Ta priročnik bo podrobno opisal zasnovo, simulacijo, konstrukcijo in testiranje DC-DC pretvornika in krmilnega sistema za način preklopa motorja DC.
Pretvornik se bo nato uporabil za digitalni nadzor motorja obremenitve DC.
Vezje bo razvito in testirano v različnih fazah.
Prva faza bo zgradila pretvornik, ki deluje pri 40 proti
.
V drugi fazi bo pretvornik motor poganjal pri napetosti 400 V pri največji obremenitvi.
Zadnja stopnja je, da Arduino uporabite za nadzor vala PWM za prilagoditev napetosti in nadzorovanje hitrosti motorja s spremenljivo obremenitvijo.
Komponente niso vedno poceni, zato poskusite graditi sistem čim bolj poceni.
Končni rezultat tega pripomočka bo izdelava DC
-DC pretvornika in krmilnega sistema, hitrost motorja pa se nadzoruje v 1% na nastavitveni točki v stanju dinamičnega ravnovesja, hitrost pa je nastavljena znotraj 2 s pod spremenljivo obremenitvijo.
Moj obstoječi motor ima naslednje specifikacije.
Specifikacija motorja: Armature: 380 VDC, 3. 6 Aexcitation (Shunt): 380 VDC, 0.
Hitrost: 1500 R/MinPower: približno 1.
1 KWDC Motorna napajanje = 380 VOPTOUPLER IN DRUGINSKE napajanje = 21 VTHA pomeni, da bodo največji ali enakovredni stopnji, povezani z motorje.
Dioda suhega kolesa, označena kot D1, v diagramu vezja, se uporablja za zagotavljanje poti pretoka do povratnega hrbtnega potenciala motorja, da se prepreči, da bi se tok vrnil in poškodoval sklop, ko se moč izklopi-
Motor se še vedno obrača (način generatorja).
Nazivna največja vzvratna napetost je 600 V, največji sprednji DC tok pa 15.
Zato lahko domnevamo, da bo dioda vztrajnika lahko delovala pri zadostni napetosti in toku za to nalogo.
IGBT se uporablja za preklapljanje napajanja na motor s prejemanjem 5 V PWM signala iz Arduino skozi optično spenjač in gonilnik IGBT za preklop zelo velike 380 V napajalne napetosti motorja.
Največji neprekinjeni kolektor uporabljeni IGBT je 4.
5A pri temperaturi stičišča 100 ° C
Najvišja napetost oddajnika je 600 V.
Zato lahko domnevamo, da lahko dioda vztrajnika deluje pri zadostni napetosti in toku za praktično uporabo.
Pomembno je, da radiator dodate IGBT, po možnosti velik radiator.
Hitro stikalo MOSFET lahko uporabljate brez IGBT -jev.
mejna napetost praga IGBT med 3. 75 V in 5. 75 V in pogon.
Za zagotovitev te napetosti je potrebna
Vezje deluje s frekvenco 10 kHz, zato mora biti čas preklopa IGBT hitrejši od 100 ZDA, torej čas enega polnega vala.
Čas preklopa IGBT je 15ns, kar je dovolj.
Čas preklopa izbranega gonilnika TC4421 je vsaj 3000 -krat večji od vala PWM.
To zagotavlja, da lahko gonilnik preklopi dovolj hitro za delovanje vezja.
Gonilnik mora zagotoviti več toka, kot ga lahko zagotovi Arduino.
Voznik dobi tok, potreben za upravljanje IGBT iz napajanja, ne iz Arduino.
To bo zaščitilo Arduino, ker bo okvara električne energije pregrela Arduino, dim bo izšel in Arduino bo uničen (
preizkušen in preizkušen).
Gonilnik bo izoliran iz mikro-krmilnika, ki zagotavlja valove PWM z uporabo optičnega spola.
Fotoelektrični spenjač popolnoma izolira arduino, ki je najpomembnejši in dragocen del vezja.
Za motorje z različnimi parametri je treba le spremeniti IGBT na IGBT s podobnimi lastnostmi kot motor, ki lahko upravlja z zahtevano povratno napetostjo in neprekinjenim zbiralnim tokom.
Kondenzator WIMA se uporablja skupaj z elektrolitskim kondenzatorjem na napajanju motorja.
To shrani naboj stabilnega napajanja in kar je najpomembneje, da odpravi induktivnost kablov in konektorjev v sistemu. Da bi zmanjšali razdaljo med komponentami, je nepotrebna induktivnost za postavitev vezja navedena
zlasti v zanki med gonilnikom IGBT in IGBT.
Poskusi se odpraviti hrup in zvonjenje od tal med Arduino, optično spojko, gonilnikom in IGBT.
Sklop je varjena na Veroboardu.
Enostaven način za izdelavo vezja je, da pred začetkom varjenja narišete komponente vezja na veroboardu na veroboardu.
Varjenje v dobro prezračevanih območjih.
Uporabite prevodno pot datoteke, da ustvarite vrzel med komponentami, ki jih ne bi smeli povezati.
Z embalažo DIP lahko komponente enostavno zamenjate.
To pomaga brez potrebe po privabljanju komponent in razreši nadomestnih delov, ko ne uspejo.
sem uporabil banana čepe (
vtičnico v črni in rdeči barvi) , to je mogoče preskočiti in žica je privarjena neposredno na ploščo.
Za enostavno povezovanje napajanja z veroboardom
Z vključitvijo knjižnice Arduino PWM (
priloženo kot zip datoteka).
PI krmilnik sorazmernega integralnega krmilnika,
ki se uporablja za nadzor hitrosti rotorja.
Razmerje in integralni dobiček je mogoče izračunati ali oceniti, preden lahko dobite zadostni čas poravnave in pretiravanje.
PI krmilnik se izvaja hkrati z zanko Arduino ().
Tahometer meri hitrost rotorja.
Uporabite AnaloGread za vnos meritev Arduino v enega od analognih vhodov.
Napaka se izračuna tako, da se trenutna hitrost rotorja odšteje od hitrosti rotorja nastavljene točke in nastavljena na enako napako.
Časovna integracija se izvede tako, da v vsaki zanki dodamo čas vzorca in jo nastavimo na enak čas, s čimer se poveča z vsako ponovitvijo zanke.
Območje delovnega cikla, ki ga lahko Arduino oddaja, je od 0 do 255.
Uporabite PWMWrite v knjižnici PWM, da izračunate delovni cikel in ga izstavite na izbrani digitalni izhodni PWM PIN.
Izvedba dvojna napaka PI Controller = REF-RPM;
Čas = čas 20E-6;
Dvojni pwm = začetna kp * napaka ki * čas * napaka;
Implementacija senzorja PWMDouble = analogread (A1); PWMWrite (3, PWM-255);
Celotno kodo projekta si lahko ogledate v Arduinocode. RAR datoteka.
Koda v datoteki je prilagojena, da se gonilnik obrne.
Na hrbtni pogon je naslednji vpliv na delovni cikel vezja, kar pomeni new_dutycycle = 255-duticycle.
Za neinvertirane pogone je to mogoče spremeniti z razveljavitvijo zgornje enačbe.
Končno smo vezje testirali in izmerili, da smo ugotovili, ali so bili doseženi želeni rezultati.
Krmilnik je nastavljen na dve različni hitrosti in naložen na Arduino.
Moč je vklopljena.
Motor hitro pospeši hitreje, kot je bilo pričakovano, nato pa se stabilizira pri izbranih hitrostih.
Tehnologija tega kontrolnega motorja je zelo učinkovita in lahko deluje na vseh DC motorjih.
