Denna manual kommer att beskriva design, simulering, konstruktion och testning av DC-DC-omvandlare och styrsystemkontroll för DC-motoromkopplingsläge.
Omvandlaren kommer sedan att användas för digital kontroll av lasten Shunt DC -motor.
Kretsen kommer att utvecklas och testas i olika stadier.
Den första fasen kommer att bygga en omvandlare som fungerar på 40 v.
Detta görs för att säkerställa att de inte har parasitinduktans från ledningar och andra kretskomponenter som skadar föraren vid höga spänningar.
I den andra fasen kommer omvandlaren att köra motorn vid en spänning på 400 V vid en maximal belastning.
Det sista steget är att använda Arduino för att styra PWM -vågen för att justera spänningen och styra motorns hastighet med variabel belastning.
Komponenter är inte alltid billiga, så försök att bygga systemet så billigt som möjligt.
Det slutliga resultatet av detta verktyg är att bygga en DC
-DC-omvandlare och styrsystemkontroller, motorhastigheten styrs inom 1% vid inställningen av stabilt tillstånd och hastigheten är inställd inom 2 s under variabel belastning.
Min befintliga motor har följande specifikationer.
Motorspecifikation: Armatur: 380 VDC, 3. 6 Aexcitation (shunt): 380 VDC, 0.
Hastighet: 1500 R/minpower: Cirka 1.
1 kwdc Motorkraftförsörjning = 380 VoptoCoupler och förarens kraftförsörjning = 21 VTHIS betyder att den maximala ström- och spänningsrödningarna för komponenterna anslutna till eller kontrollerade till den motoriska kommer att ha en högre eller en högre Ratering.
Den torra hjuldioden markerad som D1 i kretsdiagrammet används för att ge en flödesväg till motorns omvända ryggpotential för att förhindra att strömmen vänder och skadar enheten när strömmen är avstängd-
motorn är fortfarande att vrida (generatorläge).
Den nominella maximala omvända spänningen är 600 V och den maximala framåt DC -strömmen är 15.
Därför kan man antas att svänghjuldioden kommer att kunna arbeta med tillräcklig spänning och strömnivåer för denna uppgift.
IGBT används för att växla strömförsörjningen till motorn genom att ta emot en 5 V PWM -signal från Arduino genom den optiska kopplingen och IGBT -drivrutinen för att växla en mycket stor 380 V motorförsörjningsspänning.
Den maximala kontinuerliga samlarströmmen för IGBT som används är 4.
5A vid en korsningstemperatur på 100 ° C
Den maximala emitterspänningen är 600 V.
Därför kan det antas att svänghjuldioden kan fungera med tillräcklig spänning och nuvarande nivåer för praktisk applicering.
Det är viktigt att lägga till kylaren till IGBT, företrädesvis en stor kylare.
Fast Switch MOSFET kan användas utan IGBT.
Grindtröskelspänningen för IGBT är mellan 3. 75 V och 5.
75 V och drivenhet krävs för att tillhandahålla denna spänning.
Kretsen arbetar med en frekvens av 10 kHz, så att växlingstiden för IGBT måste vara snabbare än 100 USA, det vill säga tiden för en full våg.
Växlingstiden för IGBT är 15NS, vilket är tillräckligt.
Växlingstiden för den valda TC4421 -drivrutinen är minst 3000 gånger den för PWM -vågen.
Detta säkerställer att föraren kan växla tillräckligt snabbt för kretsdrift.
Föraren är skyldig att tillhandahålla mer aktuell än Arduino kan tillhandahålla.
Föraren får den ström som behövs för att använda IGBT från strömförsörjningen, inte från Arduino.
Detta för att skydda Arduino eftersom strömavbrottet kommer att överhettas Arduino, röken kommer ut och Arduino kommer att förstöras (
prövas).
Föraren kommer att isoleras från mikrokontrollen som tillhandahåller PWM-vågor genom att använda den optiska kopplingen.
Den fotoelektriska kopplingen isolerar helt Arduino, som är den viktigaste och värdefulla delen av kretsen.
För motorer med olika parametrar är det bara nödvändigt att ändra IGBT till en IGBT med liknande egenskaper som motorn, som kan hantera den nödvändiga omvänd spänningen och kontinuerlig insamlingsström.
WiMA -kondensatorn används tillsammans med den elektrolytiska kondensatorn på motorströmförsörjningen.
Detta lagrar laddningen för den stabila strömförsörjningen, och viktigast hjälper till att eliminera induktansen mellan kablar och kontakter i systemet. För att minimera avståndet mellan komponenter listas onödig induktans för kretslayout
särskilt i slingan mellan IGBT -drivrutinen och IGBT.
Försök görs för att eliminera brus och ringa från marken mellan Arduino, optisk koppling, förare och IGBT.
Monteringen är svetsad på Veroboard.
Ett enkelt sätt att bygga en krets är att rita komponenterna i kretsdiagrammet på Veroboard innan du börjar svetsa.
Svetsning i väl ventilerade områden.
Använd den ledande sökvägen för filskraten för att skapa ett gap mellan komponenter som inte ska anslutas.
Med DIP -förpackningar kan komponenter enkelt bytas ut.
Detta hjälper utan att behöva svetsa komponenter och lösa reservdelar när de misslyckas.
Jag använde bananproppar (
uttag i svart och rött)
för att enkelt ansluta min strömförsörjning till Veroboard, det är möjligt att hoppa över detta och tråden svetsas direkt till kortet.
Genom att inkludera Arduino PWM -biblioteket (
bifogat som zip -fil).
En PI -styrenhet för proportionell integrerad styrenhet
som används för att styra rotorns hastighet.
Förhållandet och integrerad förstärkning kan beräknas eller uppskattas innan tillräcklig sedieringstid och överskridning kan erhållas.
PI -styrenheten implementeras samtidigt med Arduino () -slingan.
Takometern mäter rotorns hastighet.
Använd Analogread för att mata in Arduino: s mätningar i en av de analoga ingångarna.
Felet beräknas genom att subtrahera den aktuella rotorhastigheten från inställningsrotorhastigheten och ställas in så att det är lika med felet.
Tidsintegration görs genom att lägga till provtiden till varje slinga och ställa in den till samma tid, vilket ökar med varje iteration av slingan.
Tullcykelområdet som Arduino kan mata ut är från 0 till 255.
Använd PWMWrite i PWM -biblioteket för att beräkna arbetscykeln och mata ut den till den valda digitala utgången PWM -stift.
Implementering dubbelfel för PI-styrenhet = REF-RPM;
Tid = tid 20E-6;
Dubbel PWM = initial KP * ERROR KI * TID * ERROR;
Implementering av PWMDouble -sensor = analogread (A1); PWMWRITE (3, PWM-255);
Du kan se hela projektkoden i Arduinocode. rar -fil.
Koden i filen justeras för att vända föraren.
Den omvända enheten har följande effekt på kretsuppgiftscykeln, vilket betyder New_DutyCycle = 255-tjänstcykel.
För icke-inverterade enheter kan detta ändras genom att vända ovanstående ekvation.
Slutligen testades och mättes kretsen för att bestämma om de önskade resultaten uppnåddes.
Styrenheten är inställd på två olika hastigheter och laddas upp till Arduino.
Kraften är på.
Motorn accelererar snabbt snabbare än väntat och stabiliseras sedan med utvalda hastigheter.
Tekniken för denna styrmotor är mycket effektiv och kan arbeta med alla DC -motorer.
