Бұл нұсқаулық тұрақты ток қозғалтқышының ауысу режимі үшін тұрақты ток түрлендіргішінің және басқару жүйесінің контроллерінің дизайнын, модельдеуін, құрылысын және сынауды егжей-тегжейлі сипаттайды.
Содан кейін түрлендіргіш тұрақты ток қозғалтқышын сандық басқару үшін пайдаланылады.
Схема әртүрлі кезеңдерде әзірленеді және сыналады.
Бірінші фазада 40 В-та жұмыс істейтін түрлендіргіш құрастырылады.
Бұл олардың жоғары кернеулерде драйверді зақымдайтын сымдар мен басқа тізбек компоненттерінен паразиттік индуктивтіліктің болмауын қамтамасыз ету үшін жасалады.
Екінші фазада түрлендіргіш қозғалтқышты максималды жүктеме кезінде 400 В кернеуінде іске қосады.
Соңғы кезең - кернеуді реттеу және айнымалы жүктемемен қозғалтқыштың жылдамдығын басқару үшін pwm толқынын басқару үшін arduino пайдалану.
Құрамдас бөліктер әрқашан арзан емес, сондықтан жүйені мүмкіндігінше арзан жасауға тырысыңыз.
Бұл утилитаның түпкілікті нәтижесі тұрақты ток түрлендіргішін және басқару жүйесінің контроллерін құрастыру болады
, қозғалтқыштың жылдамдығы тұрақты күйді орнату нүктесінде 1% шегінде бақыланады және ауыспалы жүктеме кезінде жылдамдық 2 с ішінде орнатылады.
Менің қолданыстағы қозғалтқышымның келесі сипаттамалары бар.
Қозғалтқыштың сипаттамасы: якорь: 380 Вдc, 3. 6 Қозу (шунт): 380 Вдc, 0.
Жылдамдық: 1500 р/мин Қуат: шамамен 1.
1 кВт тұрақты ток қозғалтқышының қуат көзі = 380 В опто-байланыстырғыш пен драйвердің қуат көзі = 21 В Бұл дегеніміз, қозғалтқыштың максималды ток және кернеуді басқаруға қосылған компоненттерін немесе жоғары номиналды басқаруға ие болады. эквивалентті рейтинг.
Электр сызбасында D1 ретінде белгіленген құрғақ доңғалақ диоды электр қуатын өшірген кезде токтың кері айналуын және жинақты зақымдауын болдырмау үшін қозғалтқыштың кері потенциалына ағын жолын қамтамасыз ету үшін пайдаланылады-
Мотор әлі де айналуда (генератор режимі).
Номиналды максималды кері кернеу 600 В және максималды тікелей тұрақты ток 15.
Сондықтан, маховик диоды осы тапсырма үшін жеткілікті кернеу мен ток деңгейінде жұмыс істей алады деп болжауға болады.
IGBT өте үлкен 380 В қозғалтқыш кернеуін ауыстыру үшін Arduino-дан оптикалық қосқыш және IGBT драйвері арқылы 5 в pwm сигналын алу арқылы қозғалтқышқа қуат көзін ауыстыру үшін қолданылады.
Пайдаланылатын IGBT-тің максималды үздіксіз коллекторлық тогы 4.
100 °c түйісу температурасында 5А,
эмитенттің максималды кернеуі 600 В.
Сондықтан, маховик диоды практикалық қолдану үшін жеткілікті кернеу мен ток деңгейінде жұмыс істей алады деп болжауға болады.
Радиаторды IGBT-ге қосу маңызды, жақсырақ үлкен радиатор.
MOSFET жылдам қосқышын IGBTсіз пайдалануға болады.
IGBT қақпасының шекті кернеуі 3, 75 В пен 5,
75 В арасында және осы кернеуді қамтамасыз ету үшін жетек қажет.
Схема 10 кГц жиілікте жұмыс істейді, сондықтан IGBT ауысу уақыты 100 us, яғни бір толық толқынның уақытынан жылдам болуы керек.
IGBT коммутация уақыты 15 ns, бұл жеткілікті.
Таңдалған TC4421 драйверінің ауысу уақыты PWM толқынынан кемінде 3000 есе көп.
Бұл драйвердің тізбек жұмысы үшін жеткілікті жылдам ауысу мүмкіндігін қамтамасыз етеді.
Драйверден Arduino қамтамасыз ете алатын токты қамтамасыз ету қажет.
Драйвер IGBT жұмысына қажетті токты Arduino-дан емес, қуат көзінен алады.
Бұл Arduino-ны қорғау үшін, себебі электр қуатының үзілуі Arduino-ны қызып кетеді, түтін шығады және Arduino жойылады (
сыналған және тексерілген).
