Manual ini akan merinci perancangan, simulasi, konstruksi dan pengujian konverter dc-dc dan pengontrol sistem kontrol untuk mode switching motor dc.
Konverter kemudian akan digunakan untuk kontrol digital motor DC shunt beban.
Sirkuit ini akan dikembangkan dan diuji pada tahap yang berbeda.
Tahap pertama akan dibangun konverter yang bekerja pada tegangan 40 v.
Hal ini dilakukan untuk memastikan tidak adanya induktansi parasit dari kabel dan komponen rangkaian lainnya yang merusak driver pada tegangan tinggi.
Pada fasa kedua, konverter akan menjalankan motor pada tegangan 400 V pada beban maksimum.
Tahap terakhir adalah menggunakan arduino untuk mengontrol gelombang pwm untuk mengatur tegangan dan mengontrol kecepatan motor dengan beban yang bervariasi.
Komponen tidak selalu murah, jadi cobalah membangun sistem semurah mungkin.
Hasil akhir dari utilitas ini adalah membangun
konverter dc-DC dan pengontrol sistem kontrol, kecepatan motor dikontrol dalam 1% pada titik pengaturan kondisi tunak, dan kecepatan diatur dalam 2 detik di bawah beban variabel.
Motor saya yang ada memiliki spesifikasi sebagai berikut.
Spesifikasi motor: Armature: 380 Vdc, 3.6 AEksitasi (Shunt): 380 Vdc, 0.
Kecepatan: 1500 r/minDaya: sekitar 1.
1 kW Catu daya motor DC = 380 VOptocoupler dan catu daya driver = 21 VArtinya, rating arus dan tegangan maksimum dari komponen yang dihubungkan atau dikontrol ke motor akan mempunyai rating yang lebih tinggi atau setara.
Dioda roda kering yang ditandai sebagai D1 pada diagram rangkaian digunakan untuk menyediakan jalur aliran ke potensial balik motor untuk mencegah arus berbalik dan merusak rakitan ketika daya dimatikan-
Motor masih berputar (mode generator).
Tegangan balik maksimum terukur adalah 600 V dan arus DC maju maksimum adalah 15.
Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa dioda flywheel akan mampu bekerja pada tingkat tegangan dan arus yang cukup untuk tugas ini.
IGBT digunakan untuk mengalihkan catu daya ke motor dengan menerima sinyal 5 v pwm dari Arduino melalui optis coupler dan driver IGBT untuk mengalihkan tegangan suplai motor yang sangat besar yaitu 380 V.
Arus kolektor kontinu maksimum IGBT yang digunakan adalah 4,5A
pada suhu sambungan 100 °c.
Tegangan emitor maksimum adalah 600 V.
Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa dioda flywheel dapat bekerja pada tingkat tegangan dan arus yang cukup untuk aplikasi praktis.
Penting untuk menambahkan radiator ke IGBT, sebaiknya radiator besar.
MOSFET saklar cepat dapat digunakan tanpa IGBT.
Tegangan ambang gerbang IGBT adalah antara 3,75 V dan 5,75
V dan penggerak diperlukan untuk menyediakan tegangan ini.
Rangkaian beroperasi pada frekuensi 10 kHz, sehingga waktu peralihan IGBT harus lebih cepat dari 100 us, yaitu waktu satu gelombang penuh.
Waktu peralihan IGBT adalah 15ns, itu sudah cukup.
Waktu peralihan driver TC4421 yang dipilih setidaknya 3000 kali lipat dari gelombang PWM.
Hal ini memastikan bahwa pengemudi dapat beralih cukup cepat untuk pengoperasian sirkuit.
Pengemudi diharuskan menyediakan arus lebih banyak daripada yang dapat disediakan Arduino.
Pengemudi mendapatkan arus yang dibutuhkan untuk mengoperasikan IGBT dari catu daya, bukan dari Arduino.
Hal ini untuk melindungi Arduino karena matinya listrik akan menyebabkan Arduino menjadi terlalu panas, asap akan keluar dan Arduino akan hancur (
Dicoba dan diuji).
Driver akan diisolasi dari mikrokontroler yang memberikan gelombang PWM dengan menggunakan optical coupler.
