IR2110 gyriant rheoli dylunio a gweithredu uwch-swyddog dynodedig DC modur
Gyda datblygiad technoleg electroneg pŵer a deunyddiau magned parhaol newydd, nodweddir DC motors gan eu llinoledd da a'u perfformiad rheoli rhagorol yn reolaeth cynnig cyflymder mwyaf amrywiol a systemau rheoli servo caeedig (fel robotiaid, peiriant precision offer, electroneg modurol, offer cartref). Ddefnyddio'n helaeth yn y maes o offer trydanol a phrosesau diwydiannol.
Ar hyn o bryd, digitization rheolaeth echddygol DC wedi dod yn duedd prif ffrwd, ac yn rheolaeth echddygol perfformiad uchel algorithmau bennaf wireddu gan sglodion prif reolaeth. Gyda dyfodiad prosesydd signal digidol cyflym, aml-swyddogaeth (DSP), gwneir motors mwy cymhleth. Gweithredir strategaethau rheoli. Yn y papur hwn, TMS320F28335 yw y sglodion prif reolaeth, sglodion gyrru yn IRF530, ac IR2110 yn sglodion rheolaeth gyrru. Cymhwysir dylunio rheolaeth gyrru H-bont modur DC. Mae rheoli hwn yn cyflawni canlyniadau da ac gwerth defnydd uchel.
Egwyddor yrru modur DC 1,
2, dylunio cylched caledwedd
Y syniad cyffredinol o dylunio cylched caledwedd yn: defnyddio tonnau PWM i reoli newid K1, K4 a K2, G3 yn Ffigur 1 i reoli ymlaen a gwrthwyneb y modur, a newid y Cylch ddyletswydd y Don PWM i wneud y foltedd gwahanol gael modur. Felly, wrth reoli cyflymder y modur.
2.1, y dewis o gydrannau newid
Gellir dewis yr elfen newid o transistor deubegynol neu transistor effaith maes. Ers y FET pŵer yn elfen foltedd a reolir, mae iddo nodweddion rhwystrol mewnbwn mawr, cyflym newid cyflymder, nid oes dadansoddiad eilaidd, ac ati, a gall fodloni'r gofynion gweithredu newid cyflym. Yn y cynllun hwn, mae'r holl switshis pedwar defnyddio IR y sianel-N gwella math pŵer MOSFET tiwb IRF530, sydd â cyfredol ddraen o 14A ac yn gallu gwrthsefyll cyfredol pwls sengl o 49A. Y foltedd uchaf yn 100V, ac nid yw ar ei ymwrthedd yn fwy na 0.16Ω. Bodloni gofynion y gyriant.
2.2, dewis MOSFET gât gyriant dyfais
Mae IR yn cynnig amrywiaeth o bont gyrrwr ICs, IR2110 fel arfer. Y sglodion yn modiwl gyrrwr integredig monolithig ar gyfer dyfeisiau pŵer deuol-sianel, ei yrru gât, foltedd uchel, cyflym. Mae technoleg newid lefel integredig iawn yn y sglodion fawr yn symleiddio'r gofynion rheoli ddyfais pŵer ar gyfer cylchedau rhesymeg. Wella dibynadwyedd y gylched gyriant. Yn benodol, yn y tiwb uchaf wedi'u pweru gan capacitor bootstrap allanol, sy'n lleihau'n sylweddol nifer y ffynonellau grym gyrru o'i gymharu â gyrwyr eraill IC. Mae'r cynllun hwn yn defnyddio IR y IR2110 fel sglodion y gyrrwr.
2.3, y dewis o newid amlder
Bydd amledd y Don PWM effeithio ar p'un a all y modur allbwn trorym uchaf a smoothness y trorym. Ystyrir trorym uchafswm bennaf yma. Er mwyn cael trorym uchafswm yr allbwn, mae'n angenrheidiol gwybod y cyfeiriad o begwn y rotor, hynny yw, i weld sefyllfa y rotor, a gellir ei hanwybyddu ar gyfer modur DC bach o'r cynllun hwn. Er mwyn osgoi sŵn cymharol fawr o y modur, dylai amledd tonnau PWM fod y tu allan i ystod y Don acwstig cymaint â phosibl. Ar y llaw arall, oherwydd natur inductive y modur dirwyn i ben, bydd uchaf yw'r amlder, po reactance inductive, a uchaf yw'r amlder achosi trorym y modur. Dod yn llai [9]. Ar ôl dadansoddi a chymharu, amlder modur terfynol yn benderfynol yn y papur hwn yw 250Hz. Er bod sŵn amledd isel penodol, effaith trorym allbwn yn dda iawn.
2.4, dewis teclyn rheoli
Ar hyn o bryd, mae yna nifer o ffyrdd i gynhyrchu PWM tonnau, a gellir ei gynhyrchu gan Don PWM arbennig cynhyrchu sglodion, neu gan microcontroller (megis microgyfrifiadur sglodion sengl, BRAICH, uwch-swyddog dynodedig, FPGA, ayb.). Yn y papur hwn, mae y microcontroller yn defnyddio math TMS320F28335 TI yr uwch-swyddog dynodedig, sy'n rhan graidd y system reoli yn ei chyfanrwydd. Mae ei berfformiad yn pennu sefydlogrwydd y system gyfan caledwedd i ryw raddau. Y TMS320F28335 yw 32-did floating-point uwch-swyddog dynodedig yn aml weithio o 150MHz ac allbynnau PWM 12. 6 ohonynt yn sianeli PWM manylder uchel, sy'n ddelfrydol ar gyfer rheolaeth echddygol.
2.5, dyluniad cyffredinol y gylched rheolaeth gyriant
Yn ôl y dewis o gydrannau allweddol uchod, bwriedir y diagram Cylchdaith o'r caledwedd rheolaeth yrru i'w gweld yn Ffig. 3.
Y Don PWM a gynhyrchir gan PWM yr uwch-swyddog dynodedig ac yna anfon at optocoupler TLP521 trwy gwrthydd 180 ohm A5. Gan nad yw amlder PWM dyluniad hwn yn uchel, wedi optocoupler cyffredin TLP521 yn bodloni'r gofynion.
3, profion cylched
Dengys canlyniadau'r prawf cyffredinol y mae modur DC yn rhedeg yn esmwyth a rheoli yn gywir, yn bodloni gofynion dylunio.
Yn y papur hwn, defnyddir dylunio y broses gyfan o reolaeth gyriant H-bont modur DC. Defnyddir pŵer sglodion MOSFET IRF530 fel yr elfen newid. Defnyddir IR2110 fel rheoli gyriant Porth MOSFET. PWM arwydd a gynhyrchir gan uwch-swyddog dynodedig a anfonwyd i IR2110 drwy reoli optocoupler a rhesymeg. Yw rheoli fel y bo'r angen gyrru foltedd rhan uchaf y fraich yn perfformio'n llwyddiannus, a gall rheolaeth stopio-cychwyn a gwrthwyneb ymlaen i'w cyflawni yn gyfleus, ac mae y modur rhedeg yn esmwyth ac yn dda, ac cyflawnir diben dylunio. Cylched rheolaeth gyriant a gyflwynwyd yn y papur hwn hefyd yn addas ar gyfer ceisiadau tebyg eraill, a gwerth mawr o gyfeiriad ymarferol.
