ডিসি মোটর স্পিড ড্রাইভ: 4 টি ধাপ (ছবি সহ)

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

এই নির্দেশযোগ্য একটি ডিসি মোটরের জন্য ডিসি কনভার্টার এবং কন্ট্রোল সিস্টেম কন্ট্রোলারের একটি সুইচ মোড ডিজাইন, সিমুলেশন, বিল্ডিং এবং টেস্টিং সম্পর্কে বিস্তারিত বলবে। এই কনভার্টারটি তখন একটি লোড সহ একটি শান্ট ডিসি মোটরের ডিজিটাল নিয়ন্ত্রণের জন্য ব্যবহার করা হবে। সার্কিটটি বিভিন্ন পর্যায়ে বিকশিত এবং পরীক্ষা করা হবে।

প্রথম পর্যায়ে 40V এ কাজ করার জন্য একটি কনভার্টার তৈরি করা হবে। এটি তারের এবং অন্যান্য সার্কিট উপাদানগুলির থেকে কোন পরজীবী প্রবর্তন নয় তা নিশ্চিত করার জন্য করা হয় যা উচ্চ ভোল্টেজে ড্রাইভারকে ক্ষতি করতে পারে। দ্বিতীয় পর্যায়ে কনভার্টার সর্বোচ্চ লোড সহ 400 V তে মোটরটি পরিচালনা করবে। চূড়ান্ত পর্যায়ে ভোল্টেজ সামঞ্জস্য করার জন্য একটি পিডব্লিউএম তরঙ্গ নিয়ন্ত্রণ করে আরডুইনো সহ একটি পরিবর্তনশীল লোডের সাথে মোটরের গতি নিয়ন্ত্রণ করা।

উপাদানগুলি সর্বদা সস্তা হয় না এবং এইভাবে সিস্টেমটি যতটা সম্ভব সস্তাভাবে তৈরি করার চেষ্টা করা হয়েছিল। এই বাস্তবের শেষ ফলাফল হবে একটি ডিসি-ডিসি কনভার্টার এবং একটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা নিয়ন্ত্রক তৈরি করা যা মোটরের গতি স্থির অবস্থায় 1% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে এবং একটি পরিবর্তনশীল লোড দিয়ে 2 সেকেন্ডের মধ্যে গতি সেট করতে পারে।

ধাপ 1: উপাদান নির্বাচন এবং বিশেষ উল্লেখ

আমি যে মোটরটি পেয়েছিলাম তার নিম্নলিখিত স্পেসিফিকেশন ছিল।

মোটর স্পেসিফিকেশন: আরমেচার: 380 ভিডিসি, 3.6 এ

উত্তেজনা (শান্ট): 380 ভিডিসি, 0.23 এ

রেট গতি: 1500 আর/মিনিট

শক্তি: ≈ 1.1 কিলোওয়াট

ডিসি মোটর পাওয়ার সাপ্লাই = 380V

Optocoupler এবং ড্রাইভার পাওয়ার সাপ্লাই = 21V

এটি বোঝাবে যে মোটরের সাথে সংযুক্ত বা নিয়ন্ত্রণ করা উপাদানগুলির সর্বাধিক বর্তমান এবং ভোল্টেজ রেটিং উচ্চতর বা সমতুল্য রেটিং থাকবে।

সার্কিট ডায়াগ্রামে D1 নামে লেবেলযুক্ত ফ্রিহুইল ডায়োডটি মোটরের বিপরীত এমএফকে প্রবাহিত করার জন্য ব্যবহৃত হয় যাতে বিদ্যুৎ বন্ধ হয়ে গেলে এবং মোটরটি বন্ধ হয়ে গেলে এবং মোটরটি এখনও চালু থাকে (জেনারেটর মোড এটি সর্বাধিক 600V এর বিপরীত ভোল্টেজ এবং 15 A এর সর্বাধিক ফরোয়ার্ড ডিসি কারেন্টের জন্য রেট করা হয়েছে। অতএব এটি অনুমান করা যেতে পারে যে এই কাজের জন্য ফ্লাইওয়েল ডায়োড পর্যাপ্ত ভোল্টেজ এবং বর্তমান স্তরে কাজ করতে সক্ষম হবে।