Coupler fotolistrik sepenuhnya mengisolasi Arduino, yang merupakan bagian terpenting dan berharga dari rangkaian.
Untuk motor dengan parameter berbeda, IGBT hanya perlu diubah menjadi IGBT dengan sifat serupa dengan motor, yang dapat menangani tegangan balik yang diperlukan dan arus pengumpulan kontinu.
Kapasitor WIMA digunakan bersama dengan kapasitor elektrolitik pada catu daya motor.
Ini menyimpan muatan dari catu daya yang stabil, dan yang paling penting membantu menghilangkan induktansi kabel dan konektor dalam sistem. Untuk meminimalkan jarak antar komponen, induktansi yang tidak perlu untuk tata letak sirkuit dicantumkan
Khususnya pada loop antara driver IGBT dan IGBT.
Upaya dilakukan untuk menghilangkan kebisingan dan dering dari tanah antara Arduino, coupler optik, driver dan IGBT.
Rakitan dilas pada Veroboard.
Cara mudah untuk membangun suatu rangkaian adalah dengan menggambar komponen-komponen diagram rangkaian pada veroboard sebelum memulai pengelasan.
Pengelasan di area yang berventilasi baik.
Gunakan jalur konduktif dari file Scrath untuk membuat celah antar komponen yang tidak boleh dihubungkan.
Dengan kemasan DIP, komponen dapat diganti dengan mudah.
Ini membantu tanpa perlu mengelas komponen dan menyelesaikan penggantian komponen jika rusak.
Saya menggunakan colokan pisang (
Soket berwarna hitam dan merah)
Untuk menghubungkan catu daya saya ke veroboard dengan mudah, Anda dapat melewati ini dan kabel dilas langsung ke papan.
Dengan menyertakan Perpustakaan Arduino pwm (
Terlampir sebagai file ZIP).
Pengontrol pi dari Pengontrol Integral Proporsional
Digunakan untuk mengontrol kecepatan rotor.
Rasio dan penguatan integral dapat dihitung atau diperkirakan sebelum waktu penyelesaian dan overshooting yang memadai dapat diperoleh.
Pengontrol PI diimplementasikan secara bersamaan dengan loop Arduino ().
Tachometer mengukur kecepatan rotor.
Gunakan analogRead untuk memasukkan pengukuran Arduino ke salah satu input analog.
Kesalahan dihitung dengan mengurangkan kecepatan rotor saat ini dari kecepatan rotor titik setel dan diatur agar sama dengan kesalahan.
Integrasi waktu dilakukan dengan menambahkan waktu sampel ke setiap loop dan mengaturnya ke waktu yang sama, sehingga meningkat pada setiap iterasi loop.
Rentang siklus kerja yang dapat dihasilkan Arduino adalah dari 0 hingga 255.
Gunakan pwmWrite di perpustakaan PWM untuk menghitung siklus kerja dan mengeluarkannya ke pin PWM keluaran digital yang dipilih.
Implementasi kesalahan ganda pada pengontrol PI = ref-rpm;
Waktu = waktu 20e-6;
Pwm ganda = kp awal * error ki * waktu * error;
Implementasi PWMsensor ganda = analogRead (A1); pwmWrite(3, pwm-255);
Anda dapat melihat kode proyek lengkap di ArduinoCode. file rar.
Kode dalam file disesuaikan untuk membalikkan driver.
Penggerak mundur memiliki efek berikut pada siklus kerja sirkuit, yang berarti siklus_tugas baru = 255-siklus tugas.
Untuk penggerak tidak terbalik, hal ini dapat diubah dengan membalikkan persamaan di atas.
Terakhir, rangkaian diuji dan diukur untuk menentukan apakah hasil yang diinginkan telah tercapai.
Pengontrol diatur ke dua kecepatan berbeda dan diunggah ke Arduino.
Listrik menyala.
Motor dengan cepat berakselerasi lebih cepat dari yang diharapkan dan kemudian stabil pada kecepatan yang dipilih.
Teknologi motor kendali ini sangat efektif dan dapat bekerja pada semua motor DC.
