מעגל מהפך 3 שלבי Arduino עם קוד

מהפך תלת פאזי של ארדואינו הוא מעגל המייצר יציאת AC תלת פאזית באמצעות מתנד מבוסס ארדואינו.

בפוסט זה אנו לומדים כיצד ליצור מעגל מהפך תלת-ממדי מבוסס מעבד ארדואינו, אשר ניתן לשדרג לפי העדפת המשתמש להפעלת עומס תלת-פאזי נתון.

כבר למדנו יעיל אך פשוט מעגל מהפך תלת פאזי באחד מההודעות הקודמות שלנו שהתבססו על אופמים להפקת אותות גל מרובעים תלת פאזיים, ואילו אותות המשיכה לדחיפה בשלושה פאזות להנעת המוספטים יושמו באמצעות מכשירי IC מיוחדים לנהג תלת פאזי.

בתפיסה הנוכחית אנו מגדירים את שלב ההספק הראשי באמצעות ICs נהגים מיוחדים אלה, אך מחולל האותות 3 פאזות נוצר באמצעות Arduino.

הסיבה לכך היא שיצירת מנהל התקן תלת פאזי מבוסס ארדואינו יכולה להיות מורכבת ביותר ואינה מומלצת. יתר על כן, קל הרבה יותר להשיג ICs דיגיטלי יעיל מהמדף למטרה במחירים זולים בהרבה.

לפני בניית מעגל המהפך השלם, ראשית עלינו לתכנת את קוד Arduino הבא בתוך לוח Arduino UNO, ולאחר מכן להמשיך עם שאר הפרטים.

קוד מחולל אותות 3 שלבי Arduino

void setup() {
// initialize digital pin 13,12&8 as an output.
pinMode(13, OUTPUT)
pinMode(12,OUTPUT)
pinMode(8,OUTPUT)
}
void loop() {
int var=0
digitalWrite(13, HIGH)
digitalWrite(8,LOW)
digitalWrite(12,LOW)
delay(6.67)
digitalWrite(12,HIGH)
while(var==0){
delay(3.33)
digitalWrite(13,LOW)
delay(3.33)
digitalWrite(8,HIGH)
delay(3.34)
digitalWrite(12,LOW)
delay(3.33)
digitalWrite(13,HIGH)
delay(3.33)
digitalWrite(8,LOW)
delay(3.34)
digitalWrite(12,HIGH)
}
}

מקור מקורי : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

ניתן לראות את צורת הגל המשוערת באמצעות הקוד שלעיל בתרשים הבא:

לאחר ששרפת ואישר את הקוד הנ'ל בארדואינו שלך, הגיע הזמן להתקדם ולהגדיר את שלבי המעגל הנותרים.

לשם כך תזדקק לחלקים הבאים שתקווה שכבר רכשת:

חלקים דרושים

IC IR2112 - 3 מס '(או כל IC אחר של דרייבר דומה)
טרנזיסטורים BC547 - 3 מספרים
קבלים 10uF / 25V ו- 1uF / 25V = 3 nos כל אחד
100uF / 25V = 1no
1N4148 = 3 no (1N4148 מומלץ מעל 1N4007)

נגדים, כולם 1/4 וואט 5%
100 אוהם = 6 לא
1K = 6 מספר

פרטי בנייה

ראשית, אנו מצטרפים לשלושת ה- ICs כדי ליצור את השלב המיועד לנהג של מוספט, כמפורט להלן:

לאחר הרכבת לוח הנהג, הטרנזיסטורים BC547 מחוברים לכניסות ה- HIN וה- LIN של ה- IC, ומודגמים באיור הבא:

לאחר בניית העיצובים הנ'ל, ניתן לאמת במהירות את התוצאה המיועדת על ידי הפעלת המערכת.

זכור, הארדואינו צריך מתישהו כדי לאתחל, לכן מומלץ להפעיל את הארדואינו תחילה ואז להפעיל את אספקת +12 וולט למעגל הנהג לאחר מספר שניות.

כיצד לחשב את קבלים Bootstrap

כפי שאנו רואים באיורים לעיל, מעגל דורש כמה רכיבים חיצוניים ליד המוספטים בצורה של דיודות וקבלים. חלקים אלה ממלאים תפקיד מכריע ביישום מיתוג מדויק של מוסגות הצד הגבוהות, והשלבים נקראים bootstrapping network.

