Bu kılavuz, DC motor anahtarlama modu için DC-DC dönüştürücü ve kontrol sistemi denetleyicisinin tasarımını, simülasyonunu, yapımını ve testini detaylandıracaktır.
Dönüştürücü daha sonra yük şönt DC motorunun dijital kontrolü için kullanılacaktır.
Devre farklı aşamalarda geliştirilecek ve test edilecektir.
İlk aşama, 40 v'de çalışan bir dönüştürücü oluşturacaktır.
Bu, sürücüye yüksek voltajlarda zarar veren tellerden ve diğer devre bileşenlerinden parazitik endüktans olmamasını sağlamak için yapılır.
İkinci aşamada, dönüştürücü motoru maksimum yükte 400 V voltajda çalıştıracaktır.
Son aşama, voltajı ayarlamak ve motorun hızını değişken yükle kontrol etmek için PWM dalgasını kontrol etmek için Arduino kullanmaktır.
Bileşenler her zaman ucuz değildir, bu nedenle sistemi mümkün olduğunca ucuza oluşturmaya çalışın.
Bu yardımcı programın nihai sonucu, bir DC-DC dönüştürücü ve kontrol sistemi denetleyicisi oluşturmak
, motor hızı sabit durum ayar noktasında% 1 içinde kontrol edilir ve hız değişken yük altında 2 s içinde ayarlanır.
Mevcut motorum aşağıdaki özelliklere sahiptir.
Motor Spesifikasyon: Armatür: 380 VDC, 3. 6 AEXCITITE (ŞUN): 380 VDC, 0.
Hız: 1500 R/Minpower: Yaklaşık 1.
1 kwdc motor güç kaynağı = 380 Voptocupler ve sürücü gücü = 21 VPT, motora veya denetlenen bileşenlerin maksimum akım ve voltaj derecelendirmelerinin veya denetlenmesinin bir şekilde bağlanması anlamına gelir.
Devre diyagramında D1 olarak işaretlenen kuru tekerlek diyotu, güç açıldığında akımın montajı tersine çevirmesini ve zarar görmesini önlemek için motorun ters geri potansiyeline bir akış yolu sağlamak için kullanılır-
motor hala döner (jeneratör modu).
Nominal maksimum ters voltaj 600 V ve maksimum ileri DC akımı 15'tir.
Bu nedenle, volan diyotunun bu görev için yeterli voltaj ve akım seviyelerinde çalışabileceği varsayılabilir.
IGBT, çok büyük bir 380 V motor besleme voltajını değiştirmek için arduino'dan optik kuplör ve IGBT sürücüsü aracılığıyla 5 V PWM sinyali alarak güç kaynağını motora değiştirmek için kullanılır.
Kullanılan IGBT'nin maksimum sürekli toplayıcı akımı,
100 ° C bağlantı sıcaklığında 4. 5a'dır .
Maksimum yayıcı voltajı 600 V'dır.
Bu nedenle, volan diyotunun pratik uygulama için yeterli voltaj ve akım seviyelerinde çalışabileceği varsayılabilir.
Radyatörü IGBT'ye, tercihen büyük bir radyatöre eklemek önemlidir.
Hızlı anahtar mosfet IGBT'ler olmadan kullanılabilir.
IGBT'nin kapı eşiği voltajı 3. 75 V ile 5.
75 V arasındadır ve bu voltajı sağlamak için tahrik gerekir.
Devre 10 kHz frekansta çalışır, bu nedenle IGBT'nin anahtarlama süresinin 100 ABD'den, yani bir tam dalganın zamanından daha hızlı olması gerekir.
IGBT'nin anahtarlama süresi 15N'dir, bu yeterlidir.
Seçilen TC4421 sürücüsünün anahtarlama süresi, PWM dalgasının en az 3000 katıdır.
Bu, sürücünün devre çalışması için yeterince hızlı geçiş yapabilmesini sağlar.
Sürücünün Arduino'nun sağlayabileceğinden daha fazla akım sağlaması gerekmektedir.
Sürücü, IGBT'yi Arduino'dan değil, güç kaynağından çalıştırmak için gereken akımı alır.
Bu, Arduino'yu korumak içindir, çünkü elektrik kesintisi Arduino'yu aşırı ısınır, duman çıkacaktır ve Arduino yok edilir (
denenir ve test edilir).
