Kontrol drive daya listrik. Pengalaman Amatir

Halo semuanya. Dalam materi ini saya ingin berbicara tentang pengontrol baru untuk motor listrik kolektor universal, yaitu, tentang unit dayanya. Unit kontrol ini didasarkan pada versi lama dari pengontrol untuk kendaraan listrik, tetapi beberapa perubahan telah dibuat yang memungkinkannya untuk digunakan di sirkuit dengan voltase dan kekuatan tinggi.



Saya harus segera mengatakan bahwa artikel tersebut menggambarkan pekerjaan dengan voltase tinggi yang berbahaya bagi kesehatan dan kehidupan. Jadi saya tidak merekomendasikan mengulangi desain, setidaknya tanpa berpikir, atau jika Anda tidak memiliki pengalaman dengan skema serupa.

Alih-alih bergabung

Saya terus melakukan percobaan dengan drive listrik. Artikel ini pada dasarnya adalah kumpulan teori dan bagaimana saya mempraktikkan teori. Sisa artikel ini ditulis dalam teks teknis, yang bisa membosankan. Tapi saya merekam tes di video, dan jika Anda hanya ingin melihat bagaimana tes lulus "hidup" tanpa kata-kata musykil, maka kami segera mundur ke akhir artikel - saya lampirkan video di sana :) Juga, di sini ada tautan langsung ke YouTube: www.youtube.com/watch ? v = rPYha565BJs

Data umum

Motor komutator universal dibalik dengan memutar belitan rotor dan stator. Dalam versi lama, relay dari Lada pada 40A 12V digunakan untuk beralih. Ketika beralih di bawah beban, mereka terbakar, dan celah antara kontak kecil, dan saya takut bahwa mungkin ada gangguan dengan tegangan tinggi. Oleh karena itu, alih-alih relay, starter pabrik standar (kontaktor) untuk 4 saluran sekarang digunakan. Mereka dipasang di kotak logam untuk perlindungan. Memulai tiga potong. Dua bertanggung jawab untuk sirkuit pembalikan, dan satu bertindak sebagai sistem keamanan, ia membagi sirkuit menjadi tiga bagian: jalur input - regulator PWM (elemen pelaksana itu sendiri adalah transistor efek medan) - sirkuit terbalik dan mesin.

Kontaktor dinilai untuk 400 volt dan arus tinggi, sehingga dapat diaktifkan langsung di bawah beban dan tidak akan terbakar. Transistor N-channel digunakan sebagai elemen semikonduktor daya. Untuk tes pertama, saya menyolder transistor IRFP4332PBF 250V 57A. Tetapi tegangan operasi dari transistor 250 volt tidak cukup untuk rangkaian ini, transistor beroperasi pada batasnya, sehingga di masa depan itu akan diganti oleh transistor dengan tegangan operasi minimal 500 volt. Hal ini diperlukan karena fakta bahwa tegangan AC setelah perbaikan meningkat sebesar 1,41 kali, di samping itu, bisa ada pulsa dan lonjakan tegangan tinggi.

Perlindungan sirkuit

Perhatian khusus harus diberikan pada fakta bahwa ketika bekerja dengan tegangan tinggi seperti pada pengontrol ini, kesalahan dalam sistem perlindungan sirkuit dari tegangan lebih sangat nyata. Saklar transistor memiliki tiga titik lemah yang harus dilindungi:

1) Tegangan lebih pada rana. Dalam spesifikasi untuk setiap transistor, tegangan maksimum di gerbang transistor diberikan, sebagai aturan itu tidak lebih tinggi dari 30 volt. Jika ambang ini terlampaui, kerusakan rana akan terjadi. Untuk melindungi dari kerusakan, akumulasi sirkuit pelepasan tegangan lebih digunakan. Ada beberapa opsi untuk skema semacam itu, tetapi saya menggunakan perlindungan dioda: gambar. Gerbang transistor dihubungkan oleh dioda ke catu daya driver +. Tegangan suplai driver biasanya 12-15 volt yang kurang dari 30 batas. Jika tegangan lebih terjadi di pintu gerbang, maka kelebihannya hanya mengalir dan hilang di sepanjang saluran listrik. Ada juga opsi perlindungan penekan. Ketika memilih, Anda perlu melihat tegangan tembus, dalam kasus saya, saya akan mengambil versi 12 volt. Perlindungan penekan berfungsi seperti ini:



2) Sejalan dengan transistor, perlu untuk menempatkan dioda di koneksi terbalik , pada prinsipnya, transistor efek medan sudah memiliki built-in dioda, tetapi untuk perlindungan Anda dapat menempatkan, itu tidak akan berlebihan, arus kerja dan tegangan dioda harus sama dengan transistor

3) Dioda dalam koneksi terbalik paralel dengan beban. Itu harus diatur. Transistor saya terbakar sampai saya perhatikan bahwa saya tidak menginstal dioda ini. Seringkali, terutama di sirkuit bertegangan rendah, mereka tidak memasangnya. Tapi ini tidak benar, ini adalah elemen yang sangat diperlukan. Arus kerja dan tegangan dioda ini tidak lebih rendah dari karakteristik transistor

Docking dengan komponen logis

Ketika bekerja dengan voltase tinggi, semua sirkuit logika harus dipisahkan dari rangkaian daya menggunakan pasangan optik. Idealnya, untuk keselamatan, tidak boleh ada sambungan listrik tunggal antara daya dan bagian logis. Ini hanya dapat dicapai dalam kondisi laboratorium dengan memberi makan bagian logis dari satu sumber daya, dan daya dari yang lain.



Dalam praktiknya, semua sinyal dan jalur kontrol harus dipisahkan oleh optik, dan kabel arde bersama harus sama untuk seluruh sirkuit (semua yang negatif - kabel umum dan kesimpulan semua catu daya harus dihubungkan ke satu bus tunggal) dalam hal ini tidak akan ada gangguan dan akan ada kecukupan bekerja. Dalam kasus saya, sirkuit umumnya menolak untuk bekerja sampai saya membuat bus darat untuk seluruh sirkuit.

Untuk pengujian, saya menggunakan generator sinyal digital sebagai unit kontrol. Ini adalah unit terpisah yang benar-benar terlepas dari rangkaian oleh optocoupler. Untuk pekerjaan lebih lanjut, seharusnya menggunakan mikrokontroler dengan sensor arus dan tegangan.

Hasil tes

Selama pengujian, saya bermain-main dengan frekuensi sinyal PWM, berikut ini terungkap - pada frekuensi sekitar 1 kHz, manifold mesin dipicu kuat. Dengan meningkatnya frekuensi hingga 2 kHz, percikan menghilang hampir sepenuhnya. Yaitu semakin rendah frekuensinya, semakin kuat percikan kolektor. Rangkaian diumpankan bukan oleh tegangan konstan murni, tetapi oleh yang berdenyut. 220 V 50 Hz diambil dari outlet dan dipasok ke jembatan dioda, dan dari itu ke transistor.

Tidak ada kapasitor smoothing meluruskan, karena dalam hal ini tegangan suplai akan melompat di atas nilai yang diijinkan untuk saklar transistor dan kerusakan akan terjadi. Ada efek negatif lain - karena operasi pada arus yang berdenyut, transistor dipanaskan. Radiator dipanaskan hingga 50-60 derajat. Ketika bekerja pada baterai, ketika arus searah murni disuplai ke motor tanpa riak, pemanasan yang kuat seperti itu tidak diamati. Meskipun fakta bahwa tegangan 160 volt ketika didukung oleh baterai, dan sekitar 230 volt ketika didukung oleh listrik dapat memainkan peran di sini. Saat menggunakan baterai, saya menggunakan transistor dengan tegangan operasi 200 volt, dan ketika ditenagai oleh jaringan, 250 volt. Artinya, ketika bekerja dari baterai ada margin tegangan yang lebih besar. Meskipun pemanasan karena pulsa catu daya bagi saya nampaknya merupakan penyebab pemanasan yang lebih besar.

Driver kontrol gerbang dirakit dalam sirkuit push-pull:



Pengoperasian pengemudi dimulai dengan siklus tugas sinyal sekitar 6% (ditentukan oleh derit gulungan motor), roda mulai berputar dari sekitar 10%. 4% perbedaannya adalah hilangnya transmisi. Mengetahui konsumsi mesin, saya menghitung bahwa kerugian pada mesin dan transmisi dalam mode ini sekitar 15 watt.

Itu adalah tes regulator, itu tidak berpura-pura menjadi asli - itu hanya pengalaman saya. Saya harap hasil ini bermanfaat bagi seseorang. Yah, video yang dijanjikan: