Arduino 3-vaihemuuntajapiiri koodilla

Arduino-kolmivaiheinen invertteri on piiri, joka tuottaa 3-vaiheisen AC-lähdön ohjelmoidun Arduino-pohjaisen oskillaattorin kautta.

Tässä viestissä opitaan, kuinka tehdä yksinkertainen mikroprosessori Arduino-pohjainen 3-vaihemuuntajapiiri, joka voidaan päivittää käyttäjän mieltymysten mukaan tietyn 3-vaihekuorman käyttämiseksi.

Olemme jo tutkineet tehokasta mutta yksinkertaista 3-vaihemuuntajapiiri yhdessä aikaisemmista viesteistämme, joka käytti opampeja 3-vaiheisten neliöaaltosignaalien tuottamiseen, kun taas 3-vaiheiset push-vetosignaalit mosfettien ajamiseksi toteutettiin käyttämällä erikoistuneita 3-vaiheen ohjainpiirejä.

Tässä konseptissa myös määritetään päätehotaso näiden erikoistuneiden ohjainpiirien avulla, mutta 3-vaiheinen signaaligeneraattori luodaan Arduinolla.

Tämä johtuu siitä, että Arduino-pohjaisen kolmivaiheisen ohjaimen luominen voi olla erittäin monimutkaista eikä sitä suositella. Lisäksi on paljon helpompaa hankkia valmiita tehokkaita digitaalisia mikropiirejä tähän tarkoitukseen paljon halvemmalla hinnalla.

Ennen kokonaisen invertteripiirin rakentamista meidän on ensin ohjelmoitava seuraava Arduino-koodi Arduino UNO -levyn sisälle ja jatkettava sitten muiden yksityiskohtien kanssa.

Arduino 3-vaihesignaaligeneraattorin koodi

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)
}
}

Alkuperäinen lähde : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

Oletettu aaltomuoto, joka käyttää yllä olevaa koodia, voidaan visualisoida seuraavassa kaaviossa:

Kun olet polttanut ja vahvistanut yllä olevan koodin Arduinossa, on aika siirtyä eteenpäin ja määrittää loput piirivaiheet.

Tätä varten tarvitset seuraavat osat, jotka olet todennäköisesti jo hankkinut:

Tarvittavat osat

IC IR2112 - 3 nos (tai vastaava 3-vaiheen ohjaimen IC)
BC547-transistorit - 3 nos
kondensaattori 10uF / 25V ja 1uF / 25V = 3 nos
100uF / 25V = 1no
1N4148 = 3nos (1N4148 suositellaan mallille 1N4007)

Vastukset, kaikki 1/4 wattia 5%
100 ohmia = 6nos
1K = 6nos

Rakennustiedot

Ensinnäkin, liitymme 3 IC: hen muodostamaan suunnitellun 3-vaiheisen mosfet-ajurivaiheen, kuten alla on esitetty:

Kun ohjainkortti on koottu, BC547-transistorit kytketään IC: n HIN- ja LIN-tuloihin ja kuvataan seuraavassa kuvassa:

Kun yllä olevat mallit on rakennettu, suunniteltu tulos voidaan nopeasti tarkistaa kytkemällä järjestelmä päälle.

Muista, että Arduino tarvitsee joskus käynnistyä, joten on suositeltavaa kytkeä ensin Arduino päälle ja kytkeä sitten + 12 V: n jännite päälle ohjainpiiriin muutaman sekunnin kuluttua.

Bootstrap-kondensaattoreiden laskeminen

Kuten näemme yllä olevista kuvioista, piiri vaatii muutaman ulkoisen komponentin mosfettien lähellä diodien ja kondensaattoreiden muodossa. Näillä osilla on ratkaiseva rooli korkean sivun mosfettien tarkan kytkennän toteuttamisessa, ja vaiheita kutsutaan käynnistysverkoiksi.

