pogon enosmernega motorja

Ta priročnik podrobno opisuje zasnovo, simulacijo, konstrukcijo in testiranje pretvornika enosmernega toka in krmilnika krmilnega sistema za preklopni način enosmernega motorja.
Pretvornik bo nato uporabljen za digitalno krmiljenje obremenitvenega enosmernega motorja.
Vezje bo razvito in testirano na različnih stopnjah.
Prva faza bo izdelala pretvornik, ki deluje pri 40 V.
To se naredi, da se zagotovi, da nimajo parazitske induktivnosti iz žic in drugih komponent vezja, ki poškodujejo gonilnik pri visokih napetostih.
V drugi fazi bo pretvornik poganjal motor pri napetosti 400 V pri največji obremenitvi.
Zadnja stopnja je uporaba arduina za krmiljenje pwm valovanja za prilagajanje napetosti in krmiljenje hitrosti motorja s spremenljivo obremenitvijo.
Komponente niso vedno poceni, zato poskusite zgraditi sistem čim ceneje.
Končni rezultat tega pripomočka bo izdelava
pretvornika enosmernega toka v enosmerni tok in krmilnika krmilnega sistema, hitrost motorja bo nadzorovana znotraj 1 % pri nastavitveni točki stabilnega stanja in hitrost nastavljena v 2 s pod spremenljivo obremenitvijo.
Moj obstoječi motor ima naslednje specifikacije.
Specifikacija motorja: Armatura: 380 Vdc, 3,6 A Vzbujanje (Shunt): 380 Vdc, 0.
Hitrost: 1500 r/min Moč: približno
1,1 kWDC napajanje motorja = 380 VO Tokspojnik in napajanje gonilnika = 21 V To pomeni, da bodo imele največje vrednosti toka in napetosti komponent, ki so priključene ali krmiljene z motorjem, višjo ali enakovredno oceno.
Dioda za suho kolo, označena kot D1 v diagramu vezja, se uporablja za zagotavljanje pretočne poti do povratnega povratnega potenciala motorja, da se prepreči obračanje toka in poškodovanje sklopa, ko je napajanje izklopljeno -
Motor se še vedno vrti (način generatorja).
Nazivna največja vzvratna napetost je 600 V, največji enosmerni tok naprej pa 15.
Zato se lahko domneva, da bo vztrajnikova dioda lahko delovala pri zadostnih napetostnih in tokovnih ravneh za to nalogo.
IGBT se uporablja za preklop napajanja motorja s sprejemom 5 V pwm signala od Arduina prek optičnega spojnika in gonilnika IGBT za preklop zelo velike napajalne napetosti motorja 380 V.
Največji neprekinjeni kolektorski tok uporabljenega IGBT je 4,5
A pri temperaturi spoja 100 °c.
Največja napetost oddajnika je 600 V.
Zato se lahko domneva, da lahko vztrajnikova dioda deluje pri zadostnih napetostnih in tokovnih ravneh za praktično uporabo.
Pomembno je, da IGBT-ju dodate radiator, po možnosti velik radiator.
MOSFET s hitrim preklopom se lahko uporablja brez IGBT-jev.
Mejna napetost vrat IGBT je med 3,75 V in 5,75
V, za zagotavljanje te napetosti pa je potreben pogon.
Vezje deluje na frekvenci 10 kHz, zato mora biti preklopni čas IGBT hitrejši od 100 us, to je čas enega polnega vala.
Preklopni čas IGBT je 15ns, kar je dovolj.
Preklopni čas izbranega gonilnika TC4421 je vsaj 3000-krat daljši od vala PWM.
To zagotavlja, da lahko voznik dovolj hitro preklopi za delovanje vezja.
Gonilnik mora zagotoviti več toka, kot ga lahko zagotovi Arduino.
Gonilnik dobi tok, potreben za delovanje IGBT, iz napajalnika, ne iz Arduina.
To je namenjeno zaščiti Arduina, ker bo izpad električne energije pregrel Arduino, začel se bo kaditi in Arduino bo uničen (
preizkušeno).