খুব বড় 380V মোটর সাপ্লাই ভোল্টেজ স্যুইচ করার জন্য অপটোকপলার এবং আইজিবিটি ড্রাইভারের মাধ্যমে আরডুইনো থেকে 5V পিডব্লিউএম সিগন্যাল পেয়ে IGBT ব্যবহার করা হয় মোটরের পাওয়ার স্যুইচ করতে। যে আইজিবিটি ব্যবহার করা হয় সেটির জংশন তাপমাত্রায় 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে সর্বাধিক অবিচ্ছিন্ন সংগ্রাহক বর্তমান 4.5A থাকে। সর্বাধিক সংগ্রাহক এমিটার ভোল্টেজ 600V। অতএব এটি অনুমান করা যেতে পারে যে ফ্লাইওয়েল ডায়োড ব্যবহারিক জন্য পর্যাপ্ত ভোল্টেজ এবং বর্তমান স্তরে কাজ করতে সক্ষম হবে। আইজিবিটি -তে বিশেষত বড় একটি হিটসিংক যুক্ত করা গুরুত্বপূর্ণ। যদি আইজিবিটি পাওয়া না যায় তবে দ্রুত সুইচিং মোসফেট ব্যবহার করা যেতে পারে।

IGBT- এর গেট থ্রেশহোল্ড ভোল্টেজ 3.75 V এবং 5.75 V এর মধ্যে রয়েছে এবং এই ভোল্টেজ সরবরাহের জন্য একজন ড্রাইভার প্রয়োজন। ফ্রিকোয়েন্সি যেখানে সার্কিট পরিচালিত হবে 10 kHz এইভাবে IGBT- র সুইচিং সময়গুলি আমাদের 100 টির চেয়ে দ্রুত অর্ডার করতে হবে, একটি পূর্ণ তরঙ্গের সময়। IGBT- এর সুইচিং সময় 15ns যা যথেষ্ট।

নির্বাচিত TC4421 ড্রাইভার PWM তরঙ্গের কমপক্ষে 3000 গুণ সুইচ করার সময় পেয়েছে। এটি নিশ্চিত করে যে ড্রাইভার সার্কিট অপারেশনের জন্য যথেষ্ট দ্রুত স্যুইচ করতে সক্ষম। আরডুইনো যতটা দিতে পারে তার চেয়ে বেশি কারেন্ট দিতে চালকের প্রয়োজন। Arduino থেকে টেনে আনার পরিবর্তে বিদ্যুৎ সরবরাহ থেকে IGBT চালানোর জন্য চালক প্রয়োজনীয় স্রোত লাভ করে। এটি Arduino কে রক্ষা করার জন্য, কারণ অনেক বিদ্যুৎ টানলে Arduino অত্যধিক গরম হবে এবং ধোঁয়া বের হবে এবং Arduino ধ্বংস হয়ে যাবে (চেষ্টা করা হয়েছে এবং পরীক্ষিত)।

অপটোকপলার ব্যবহার করে PWM তরঙ্গ প্রদানকারী মাইক্রোকন্ট্রোলার থেকে ড্রাইভারকে বিচ্ছিন্ন করা হবে। অপটোকুপলার সম্পূর্ণরূপে আরডুইনোকে বিচ্ছিন্ন করেছে যা আপনার সার্কিটের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ এবং মূল্যবান অংশ।

বিভিন্ন প্যারামিটারের সাথে মোটরগুলির জন্য শুধুমাত্র IGBT- কে মোটরের অনুরূপ বৈশিষ্ট্যের সাথে একটিতে পরিবর্তন করতে হবে যা বিপরীত ভোল্টেজ এবং ক্রমাগত সংগ্রাহক কারেন্ট বর্তমানকে পরিচালনা করতে সক্ষম হবে।

একটি WIMA ক্যাপাসিটর মোটর পাওয়ার সাপ্লাই জুড়ে ইলেক্ট্রোলাইটিক ক্যাপাসিটরের সাথে ব্যবহার করা হয়। এটি বিদ্যুৎ সরবরাহ স্থিতিশীল করার জন্য একটি চার্জ সঞ্চয় করে এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণভাবে সিস্টেমে কেবল এবং সংযোগকারী থেকে আনয়নগুলি দূর করতে সহায়তা করে

ধাপ 2: বিল্ডিং এবং লেআউট

অপ্রয়োজনীয় আনুগত্য দূর করার জন্য উপাদানগুলির মধ্যে দূরত্ব কমানোর জন্য সার্কিটের বিন্যাস নির্ধারণ করা হয়েছিল। এটি বিশেষ করে IGBT ড্রাইভার এবং IGBT এর মধ্যে লুপে করা হয়েছিল। Arduino, Optocoupler, Driver এবং IGBT- এর মধ্যে স্থাপিত বৃহৎ প্রতিরোধের সাথে শব্দ এবং রিং বন্ধ করার চেষ্টা করা হয়েছিল।