Vaikka se on jo annettu kaaviossa , näiden kondensaattoreiden arvot voitaisiin laskea erityisesti seuraavalla kaavalla:

Bootstrap-diodien laskeminen

Yllä olevia yhtälöitä voidaan käyttää käynnistysverkon kondensaattorin arvon laskemiseen, siihen liittyvän diodin osalta on otettava huomioon seuraavat ehdot:

Diodit aktivoituvat tai aktivoituvat eteenpäin suuntautuvassa esijännitetilassa, kun korkeat sivumoduulit kytketään päälle ja niiden ympärillä oleva potentiaali on melkein yhtä suuri kuin BUS-jännite koko sillan mosfet-jännitelinjojen yli, joten käynnistysdiodi on luokiteltava tarpeeksi, jotta se pystyy estää koko käytetty jännite erityisten kaavioiden mukaisesti.

Tämä näyttää melko helpolta ymmärrettävältä, mutta nykyisen luokituksen laskemiseksi joudut ehkä joutumaan tekemään matematiikkaa kertomalla portin latauksen suuruus kytkentätaajuudella.

Esimerkiksi jos mosfet IRF450 -laitetta käytetään 100 kHz: n kytkentätaajuudella, diodin nykyinen nimellisarvo olisi noin 12 mA. Koska tämä arvo näyttää melko vähäiseltä ja useimmilla diodeilla olisi paljon korkeampi virranluokitus kuin tämä normaalisti, erityinen huomio ei välttämättä ole välttämätöntä.

Tämän sanottuaan diodin ylilämpötilavuodon ominaisuus voi olla ratkaiseva huomioon otettava, varsinkin tilanteissa, joissa bootstrap-kondensaattorin voidaan olettaa varastoivan varauksensa kohtuullisen pitkään aikaan. Tällaisessa tilanteessa diodin on oltava erittäin nopea palautumistyyppi, jotta varauksen suuruus voidaan minimoida palautumasta käynnistyskondensaattorista kohti IC: n syöttökiskoja.

Joitakin turvallisuusvinkkejä

Kuten me kaikki tiedämme, että 3-vaihemuuntajan piirien mosfetit voivat olla melko herkkiä vaurioille johtuen monista tällaisiin käsitteisiin liittyvistä riskialttiista parametreista, erityisesti kun käytetään induktiivisia kuormia. Olen jo keskustellut asiasta yksityiskohtaisesti yhdessä aikaisemmat artikkelit , ja on ehdottomasti suositeltavaa viitata tähän artikkeliin ja toteuttaa mosfetit annettujen ohjeiden mukaisesti.

Käyttämällä IC IRS2330

Seuraavat kaaviot on suunniteltu toimimaan 3-vaiheisena PWM-ohjattuna invertterinä Arduinosta.

Ensimmäinen kaavio on kytketty käyttämällä kuutta EI-porttia IC 4049: stä. Tätä vaihetta käytetään Arduino PWM -pulssien jakautumiseen komplementaarisiksi korkean / matalan logiikan pareiksi niin, että sillan 3-vaihemuuntajan ohjain IC IC IRS2330 voidaan tehdä yhteensopiviksi syötettyjen PWM-laitteiden kanssa.

Toinen kaavio ylhäältä muodostaa sillanohjaimen vaiheen ehdotetulle Arduino PWM, 3-vaihemuuntajan suunnittelulle käyttämällä IC IRS2330 siltaohjaimen siru.

HIN: nä ja LIN: ksi merkityn IC: n tulot hyväksyvät mitoitetut Arduino PWM: t NOT-portista ja käyttävät 6 IGBT: n muodostamaa ulostulosillaverkkoa, jotka puolestaan ​​ohjaavat liitetyn kuorman kolmen ulostulonsa yli.

1K-esiasetusta käytetään taajuusmuuttajan ylivirran ohjaamiseen säätämällä sitä sopivasti I: n sulkutapin poikki. 1 ohmin tunnistusvastusta voidaan pienentää sopivasti, jos vaihtosuuntaajalle määritetään suhteellisen suurempi virta.

Käärimistä:

Tämä päättää keskustelumme Arduino-pohjaisen 3-vaihemuuntajan piirin rakentamisesta. Jos sinulla on muita epäilyksiä tai kysymyksiä tästä aiheesta, voit kommentoida ja saada vastaukset nopeasti.

Piirilevyn Gerber-tiedostot ja muut niihin liittyvät tiedostot voi viitata seuraavaan linkkiin:

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

Edellä mainitut yksityiskohdat kypraksi '