Arduino 3-faasiline inverter koos koodiga

Arduino kolmefaasiline muundur on vooluahel, mis toodab kolmefaasilist vahelduvvoolu väljundit programmeeritud Arduino põhise ostsillaatori kaudu.

Selles postituses õpime, kuidas teha lihtsat mikroprotsessoriga Arduino-põhist kolmefaasilist inverterahelat, mida saaks uuendada vastavalt kasutaja eelistustele antud kolmefaasilise koormuse käitamiseks.

Oleme juba uurinud tõhusat, kuid lihtsat 3-faasiline muunduri ahel ühes meie varasemates postitustes, mis tuginesid kolmefaasiliste ruudukujuliste signaalide genereerimisel opampidele, samal ajal kui kolmefaasilised tõukejõusignaalid mosfeti juhtimiseks rakendati spetsiaalsete kolmefaasiliste draiverite IC-de abil.

Ka käesolevas kontseptsioonis konfigureerime peamise võimsusastme nende spetsiaalsete draiveri IC-de abil, kuid kolmefaasiline signaaligeneraator luuakse Arduino abil.

Seda seetõttu, et Arduino-põhise kolmefaasilise draiveri loomine võib olla äärmiselt keeruline ja seda ei soovitata. Pealegi on sel eesmärgil palju lihtsam hankida riiulilt tõhusaid digitaalseid IC-sid palju odavamate hindadega.

Enne täieliku muunduri vooluahela ehitamist peame kõigepealt programmeerima järgmise Arduino koodi Arduino UNO plaadi sisse ja seejärel jätkama ülejäänud üksikasjadega.

Arduino 3-faasilise signaaligeneraatori kood

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)
}
}

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

Eeldatud lainekuju, kasutades ülaltoodud koodi, saab visualiseerida järgmisel diagrammil:

Kui olete ülaltoodud koodi oma Arduinos põletanud ja kinnitanud, on aeg edasi liikuda ja ülejäänud vooluringide etapid konfigureerida.

Selleks vajate järgmisi osi, mille olete loodetavasti juba hankinud:

Vajalikud osad

IC IR2112 - 3 nos (või muu sarnane kolmefaasiline draiveri IC)
BC547 transistorid - 3 nos
kondensaator 10uF / 25V ja 1uF / 25V = 3 nos
100uF / 25V = 1no
1N4148 = 3nos (1N4148 on soovitatav üle 1N4007)

Takistid, kõik 1/4 vatti 5%
100 oomi = 6nos
1K = 6nos

Konstruktsioonilised üksikasjad

Alustuseks ühendame 3 IC-d, et moodustada kavandatud kolmefaasiline mosfeti draiveri etapp, nagu allpool esitatud:

Kui juhtplaat on kokku pandud, on BC547 transistorid ühendatud IC-i HIN- ja LIN-sisenditega ning illustreeritud järgmisel joonisel:

Kui ülaltoodud kavandid on koostatud, saab kavandatud tulemust süsteemi sisselülitamisega kiiresti kontrollida.

Pidage meeles, et Arduino vajab käivitamiseks millalgi, seetõttu on soovitatav kõigepealt Arduino sisse lülitada ja seejärel mõne sekundi pärast draiveri vooluahelale + 12 V toiteallikas sisse lülitada.

Kuidas arvutada Bootstrapi kondensaatoreid

Nagu ülaltoodud joonistel näeme, vajab vooluahel mosfettide läheduses paari välist komponenti dioodide ja kondensaatorite kujul. Nendel osadel on ülitähtsate mosfettide täpse vahetamise rakendamisel ülioluline roll ja etappe nimetatakse bootstrapping-võrguks.

Kuigi see on juba skeemil toodud , saab nende kondensaatorite väärtusi konkreetselt arvutada järgmise valemi abil:

Kuidas arvutada alglaadimisdioodid

Eespool toodud võrrandeid saab kasutada alglaadimisvõrgu kondensaatori väärtuse arvutamiseks, seotud dioodi jaoks peame arvestama järgmiste kriteeriumidega:

Dioodid aktiveeruvad või on lubatud ettepoole suunatud eelrežiimis, kui kõrged külgmised mosfetid on sisse lülitatud ja potentsiaal nende ümber on peaaegu võrdne kogu silla mosfeti pingeliinide BUS-pingega, seetõttu peab alglaadimisdiood olema piisavalt hinnatud, et see oleks võimeline blokeerida kogu rakendatud pinge vastavalt konkreetsetele skeemidele.

See tundub üsna kergesti mõistetav, kuid praeguse hinnangu arvutamiseks peame võib-olla tegema matemaatikat, korrutades värava laadimise suuruse lülitussagedusega.

Näiteks kui mosfet IRF450 kasutatakse lülitussagedusega 100kHz, oleks dioodi praegune nimiväärtus umbes 12mA. Kuna see väärtus tundub üsna minimaalne ja enamikul dioodidel oleks praegusest palju kõrgem voolutase, ei pruugi eritähelepanu olla vajalik.

Seda öeldes võib dioodi ületemperatuuri lekkimine olla otsustava tähtsusega, eriti olukordades, kus alglaadimiskondensaator võib arvata, et see hoiab oma laengut mõistliku aja jooksul. Sellisel juhul peab diood olema ülikiire taastamise tüüp, et minimeerida laengu suuruse sundimist alglaadimiskondensaatorilt tagasi IC toiteallikate poole.

Mõned ohutusnõuanded

Kuna me kõik teame, et kolmefaasiliste muundurite vooluringid võivad selliste mõistetega seotud paljude riskiparameetrite tõttu olla kahjustuste suhtes üsna haavatavad, eriti kui kasutatakse induktiivseid koormusi. Olen seda ühes oma töös juba põhjalikult arutanud varasemad artiklid ja on rangelt soovitatav viidata sellele artiklile ja rakendada mosfets vastavalt antud juhistele.

Kasutamine IC IRS2330

Järgmised diagrammid on loodud töötama Arduino kolmefaasilise PWM-juhitava inverterina.

Esimene skeem on ühendatud IC 4049 kuue NOT-väravaga. Seda etappi kasutatakse Arduino PWM-i impulsside hargnemiseks täiendavateks kõrge / madala loogika paarideks, nii et silla 3-faasilise inverteri draiveri IC IC IRS2330 saab muuta ühendatud PWM-idega ühilduvaks.

Teine ülaltoodud diagramm moodustab Arduino PWM-i kolmefaasilise muunduri kavandatava silla draiveri etapi, kasutades IC IRS2330 sillajuhi kiip.

HIN-i ja LIN-na tähistatud IC sisendid aktsepteerivad NOT-väravatest mõõtmetega Arduino PWM-e ja juhivad 6 IGBT-st moodustatud väljundsilla võrku, mis omakorda juhivad ühendatud koormust nende kolme väljundi ulatuses.

1K eelseadistust kasutatakse muunduri ülevoolupiiri juhtimiseks, reguleerides seda sobivalt üle I väljalülitatud tihvti, 1 oomi sensoritakisti võib asjakohaselt vähendada, kui inverterile on määratud suhteliselt suurem vool.

Pakendamine:

See lõpetab meie arutelu selle kohta, kuidas ehitada Arduino põhine kolmefaasiline muundurahel. Kui teil on selles küsimuses veel kahtlusi või küsimusi, kommenteerige ja saate kiiresti vastused.

PCB Gerberi failide ja muude seotud failide puhul võite viidata järgmisele lingile:

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

Ülaltoodud üksikasjadele aitas kaasa kübraaks '