Circuit inversor Arduino de 3 fases amb codi

Un inversor trifàsic Arduino és un circuit que produeix una sortida de CA trifàsica mitjançant un oscil·lador basat en Arduino.

En aquest post aprenem a fer un circuit inverter trifàsic basat en microprocessador Arduino simple que es podria actualitzar segons la preferència de l'usuari per operar una càrrega trifàsica determinada.

Ja hem estudiat un mètode eficaç però senzill Circuit inversor trifàsic en una de les nostres publicacions anteriors, que es basava en opamps per generar senyals d'ona quadrada de 3 fases, mentre que els senyals de tracció de 3 fases per conduir els mosfets es van implementar mitjançant circuits especialitzats de controladors de 3 fases.

En el concepte actual també configurem l’etapa de potència principal mitjançant aquests circuits controladors especialitzats, però el generador de senyal trifàsic es crea mitjançant un Arduino.

Això és degut a que la creació d'un controlador trifàsic basat en Arduino pot ser extremadament complex i no es recomana. A més, és molt més fàcil aconseguir circuits digitals eficients a la prestació per a aquest propòsit a preus molt més econòmics.

Abans de construir el circuit inversor complet, primer hem de programar el següent codi Arduino dins d’una placa Arduino UNO i, a continuació, continuar amb la resta de detalls.

Codi del generador de senyals Arduino 3 Phase

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)
}
}

Font original : http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0

La forma d'ona assumida mitjançant el codi anterior es podria visualitzar al diagrama següent:

Un cop hàgiu cremat i confirmat el codi anterior al vostre Arduino, és hora de continuar i configurar les etapes del circuit restants.

Per a això, necessitareu les parts següents que, amb sort, podríeu haver adquirit:

Parts necessàries

IC IR2112 - 3 nus (o qualsevol IC controlador trifàsic similar)
Transistors BC547 - 3 núms
condensador 10uF / 25V i 1uF / 25V = 3 nus cadascun
100uF / 25V = 1no
1N4148 = 3nos (es recomana 1N4148 per 1N4007)

Resistències, totes 1/4 watts al 5%
100 ohms = 6nos
1K = 6nos

Detalls constructius

Per començar, ens unim als 3 circuits integrats per formar la fase de control de mosfet de 3 fases prevista, tal com es mostra a continuació:

Un cop muntada la placa del controlador, els transistors BC547 es connecten amb les entrades HIN i ​​LIN de l'IC i es mostren a la figura següent:

Un cop construïts els dissenys anteriors, es pot verificar ràpidament el resultat desitjat en activar el sistema.

Recordeu que l’Arduino necessita algun moment per arrencar, per tant, es recomana encendre l’Arduino primer i després activar l’alimentació de + 12V al circuit del controlador al cap d’uns segons.

Com es calculen els condensadors d’arrencada

Com podem veure a les figures anteriors, un circuit requereix un parell de components externs prop dels mosfets en forma de díodes i condensadors. Aquestes parts juguen un paper crucial en la implementació del canvi precís dels mosquetets laterals alts, i les etapes s’anomenen xarxa d’arrencada.

Tot i que ja es dóna a l'esquema , els valors d'aquests condensadors es podrien calcular específicament mitjançant la següent fórmula:

Com es calculen els díodes Bootstrap

Les equacions anteriors es poden utilitzar per calcular el valor del condensador per a la xarxa d’arrencada, per al díode associat hem de tenir en compte els criteris següents:

Els díodes s’activen o s’activen en el mode de biaix cap endavant quan s’activen els mosfets laterals alts i el potencial que els envolta és gairebé igual al voltatge del BUS a través de les línies de voltatge del mosfet de pont complet, per tant, el díode d’arrencada s’ha de classificar prou com per poder per bloquejar la tensió aplicada completa tal com s’especifica als diagrames específics.

Sembla bastant fàcil d’entendre, però, per calcular la qualificació actual, és possible que hàgim de fer algunes matemàtiques multiplicant la magnitud de la càrrega de la porta amb la freqüència de commutació.

Per exemple, si el mosfet IRF450 s'utilitza amb una freqüència de commutació de 100 kHz, la qualificació actual del díode seria al voltant de 12 mA. Atès que aquest valor sembla força mínim i la majoria dels díodes tindrien un índex de corrent molt superior al normal, és possible que l'atenció específica no sigui essencial.

Dit això, la característica de fuita de sobre temperatura del díode pot ser crucial a tenir en compte, especialment en situacions en què es suposa que el condensador d'arrencada emmagatzema la seva càrrega durant un temps raonablement sostingut. En aquestes circumstàncies, el díode haurà de ser un tipus de recuperació ultra ràpida per minimitzar la magnitud de la càrrega que es torna forçada des del condensador d'arrencada cap als rails de subministrament de l'IC.

Alguns consells de seguretat

Com tots sabem que els mosfets en circuits inversors trifàsics poden ser força vulnerables als danys a causa de molts paràmetres de risc implicats en aquests conceptes, especialment quan s’utilitzen càrregues inductives. Ja ho he comentat amb deteniment en un dels meus articles anteriors , i es recomana estrictament fer referència a aquest article i implementar els mosfets segons les directrius donades.

Utilitzant IC IRS2330

Els diagrames següents estan dissenyats per funcionar com un inversor controlat PWM trifàsic des d’un Arduino.

El primer diagrama es connecta utilitzant sis portes NOT de l'IC 4049. Aquesta etapa s'utilitza per bifurcar els impulsos PWM d'Arduino en parells lògics complementaris alt / baix de manera que el controlador d'un convertidor de pont trifàsic IC IC IRS2330 es pot fer compatible amb els PWM alimentats.

El segon diagrama de l’anterior forma l’etapa del controlador de pont per al disseny d’inversors trifàsics proposats per Arduino PWM, mitjançant el IC IRS2330 xip de controlador de pont.

Les entrades de l’IC indicades com a HIN i ​​LIN accepten els PWM Arduino dimensionats des de les portes NOT i condueixen la xarxa de pont de sortida formada per 6 IGBT que al seu torn condueixen la càrrega connectada a través de les seves tres sortides.

El preajust 1K s’utilitza per controlar el límit de sobreintensitat de l’inversor ajustant-lo adequadament a través del pin d’aturada de la I, la resistència de detecció d’1 ohms es pot reduir adequadament si s’especifica el corrent d’un corrent relativament superior per a l’inversor.

Finalitzant:

Això conclou la nostra discussió sobre com construir un circuit inversor trifàsic basat en Arduino. Si teniu més dubtes o preguntes sobre aquest tema, no dubteu a fer comentaris i obtenir les respostes ràpidament.

Per obtenir els fitxers PCB Gerber i altres fitxers relacionats, podeu consultar el següent enllaç:

https://drive.google.com/file/d/1oAVsjNTPz6bOFaPOwu3OZPBIfDx1S3e6/view?usp=sharing

Els detalls anteriors van ser aportats per ' cíbrax '