Manual ini akan memperincikan reka bentuk, simulasi, pembinaan dan ujian penukar dc-dc dan pengawal sistem kawalan untuk mod pensuisan motor dc.
Penukar kemudiannya akan digunakan untuk kawalan digital motor DC shunt beban.
Litar akan dibangunkan dan diuji pada peringkat yang berbeza.
Fasa pertama akan membina penukar yang berfungsi pada 40 v.
Ini dilakukan untuk memastikan mereka tidak mempunyai kearuhan parasit daripada wayar dan komponen litar lain yang merosakkan pemandu pada voltan tinggi.
Dalam fasa kedua, penukar akan menjalankan motor pada voltan 400 V pada beban maksimum.
Peringkat terakhir ialah menggunakan arduino untuk mengawal gelombang pwm untuk melaraskan voltan dan mengawal kelajuan motor dengan beban berubah-ubah.
Komponen tidak selalu murah, jadi cuba bina sistem semurah mungkin.
Hasil akhir utiliti ini adalah untuk membina
penukar dc-DC dan pengawal sistem kawalan, kelajuan motor dikawal dalam 1% pada titik tetapan keadaan mantap, dan kelajuan ditetapkan dalam masa 2 saat di bawah beban berubah-ubah.
Motor sedia ada saya mempunyai spesifikasi berikut.
Spesifikasi motor: Angker: 380 Vdc, 3. 6 AExcitation (Shunt): 380 Vdc, 0.
Kelajuan: 1500 r/minKuasa: kira-kira 1.
1 kWDC bekalan kuasa motor = 380 VOptocoupler dan bekalan kuasa pemacu = 21 VIni bermakna bahawa arus maksimum dan voltan yang disambungkan akan mempunyai kadaran ekuivalen yang lebih tinggi kepada komponen yang disambungkan kepada voltan motor atau komponen yang lebih tinggi.
Diod roda kering yang ditandakan sebagai D1 dalam rajah litar digunakan untuk menyediakan laluan aliran ke potensi belakang belakang motor untuk mengelakkan arus daripada berbalik dan merosakkan pemasangan apabila kuasa dimatikan-
Motor masih berputar (mod penjana).
Voltan terbalik maksimum yang diberi nilai ialah 600 V dan arus DC ke hadapan maksimum ialah 15.
Oleh itu, boleh diandaikan bahawa diod roda tenaga akan dapat berfungsi pada tahap voltan dan arus yang mencukupi untuk tugas ini.
IGBT digunakan untuk menukar bekalan kuasa kepada motor dengan menerima isyarat 5 v pwm daripada Arduino melalui pengganding optik dan pemacu IGBT untuk menukar voltan bekalan motor 380 V yang sangat besar.
Arus pengumpul berterusan maksimum IGBT yang digunakan ialah 4.
5A pada suhu simpang 100 °c
Voltan pemancar maksimum ialah 600 V.
Oleh itu, boleh diandaikan bahawa diod roda tenaga boleh berfungsi pada tahap voltan dan arus yang mencukupi untuk aplikasi praktikal.
Adalah penting untuk menambah radiator pada IGBT, sebaik-baiknya radiator yang besar.
Suis pantas MOSFET boleh digunakan tanpa IGBT.
Voltan ambang pintu IGBT adalah antara 3. 75 V dan 5.
75 V dan pemacu diperlukan untuk menyediakan voltan ini.
Litar ini beroperasi pada frekuensi 10 kHz, jadi masa pensuisan IGBT perlu lebih cepat daripada 100 us, iaitu masa satu gelombang penuh.
Masa penukaran IGBT ialah 15ns, itu sudah cukup.
Masa penukaran pemacu TC4421 yang dipilih adalah sekurang-kurangnya 3000 kali ganda daripada gelombang PWM.
Ini memastikan bahawa pemandu dapat menukar dengan cukup pantas untuk operasi litar.
Pemandu dikehendaki menyediakan lebih banyak arus daripada yang boleh disediakan oleh Arduino.
Pemandu mendapat arus yang diperlukan untuk mengendalikan IGBT daripada bekalan kuasa, bukan daripada Arduino.
Ini untuk melindungi Arduino kerana kegagalan kuasa akan memanaskan Arduino, asap akan keluar dan Arduino akan musnah (
Dicuba dan diuji).
