डीसी मोटर स्पीड ड्राइव

यह मैनुअल डीसी मोटर स्विचिंग मोड के लिए डीसी-डीसी कनवर्टर और कंट्रोल सिस्टम कंट्रोलर के डिजाइन, सिमुलेशन, निर्माण और परीक्षण का विस्तार करेगा।
कनवर्टर का उपयोग तब लोड शंट डीसी मोटर के डिजिटल नियंत्रण के लिए किया जाएगा।
सर्किट को विभिन्न चरणों में विकसित और परीक्षण किया जाएगा।
पहला चरण एक कनवर्टर का निर्माण करेगा जो 40 v पर काम करता है।
यह यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि उनके पास तारों और अन्य सर्किट घटकों से परजीवी इंडक्शन नहीं है 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 चर लोड के साथ मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए पीडब्लूएम तरंग को नियंत्रित करने के लिए Arduino का उपयोग करना है।
घटक हमेशा सस्ते नहीं होते हैं, इसलिए सिस्टम को यथासंभव सस्ते में बनाने की कोशिश करें।
इस उपयोगिता का अंतिम परिणाम एक डीसी
-डीसी कनवर्टर और कंट्रोल सिस्टम कंट्रोलर का निर्माण करना होगा, मोटर की गति को स्थिर राज्य सेटिंग बिंदु पर 1% के भीतर नियंत्रित किया जाता है, और गति चर लोड के तहत 2 एस के भीतर सेट की जाती है।
मेरे मौजूदा मोटर में निम्नलिखित विनिर्देश हैं।
मोटर विशिष्टता: आर्मेचर: 380 वीडीसी, 3। 6 एक्सिटेशन (शंट): 380 वीडीसी, 0।
स्पीड: 1500 आर/मिनपावर: लगभग 1।
1 kWDC मोटर पावर सप्लाई = 380 VoptoCoupler और ड्राइवर पावर सप्लाई = 21 VTHI का अर्थ है कि अधिकतम वर्तमान और वोल्टेज रेटिंग से जुड़े हैं।
सर्किट आरेख में D1 के रूप में चिह्नित सूखे पहिया डायोड का उपयोग मोटर के रिवर्स बैक क्षमता के लिए एक प्रवाह पथ प्रदान करने के लिए किया जाता है ताकि वर्तमान को उलटने और विधानसभा को नुकसान पहुंचाने से रोक दिया जा सके जब बिजली बंद हो जाती है-
मोटर अभी भी बदल रही है (जनरेटर मोड)।
रेटेड अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 600 वी है और अधिकतम आगे डीसी करंट 15 है।
इसलिए, यह माना जा सकता है कि फ्लाईव्हील डायोड इस कार्य के लिए पर्याप्त वोल्टेज और वर्तमान स्तरों पर काम करने में सक्षम होगा।
IGBT का उपयोग ऑप्टिकल कपलर और IGBT ड्राइवर के माध्यम से Arduino से 5 V PWM सिग्नल प्राप्त करके मोटर को बिजली की आपूर्ति को स्विच करने के लिए किया जाता है ताकि एक बहुत बड़े 380 V मोटर आपूर्ति वोल्टेज को स्विच किया जा सके।
उपयोग किए गए IGBT का अधिकतम निरंतर कलेक्टर वर्तमान 4 है।
5a 100 ° C के जंक्शन तापमान पर
अधिकतम एमिटर वोल्टेज 600 V है।
इसलिए, यह माना जा सकता है कि फ्लाईव्हील डायोड व्यावहारिक अनुप्रयोग के लिए पर्याप्त वोल्टेज और वर्तमान स्तरों पर काम कर सकता है।
आईजीबीटी में रेडिएटर को जोड़ना महत्वपूर्ण है, अधिमानतः एक बड़ा रेडिएटर।
फास्ट स्विच MOSFET का उपयोग IGBTS के बिना किया जा सकता है।
IGBT का गेट थ्रेशोल्ड वोल्टेज 3। 75 V और 5 के बीच है।
75 V और ड्राइव को इस वोल्टेज को प्रदान करने के लिए आवश्यक है।
सर्किट 10 kHz की आवृत्ति पर संचालित होता है, इसलिए IGBT के स्विचिंग समय को 100 यूएस से अधिक तेज होना चाहिए, यानी एक पूर्ण लहर का समय।
IGBT का स्विचिंग समय 15NS है, जो पर्याप्त है।
चयनित TC4421 ड्राइवर का स्विचिंग समय कम से कम 3000 गुना है जो PWM लहर का है।
यह सुनिश्चित करता है कि ड्राइवर सर्किट ऑपरेशन के लिए पर्याप्त तेजी से स्विच करने में सक्षम है।
ड्राइवर को Arduino प्रदान करने की तुलना में अधिक वर्तमान प्रदान करने की आवश्यकता होती है।
ड्राइवर को बिजली की आपूर्ति से IGBT को संचालित करने के लिए वर्तमान की आवश्यकता होती है, न कि Arduino से।
यह Arduino की रक्षा करने के लिए है क्योंकि बिजली की विफलता Arduino को ओवरहीट कर देगी, धुआं बाहर आ जाएगा और Arduino नष्ट हो जाएगा (
कोशिश की और परीक्षण किया गया)।