למרות שכבר ניתן בתרשים , ניתן לחשב באופן ספציפי את ערכי הקבלים הללו באמצעות הנוסחה הבאה:

כיצד לחשב את דיודות Bootstrap

המשוואות לעיל יכולות לשמש לחישוב ערך הקבל עבור רשת ה- bootstrap, עבור הדיודה המשויכת עלינו לשקול את הקריטריונים הבאים:

הדיודות מפעילות או מופעלות במצב הטיה קדימה כאשר מושבי הצד הגבוהים מופעלים והפוטנציאל סביבם כמעט שווה למתח ה- BUS על פני קווי המתח המלאים של הגשר, ולכן חייבים לדרג את דיודת האתחול מספיק כדי להיות מסוגלת לחסימת המתח המלא המופעל כמפורט בתרשימים הספציפיים.

זה נראה קל למדי להבנה, אולם לצורך חישוב הדירוג הנוכחי, ייתכן שנצטרך לעשות קצת מתמטיקה על ידי הכפלת גודל טעינת השער עם תדר המיתוג.

לדוגמה, אם משתמשים ב- mosfet IRF450 בתדר מיתוג של 100kHz, הדירוג הנוכחי של הדיודה יהיה סביב 12mA. מכיוון שערך זה נראה מינימלי למדי ורוב הדיודות היו בעלות דירוג זרם גבוה בהרבה מזה שבדרך כלל, תשומת לב ספציפית עשויה שלא להיות חיונית.

עם זאת, דליפת הטמפרטורה החיצונית של הדיודה יכולה להיות מכריעה שיש לקחת בחשבון, במיוחד במצבים בהם קבל האתחול עשוי להיות אמור לאחסן את מטענו למשך זמן מתמשך באופן סביר. בנסיבות כאלה הדיודה תצטרך להיות סוג התאוששות מהיר במיוחד כדי למזער את גודל המטען מלהיאלץ חזרה מקבל האתחול לכיוון מסילות האספקה ​​של ה- IC.

כמה טיפים לבטיחות

כפי שכולנו יודעים כי מוספטים במעגלים מהפכים תלת פאזיים עלולים להיות פגיעים למדי לנזקים בגלל פרמטרים מסוכנים רבים המעורבים במושגים כאלה, במיוחד כאשר משתמשים בעומסי אינדוקציה. כבר דנתי בזה בהרחבה באחד מבין שלי מאמרים קודמים ומומלץ בהחלט להתייחס למאמר זה וליישם את המוספטים בהתאם להנחיות הנתונות.

באמצעות IC IRS2330

הדיאגרמות הבאות מתוכננות לעבוד כמהפך מבוקר PWM מבוקר של ארדואינו.

הדיאגרמה הראשונה מחוברת באמצעות שישה שערים לא מ- IC 4049. שלב זה משמש לביצור פולסי ה- PWM של ארדואינו לזוגות לוגיקה משלימים גבוהים / נמוכים, כך שמגבר מהפך 3-שלב מהפך גשר IC IRS2330 יכול להיות תואם ל- PWMs המוזנים.

התרשים השני מלמעלה מהווה את שלב נהג הגשר לתכנון Arduino PWM המוצע, תכנון מהפך תלת פאזי, באמצעות IC IRS2330 שבב נהג גשר.

הקלטים של ה- IC המצוינים כ- HIN ו- LIN מקבלים את ה- PWM של ארדואינו מממדים משערי ה- NOT ומניעים את רשת גשר הפלט שנוצרת על ידי 6 IGBT אשר בתורם מניעים את העומס המחובר על פני שלושת היציאות שלהם.

ההגדרה הקבועה של 1K משמשת לשליטה בגבול הזרם העילאי של המהפך על ידי כיוונון כראוי על פני סיכת הכיבוי של ה- I, הנגד החישה 1 אוהם עשוי להיות מופחת כראוי אם מצוין הנוכחי זרם גבוה יחסית עבור המהפך.

מסיימים:

זה מסכם את הדיון שלנו כיצד לבנות מעגל מהפך תלת פאזי מבוסס ארדואינו. אם יש לך ספקות או שאלות נוספות בנושא זה, אל תהסס להגיב ולקבל את התשובות במהירות.

עבור PCB Gerber Files וקבצים קשורים אחרים אתה יכול להתייחס לקישור הבא:

https://drive.google.com/file/d/1oAVsjNTPz6bOFaPOwu3OZPBIfDx1S3e6/view?usp=sharing

הפרטים לעיל תרמו על ידי ' סיברקס '