Драйвер оптикалық қосқышты пайдалану арқылы PWM толқындарын қамтамасыз ететін микроконтроллерден оқшауланады.
Фотоэлектрлік қосқыш тізбектің ең маңызды және құнды бөлігі болып табылатын Arduino-ны толығымен оқшаулайды.
Әртүрлі параметрлері бар қозғалтқыштар үшін IGBT-ті қозғалтқышқа ұқсас қасиеттері бар IGBT-ге өзгерту ғана қажет, ол қажетті кері кернеуді және үздіксіз жинау тогын өңдей алады.
WIMA конденсаторы қозғалтқыштың қуат көзіндегі электролиттік конденсатормен бірге қолданылады.
Бұл тұрақты қуат көзінің зарядын сақтайды, ең бастысы жүйедегі кабельдер мен қосқыштардың индуктивтілігін жоюға көмектеседі. Құрамдас бөліктер арасындағы қашықтықты азайту үшін схеманың орналасуына қажет емес индуктивтілік
әсіресе IGBT драйвері мен IGBT арасындағы циклде көрсетілген.
Arduino, оптикалық қосқыш, драйвер және IGBT арасында жерден шу мен қоңырауды жою әрекеті жасалды.
Жинақ Veroboard тақтасында дәнекерленген.
Схеманы құрудың оңай жолы - дәнекерлеуді бастамас бұрын схеманың құрамдас бөліктерін веробордқа салу.
Жақсы желдетілетін жерлерде дәнекерлеу.
Қосылмауы тиіс құрамдас бөліктер арасында бос орын жасау үшін Scrath файлының өткізгіш жолын пайдаланыңыз.
DIP қаптамасының көмегімен құрамдастарды оңай ауыстыруға болады.
Бұл компоненттерді дәнекерлеуді қажет етпей және олар сәтсіз болған кезде ауыстырылатын бөлшектерді шешуге көмектеседі.
Мен банан штепсельдерін қолдандым (
Қара және қызыл розетка)
Қуат көзін веробордқа оңай қосу үшін мұны өткізіп жіберуге болады және сым тікелей тақтаға дәнекерленген.
Arduino pwm кітапханасын қосу арқылы (
ZIP файлы ретінде тіркелген).
Пропорционалды интегралдық контроллердің pi контроллері
Ротордың жылдамдығын басқару үшін пайдаланылады.
Қатынас пен интегралдық кірісті реттеуге жеткілікті уақыт пен асып кетуді алғанға дейін есептеуге немесе бағалауға болады.
PI контроллері Arduino () циклімен бір уақытта жүзеге асырылады.
Тахометр ротордың жылдамдығын өлшейді.
Arduino өлшемдерін аналогтық кірістердің біріне енгізу үшін analogRead пайдаланыңыз.
Қате ротордың орнатылған жылдамдығынан ағымдағы ротордың айналу жиілігін алып тастау арқылы есептеледі және қатеге теңестіріледі.
Уақытты біріктіру әрбір циклге үлгі уақытын қосу және оны тең уақытқа орнату арқылы орындалады, осылайша циклдің әрбір итерациясымен ұлғаяды.
Arduino шығара алатын жұмыс циклінің диапазоны 0-ден 255-ке дейін.
Жұмыс циклін есептеу және оны таңдалған сандық шығыс PWM істікшесіне шығару үшін PWM кітапханасында pwmWrite пайдаланыңыз.
PI контроллерінің іске асырудың қос қателігі = ref-rpm;
Уақыт = уақыт 20e-6;
Double pwm = бастапқы кп * қате ки * уақыт * қате;
PWMdouble сенсорын іске асыру = analogRead (A1); pwmWrite(3, pwm-255);
Толық жоба кодын ArduinoCode ішінде көруге болады. rar файлы.
Файлдағы код драйверді кері бұру үшін реттеледі.
Кері жетек тізбектің жұмыс цикліне келесідей әсер етеді, бұл new_dutycycle = 255-дәулет циклін білдіреді.
Төңкерілмеген дискілер үшін мұны жоғарыдағы теңдеуді кері өзгерту арқылы өзгертуге болады.
Соңында, қажетті нәтижелерге қол жеткізілгенін анықтау үшін схема сыналған және өлшенген.
Контроллер екі түрлі жылдамдыққа орнатылып, arduino-ға жүктеледі.
Қуат қосулы.
Қозғалтқыш күтілгеннен тезірек жылдамдайды, содан кейін таңдалған жылдамдықта тұрақтанады.
Бұл басқару қозғалтқышының технологиясы өте тиімді және барлық тұрақты ток қозғалтқыштарында жұмыс істей алады.
