डीसी मोटर स्पीड ड्राइव

यह मैनुअल डीसी मोटर स्विचिंग मोड के लिए डीसी-डीसी कनवर्टर और नियंत्रण प्रणाली नियंत्रक के डिजाइन, सिमुलेशन, निर्माण और परीक्षण का विवरण देगा।
फिर कनवर्टर का उपयोग लोड शंट डीसी मोटर के डिजिटल नियंत्रण के लिए किया जाएगा।
सर्किट का विकास और परीक्षण विभिन्न चरणों में किया जाएगा।
पहला चरण एक कनवर्टर का निर्माण करेगा जो 40 वी पर काम करता है।
यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि उनमें तारों और अन्य सर्किट घटकों से परजीवी अधिष्ठापन न हो जो उच्च वोल्टेज पर ड्राइवर को नुकसान पहुंचाते हैं।
दूसरे चरण में, कनवर्टर मोटर को अधिकतम लोड पर 400 V के वोल्टेज पर चलाएगा।
अंतिम चरण वोल्टेज को समायोजित करने और परिवर्तनीय भार के साथ मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए पीडब्लूएम तरंग को नियंत्रित करने के लिए आर्डिनो का उपयोग करना है।
घटक हमेशा सस्ते नहीं होते, इसलिए सिस्टम को यथासंभव सस्ते में बनाने का प्रयास करें।
इस उपयोगिता का अंतिम परिणाम एक डीसी-
डीसी कनवर्टर और नियंत्रण प्रणाली नियंत्रक का निर्माण करना होगा, मोटर की गति को स्थिर स्थिति सेटिंग बिंदु पर 1% के भीतर नियंत्रित किया जाता है, और गति को परिवर्तनीय भार के तहत 2 एस के भीतर सेट किया जाता है।
मेरी मौजूदा मोटर में निम्नलिखित विशिष्टताएँ हैं।
मोटर विनिर्देश: आर्मेचर: 380 वीडीसी, 3. 6 ए एक्साइटेशन (शंट): 380 वीडीसी, 0.
गति: 1500 आर/मिनट पावर: लगभग 1.
1 किलोवाट डीसी मोटर बिजली की आपूर्ति = 380 वीऑप्टोकपलर और ड्राइवर बिजली की आपूर्ति = 21 वी इसका मतलब है कि मोटर से जुड़े या नियंत्रित घटकों की अधिकतम वर्तमान और वोल्टेज रेटिंग में उच्च या समकक्ष रेटिंग होगी।
सर्किट आरेख में D1 के रूप में चिह्नित ड्राई व्हील डायोड का उपयोग मोटर की रिवर्स बैक क्षमता के लिए प्रवाह पथ प्रदान करने के लिए किया जाता है ताकि बिजली बंद होने पर करंट को पलटने और असेंबली को नुकसान पहुंचाने से रोका जा सके -
मोटर अभी भी घूम रही है (जनरेटर मोड)।
रेटेड अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 600 वी है और अधिकतम फॉरवर्ड डीसी करंट 15 है।
इसलिए, यह माना जा सकता है कि फ्लाईव्हील डायोड इस कार्य के लिए पर्याप्त वोल्टेज और करंट स्तरों पर काम करने में सक्षम होगा।
IGBT का उपयोग ऑप्टिकल कपलर के माध्यम से Arduino से 5 v pwm सिग्नल प्राप्त करके मोटर में बिजली की आपूर्ति को स्विच करने के लिए किया जाता है और IGBT ड्राइवर को एक बहुत बड़े 380 V मोटर आपूर्ति वोल्टेज को स्विच करने के लिए उपयोग किया जाता है।
उपयोग किए गए आईजीबीटी का अधिकतम निरंतर कलेक्टर वर्तमान 4 है।
100 डिग्री सेल्सियस के जंक्शन तापमान पर 5 ए।
अधिकतम उत्सर्जक वोल्टेज 600 वी है।
इसलिए, यह माना जा सकता है कि फ्लाईव्हील डायोड व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त वोल्टेज और वर्तमान स्तर पर काम कर सकता है।
आईजीबीटी में रेडिएटर जोड़ना महत्वपूर्ण है, अधिमानतः एक बड़ा रेडिएटर।
तेज़ स्विच MOSFET का उपयोग IGBT के बिना किया जा सकता है।
IGBT का गेट थ्रेसहोल्ड वोल्टेज 3. 75 V और 5.