ड्राइवर को माइक्रो-कंट्रोलर से अलग किया जाएगा जो ऑप्टिकल कपलर का उपयोग करके PWM तरंगों को प्रदान करता है।
फोटोइलेक्ट्रिक कपलर पूरी तरह से Arduino को अलग कर देता है, जो सर्किट का सबसे महत्वपूर्ण और मूल्यवान हिस्सा है।
विभिन्न मापदंडों के साथ मोटर्स के लिए, केवल IGBT को IGBT को मोटर के समान गुणों के साथ बदलना आवश्यक है, जो आवश्यक रिवर्स वोल्टेज और निरंतर संग्रह वर्तमान को संभाल सकता है।
WIMA संधारित्र का उपयोग मोटर बिजली की आपूर्ति पर इलेक्ट्रोलाइटिक संधारित्र के साथ एक साथ किया जाता है।
यह स्थिर बिजली की आपूर्ति के प्रभार को संग्रहीत करता है, और सबसे महत्वपूर्ण रूप से सिस्टम में केबल और कनेक्टर्स के अधिष्ठापन 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 IGBT ड्राइवर और IGBT के बीच लूप में सूचीबद्ध किया गया है।
Arduino, ऑप्टिकल कपलर, ड्राइवर और IGBT के बीच जमीन से शोर को खत्म करने और बजने का प्रयास किया जाता है।
विधानसभा को वेरोबार्ड पर वेल्डेड किया जाता है।
सर्किट बनाने का एक आसान तरीका वेल्डिंग शुरू करने से पहले वेरोबार्ड पर सर्किट आरेख के घटकों को आकर्षित करना है।
अच्छी तरह से हवादार क्षेत्रों में वेल्डिंग।
उन घटकों के बीच एक अंतर बनाने के लिए फ़ाइल स्क्रैथ 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 विफल होने पर घटकों को वेल्ड करने और प्रतिस्थापन भागों को हल करने की आवश्यकता के बिना मदद करता है। मैंने
केले के प्लग (
काले और लाल रंग में सॉकेट) का उपयोग किया, इसे छोड़ना संभव है और तार को सीधे बोर्ड को वेल्डेड किया जाता है।
अपनी बिजली की आपूर्ति को आसानी से वेरोबार्ड से जोड़ने के लिए
Arduino PWM लाइब्रेरी (
एक ज़िप फ़ाइल के रूप में संलग्न) को शामिल करके।
आनुपातिक अभिन्न नियंत्रक का एक पीआई नियंत्रक ।
रोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले
अनुपात और अभिन्न लाभ की गणना की जा सकती है या पर्याप्त बसने के समय से पहले अनुमान लगाया जा सकता है और ओवरशूटिंग प्राप्त की जा सकती है।
PI नियंत्रक को Arduino () लूप के साथ एक साथ लागू किया जाता है।
टैकोमीटर रोटर की गति को मापता है।
एनालॉगिन का उपयोग करें Arduino के माप को एनालॉग इनपुट में से एक में इनपुट करने के लिए।
त्रुटि की गणना सेट बिंदु रोटर गति से वर्तमान रोटर गति को घटाकर और त्रुटि के बराबर करने के लिए सेट की जाती है।
समय एकीकरण प्रत्येक लूप में नमूना समय जोड़कर और इसे समान समय तक सेट करके किया जाता है, इस प्रकार लूप के प्रत्येक पुनरावृत्ति के साथ बढ़ता है।
ड्यूटी साइकिल रेंज जो Arduino आउटपुट कर सकती है वह 0 से 255 तक है।
ड्यूटी चक्र की गणना करने के लिए PWM लाइब्रेरी में PWMWrite का उपयोग करें और इसे चयनित डिजिटल आउटपुट PWM पिन पर आउटपुट करें।
कार्यान्वयन पीआई नियंत्रक की दोहरी त्रुटि = REF-RPM;
समय = समय 20E-6;
डबल pwm = प्रारंभिक kp * त्रुटि ki * समय * त्रुटि;
Pwmdouble सेंसर का कार्यान्वयन = Analogread (A1); PWMWRITE (3, PWM-255);
आप Arduinocode में पूरा प्रोजेक्ट कोड देख सकते हैं। RAR फ़ाइल।
फ़ाइल में कोड को ड्राइवर को उलटने के लिए समायोजित किया जाता है।
रिवर्स ड्राइव का सर्किट ड्यूटी चक्र पर निम्नलिखित प्रभाव है, जिसका अर्थ है new_dutycycle = 255-ड्यूटीसाइकिल।
गैर-शामिल ड्राइव के लिए, इसे उपरोक्त समीकरण को उलटकर बदला जा सकता है।
अंत में, सर्किट का परीक्षण किया गया और यह निर्धारित करने के लिए मापा गया कि क्या वांछित परिणाम प्राप्त किए गए थे।
नियंत्रक को दो अलग -अलग गति पर सेट किया गया है और Arduino पर अपलोड किया गया है।
शक्ति चालू है।
मोटर अपेक्षा से जल्दी तेजी से तेज हो जाती है और फिर चयनित गति पर स्थिर हो जाती है।
इस नियंत्रण मोटर की तकनीक बहुत प्रभावी है और सभी डीसी मोटर्स पर काम कर सकती है।