पावर इलेक्ट्रिक ड्राइव नियंत्रण। शौकिया अनुभव

सभी को नमस्कार। इस सामग्री में मैं एक सार्वभौमिक कलेक्टर इलेक्ट्रिक मोटर के लिए एक नए नियंत्रक के बारे में बात करना चाहता हूं, अर्थात् इसकी बिजली इकाई के बारे में। यह नियंत्रण इकाई एक इलेक्ट्रिक वाहन के लिए नियंत्रक के पुराने संस्करण पर आधारित है, लेकिन कुछ बदलाव किए गए हैं जो इसे उच्च वोल्टेज और शक्तियों के साथ सर्किट में उपयोग करने की अनुमति देते हैं।



मुझे तुरंत कहना होगा कि लेख उच्च वोल्टेज के साथ काम का वर्णन करता है जो स्वास्थ्य और जीवन के लिए खतरनाक हैं। इसलिए मैं डिजाइन को दोहराने की सिफारिश नहीं करता, कम से कम विचारहीन रूप से, या यदि आपके पास समान योजनाओं के साथ अनुभव नहीं है।

ज्वाइन करने के बजाय

मैं इलेक्ट्रिक ड्राइव के साथ अपने प्रयोग करना जारी रखता हूं। यह लेख अनिवार्य रूप से सिद्धांत का संकलन है और मैंने सिद्धांत को व्यवहार में कैसे लाया। बाकी लेख तकनीकी पाठ में लिखा गया है, जो उबाऊ हो सकता है। लेकिन मैंने वीडियो पर परीक्षण रिकॉर्ड किया है, और यदि आप केवल यह देखना चाहते हैं कि परीक्षण "लाइव" कैसे बिना शब्दों के पारित कर दिया गया है, तो हम तुरंत लेख के अंत में वापस आ जाते हैं - मैं वहां वीडियो संलग्न करता हूं :) इसके अलावा, यहां YouTube के लिए एक सीधा लिंक है: www.youtube.com/watch ? v = rPYha565BJs

सामान्य डेटा

रोटर और स्टेटर वाइंडिंग्स को स्विच करके यूनिवर्सल कम्यूटेटर मोटर को उलट दिया जाता है। पुराने संस्करण में, 40A 12V पर लाडा से रिले को स्विच करने के लिए उपयोग किया गया था। लोड के तहत स्विच करते समय, वे बाहर जल गए, और संपर्कों के बीच का अंतराल छोटा था, और मुझे डर था कि उच्च वोल्टेज के साथ एक ब्रेकडाउन हो सकता है। इसलिए, रिले के बजाय, अब 4 चैनलों के लिए मानक कारखाना शुरुआत (contactors) का उपयोग किया जाता है। वे सुरक्षा के लिए एक धातु बॉक्स में स्थापित हैं। तीन टुकड़े शुरू करता है। दो उलट सर्किट के लिए जिम्मेदार हैं, और एक सुरक्षा प्रणाली के रूप में कार्य करता है, यह सर्किट को तीन भागों में विभाजित करता है: इनपुट पथ - पीडब्लूएम नियामक (निष्पादन तत्व स्वयं एक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर है) - रिवर्स सर्किट और इंजन।

संपर्ककर्ता को 400 वोल्ट और उच्च धाराओं के लिए रेट किया गया है, ताकि इसे सीधे लोड के तहत स्विच किया जा सके और यह जल न जाए। एन-चैनल ट्रांजिस्टर का उपयोग पावर सेमीकंडक्टर तत्व के रूप में किया जाता है। पहले परीक्षण के लिए, मैंने IRFP4332PBF 250V 57A ट्रांजिस्टर मिलाया। लेकिन 250 वोल्ट के एक ट्रांजिस्टर का ऑपरेटिंग वोल्टेज इस सर्किट के लिए पर्याप्त नहीं है, ट्रांजिस्टर अपनी सीमा पर चल रहा है, इसलिए भविष्य में इसे कम से कम 500 वोल्ट के ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ एक ट्रांजिस्टर द्वारा बदल दिया जाएगा। यह इस तथ्य के कारण आवश्यक है कि सुधार के बाद एसी वोल्टेज 1.41 गुना बढ़ जाता है, इसके अलावा, उच्च-वोल्टेज दालों और वृद्धि हो सकती है।

