В этом руководстве будет подробно описать конструкцию, моделирование, конструкцию и тестирование контроллера преобразователя и системы управления DC-DC для режима переключения двигателя постоянного тока.
Затем преобразователь будет использоваться для цифрового управления двигателем DC Load Shunt.
Схема будет разработана и протестирована на разных этапах.
Первый этап построит преобразователь, который работает при 40 против.
Это сделано для того, чтобы у них не было паразитической индуктивности от проводов и других компонентов цепи, которые повреждают драйвер при высоких напряжениях.
На втором этапе преобразователь будет запускать двигатель при напряжении 400 В при максимальной нагрузке.
Последний этап состоит в том, чтобы использовать Arduino для управления волной ШВМ для отрегулирования напряжения и управления скоростью двигателя с переменной нагрузкой.
Компоненты не всегда дешевы, поэтому постарайтесь построить систему максимально дешево.
Окончательным результатом этой утилиты будет создание
контроллера преобразователя и системы управления DC-DC, скорость двигателя контролируется в пределах 1% в точке установки устойчивого состояния, а скорость устанавливается в течение 2 с при переменной нагрузке.
Мой существующий мотор имеет следующие спецификации.
Спецификация двигателя: Арматура: 380 В
.
пост
Диод сухого колеса, отмеченный как D1 в схеме схемы, используется для обеспечения пути потока обратному потенциалу двигателя, чтобы предотвратить обращение с током и повреждение сборки при выключении мощности-
двигатель все еще поворачивается (режим генератора).
Оцененное максимальное обратное напряжение составляет 600 В, а максимальный прямой ток постоянного тока составляет 15.
Следовательно, можно предположить, что диод маховика сможет работать на достаточных уровнях напряжения и тока для этой задачи.
IGBT используется для переключения источника питания на двигатель путем получения 5 -В -ШИМ -сигнала от Arduino через оптическую муфту и драйвер IGBT для переключения очень большого напряжения питания двигателя 380 В.
Максимальный непрерывный ток коллектора используемого IGBT составляет 4.
5a при температуре соединения 100 ° C
Максимальное напряжение излучателя составляет 600 В.
Следовательно, можно предположить, что диод маховика может работать при достаточном напряжении и уровнях тока для практического применения.
Важно добавить радиатор в IGBT, предпочтительно большой радиатор.
Масфет быстрого переключателя может использоваться без IGBT.
Пороговое напряжение затвора IGBT составляет от 3,75 В и 5,75
В, и для обеспечения этого напряжения требуется привод.
Схема работает с частотой 10 кГц, поэтому время переключения IGBT должно быть быстрее, чем 100 нас, то есть время одной полной волны.
Время переключения IGBT составляет 15NS, чего достаточно.
Время переключения выбранного драйвера TC4421 в 3000 раз больше, чем у волны ШИМ.
Это гарантирует, что драйвер может переключаться достаточно быстро для работы схемы.
Драйвер обязан предоставить больше тока, чем может предоставить Arduino.
Водитель получает ток, необходимый для работы IGBT из источника питания, а не от Arduino.
Это должно защитить Arduino, потому что сбой энергии перегрет Arduino, дым выйдет, и Arduino будет уничтожен (
проверенный и проверенный).
Драйвер будет изолирован от микроконтроллера, который обеспечивает волны ШИМ с помощью оптического соединителя.
Фотоэлектрический муфт полностью изолирует Arduino, который является наиболее важной и ценной частью схемы.
Для двигателей с различными параметрами необходимо только изменить IGBT на IGBT с аналогичными свойствами на двигатель, которые могут обрабатывать необходимое обратное напряжение и ток непрерывного сбора.
Конденсатор WIMA используется вместе с электролитическим конденсатором на источнике питания двигателя.
Это хранит заряд стабильного источника питания и, что наиболее важно, помогает устранить индуктивность кабелей и разъемов в системе. Чтобы минимизировать расстояние между компонентами, ненужная индуктивность для схемы схемы указана,
особенно в цикле между драйвером IGBT и IGBT.
Предпринимаются попытки устранить шум и звонить от земли между Arduino, Optical Coupler, Driver и IGBT.
Сборка приварена на веробовом.
Легкий способ построить схему - нарисовать компоненты схемы схемы на веробовом перед началом сварки.
Сварка в хорошо вентилируемых районах.
Используйте проводящий путь файла Scrath, чтобы создать разрыв между компонентами, который не должен быть подключен.
С упаковкой DIP компоненты можно легко заменить.
Это помогает без необходимости сварки компонентов и разрешения запасных деталей, когда они терпят неудачу.
Я использовал банановые штекеры (
гнездо в черном и красном)
, чтобы легко подключить свой источник питания к вероборам, можно пропустить это, и проволока приварен непосредственно к плате.
Включив библиотеку Arduino Pwm (
прикрепленную в виде zip -файла).
Контроллер PI пропорционального интегрального контроллера,
используемый для управления скоростью ротора.
Соотношение и интегральное усиление могут быть рассчитаны или оценены до достаточного времени оседания, и может быть получено перехват.
Контроллер PI реализуется одновременно с петлей Arduino ().
Тахометр измеряет скорость ротора.
Используйте аналоги для ввода измерений arduino в один из аналоговых входов.
Ошибка рассчитывается путем вычитания скорости тока ротора из скорости ротора установленной точки и устанавливает, чтобы равняться ошибке.
Интеграция времени выполняется путем добавления времени образца в каждый цикл и установить его до равного времени, тем самым увеличиваясь с каждой итерацией цикла.
Диапазон рабочих циклов, который может выходить из Arduino, составляет от 0 до 255.
Используйте PWMWrite в библиотеке ШИМ для вычисления рабочего цикла и вывода его на выбранную цифровую вывод ШИВ.
Реализация двойная ошибка Pi Controller = Ref-RPM;
Время = время 20E-6;
Double Pwm = начальная кп * ошибка ki * время * ошибка;
Реализация датчика PWMDouble = Analogread (A1); pwmwrite (3, pwm-255);
Вы можете увидеть полный код проекта в Arduinocode. rar файл.
Код в файле корректируется, чтобы отменить драйвер.
Обратный диск оказывает следующее влияние на цикл рабочего времени, что означает, что new_dutycycle = 255-dutycycle.
Для не инвертированных дисков это можно изменить, обратившись вспять вышеуказанное уравнение.
Наконец, схема была протестирована и измерена, чтобы определить, были ли достигнуты желаемые результаты.
Контроллер устанавливается на две разные скорости и загружен в Arduino.
Власть включена.
Двигатель быстро ускоряется быстрее, чем ожидалось, а затем стабилизируется на выбранных скоростях.
Технология этого двигателя управления очень эффективна и может работать на всех двигателях DC.