Pemacu akan diasingkan daripada pengawal mikro yang menyediakan gelombang PWM dengan menggunakan pengganding optik.
Pengganding fotoelektrik mengasingkan Arduino sepenuhnya, yang merupakan bahagian paling penting dan berharga dalam litar.
Untuk motor dengan parameter yang berbeza, hanya perlu menukar IGBT kepada IGBT dengan sifat yang serupa dengan motor, yang boleh mengendalikan voltan terbalik yang diperlukan dan arus pengumpulan berterusan.
Kapasitor WIMA digunakan bersama-sama dengan kapasitor elektrolitik pada bekalan kuasa motor.
Ini menyimpan cas bekalan kuasa yang stabil, dan yang paling penting membantu menghapuskan kearuhan kabel dan penyambung dalam sistem. Untuk meminimumkan jarak antara komponen, induktansi yang tidak perlu untuk susun atur litar disenaraikan
Terutama dalam gelung antara pemacu IGBT dan IGBT.
Percubaan dibuat untuk menghapuskan bunyi dan deringan dari tanah antara Arduino, pengganding optik, pemandu dan IGBT.
Perhimpunan dikimpal pada Veroboard.
Cara mudah untuk membina litar adalah dengan melukis komponen rajah litar pada veroboard sebelum memulakan kimpalan.
Kimpalan di kawasan pengudaraan yang baik.
Gunakan laluan konduktif fail Scrath untuk mencipta jurang antara komponen yang tidak sepatutnya disambungkan.
Dengan pembungkusan DIP, komponen boleh diganti dengan mudah.
Ini membantu tanpa perlu mengimpal komponen dan menyelesaikan bahagian ganti apabila ia gagal.
Saya menggunakan palam pisang (
Soket dalam warna hitam dan merah)
Untuk menyambungkan bekalan kuasa saya ke veroboard dengan mudah, anda boleh melangkau ini dan wayar dikimpal terus ke papan.
Dengan memasukkan Perpustakaan Arduino pwm (
Dilampirkan sebagai fail ZIP).
Pengawal pi bagi Pengawal Kamiran Berkadaran
Digunakan untuk mengawal kelajuan pemutar.
Nisbah dan keuntungan kamiran boleh dikira atau dianggarkan sebelum masa penyelesaian yang mencukupi dan overshooting boleh diperolehi.
Pengawal PI dilaksanakan serentak dengan Arduino () gelung.
Tachometer mengukur kelajuan rotor.
Gunakan analogRead untuk memasukkan ukuran arduino ke dalam salah satu input analog.
Ralat dikira dengan menolak kelajuan rotor semasa daripada kelajuan rotor titik set dan ditetapkan untuk menyamai ralat.
Penyepaduan masa dilakukan dengan menambah masa sampel pada setiap gelung dan menetapkannya kepada masa yang sama, dengan itu meningkat dengan setiap lelaran gelung.
Julat kitaran tugas yang Arduino boleh keluarkan adalah dari 0 hingga 255.
Gunakan pwmWrite dalam perpustakaan PWM untuk mengira kitaran tugas dan keluarkannya ke pin PWM output digital yang dipilih.
Ralat berganda pelaksanaan pengawal PI = ref-rpm;
Masa = masa 20e-6;
Pwm berganda = kp awal * ralat ki * masa * ralat;
Pelaksanaan sensor PWMdouble = analogRead (A1); pwmWrite(3, pwm-255);
Anda boleh melihat kod projek lengkap dalam ArduinoCode. fail rar.
Kod dalam fail dilaraskan untuk membalikkan pemandu.
Pemacu terbalik mempunyai kesan berikut pada kitaran tugas litar, yang bermaksud kitaran_tugas baru = 255 kitaran tugas.
Untuk pemacu tidak terbalik, ini boleh diubah dengan membalikkan persamaan di atas.
Akhirnya, litar telah diuji dan diukur untuk menentukan sama ada keputusan yang diingini telah dicapai.
Pengawal ditetapkan kepada dua kelajuan berbeza dan dimuat naik ke arduino.
Kuasa dihidupkan.
Motor dengan pantas memecut lebih pantas daripada jangkaan dan kemudian menstabilkan pada kelajuan terpilih.
Teknologi motor kawalan ini sangat berkesan dan boleh berfungsi pada semua motor DC.