75 V के बीच है और इस वोल्टेज को प्रदान करने के लिए ड्राइव की आवश्यकता होती है।
सर्किट 10 kHz की आवृत्ति पर संचालित होता है, इसलिए IGBT का स्विचिंग समय 100 us से अधिक तेज़ होना चाहिए, यानी एक पूर्ण तरंग का समय।
IGBT का स्विचिंग समय 15ns है, जो पर्याप्त है।
चयनित TC4421 ड्राइवर का स्विचिंग समय PWM तरंग का कम से कम 3000 गुना है।
यह सुनिश्चित करता है कि ड्राइवर सर्किट संचालन के लिए पर्याप्त तेजी से स्विच करने में सक्षम है।
ड्राइवर को Arduino द्वारा प्रदान की जा सकने वाली क्षमता से अधिक करंट प्रदान करना आवश्यक है।
ड्राइवर को IGBT को संचालित करने के लिए आवश्यक करंट बिजली आपूर्ति से मिलता है, Arduino से नहीं।
यह Arduino की सुरक्षा के लिए है क्योंकि बिजली की विफलता Arduino को ज़्यादा गरम कर देगी, धुआं निकलेगी और Arduino नष्ट हो जाएगा (
आजमाया और परीक्षण किया गया)।
ड्राइवर को माइक्रो-कंट्रोलर से अलग किया जाएगा जो ऑप्टिकल कपलर का उपयोग करके पीडब्लूएम तरंगें प्रदान करता है।
फोटोइलेक्ट्रिक कपलर Arduino को पूरी तरह से अलग कर देता है, जो सर्किट का सबसे महत्वपूर्ण और मूल्यवान हिस्सा है।
विभिन्न मापदंडों वाली मोटरों के लिए, आईजीबीटी को मोटर के समान गुणों वाले आईजीबीटी में बदलना आवश्यक है, जो आवश्यक रिवर्स वोल्टेज और निरंतर संग्रह वर्तमान को संभाल सकता है।
WIMA कैपेसिटर का उपयोग मोटर बिजली आपूर्ति पर इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर के साथ किया जाता है।
यह स्थिर बिजली आपूर्ति के चार्ज को संग्रहीत करता है, और सबसे महत्वपूर्ण रूप से सिस्टम में केबल और कनेक्टर्स के इंडक्शन को खत्म करने में मदद करता है। घटकों के बीच की दूरी को कम करने के लिए, सर्किट लेआउट के लिए अनावश्यक इंडक्शन को
विशेष रूप से आईजीबीटी ड्राइवर और आईजीबीटी के बीच लूप में सूचीबद्ध किया गया है।
Arduino, ऑप्टिकल कपलर, ड्राइवर और IGBT के बीच जमीन से शोर और बजने को खत्म करने का प्रयास किया गया है।
असेंबली को वेरोबोर्ड पर वेल्ड किया गया है।
सर्किट बनाने का एक आसान तरीका वेल्डिंग शुरू करने से पहले वेरोबोर्ड पर सर्किट आरेख के घटकों को खींचना है।
अच्छे हवादार क्षेत्रों में वेल्डिंग।
उन घटकों के बीच अंतर पैदा करने के लिए फ़ाइल स्क्रथ के प्रवाहकीय पथ का उपयोग करें जिन्हें कनेक्ट नहीं किया जाना चाहिए।
डीआईपी पैकेजिंग के साथ, घटकों को आसानी से बदला जा सकता है।
यह घटकों को वेल्ड करने की आवश्यकता के बिना मदद करता है और जब वे विफल हो जाते हैं तो प्रतिस्थापन भागों को हल करते हैं। मैंने
केले प्लग (
काले और लाल रंग में सॉकेट) का उपयोग किया, इसे छोड़ना संभव है और तार को सीधे बोर्ड पर वेल्ड किया जाता है।
अपनी बिजली आपूर्ति को वेरोबोर्ड से आसानी से जोड़ने के लिए
Arduino pwm लाइब्रेरी को शामिल करके (
ज़िप फ़ाइल के रूप में संलग्न)।
आनुपातिक इंटीग्रल नियंत्रक का एक पीआई नियंत्रक
रोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
पर्याप्त निपटान समय और ओवरशूटिंग प्राप्त करने से पहले अनुपात और अभिन्न लाभ की गणना या अनुमान लगाया जा सकता है।
PI नियंत्रक को Arduino ()लूप के साथ एक साथ कार्यान्वित किया जाता है।
टैकोमीटर रोटर की गति को मापता है।
किसी एक एनालॉग इनपुट में Arduino के माप को इनपुट करने के लिए AnalogRead का उपयोग करें।
त्रुटि की गणना निर्धारित बिंदु रोटर गति से वर्तमान रोटर गति को घटाकर की जाती है और त्रुटि के बराबर सेट की जाती है।
समय एकीकरण प्रत्येक लूप में नमूना समय जोड़कर और इसे समान समय पर सेट करके किया जाता है, इस प्रकार लूप के प्रत्येक पुनरावृत्ति के साथ बढ़ता है।
Arduino द्वारा आउटपुट किया जा सकने वाला कर्तव्य चक्र रेंज 0 से 255 तक है।
कर्तव्य चक्र की गणना करने और इसे चयनित डिजिटल आउटपुट PWM पिन पर आउटपुट करने के लिए PWM लाइब्रेरी में pwmWrite का उपयोग करें।
पीआई नियंत्रक का कार्यान्वयन दोहरी त्रुटि = रेफरी-आरपीएम;
समय = समय 20e-6;
डबल पीडब्लूएम = प्रारंभिक केपी * त्रुटि की * समय * त्रुटि;
PWMडबल सेंसर का कार्यान्वयन = एनालॉगरीड (A1); pwmWrite(3, pwm-255);
आप पूरा प्रोजेक्ट कोड ArduinoCode में देख सकते हैं। रार फ़ाइल.
ड्राइवर को रिवर्स करने के लिए फ़ाइल में कोड को समायोजित किया जाता है।
रिवर्स ड्राइव का सर्किट ड्यूटी चक्र पर निम्नलिखित प्रभाव पड़ता है, जिसका अर्थ है new_dutycycle = 255-dutycycle।
गैर-उल्टे ड्राइव के लिए, इसे उपरोक्त समीकरण को उलट कर बदला जा सकता है।
अंत में, वांछित परिणाम प्राप्त हुए या नहीं यह निर्धारित करने के लिए सर्किट का परीक्षण और माप किया गया।
नियंत्रक को दो अलग-अलग गति पर सेट किया गया है और Arduino पर अपलोड किया गया है।
बिजली चालू है.
मोटर अपेक्षा से अधिक तेजी से गति करती है और फिर चयनित गति पर स्थिर हो जाती है।
इस कंट्रोल मोटर की तकनीक बहुत प्रभावी है और सभी डीसी मोटरों पर काम कर सकती है।