Овај приручник ће детаљно објаснити дизајн, симулацију, конструкцију и тестирање ДЦ-ДЦ претварача и контролера контролног система за режим преклапања ДЦ мотора.
Претварач ће се тада користити за дигиталну контролу ДЦ мотора.
Коло ће бити развијено и тестирано у различитим фазама.
У првој фази ће се изградити претварач који ради на 40 в.
Ово се ради како би се осигурало да немају паразитску индуктивност од жица и других компоненти кола које оштећују драјвер на високим напонима.
У другој фази, претварач ће покретати мотор на напон од 400 В при максималном оптерећењу.
Последња фаза је коришћење ардуина за контролу пвм таласа за подешавање напона и контролу брзине мотора са променљивим оптерећењем.
Компоненте нису увек јефтине, па покушајте да изградите систем што је јефтиније могуће.
Коначни резултат овог услужног програма биће изградња ДЦ-
ДЦ претварача и контролера контролног система, брзина мотора се контролише унутар 1% на тачки подешавања стабилног стања, а брзина се подешава у року од 2 с под променљивим оптерећењем.
Мој постојећи мотор има следеће спецификације.
Спецификација мотора: Арматура: 380 Вдц, 3. 6 А Ексцитација (Схунт): 380 Вдц, 0.
Брзина: 1500 о/мин Снага: око 1.
1 кВДЦ напајање мотора = 380 ВО Оптоспојник и напајање драјвера = 21 В Ово значи да ће максимална струја и напон прикључених компоненти имати контролу над мотором или већи напон еквивалентан рејтинг.
Диода на сувом точку означена као Д1 у дијаграму струјног кола користи се за обезбеђивање путање протока до повратног потенцијала мотора како би се спречило да струја преокрене и оштети склоп када је напајање искључено -
Мотор се још увек окреће (режим генератора).
Називни максимални реверзни напон је 600 В, а максимална предња једносмерна струја је 15.
Стога се може претпоставити да ће диода замајца моћи да ради на довољним нивоима напона и струје за овај задатак.
ИГБТ се користи за пребацивање напајања на мотор примањем 5В пвм сигнала од Ардуино-а преко оптичког спојника и ИГБТ драјвера за пребацивање веома великог напона напајања мотора од 380 В.
Максимална стална струја колектора коришћеног ИГБТ је
4.5А при температури споја од 100 °ц.
Максимални напон емитера је 600 В.
Стога се може претпоставити да диода замајца може да ради на довољним нивоима напона и струје за практичну примену.
Важно је додати радијатор на ИГБТ, пожељно велики радијатор.
МОСФЕТ са брзим прекидачем се може користити без ИГБТ-ова.
Напон прага гејта ИГБТ је између 3,75 В и 5,75
В и потребан је погон да обезбеди овај напон.
Коло ради на фреквенцији од 10 кХз, тако да време пребацивања ИГБТ-а треба да буде брже од 100 ус, односно времена једног пуног таласа.
Време пребацивања ИГБТ-а је 15нс, што је довољно.
Време пребацивања изабраног драјвера ТЦ4421 је најмање 3000 пута веће од ПВМ таласа.
Ово осигурава да возач може да се пребаци довољно брзо за рад кола.
Од драјвера се тражи да обезбеди више струје него што Ардуино може да обезбеди.
Драјвер добија струју потребну за рад ИГБТ-а из напајања, а не из Ардуина.
Ово је да се заштити Ардуино јер ће нестанак струје прегрејати Ардуино, дим ће изаћи и Ардуино ће бити уништен (
Пробано и тестирано).
Драјвер ће бити изолован од микроконтролера који обезбеђује ПВМ таласе помоћу оптичког спојника.
Фотоелектрични спојник потпуно изолује Ардуино, који је најважнији и највреднији део кола.
За моторе са различитим параметрима, потребно је само променити ИГБТ у ИГБТ са сличним својствима као мотор, који може да поднесе захтевани реверзни напон и континуирану струју сакупљања.
ВИМА кондензатор се користи заједно са електролитским кондензатором на напајању мотора.
Ово чува пуњење стабилног напајања, и што је најважније помаже да се елиминише индуктивност каблова и конектора у систему. Да би се минимизирала удаљеност између компоненти, непотребна индуктивност за распоред кола је наведена,
посебно у петљи између ИГБТ драјвера и ИГБТ.
Покушава се елиминисати бука и звоњење са земље између Ардуина, оптичке спојнице, драјвера и ИГБТ-а.
Склоп је заварен на Веробоард.
Једноставан начин да се изгради коло је да нацртате компоненте дијаграма струјног кола на веробоард-у пре почетка заваривања.
Заваривање у добро проветреним просторијама.
Користите проводну путању датотеке Сцратх да бисте направили празнину између компоненти које не би требало да буду повезане.
Са ДИП паковањем, компоненте се могу лако заменити.
Ово помаже без потребе за заваривањем компоненти и решавањем заменских делова када покваре.
Користио сам банане утикаче (
утичница у црној и црвеној боји)
Да лако повежем напајање са веробоардом, ово је могуће прескочити и жица је заварена директно на плочу.
Укључивањем Ардуино пвм библиотеке (
приложено као ЗИП датотека).
Пи контролер пропорционалног интегралног контролера
Користи се за контролу брзине ротора.
Однос и интегрални добитак се могу израчунати или проценити пре него што се постигне довољно времена слагања и прекорачења.
ПИ контролер је имплементиран истовремено са Ардуино ()петљом.
Тахометар мери брзину ротора.
Користите аналогРеад да унесете мерења ардуина у један од аналогних улаза.
Грешка се израчунава одузимањем тренутне брзине ротора од подешене брзине ротора и поставља се на једнаку грешци.
Интеграција времена се врши додавањем времена узорка свакој петљи и постављањем на једнако време, чиме се повећава са сваком итерацијом петље.
Опсег радног циклуса који Ардуино може да емитује је од 0 до 255.
Користите пвмВрите у ПВМ библиотеци да бисте израчунали радни циклус и избацили га на изабрани дигитални излаз ПВМ пина.
Двострука грешка имплементације ПИ контролера = реф-рпм;
Време = време 20е-6;
Двоструки пвм = почетни кп * грешка ки * време * грешка;
Имплементација ПВМдоубле сензора = аналогРеад (А1); пвмВрите(3, пвм-255);
Можете видети комплетан код пројекта у АрдуиноЦоде-у. рар фајл.
Код у датотеци је прилагођен да обрне драјвер.
Погон уназад има следећи ефекат на радни циклус кола, што значи нев_дутицицле = 255-дутицицле.
За неинвертоване погоне, ово се може променити обрнутом горњом једначином.
Коначно, коло је тестирано и измерено да би се утврдило да ли су постигнути жељени резултати.
Контролер је подешен на две различите брзине и постављен на ардуино.
Напајање је укључено.
Мотор брзо убрзава брже од очекиваног, а затим се стабилизује на одабраним брзинама.
Технологија овог управљачког мотора је веома ефикасна и може да ради на свим ДЦ моторима.
