Arduino trofazni pretvarač je sklop koji proizvodi trofazni izlaz izmjenične struje kroz programirani oscilator zasnovan na Arduinu.

U ovom postu saznajemo kako napraviti jednostavni mikroprocesorski sklop 3-faznog pretvarača zasnovan na Arduinu koji se može nadograditi prema korisničkim željama za rad s datim trofaznim opterećenjem.

Već smo proučavali učinkovit, ali jednostavan 3-fazni krug pretvarača u jednom od naših ranijih postova koji su se oslanjali na opampe za generiranje 3-faznih kvadratnih valnih signala, dok su 3-fazni push pull signali za pogon MOSFET-a implementirani pomoću specijaliziranih 3-faznih upravljačkih shema.

U sadašnjem konceptu također konfiguriramo glavni stupanj napajanja koristeći ove specijalizirane IC-ove upravljačke programe, ali trofazni generator signala izrađen je pomoću Arduina.

To je zato što stvaranje 3-faznog upravljačkog programa temeljenog na Arduinu može biti izuzetno složeno i ne preporučuje se. Štoviše, mnogo je lakše dobiti gotove učinkovite digitalne IC-ove u svrhu po mnogo nižim cijenama.

Prije izrade kompletnog kruga pretvarača, prvo moramo programirati sljedeći Arduino kôd unutar ploče Arduino UNO, a zatim nastaviti s ostalim pojedinostima.

Arduino 3-fazni kod generatora signala

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) } }

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

Pretpostavljeni valni oblik pomoću gornjeg koda mogao bi se vizualizirati na sljedećem dijagramu:

Nakon što sagorite i potvrdite gornji kod u vašem Arduinu, vrijeme je da krenete naprijed i konfigurirate preostale faze kruga.

Za ovo će vam trebati sljedeći dijelovi koje ste, nadamo se, možda već nabavili:

Potrebni dijelovi

IC IR2112 - 3 broja (ili bilo koji sličan 3-fazni IC upravljački program)
Tranzistori BC547 - 3 br
kondenzator 10uF / 25V i 1uF / 25V = po 3 nos
100uF / 25V = 1br
1N4148 = 3nos (1N4148 se preporučuje preko 1N4007)

Otpornici, svi 1/4 vata 5%
100 ohma = 6nos
1K = 6nos

Konstrukcijski detalji

Za početak se pridružujemo 3 IC-a kako bismo oblikovali predviđenu trofaznu fazu MOSFET-pokretačkog programa, kako je dano u nastavku:

Nakon što se sklopi upravljačka ploča, BC547 tranzistori spoje se s HIN i LIN ulazima IC-a, što je prikazano na sljedećoj slici:

“kako radi fet? ”

Jednom kada se izgrade gornji projekti, željeni rezultat mogao bi se brzo provjeriti uključivanjem sustava.

Zapamtite, Arduino treba neko vrijeme za pokretanje, stoga se preporuča prvo UKLJUČITI Arduino, a zatim uključiti napajanje + 12 V u upravljački krug nakon nekoliko sekundi.

Kako izračunati Bootstrap kondenzatore

Kao što možemo vidjeti na gornjim slikama, sklop zahtijeva nekoliko vanjskih komponenata u blizini MOSFET-a u obliku dioda i kondenzatora. Ovi dijelovi igraju presudnu ulogu u provođenju preciznog prebacivanja visokofrekventnih mosfetova, a stupnjevi se nazivaju bootstrapping mreža.

Iako je već dato na dijagramu , vrijednosti ovih kondenzatora mogu se posebno izračunati pomoću sljedeće formule:

Kako izračunati Bootstrap diode

Gore navedene jednadžbe mogu se koristiti za izračunavanje vrijednosti kondenzatora za bootstrap mrežu, za pridruženu diodu moramo uzeti u obzir sljedeće kriterije:

Diode se aktiviraju ili su omogućene u načinu pristranosti prema naprijed kad su visokofrekventni mosfetovi uključeni i potencijal oko njih gotovo jednak naponu BUS-a na cijelim naponskim vodovima mosfet-a punog mosta, pa zato početna dioda diode mora biti dovoljno ocijenjena kako bi blokirao puni primijenjeni napon kako je navedeno u posebnim dijagramima.

Ovo izgleda prilično lako razumjeti, no za izračunavanje trenutne ocjene možda ćemo morati malo izračunati množenjem veličine napunjenosti vrata s frekvencijom prebacivanja.

Na primjer, ako se koristi mosfet IRF450 s komutacijskom frekvencijom od 100kHz, trenutna vrijednost diode bila bi oko 12mA. Budući da ova vrijednost izgleda sasvim minimalno i da bi većina dioda imala znatno veću strujnu struju od ove, posebna pažnja možda neće biti bitna.

Kad se to već kaže, karakteristika prekomjernog propuštanja diode koja može biti od presudnog značaja, posebno u situacijama kada bi kondenzator bootstrapa mogao skladištiti svoj naboj tijekom razumno dugotrajnog vremena. U takvim okolnostima dioda će morati biti ultra brzog tipa oporavka kako bi se smanjila veličina naboja od prisiljavanja natrag iz kondenzatora bootstrapa prema opskrbnim tračnicama IC-a.

Neki sigurnosni savjeti

Kao što svi znamo da MOSFET-ovi u 3-faznim krugovima pretvarača mogu biti prilično osjetljivi na oštećenja zbog mnogih rizičnih parametara koji su povezani s takvim konceptima, posebno kada se koriste induktivna opterećenja. O tome sam već detaljno raspravljao u jednom od svojih raniji članci , te se strogo preporučuje pozivanje na ovaj članak i primjena MOSFET-a u skladu s danim smjernicama.

Koristeći IC IRS2330

Sljedeći su dijagrami dizajnirani za rad kao 3-fazni PWM pretvarač od Arduina.

Prvi dijagram ožičen je pomoću šest NE ulaza s IC 4049. Ovaj stupanj koristi se za bifurkaciju Arduino PWM impulsa u komplementarne parove visoke / niske logike tako da upravljački sklop pretvarača 3-faznog mosta IC IRS2330 mogu se učiniti kompatibilnima s napajanim PWM-ima.

Drugi dijagram odozgo oblikuje stupanj pokretača mosta za predloženi Arduino PWM, trofazni dizajn pretvarača, koristeći IC IRS2330 čip upravljačkog mosta.

Ulazi IC-a označeni kao HIN i LIN prihvaćaju dimenzionirane Arduino PWM-ove od NOT ulaza i pokreću mrežu izlaznih mostova formiranih od 6 IGBT-ova koji zauzvrat pokreću priključeno opterećenje na svoja tri izlaza.

Unaprijed postavljena vrijednost 1K koristi se za kontrolu ograničenja prekomjerne struje pretvarača prikladnim podešavanjem preko isključenog pina I, otpor osjetnika od 1 ohma može se prikladno smanjiti ako je za pretvarač navedena struja relativno veće struje.

Završavati:

Ovim se završava naša rasprava o tome kako izraditi 3-fazni krug pretvarača zasnovan na Arduinu. Ako imate dodatnih sumnji ili pitanja na ovu temu, slobodno komentirajte i brzo dobijte odgovore.