En Arduino trefase-inverter er en krets som produserer en 3-faset AC-utgang gjennom en programmert Arduino-basert oscillator.

I dette innlegget lærer vi hvordan du lager en enkel mikroprosessor Arduino-basert 3-fase inverterkrets som kan oppgraderes i henhold til brukerens preferanse for å betjene en gitt 3-faselast.

Vi har allerede studert en effektiv, men likevel enkel 3-fas inverter krets i et av våre tidligere innlegg som baserte seg på opamps for å generere 3-fasede firkantbølgesignaler, mens 3-fasetrykk-trekk-signalene for å drive mosfetene ble implementert ved hjelp av spesialiserte 3-fas driver-ICer.

I det nåværende konseptet konfigurerer vi også hovedstrømstrinnet ved hjelp av disse spesialiserte driver-ICene, men 3-fasers signalgenerator er opprettet ved hjelp av en Arduino.

Dette skyldes at det å lage en Arduino-basert 3-fasedriver kan være ekstremt komplisert og ikke anbefales. Videre er det mye enklere å få hyleffektive digitale IC-er for formålet til mye billigere priser.

Før vi bygger den komplette inverterkretsen, må vi først programmere følgende Arduino-kode i et Arduino UNO-kort, og deretter fortsette med resten av detaljene.

Arduino 3-fase signalgenerator kode

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) } }

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

Den antatte bølgeformen ved hjelp av ovennevnte kode kan visualiseres i følgende diagram:

Når du har brent og bekreftet koden ovenfor i Arduino, er det på tide å gå videre og konfigurere de resterende kretsstadiene.

For dette trenger du følgende deler som du forhåpentligvis allerede har anskaffet:

Nødvendige deler

IC IR2112 - 3 nr (eller lignende 3-fas driver IC)
BC547 transistorer - 3 nr
kondensator 10uF / 25V og 1uF / 25V = 3 nos hver
100uF / 25V = 1no
1N4148 = 3nos (1N4148 anbefales over 1N4007)

Motstander, alle 1/4 watt 5%
100 ohm = 6nos
1K = 6nr

Konstruksjonsdetaljer

Til å begynne med slutter vi oss til de 3 IC-ene for å danne det tiltenkte 3-faset mosfet driver-trinnet, som gitt nedenfor:

Når førerkortet er satt sammen, er BC547-transistorene koblet til HIN- og LIN-inngangene til IC, og illustrert i følgende figur:

“hvordan fungerer et nikkel -kadmiumbatteri ”

Når designene ovenfor er konstruert, kan det tiltenkte resultatet raskt bekreftes ved å slå PÅ systemet.

Husk at Arduino trenger en gang for å starte opp, derfor anbefales det å slå på Arduino først og deretter slå på + 12V forsyningen til førerkretsen etter noen sekunder.

Hvordan beregne Bootstrap kondensatorer

Som vi kan se i figurene ovenfor, krever en krets et par eksterne komponenter nær myggene i form av dioder og kondensatorer. Disse delene spiller en avgjørende rolle i implementeringen av presis bytte av høysidemosfeter, og trinnene kalles bootstrapping-nettverk.

Selv om det allerede er gitt i diagrammet , kan verdiene til disse kondensatorene beregnes spesifikt ved hjelp av følgende formel:

full bridge bootstrap kondensator formel

Hvordan beregne Bootstrap-dioder

Ovennevnte ligninger kan brukes til å beregne kondensatorverdien for bootstrap-nettverket, for den tilhørende dioden må vi vurdere følgende kriterier:

Dioder aktiveres eller er aktivert i forspenningsmodus når høysidemosfeter er slått på og potensialet rundt dem er nesten lik BUS-spenningen over hele bromosfet-spenningslinjene, derfor må bootstrap-dioden være vurdert nok til å kunne for å blokkere full påført spenning som spesifisert i de spesifikke diagrammene.

Dette ser ganske lett ut å forstå, men for å beregne gjeldende vurdering kan det hende vi må gjøre noe matematikk ved å multiplisere portens ladestørrelse med byttefrekvensen.

For eksempel hvis mosfet IRF450 brukes med en svitsjefrekvens på 100 kHz, vil den nåværende vurderingen for dioden være rundt 12 mA. Siden denne verdien ser ganske minimal ut, og de fleste dioder vil ha en mye høyere strømstyrke enn normalt, er spesifikk oppmerksomhet ikke nødvendig.

Når det er sagt, kan diodens lekkasjekarakteristikk for overdrift være avgjørende å vurdere, spesielt i situasjoner der bootstrap-kondensatoren kan antas å lagre ladningen i rimelig lang tid. I slike tilfeller må dioden være en ultra rask gjenopprettingstype for å minimere størrelsen på ladningen fra å bli tvunget tilbake fra bootstrap-kondensatoren mot forsyningsskinnene til IC.

Noen sikkerhetstips

Som vi alle vet at mosfeter i 3-fasers inverterkretser kan være ganske sårbare for skader på grunn av mange risikable parametere som er involvert i slike konsepter, spesielt når induktive belastninger brukes. Jeg har allerede diskutert dette utførlig i en av mine tidligere artikler , og det anbefales strengt tatt å henvise til denne artikkelen og implementere mosfeter i henhold til de gitte retningslinjene.

Ved hjelp av IC IRS2330

Følgende diagrammer er designet for å fungere som en 3-faset PWM-styrt inverter fra en Arduino.

Det første diagrammet er koblet med seks IKKE porter fra IC 4049. Dette trinnet brukes til å splitte Arduino PWM-pulser inn i komplementære par med høy / lav logikk, slik at en bro 3-fas inverter driver IC IC IRS2330 kan gjøres kompatibel med de matede PWM-ene.

Det andre diagrammet ovenfra danner brodrivertrinnet for den foreslåtte Arduino PWM, 3-faset inverterdesign, ved hjelp av IC IRS2330 broførerbrikke.

Inngangene til IC indikert som HIN og LIN aksepterer de dimensjonerte Arduino PWM-ene fra IKKE portene og driver utgangsnettverket dannet av 6 IGBTer som igjen driver den tilkoblede belastningen over de tre utgangene.

1K-forhåndsinnstillingen brukes til å kontrollere omformerens overstrømgrense ved å justere den på riktig måte over stengepinnen til I, 1 ohm-følemotstanden kan reduseres riktig hvis strømmen en relativt høyere strøm er spesifisert for omformeren.

Innpakning:

Dette avslutter vår diskusjon om hvordan man bygger en Arduino-basert 3-fas inverterkrets. Hvis du er i tvil eller spørsmål om dette emnet, er du velkommen til å kommentere og få svarene raskt.