Управление силой электромагнита с помощью Arduino

Этот предыдущий вопрос Управление электромагнитом с помощью Arduino касается только двоичного управления (ВКЛ или ВЫКЛ). На моей стороне мне нужно выбрать силу магнитного поля.

Это самодельный электромагнит, мне удалось запитать его 12 В постоянного тока + резистор 5 Ом, который дает около 2 ампер. Результирующее магнитное поле достаточно велико. Резистор греется, но это терпимо.

Теперь я хочу модулировать интенсивность от 0 до 2 ампер на основе показаний датчика, поэтому я планирую использовать Arduino.

Могу ли я использовать ШИМ, зная, что индуктивная нагрузка значительна? Критичен ли выбор частоты ШИМ? Будут ли у меня проблемы с вихревыми токами в программном ядре? (Я не могу использовать ламинированный сердечник).

Итак, мой вопрос: действительно ли PWM хороший выбор? Если да, должен ли я оставить резистор 5 Ом? Как я могу откалибровать частоту ШИМ + альфа? Если нет, что я мог бы сделать вместо этого? Какая схема?

Спасибо

ШИМ обычно используется для непрерывного контроля интенсивности электромагнитных нагрузок, так что да, он будет работать. Вас будет беспокоить механизм, который вы используете для переключения сильного тока, необходимого для электромагнита (многие вопросы на этом сайте касаются этого), индуктивный обратный ход (используйте диод с обратным смещением на катушке) и (возможно) обеспечение вашей частоты ШИМ. не гармоника любой естественной резонансной частоты вашей катушки.
Двигатели постоянного тока также являются индукторами. Может моторный щит будет удобным решением?
Если у вас есть осциллограф, вы можете легко увидеть, насыщается ли индуктор. Если это так, вам следует рассмотреть более высокую частоту ШИМ. Если частота станет достаточно высокой, ток через индуктор достигнет своего максимума/минимума только при рабочем цикле 100/0%.
@jippie: вот чего я не понимаю. Если это > 50%, то во время каждого цикла время «подъема» больше, чем «время снижения», поэтому ток заканчивается немного выше, чем в начале. Так почему же он не насыщается после многих циклов? (Я заметил, что это не так, но я могу понять, почему)

Ответы (1)

ШИМ - хороший выбор, и помните, что катушке нужен диод с обратным подключением, чтобы предотвратить повреждение обратной ЭДС от разомкнутой катушки индуктивности. Вам также потребуется использовать силовой транзистор какого-либо типа для взаимодействия между Arduino и катушкой — Arduino не обеспечивает достаточного «привода», чтобы приблизиться к 2А. Вот схема, на которой показан транзистор от микроконтроллера, но вместо катушки у него двигатель. Это не имеет значения - важно то, что он показывает диод и способ управления катушкой: -

введите описание изображения здесь

Он также показывает +5В, но это может быть и +12В. На что обратить внимание: -

1) Диод должен быть рассчитан на ток, превышающий максимальный ток через катушку.

2) Катушка по-прежнему нуждается в последовательном резисторе на случай короткого замыкания, но его сопротивление может быть уменьшено примерно до 1 Ом, когда вы будете более довольны работой.

3) Транзистор должен быть рассчитан на коммутацию тока, поэтому, вероятно, выберите тот, который легко выдерживает не менее 3 А.

4) Номинальное напряжение на транзисторе должно быть только 20 В или выше.

5) Резистор последовательно с базой должен быть 100 Ом — попробуйте для начала. От линии ввода-вывода 3V3 100 Ом будет означать базовый ток около 30 мА, и если HFE транзистора хороший при переключении силовых нагрузок (100+), все должно быть в порядке, однако может быть лучше использовать полевой транзистор для этого и там есть из чего выбрать.

Затем попробуйте подать импульс с интервалом 50:50 (прямоугольная волна) и изменить частоту и посмотреть, каковы потери в сердечнике при постепенном повышении частоты. Я бы подумал, что 1 кГц — хорошая отправная точка, и, надеюсь, вас устроит 10 кГц.

Спасибо за полный ответ. Я заставил его работать с arduino 500Hz PWM по умолчанию и MOSFET IRF520 (нагревается, поэтому я попробую лучший) + обратный диод + оптопара. Но я до сих пор не понимаю, почему ток не нарастает постепенно (после многих циклов), когда отношение ШИМ составляет> 50%, поскольку во время каждого цикла время «нарастания» больше, чем «время спада» и ток должен закончиться немного выше, чем где он начал!
хорошо, я думаю, что понял это благодаря некоторым симуляциям Circuitlab.com/circuit/73nx5a/ferropwm .
Управление силой электромагнита с помощью Arduino
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v