Mạch biến tần 3 pha Arduino có mã

Biến tần ba pha Arduino là một mạch tạo ra đầu ra xoay chiều 3 pha thông qua bộ dao động dựa trên Arduino được lập trình.

Trong bài đăng này, chúng ta sẽ học cách tạo một mạch biến tần 3 pha dựa trên vi xử lý Arduino đơn giản có thể được nâng cấp theo sở thích của người dùng để vận hành tải 3 pha nhất định.

Chúng tôi đã nghiên cứu một cách hiệu quả nhưng đơn giản Mạch biến tần 3 pha trong một trong những bài viết trước đây của chúng tôi dựa vào opamps để tạo ra tín hiệu sóng vuông 3 pha, trong khi tín hiệu kéo đẩy 3 pha để điều khiển các mosfet được thực hiện bằng cách sử dụng các IC điều khiển 3 pha chuyên dụng.

Trong khái niệm hiện tại, chúng tôi cũng cấu hình giai đoạn nguồn chính bằng cách sử dụng các IC điều khiển chuyên biệt này, nhưng bộ tạo tín hiệu 3 pha được tạo bằng cách sử dụng Arduino.

Điều này là do việc tạo trình điều khiển 3 pha dựa trên Arduino có thể cực kỳ phức tạp và không được khuyến khích. Hơn nữa, sẽ dễ dàng hơn nhiều để có được các IC kỹ thuật số hiệu quả có sẵn cho mục đích này với mức giá rẻ hơn nhiều.

Trước khi xây dựng mạch biến tần hoàn chỉnh, trước tiên chúng ta cần lập trình mã Arduino sau bên trong bảng Arduino UNO, sau đó tiến hành các chi tiết còn lại.

Mã bộ tạo tín hiệu 3 pha 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)
}
}

Nguồn chính thức : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

Dạng sóng giả định sử dụng mã trên có thể được hình dung trong sơ đồ sau:

Khi bạn đã ghi và xác nhận mã trên trong Arduino của mình, đã đến lúc tiếp tục và định cấu hình các giai đoạn mạch còn lại.

Đối với điều này, bạn sẽ cần các bộ phận sau đây mà hy vọng bạn có thể đã mua:

Các bộ phận cần thiết

IC IR2112 - 3 không (hoặc bất kỳ IC điều khiển 3 pha nào tương tự)
Bóng bán dẫn BC547 - 3 nos
tụ điện 10uF / 25V và 1uF / 25V = 3 nos mỗi cái
100uF / 25V = 1 không
1N4148 = 3nos (khuyến nghị 1N4148 trên 1N4007)

Điện trở, tất cả 1/4 watt 5%
100 ohms = 6nos
1K = 6nos

Chi tiết cấu tạo

Để bắt đầu, chúng tôi kết hợp 3 IC để tạo thành giai đoạn trình điều khiển mosfet 3 pha dự kiến, như được đưa ra dưới đây:

Sau khi bảng điều khiển được lắp ráp, các bóng bán dẫn BC547 được nối với các đầu vào HIN và LIN của IC và được minh họa trong hình sau:

Khi các thiết kế trên được xây dựng, kết quả dự kiến ​​có thể nhanh chóng được xác minh bằng cách BẬT hệ thống.

Hãy nhớ rằng Arduino cần một lúc nào đó để khởi động, do đó bạn nên BẬT Arduino trước rồi BẬT nguồn + 12V cho mạch trình điều khiển sau vài giây.

Cách tính toán tụ điện Bootstrap

Như chúng ta có thể thấy trong các hình trên, một mạch yêu cầu một vài thành phần bên ngoài gần các mosfet ở dạng điốt và tụ điện. Các bộ phận này đóng một vai trò quan trọng trong việc thực hiện chuyển mạch chính xác các mosfet bên cao, và các giai đoạn được gọi là mạng khởi động.

Mặc dù đã được đưa ra trong sơ đồ , giá trị của các tụ điện này có thể được tính toán cụ thể bằng công thức sau:

Cách tính toán điốt Bootstrap

Các phương trình trên có thể được sử dụng để tính toán giá trị tụ điện cho mạng bootstrap, đối với diode liên kết, chúng ta phải xem xét các tiêu chí sau:

Các diode kích hoạt hoặc được kích hoạt ở chế độ phân cực thuận khi các mosfet phía cao được bật và điện thế xung quanh chúng gần như bằng điện áp BUS trên các đường điện áp mosfet toàn cầu, do đó diode bootstrap phải được đánh giá đủ để có thể để chặn toàn bộ điện áp đặt vào như được chỉ định trong các sơ đồ cụ thể.

Điều này trông khá dễ hiểu, tuy nhiên để tính toán định mức hiện tại, chúng ta có thể phải thực hiện một số phép toán bằng cách nhân độ lớn điện tích cổng với tần số chuyển mạch.

Ví dụ, nếu mosfet IRF450 được sử dụng với tần số chuyển mạch 100kHz, định mức hiện tại cho diode sẽ là khoảng 12mA. Vì giá trị này trông khá nhỏ và hầu hết các điốt sẽ có định mức dòng điện cao hơn nhiều so với mức bình thường, nên có thể không cần chú ý cụ thể.

Phải nói rằng, đặc tính rò rỉ quá nhiệt của diode có thể là một yếu tố quan trọng cần được xem xét, đặc biệt là trong các tình huống mà tụ điện bootstrap có thể được cho là lưu trữ điện tích của nó trong một khoảng thời gian duy trì hợp lý. Trong trường hợp như vậy, diode sẽ cần phải là loại phục hồi cực nhanh để giảm thiểu độ lớn của điện tích do bị ép ngược từ tụ bootstrap về phía đường ray cung cấp của IC.

Một số mẹo an toàn

Như chúng ta đều biết rằng các mosfet trong mạch nghịch lưu 3 pha có thể khá dễ bị hư hỏng do có nhiều tham số rủi ro liên quan đến các khái niệm như vậy, đặc biệt khi sử dụng tải cảm ứng. Tôi đã thảo luận công phu này trong một trong những các bài báo trước đó , và chúng tôi khuyên bạn nên tham khảo bài viết này và thực hiện các mosfet theo các hướng dẫn đã cho.

Sử dụng IC IRS2330

Các sơ đồ sau đây được thiết kế để hoạt động như một biến tần điều khiển PWM 3 pha từ Arduino.

Sơ đồ đầu tiên được nối dây bằng cách sử dụng sáu cổng NOT từ IC 4049. Giai đoạn này được sử dụng để phân chia các xung Arduino PWM thành các cặp logic cao / thấp bổ sung để IC điều khiển biến tần 3 pha cầu. IC IRS2330 có thể tương thích với các PWM được cung cấp.

Sơ đồ thứ hai từ trên tạo thành giai đoạn trình điều khiển cầu cho thiết kế biến tần 3 pha Arduino PWM được đề xuất, sử dụng IC IRS2330 chip điều khiển cầu.

Các đầu vào của IC được chỉ định là HIN và LIN chấp nhận các PWM Arduino có kích thước từ các cổng NOT và điều khiển mạng cầu đầu ra được hình thành bởi 6 IGBT, lần lượt điều khiển tải được kết nối qua ba đầu ra của chúng.

Giá trị đặt trước 1K được sử dụng để kiểm soát giới hạn quá dòng của biến tần bằng cách điều chỉnh thích hợp nó qua chốt ngắt của I, điện trở cảm ứng 1 ohm có thể được giảm thích hợp nếu dòng điện tương đối cao hơn được chỉ định cho biến tần.

Kết thúc:

Phần này kết thúc cuộc thảo luận của chúng ta về cách xây dựng mạch biến tần 3 pha dựa trên Arduino. Nếu bạn có thêm bất kỳ nghi ngờ hoặc câu hỏi nào về chủ đề này, vui lòng bình luận và nhận được câu trả lời nhanh chóng.

Đối với tệp PCB Gerber và các tệp liên quan khác, bạn có thể tham khảo liên kết sau:

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

Các chi tiết trên được đóng góp bởi ' cybrax '