Sürücü, optik kuplörü kullanarak PWM dalgaları sağlayan mikro kontrolörden izole edilecektir.
Fotoelektrik kuplör, devrenin en önemli ve değerli kısmı olan Arduino'yu tamamen izole eder.
Farklı parametrelere sahip motorlar için, IGBT'yi sadece motora benzer özelliklere sahip bir IGBT olarak değiştirmek gerekir, bu da gerekli ters voltaj ve sürekli toplama akımını işleyebilir.
WIMA kapasitörü, motor güç kaynağı üzerindeki elektrolitik kapasitör ile birlikte kullanılır.
Bu, istikrarlı güç kaynağının yükünü saklar ve en önemlisi sistemdeki kabloların ve konektörlerin endüktansını ortadan kaldırmaya yardımcı olur. Bileşenler arasındaki mesafeyi en aza indirmek için,
özellikle IGBT sürücüsü ile IGBT arasındaki döngüde devre düzeni için gereksiz endüktans listelenir.
Arduino, optik kuplör, sürücü ve IGBT arasındaki yerden gürültüyü ve zilleri ortadan kaldırmak için girişimler yapılır.
Montaj Veroboard'a kaynak yapılır.
Bir devre oluşturmanın kolay bir yolu, kaynağa başlamadan önce devre şemasının bileşenlerini Veroboard'a çizmektir.
İyi havalandırılmış alanlarda kaynak.
Bağlanmaması gereken bileşenler arasında bir boşluk oluşturmak için Scrath dosyasının iletken yolunu kullanın.
Dip ambalajı ile bileşenler kolayca değiştirilebilir.
Bu, bileşenleri kaynaklamaya gerek kalmadan yardımcı olur ve yedek parçaları başarısız olduklarında çözmeye yardımcı olur.
kullandım , bunu atlamak mümkündür ve tel doğrudan tahtaya kaynak yapılır.
siyah ve kırmızı soket)
Güç kaynağımı Veroboard'a kolayca bağlamak için muz tıkaçları (
Arduino PWM kütüphanesi (
zip dosyası olarak eklenmiştir) dahil ederek.
orantılı integral kontrolörden oluşan bir PI denetleyicisi .
Rotorun hızını kontrol etmek için kullanılan
Oran ve integral kazanç, yeterli çökme süresi ve aşma elde edilmeden önce hesaplanabilir veya tahmin edilebilir.
PI denetleyicisi Arduino () döngüsü ile aynı anda uygulanır.
Takometre rotorun hızını ölçer.
Arduino'nun ölçümlerini analog girişlerden birine girmek için Analogread'i kullanın.
Hata, geçerli rotor hızının ayar noktası rotor hızından çıkarılmasıyla hesaplanır ve hataya eşit olacak şekilde ayarlanır.
Zaman entegrasyonu, her döngüye numune süresini ekleyerek ve eşit süreye ayarlayarak, böylece döngünün her yinelemesiyle artarak yapılır.
Arduino'nun çıktı verebileceği görev döngüsü aralığı 0 ila 255'tir.
Görev döngüsünü hesaplamak ve seçilen dijital çıkış PWM PIN'e çıkarmak için PWM kitaplığındaki PWMWrite kullanın.
Uygulama PI denetleyicisinin çift hatası = ref-rpm;
Zaman = zaman 20e-6;
Çift pwm = başlangıç kp * hata ki * zaman * hata;
Pwmdouble sensörünün uygulanması = Analogread (A1); PWMWrite (3, PWM-255);
Arduinocode'da projenin tamamını görebilirsiniz. rar dosyası.
Dosyadaki kod sürücüyü tersine çevirmek için ayarlanmıştır.
Ters sürücü, devre görev döngüsü üzerinde aşağıdaki etkiye sahiptir, bu da new_dutycycle = 255-dutycycle anlamına gelir.
Çevirilmemiş sürücüler için, bu yukarıdaki denklemi tersine çevirerek değiştirilebilir.
Son olarak, devre test edildi ve istenen sonuçların elde edilip edilmediğini belirlemek için ölçüldü.
Denetleyici iki farklı hıza ayarlanır ve Arduino'ya yüklenir.
Güç açık.
Motor hızla beklenenden daha hızlı hızlanır ve daha sonra seçilen hızlarda stabilize olur.
Bu kontrol motorunun teknolojisi çok etkilidir ve tüm DC motorlarında çalışabilir.