सर्किट संरक्षण

इस तथ्य पर विशेष रूप से ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब इस नियंत्रक में उच्च वोल्टेज के साथ काम कर रहे हों, तो ओवरवॉल्टेज से सर्किट की सुरक्षा प्रणालियों में त्रुटियां बहुत स्पष्ट हैं। ट्रांजिस्टर स्विच में तीन कमजोर बिंदु हैं जिन्हें संरक्षित किया जाना चाहिए:

1) शटर पर ओवरवॉल्टेज। किसी भी ट्रांजिस्टर के लिए विनिर्देशन में, ट्रांजिस्टर के गेट पर अधिकतम वोल्टेज दिया जाता है, एक नियम के रूप में यह 30 वोल्ट से अधिक नहीं है। यदि यह सीमा पार हो जाती है, तो शटर टूटना होगा। टूटने से बचाने के लिए, संचित ओवरवॉल्टेज डिस्चार्ज सर्किट का उपयोग किया जाता है। ऐसी योजनाओं के लिए कई विकल्प हैं, लेकिन मैंने डायोड सुरक्षा का उपयोग किया है: एक तस्वीर। ट्रांजिस्टर के गेट को चालक की + बिजली आपूर्ति के लिए डायोड द्वारा हुक किया जाता है। चालक आपूर्ति वोल्टेज आमतौर पर 12-15 वोल्ट होते हैं जो 30 से कम सीमा के होते हैं। यदि गेट पर एक ओवरवॉल्टेज होता है, तो अतिरिक्त बस नालियों और बिजली लाइनों के साथ हल होता है। एक दमनकारी सुरक्षा विकल्प भी है। चुनते समय, आपको ब्रेकडाउन वोल्टेज को देखने की जरूरत है, मेरे मामले में मैं 12 वोल्ट का संस्करण लेगा। दमनक संरक्षण इस तरह काम करता है:



2) ट्रांजिस्टर के समानांतर में, डायोड को रिवर्स कनेक्शन में रखना आवश्यक है , सिद्धांत रूप में, फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर में पहले से ही अंतर्निहित डायोड हैं, लेकिन सुरक्षा के लिए आप इसे लगा सकते हैं, यह अतिरेक नहीं होगा, डायोड का काम करने का वर्तमान और वोल्टेज ट्रांजिस्टर के समान होना चाहिए

3) लोड के साथ समानांतर में रिवर्स कनेक्शन में डायोड। इसे सेट करना होगा। मेरा ट्रांजिस्टर तब तक जलता रहा जब तक मैंने गौर नहीं किया कि मैंने यह डायोड स्थापित नहीं किया है। अक्सर, विशेष रूप से कम-वोल्टेज सर्किट में, वे इसे नहीं डालते हैं। लेकिन यह सही नहीं है, यह एक अपरिहार्य तत्व है। इस डायोड का कार्यशील करंट और वोल्टेज ट्रांजिस्टर की विशेषताओं से कम नहीं है

तार्किक घटकों के साथ डॉकिंग

उच्च वोल्टेज के साथ काम करते समय, सभी लॉजिक सर्किटों को ऑप्टिकल जोड़े का उपयोग करते हुए आवश्यक रूप से पावर सर्किट से डिकोड किया जाता है। आदर्श रूप से, सुरक्षा के लिए, बिजली और तार्किक भागों के बीच एक भी विद्युत कनेक्शन नहीं होना चाहिए। यह केवल एक शक्ति स्रोत से तार्किक भाग और दूसरे से शक्ति को खिलाकर प्रयोगशाला स्थितियों में प्राप्त किया जा सकता है।



