשים ניסיונות לחסל רעש וצלצולים מהאדמה בין ארדואינו, מצמד אופטי, נהג ו- IGBT.
המכלול מרותך על ורובארד.
דרך קלה לבנות מעגל היא לצייר את רכיבי תרשים המעגל על Veroboard לפני שתתחיל לריתוך.
ריתוך באזורים מאווררים היטב.
השתמש בנתיב המוליך של סעיף הקבצים כדי ליצור פער בין רכיבים שאסור לחבר.
בעזרת אריזת טבילה ניתן להחליף רכיבים בקלות.
זה עוזר ללא צורך לרתך רכיבים ולפתור חלקי חילוף כאשר הם נכשלים.
השתמשתי בתקעי בננה (
שקע בשחור ואדום)
כדי לחבר בקלות את ספק הכוח שלי ל- Veroboard, ניתן לדלג על זה והחוט מרותך ישירות ללוח.
על ידי הכללת ספריית Arduino PWM (
מצורפת כקובץ מיקוד).
בקר PI של בקר אינטגרלי יחסי
המשמש לשליטה על מהירות הרוטור.
ניתן לחשב או להעריך את היחס ואת הרווח האינטגרלי לפני שניתן יהיה להשיג זמן סיבולת מספיק וניתן להשיג יתר על המידה.
בקר ה- PI מיושם במקביל לולאת Arduino ().
הטכומטר מודד את מהירות הרוטור.
השתמש ב- Analogread כדי להזין את המדידות של Arduino לאחת מהתשומות האנלוגיות.
השגיאה מחושבת על ידי הפחתת מהירות הרוטור הנוכחית ממהירות הרוטור של נקודת ההגדרה והוגדרה כדי להשוות את השגיאה.
שילוב זמן נעשה על ידי הוספת זמן הדגימה לכל לולאה והגדרת זמן שווה, ובכך גדל עם כל איטרציה של הלולאה.
טווח מחזור החובה שארדואינו יכול לפלט הוא בין 0 ל 255.
השתמש ב- PWMWRITE בספריית PWM כדי לחשב את מחזור התפקיד ולהפלט אותו לסיכת PWM הפלט הדיגיטלי שנבחר.
יישום שגיאה כפולה של בקר PI = ref-rpm;
זמן = זמן 20E-6;
כפול pwm = kp ראשוני * שגיאה ki * זמן * שגיאה;
יישום חיישן pwmdouble = analogread (A1); PWMWRITE (3, PWM-255);
אתה יכול לראות את קוד הפרויקט המלא ב- arduinocode. קובץ RAR.
הקוד בקובץ מותאם כדי להפוך את מנהל ההתקן.
לכונן ההפוך יש את ההשפעה הבאה על מחזור החובה במעגל, שמשמעותו New_DutyCycle = 255-DutyCycy.
עבור כוננים שאינם מופעלים, ניתן לשנות זאת על ידי היפוך המשוואה לעיל.
לבסוף, המעגל נבדק ונמדד כדי לקבוע אם הושגו התוצאות הרצויות.
הבקר מוגדר לשתי מהירויות שונות ומועלה לארדואינו.
הכוח דולק.
המנוע מאיץ במהירות מהר מהצפוי ואז מתייצב במהירויות נבחרות.
הטכנולוגיה של מנוע בקרה זה יעילה מאוד ויכולה לעבוד על כל מנועי DC.
