Arduinoで電磁石の強度を制御する


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この前の質問Arduinoによる電磁石の制御では、バイナリ制御(オンまたはオフ)のみを扱います。私の側では、磁場の強さを選択する必要があります。

それは自家製の電磁石です、私は12V DC + 5オームの抵抗器でそれをなんとかしてそれに約2アンペアを与えました。結果として生じる磁場は十分に大きいです。抵抗器は熱くなりますが、これは耐えられます。

次に、センサーの読み取り値から強度を0〜2アンペアに変調したいので、Arduinoを使用する予定です。

誘導性負荷が大きいことを知っているPWMを使用できますか?PWMの周波数選択は重要ですか?ソフトコアの渦電流に問題がありますか?(積層コアは使用できません)。

だから私の質問は:PWMは本当に良い選択ですか?はいの場合、5オームの抵抗器を保持する必要がありますか?PWM周波数+アルファをどのように校正できますか?いいえの場合、代わりに何ができますか?どの回路?

ありがとう


PWMは、電磁石負荷の連続的な強度制御に日常的に使用されているため、機能します。あなたの懸念は、電磁石に必要な高電流を切り替えるために使用するメカニズム(このサイトでの多くの質問がそれに対処します)、誘導フライバック(コイル全体の逆バイアスでダイオードを使用)、そして(おそらく)PWM周波数がコイルが持つ自然共振周波数の高調波ではありません。
Anindo Ghosh 2013

DCモーターもインダクターです。多分モーターシールドは便利な解決策でしょうか?
Phil Frost

オシロスコープがあれば、インダクタが飽和しているかどうかを簡単に確認できます。その場合は、より高いPWM周波数を検討する必要があります。周波数が十分に高くなると、インダクタを流れる電流は、100/0パーセントのデューティサイクルで最大/最小に達します。
ジッピー2013

@jippie:これは私が理解できないことです。これが50%を超える場合、各サイクルの間、「上昇」時間は「下降時間」よりも長いため、電流は開始時よりも少し長く終了します。では、何回サイクルしても飽和しないのはなぜですか?(私はそれがそうではないことを観察しました、しかし私は理由を理解することができます)
repied2

回答:


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PWMは適切な選択であり、逆起電力がインダクターの開回路による損傷を防ぐためには、コイルの両端に逆接続されたダイオードが必要であることを覚えておいてください。また、Arduinoとコイルの間のインターフェースには、何らかのタイプのパワートランジスタを使用する必要があります。Arduinoは、2A近くに到達するための十分な「ドライブ」を提供しません。MCUからのトランジスタを示す図ですが、コイルの代わりにモーターがあります。これは問題ではありません-重要なことは、ダイオードとコイルの駆動方法を示していることです。-

ここに画像の説明を入力してください

+ 5Vも表示されますが、+ 12Vになることもあります。注意点:-

1)ダイオードの定格は、コイルを流れる最大電流を超える必要があります。

2)短絡の場合でもコイルには直列に抵抗器が必要ですが、操作に満足している場合は1オーム程度に減らすことができます。

3)トランジスタは電流を切り替える定格でなければならないので、少なくとも3Aを簡単に処理できるものを選択してください。

4)トランジスタの定格電圧は20V以上である必要があります

5)ベースと直列の抵抗器は100オームである必要があるかもしれません-まずこれを試してください。3V3 IOラインから100オームは約30mAのベース電流を意味し、電力負荷(100+)を切り替えるときにトランジスタのHFEが良好であれば問題はありませんが、これにはFETを使用する方が良い場合があります。たくさんの選択肢があります。

次に、50:50のマークスペースパルス(方形波)を出力して周波数を変更し、周波数が徐々に高くなるとコア損失がどのようになるかを確認します。私は1kHzが良い出発点であると思いました、そしてあなたがうまくいけば10kHzで満足するかもしれません。


完全な回答をありがとう。私はそれをデフォルトのarduino 500Hz PWMとMOSFET IRF520(熱くなるので私はより良いものを試してみます)+フライバックダイオード+オプトカプラーで動作させました。しかし、PWM比が50%を超える場合、各サイクルの間、「上昇」時間が「下降時間」よりも長いため、電流が徐々に(多くのサイクル後に)蓄積されない理由はまだわかりません。流れは、それが始まった場所よりも少し高く終わるはずです!
repied2 2013

わかりました、私はいくつかのシミュレーションのおかげでそれを理解したと思いますcircuitlab.com/circuit/73nx5a/ferropwm
repied2 2013
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