Gonilnik bo izoliran od mikrokontrolerja, ki zagotavlja PWM valove z uporabo optičnega spojnika.
Fotoelektrični spojnik popolnoma izolira Arduino, ki je najpomembnejši in dragocen del vezja.
Pri motorjih z drugačnimi parametri je treba IGBT le spremeniti v IGBT s podobnimi lastnostmi kot motor, ki lahko prenese zahtevano povratno napetost in neprekinjen zbiralni tok.
Kondenzator WIMA se uporablja skupaj z elektrolitskim kondenzatorjem na napajalniku motorja.
To shranjuje naboj stabilnega napajanja in, kar je najpomembnejše, pomaga odpraviti induktivnost kablov in konektorjev v sistemu. Da bi čim bolj zmanjšali razdaljo med komponentami, je navedena nepotrebna induktivnost za postavitev vezja,
zlasti v zanki med gonilnikom IGBT in IGBT.
Med Arduinom, optičnim spojnikom, gonilnikom in IGBT se poskuša odpraviti hrup in zvonjenje s tal.
Sklop je privarjen na Veroboard.
Enostaven način za izgradnjo vezja je, da pred začetkom varjenja narišete komponente diagrama vezja na veroboard.
Varjenje v dobro prezračenih prostorih.
Uporabite prevodno pot datoteke Scrath, da ustvarite vrzel med komponentami, ki ne bi smele biti povezane.
Z DIP embalažo je mogoče komponente preprosto zamenjati.
To pomaga brez potrebe po varjenju komponent in reševanju nadomestnih delov, ko ti odpovejo.
Uporabil sem bananaste vtiče (
vtičnica v črni in rdeči barvi).
Za enostavno povezavo mojega napajanja z veroboardom je možno to preskočiti in žica je privarjena neposredno na ploščo.
Z vključitvijo knjižnice Arduino pwm (
priloženo kot datoteka ZIP).
Krmilnik pi proporcionalnega integralnega krmilnika
Uporablja se za nadzor hitrosti rotorja.
Razmerje in integralni dobiček je mogoče izračunati ali oceniti, preden je mogoče doseči zadosten čas uravnavanja in prekoračitev.
Krmilnik PI je implementiran sočasno z ()zanko Arduino.
Tahometer meri hitrost rotorja.
Uporabite analogRead za vnos meritev arduina v enega od analognih vhodov.
Napaka se izračuna tako, da se od nastavljene hitrosti rotorja odšteje trenutna hitrost rotorja in nastavi na vrednost napake.
Časovna integracija se izvede tako, da se vsaki zanki doda vzorčni čas in se nastavi na enak čas, s čimer se povečuje z vsako ponovitvijo zanke.
Razpon delovnega cikla, ki ga lahko izpiše Arduino, je od 0 do 255.
Uporabite pwmWrite v knjižnici PWM, da izračunate delovni cikel in ga oddate na izbrani digitalni izhod PWM pin.
Dvojna napaka izvedbe PI regulatorja = ref-rpm;
Čas = čas 20e-6;
Dvojni pwm = začetni kp * napaka ki * čas * napaka;
Implementacija PWMdouble senzorja = analogRead (A1); pwmWrite(3, pwm-255);
Celotno kodo projekta si lahko ogledate v ArduinoCode. rar datoteko.
Koda v datoteki je prilagojena za obračanje gonilnika.
Vzvratni pogon ima naslednji učinek na delovni cikel vezja, kar pomeni new_dutycycle = 255-dutycycle.
Pri neinvertiranih pogonih je to mogoče spremeniti z obračanjem zgornje enačbe.
Na koncu je bilo vezje preizkušeno in izmerjeno, da se ugotovi, ali so bili doseženi želeni rezultati.
Krmilnik je nastavljen na dve različni hitrosti in naložen v arduino.
Napajanje je vključeno.
Motor hitro pospeši hitreje od pričakovanega in se nato stabilizira pri izbranih hitrostih.
Tehnologija tega krmilnega motorja je zelo učinkovita in lahko deluje na vseh enosmernih motorjih.