व्यवहार में, प्रकाशिकी द्वारा सभी सिग्नल और नियंत्रण रेखाओं को अलग किया जाना चाहिए, और पूरे सर्किट के लिए सामान्य जमीन के तार समान होना चाहिए (सभी नकारात्मक - सभी बिजली की आपूर्ति के सामान्य तार और निष्कर्ष एक ही बस से जुड़े होने चाहिए) इस मामले में कोई हस्तक्षेप नहीं होगा और पर्याप्त होगा काम करते हैं। मेरे मामले में, सर्किट ने आम तौर पर तब तक काम करने से इनकार कर दिया जब तक कि मैंने पूरे सर्किट के लिए एक सामान्य ग्राउंड बस नहीं बनाई।

परीक्षण के लिए, मैंने एक कंट्रोल यूनिट के रूप में एक डिजिटल सिग्नल जनरेटर का उपयोग किया। यह एक अलग इकाई है जो पूरी तरह से एक ऑप्टोकोप्लर द्वारा सर्किट से अछूता था। आगे के काम के लिए, वर्तमान और वोल्टेज सेंसर के साथ एक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करना चाहिए।

परीक्षण के परिणाम

परीक्षण के दौरान, मैंने पीडब्लूएम सिग्नल की आवृत्ति के साथ खेला, निम्नलिखित का खुलासा हुआ - लगभग 1 kHz की आवृत्तियों पर, इंजन कई गुना जोरदार रूप से स्पार्क हुआ। 2 kHz की आवृत्ति बढ़ने के साथ, स्पार्किंग लगभग पूरी तरह से गायब हो गया। यानी कम आवृत्ति, कलेक्टर के स्पार्किंग मजबूत। सर्किट को शुद्ध स्थिर वोल्टेज द्वारा नहीं, बल्कि स्पंदित द्वारा खिलाया गया था। 220 वी 50 हर्ट्ज को आउटलेट से लिया गया था और डायोड ब्रिज, और इसे ट्रांजिस्टर से आपूर्ति की गई थी।

कोई सुचारू करने वाला संधारित्र नहीं था, क्योंकि इस मामले में आपूर्ति वोल्टेज ट्रांजिस्टर स्विच के लिए स्वीकार्य मूल्य से ऊपर कूद जाएगा और ब्रेकडाउन होगा। एक और नकारात्मक प्रभाव है - एक स्पंदनशील प्रवाह पर ऑपरेशन के कारण, ट्रांजिस्टर को गर्म किया गया था। रेडिएटर को 50-60 डिग्री तक गरम किया गया था। बैटरियों पर काम करते समय, जब एक सीधी सीधी धारा को बिना चीर-फाड़ के मोटर की आपूर्ति की जाती थी, तो ऐसा मजबूत ताप नहीं देखा जाता था। हालांकि तथ्य यह है कि बैटरी द्वारा संचालित होने पर वोल्टेज 160 वोल्ट था, और मुख्य द्वारा संचालित जब 230 वोल्ट के बारे में यहां एक भूमिका निभा सकते हैं। बैटरी का उपयोग करते समय, मैंने 200 वोल्ट के ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ एक ट्रांजिस्टर का उपयोग किया, और जब नेटवर्क से संचालित किया गया, तो 250 वोल्ट। यही है, जब बैटरी से काम करते समय वोल्टेज का एक बड़ा मार्जिन था। हालांकि बिजली की आपूर्ति दालों के कारण हीटिंग मुझे अधिक हीटिंग का कारण लगता है।

गेट कंट्रोल ड्राइवर को एक पुश-पुल सर्किट में इकट्ठा किया जाता है:



चालक का संचालन लगभग 6% के सिग्नल ड्यूटी चक्र (मोटर वाइंडिंग के चीख़ द्वारा निर्धारित) के साथ शुरू हुआ, पहियों को 10% से घूमना शुरू हो गया। 4% अंतर ट्रांसमिशन में नुकसान है। इंजन की खपत को जानने के बाद, मैंने गणना की कि इंजन में नुकसान और इस मोड में ट्रांसमिशन लगभग 15 वाट था।

यह नियामक का परीक्षण था, यह मूल होने का दिखावा नहीं करता है - यह सिर्फ मेरा अनुभव है। मुझे उम्मीद है कि ये परिणाम किसी के लिए उपयोगी हैं। खैर, वादा किया गया वीडियो: