Um inversor trifásico Arduino é um circuito que produz uma saída CA trifásica através de um oscilador programado baseado em Arduino.
Neste post, aprendemos como fazer um circuito inversor trifásico baseado em microprocessador Arduino simples que pode ser atualizado conforme a preferência do usuário para operar uma determinada carga trifásica.
Já estudamos um circuito inversor trifásico eficaz, porém simples, em um de nossos posts anteriores, que dependia de opamps para gerar os sinais de onda quadrada trifásica, enquanto os sinais push pull trifásicos para acionar os mosfets foram implementados usando CIs de driver trifásicos especializados .
No presente conceito também configuramos o estágio de energia principal usando esses CIs de driver especializados, mas o gerador de sinal trifásico é criado usando um Arduino.
Isso ocorre porque criar um driver trifásico baseado em Arduino pode ser extremamente complexo e não é recomendado. Além disso, é muito mais fácil obter CIs digitais eficientes prontos para o uso a preços muito mais baratos.
Antes de construir o circuito inversor completo, primeiro precisamos programar o seguinte código Arduino dentro de uma placa Arduino UNO e, em seguida, prosseguir com o restante dos detalhes.
Código Gerador de Sinal de 3 Fases Arduino
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);
}
}
Fonte original: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=423907.0
A forma de onda assumida usando o código acima pode ser visualizada no diagrama a seguir:
Depois de gravar e confirmar o código acima em seu Arduino, é hora de seguir em frente e configurar os estágios restantes do circuito.
Para isso, você precisará das seguintes peças, que esperamos que você já tenha adquirido:
Peças Necessárias
IC IR2112 – 3 nos (ou qualquer driver trifásico similar IC)
Transistores BC547 – 3 nos
capacitor 10uF/25V e 1uF/25V = 3 nos cada
100uF/25V = 1não
1N4148 = 3nos (1N4148 é recomendado sobre 1N4007)
Resistores, todos de 1/4 watt 5%
100 ohms = 6 nos
1K = 6nos
Detalhes construtivos
Para começar, juntamos os 3 ICs para formar o estágio de driver mosfet trifásico pretendido, conforme indicado abaixo:
Uma vez que a placa do driver é montada, os transistores BC547 são conectados às entradas HIN e LIN do CI, e ilustrados na figura a seguir:
Uma vez que os projetos acima são construídos, o resultado pretendido pode ser verificado rapidamente ligando o sistema.
Lembre-se, o Arduino precisa de algum tempo para inicializar, portanto, é recomendável LIGAR o Arduino primeiro e, em seguida, LIGAR a fonte de +12V para o circuito do driver após alguns segundos.
Como calcular os capacitores de bootstrap
Como podemos ver nas figuras acima, um circuito requer alguns componentes externos próximos aos mosfets na forma de diodos e capacitores. Essas partes desempenham um papel crucial na implementação de comutação precisa dos mosfets laterais altos, e os estágios são chamados de rede de bootstrapping.
Embora já tenha sido dado no diagramaos valores desses capacitores podem ser calculados especificamente usando a seguinte fórmula:
Como calcular os diodos de bootstrap
As equações acima podem ser usadas para calcular o valor do capacitor para a rede bootstrap, para o diodo associado devemos considerar os seguintes critérios:
Os diodos são ativados ou ativados no modo de polarização direta quando os mosfets do lado alto estão ligados e o potencial ao redor deles é quase igual à tensão do BUS nas linhas de tensão do mosfet da ponte completa, portanto, o diodo de bootstrap deve ser classificado o suficiente para poder para bloquear a tensão total aplicada conforme especificado nos diagramas específicos.
Isso parece bastante fácil de entender, no entanto, para calcular a classificação atual, podemos ter que fazer algumas contas multiplicando a magnitude da carga do portão pela frequência de comutação.
Por exemplo, se o mosfet IRF450 for usado com uma frequência de comutação de 100kHz, a corrente nominal do diodo seria de cerca de 12mA. Como esse valor parece bastante mínimo e a maioria dos diodos teria uma classificação de corrente muito maior do que normalmente, atenção específica pode não ser essencial.
Dito isto, a característica de fuga de temperatura excessiva do diodo pode ser crucial a ser considerada, especialmente em situações em que o capacitor bootstrap pode armazenar sua carga por um período de tempo razoavelmente sustentado. Em tal circunstância, o diodo precisará ser um tipo de recuperação ultra-rápida para minimizar a magnitude da carga de ser forçada de volta do capacitor de bootstrap para os trilhos de alimentação do IC.
Algumas dicas de segurança
Como todos sabemos, mosfets em circuitos inversores trifásicos podem ser bastante vulneráveis a danos devido a muitos parâmetros de risco envolvidos com tais conceitos, especialmente quando são usadas cargas indutivas. Eu já discuti isso detalhadamente em um dos meus artigos anteriores, e é estritamente aconselhável consultar este artigo e implementar os mosfets de acordo com as diretrizes fornecidas.
Usando IC IRS2330
Os diagramas a seguir são projetados para funcionar como um inversor controlado por PWM trifásico de um Arduino.
O primeiro diagrama é conectado usando seis portas NOT do IC 4049. Este estágio é usado para bifurcar os pulsos PWM do Arduino em pares lógicos complementares alto/baixo para que o IC do driver do inversor trifásico da ponte IC IRS2330 pode ser compatível com os PWMs alimentados.
O segundo diagrama acima forma o estágio do driver da ponte para o PWM do Arduino proposto, projeto de inversor trifásico, usando o IC IRS2330 chip de driver de ponte.
As entradas do IC indicadas como HIN e LIN aceitam os PWMs Arduino dimensionados das portas NOT e acionam a rede de ponte de saída formada por 6 IGBTs que por sua vez acionam a carga conectada através de suas três saídas.
A predefinição de 1K é usada para controlar o limite de sobrecorrente do inversor, ajustando-o adequadamente através do pino de desligamento do I, o resistor de detecção de 1 ohm pode ser reduzido adequadamente se a corrente for especificada para o inversor.
Empacotando:
Isso conclui nossa discussão sobre como construir um circuito inversor trifásico baseado em Arduino. Se você tiver mais dúvidas ou perguntas sobre este assunto, sinta-se à vontade para comentar e obter as respostas rapidamente.
Para os arquivos PCB Gerber e outros arquivos relacionados, você pode consultar o seguinte link:
https://drive.google.com/file/d/1oAVsjNTPz6bOFaPOwu3OZPBIfDx1S3e6/view?usp=sharing
Os detalhes acima foram contribuídos por “cybrax“
Hashtags: #Circuito #Inversor #Fases #Arduino #Código
FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução
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Veja na FONTE até ser revisado o conteúdo.
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