উপাদানগুলি একটি ভেরোবোর্ডে বিক্রি করা হয়। সার্কিট তৈরির একটি সহজ উপায় হল আপনি সোল্ডারিং শুরু করার আগে ভেরোবোর্ডে সার্কিট ডায়াগ্রামের উপাদানগুলি আঁকুন। একটি ভাল বায়ুচলাচল এলাকায় ঝাল। কম্পাইল করা উচিত নয় এমন উপাদানগুলির মধ্যে একটি ফাঁক তৈরি করতে একটি ফাইলের সাথে পরিবাহী পথটি স্ক্র্যাথ করুন। ডিআইপি প্যাকেজ ব্যবহার করুন যাতে উপাদানগুলি সহজেই প্রতিস্থাপন করা যায়। এটি সাহায্য করে যখন উপাদানগুলি ব্যর্থ হয় তখন তাদের বিক্রি করতে হবে এবং প্রতিস্থাপনের অংশটি পুনরায় বিক্রি করতে হবে।

আমি আমার বিদ্যুৎ সরবরাহকে সহজেই ভেরোবোর্ডের সাথে সংযুক্ত করার জন্য কলা প্লাগ (কালো এবং লাল সকেট) ব্যবহার করেছি এটি বাদ দেওয়া যেতে পারে এবং তারগুলি সরাসরি সার্কিট বোর্ডে বিক্রি হয়।

ধাপ 3: Arduino প্রোগ্রামিং

আরডুইনো পিডব্লিউএম লাইব্রেরি (একটি জিপ ফাইল হিসাবে সংযুক্ত) সহ pwm তরঙ্গ তৈরি হয়। একটি আনুপাতিক অবিচ্ছেদ্য নিয়ামক PI নিয়ামক) রোটারের গতি নিয়ন্ত্রণ করতে ব্যবহৃত হয়। পর্যাপ্ত নিষ্পত্তির সময় এবং ওভারশুট না পাওয়া পর্যন্ত আনুপাতিক এবং অবিচ্ছেদ্য লাভ গণনা বা অনুমান করা যেতে পারে।

PI নিয়ামক Arduino’s while () লুপে প্রয়োগ করা হয়। ট্যাকোমিটার রোটারের গতি পরিমাপ করে। এই পরিমাপ ইনপুটটি arduino এ এনালগ রিড ব্যবহার করে এনালগ ইনপুটগুলির মধ্যে একটি। সময় ইন্টিগ্রেশনটি প্রতিটি লুপের সময় নমুনা সময় যোগ করে এবং এটিকে সময়ের সমান করে এবং এভাবে লুপের প্রতিটি পুনরাবৃত্তির সাথে বৃদ্ধি করা হয়েছিল। আরডুইনো যে শুল্ক চক্রটি 0 থেকে 255 পর্যন্ত সীমাবদ্ধ করতে পারে। শুল্ক চক্র গণনা করা হয় এবং PWM লাইব্রেরি থেকে pwmWrite দিয়ে নির্বাচিত ডিজিটাল আউটপুট PWM পিনে আউটপুট করা হয়।

পিআই নিয়ামক বাস্তবায়ন

ডবল ত্রুটি = রেফ - আরপিএম;

সময় = সময় + 20 ই -6;

ডবল pwm = প্রাথমিক + kp * ত্রুটি + কি * সময় * ত্রুটি;

PWM বাস্তবায়ন

ডবল সেন্সর = এনালগ রিড (A1);

pwmWrite (3, pwm-255);

সম্পূর্ণ প্রকল্প কোড ArduinoCode.rar ফাইলে দেখা যাবে। ফাইলের কোডটি একটি বিপরীত চালকের জন্য সমন্বয় করা হয়েছিল। ইনভার্টিং ড্রাইভারের সার্কিট ডিউটি চক্রের উপর নিম্নলিখিত প্রভাব ছিল যার অর্থ new_dutycycle = 255 -dutycycle। উপরোক্ত সমীকরণটি উল্টে অ -উল্টানো ড্রাইভারদের জন্য এটি পরিবর্তন করা যেতে পারে।

ধাপ 4: পরীক্ষা এবং উপসংহার

সার্কিটটি অবশেষে পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং পছন্দসই ফলাফল অর্জন করা হয়েছে কিনা তা নির্ধারণের জন্য পরিমাপ নেওয়া হয়েছিল। নিয়ামকটি দুটি ভিন্ন গতিতে সেট করা হয়েছিল এবং আরডুইনোতে আপলোড করা হয়েছিল। বিদ্যুৎ সরবরাহ চালু হয়েছে। মোটর দ্রুত গতিতে কাঙ্ক্ষিত গতি অতিক্রম করে তারপর নির্বাচিত গতিতে স্থির হয়।

মোটর নিয়ন্ত্রণের এই কৌশলটি খুবই কার্যকর এবং এটি সকল ডিসি মোটরগুলিতে কাজ করবে।