Ovaj će priručnik detaljno opisati dizajn, simulaciju, konstrukciju i testiranje DC-DC pretvarača i kontrolera upravljačkog sustava za način prebacivanja istosmjernog motora.
Pretvarač će se tada koristiti za digitalno upravljanje motorom Shunt Shunt Shunt Shunt.
Krug će se razviti i testirati u različitim fazama.
Prva faza izgradit će pretvarač koji radi na 40 v.
To se radi kako bi se osiguralo da nema parazitske induktivnosti iz žica i drugih komponenti kruga koje oštećuju vozača na visokim naponima.
U drugoj fazi pretvarač će pokrenuti motor pri naponu od 400 V pri maksimalnom opterećenju.
Posljednja faza je koristiti Arduino za kontrolu PWM vala za podešavanje napona i kontrolu brzine motora s promjenjivim opterećenjem.
Komponente nisu uvijek jeftine, pa pokušajte izgraditi sustav što jeftinije.
Konačni rezultat ovog uslužnog programa bit će izgradnja DC
-DC pretvarača i upravljačkog regulatora sustava, brzina motora se kontrolira unutar 1% na postavljanju stabilnog stanja, a brzina je postavljena unutar 2 s pod promjenjivim opterećenjem.
Moj postojeći motor ima sljedeće specifikacije.
Specifikacija motora: armatura: 380 VDC, 3. 6 Aexcition (Shunt): 380 VDC, 0.
Brzina: 1500 R/Minpower: Oko 1.
1 KWDC napajanje motora = 380 VOPTOCOUPLER i napajanje vozača = 21 VTHIS znači da će maksimalna struja i napona biti viša ili napona.
Dioda suhih kotača označena kao D1 u dijagramu kruga koristi se za pružanje protočnog puta do povratnog potencijala motora kako bi se spriječilo da se struja preokrene i ošteti sklop kada se napajanje isključi-
motor se i dalje okreće (generatorski način rada).
Nazivni maksimalni obrnuti napon je 600 V, a maksimalna istosmjerna struja prema naprijed je 15.
Stoga se može pretpostaviti da će dioda zamašnjaka moći raditi na dovoljno napona i razine struje za ovaj zadatak.
IGBT se koristi za prebacivanje napajanja na motor primanjem 5 V PWM signala iz Arduinoa kroz optički spoj i IGBT pogonitelj za prebacivanje vrlo velikog napona napajanja motora od 380 V.
Maksimalna kontinuirana kolekcionarska struja IGBT -a je 4.
5A na temperaturi spajanja od 100 ° C
Maksimalni napon odašiljača je 600 V.
Stoga se može pretpostaviti da dioda zamašnjaka može raditi na dovoljnom nivou napona i struje za praktičnu primjenu.
Važno je dodati radijator IGBT -u, po mogućnosti veliki radijator.
Mosfet brzog prekidača može se koristiti bez IGBT -a.
Napon praga vrata IGBT -a je između 3. 75 V i 5.
75 V, a pogon je potreban da bi se osigurao ovaj napon.
Krug djeluje na frekvenciji od 10 kHz, tako da vrijeme prebacivanja IGBT -a mora biti brže od 100 nas, odnosno vremena jednog punog vala.
Vrijeme prebacivanja IGBT -a je 15ns, što je dovoljno.
Vrijeme prebacivanja odabranog vozača TC4421 najmanje je 3000 puta više od PWM vala.
To osigurava da se vozač može prebaciti dovoljno brzo za rad kruga.
Vozač je dužan osigurati više struje nego što Arduino može pružiti.
Vozač dobiva struju potrebnu za upravljanje IGBT -om od napajanja, a ne iz Arduina.
Ovo će zaštititi Arduino, jer će se prekid moći pregrijati Arduino, dim će izaći i Arduino će biti uništen (
isproban i testiran).
Vozač će biti izoliran iz mikrokontrolera koji pruža PWM valove pomoću optičkog spojnica.
Fotoelektrični spojnik potpuno izolira Arduino, koji je najvažniji i najcjenjeniji dio kruga.
Za motore s različitim parametrima potrebno je samo promijeniti IGBT u IGBT sa sličnim svojstvima motora, koji može podnijeti potrebnu struju obrnutog napona i kontinuirane prikupljanja.
Kondenzator WIMA koristi se zajedno s elektrolitičkim kondenzatorom na napajanju motora.
Ovo pohranjuje naboj stabilnog napajanja, i što je najvažnije, pomaže u uklanjanju induktivnosti kablova i priključaka u sustavu. Da bi se smanjila udaljenost između komponenti, nepotrebna induktivnost za izgled kruga navedena je
posebno u petlji između IGBT vozača i IGBT -a.
Pokušavaju se ukloniti buku i zvonjenje iz tla između Arduino, optičkog spojnica, vozača i IGBT -a.
Sklop je zavaren na veroboardu.
Jednostavan način za izgradnju kruga je crtanje komponenti dijagrama kruga na veroboardu prije početka zavarivanja.
Zavarivanje u dobro prozračenim područjima.
Upotrijebite vodljivi put datoteke Scath da biste stvorili jaz između komponenti koje ne treba povezati.
S DIP pakiranjem komponente se mogu lako zamijeniti.
To pomaže bez potrebe za zavarivanjem komponenti i rješavanjem zamjenskih dijelova kada ne uspiju.
Koristila sam utikače od banana (
utičnicu u crnoj i crvenoj boji)
da lako povežem napajanje na Veroboard, moguće je preskočiti ovo i žica je zavarena izravno na ploču.
Uključivanjem Arduino PWM biblioteke (
priložena kao zip datoteka).
PI kontroler proporcionalnog integralnog regulatora
koji se koristi za kontrolu brzine rotora.
Omjer i integralni dobitak mogu se izračunati ili procijeniti prije nego što se može dobiti dovoljno vremena naseljavanja i prerastanja.
PI kontroler implementira se istovremeno s petljom Arduino ().
Tahometar mjeri brzinu rotora.
Upotrijebite AnaloGread za unos Arduinovih mjerenja u jedan od analognih ulaza.
Pogreška se izračunava oduzimanjem trenutne brzine rotora od brzine rotora zadane točke i postavlja se na jednaku pogrešku.
Vremenska integracija vrši se dodavanjem vremena uzorka svakoj petlji i postavljanjem na jednako vrijeme, povećavajući se na taj način sa svakom iteracijom petlje.
Raspon radnog ciklusa koji Arduino može izvesti je od 0 do 255.
Upotrijebite pwmwrite u knjižnici PWM da biste izračunali radni ciklus i izbacili ga na odabrani digitalni izlazni PWM pin.
Implementacija dvostruka pogreška PI kontrolera = REF-RPM;
Vrijeme = vrijeme 20e-6;
Dvostruki pwm = početni kp * pogreška ki * vrijeme * pogreška;
Implementacija pwmdouble senzora = AnanoGread (A1); pwmwrite (3, PWM-255);
Kompletni projektni kôd možete vidjeti u ArduinoCodeu. rar datoteka.
Kôd u datoteci podešen je tako da preokrene upravljački program.
Obrnuti pogon ima sljedeći učinak na ciklus kruga, što znači New_DutyCycle = 255-dutycycle.
Za ne-inverzirane pogone to se može promijeniti preokretom gornje jednadžbe.
Konačno, krug je testiran i izmjeren kako bi se utvrdilo jesu li željeni rezultati postignuti.
Kontroler je postavljen na dvije različite brzine i preneseno je na Arduino.
Snaga je uključena.
Motor se brzo ubrzava brže nego što se očekivalo, a zatim se stabilizira pri odabranim brzinama.
Tehnologija ovog upravljačkog motora vrlo je učinkovita i može raditi na svim DC motorima.
