Please download to get full document.

View again

of 75
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.

Mustafa SOYSAL YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ HAZİRAN 2007 ANKARA

Category:

Politics

Publish on:

Views: 31 | Pages: 75

Extension: PDF | Download: 0

Share
Related documents
Description
DOĞRU AKIM MOTORUNUN DÖRT BÖLGE KONTROLÜNÜN PIC İLE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Mustafa SOYSAL YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ HAZİRAN 2007 ANKARA Mustafa SOYSAL tarafından
Transcript
DOĞRU AKIM MOTORUNUN DÖRT BÖLGE KONTROLÜNÜN PIC İLE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ Mustafa SOYSAL YÜKSEK LİSANS TEZİ ELEKTRİK EĞİTİMİ GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ HAZİRAN 2007 ANKARA Mustafa SOYSAL tarafından hazırlanan DOĞRU AKIM MOTORUNUN DÖRT BÖLGE KONTROLÜNÜN PIC İLE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ adlı bu tezin Yüksek Lisans tezi olarak uygun olduğunu onaylarım. Prof.Dr.İlhami ÇOLAK Tez Yöneticisi Bu çalışma, jürimiz tarafından oy birliği ile Elektrik Eğitimi Anabilim Dalında Yüksek lisans tezi olarak kabul edilmiştir. Başkan : Prof. Dr. Güngör BAL Üye : Prof.Dr.İlhami ÇOLAK Üye : Doç. Dr. Şeref SAGIROĞLU Tarih : 25 / 07 / 2007 Bu tez, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kurallarına uygundur. TEZ BİLDİRİMİ Tez içindeki bütün bilgilerin etik davranış ve akademik kurallar çerçevesinde elde edilerek sunulduğunu, ayrıca tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu çalışmada orijinal olmayan her türlü kaynağa eksiksiz atıf yapıldığını bildiririm. Mustafa SOYSAL iv DOĞRU AKIM MOTORUNUN DÖRT BÖLGE KONTROLÜNÜN PIC İLE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ (Yüksek Lisans Tezi) Mustafa SOYSAL GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Haziran 2007 ÖZET Bu tezde, darbe genişlik modülasyonu kontrollü IGBT anahtarlama elemanı kullanılarak tam köprü sürücülü bir doğru akım motorunun eğitim amaçlı dört bölge hız kontrolü gerçekleştirilmiştir. Uygulama çalışmasında PIC18F4520 mikrodenetleyici kullanılmıştır. Yapılan çalışma ile basit, kullanışlı, hassas, ekonomik bir dört bölge sürücü elde edilmiştir. Bilim Kodu : Anahtar Kelimeler : Doğru Akım motoru, hız kontrolü, dört bölge kontrol, mikrodenetleyici Sayfa Adedi : 60 Tez Yöneticisi : Prof. Dr. İlhami ÇOLAK v IMPLEMENTATION OF FOUR-QUADRANT CONTROL OF DC MOTOR USING A PIC (M. Sc. Thesis) Mustafa SOYSAL GAZİ UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY June 2007 ABSTRACT In this study, an educational tool for four-quadrant speed control of direct current motor with full bridge drive has been implemented using IGBT switching component drived by PWM. A PIC18F4520 microcontroller was used in the implementation. This study provides, simple, useful, sensible and economic four-quadrant driver for direct current motor. Science Code : Key Words :Direct Current motor, speed control, four-quadrant control, microcontroller Page Number : 60 Adviser : Prof. Dr. İlhami ÇOLAK vi TEŞEKKÜR 07/ kod ve Doğru Akım Motorunun Dört Bölge Kontrolünün PIC ile Gerçekleştirilmesi konulu projemi desteklediği için Gazi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ne teşekkür ederim. Çalışmalarım boyunca değerli yardım ve katkılarıyla beni yönlendiren değerli danışmanım Sayın Prof. Dr. İlhami ÇOLAK'a, değerli yardımlarından dolayı Yrd. Doç. Dr. Ramazan BAYINDIR'a, Yrd. Doç. Dr. İbrahim SEFA'ya, Yrd. Doç. Dr. Şevki DEMİRBAŞ'a, Bilgisayar Öğretmeni Cenk KILIÇ'a, Elektronik Öğretmeni Serdar DERİCİ'ye ve tüm mesai arkadaşlarıma teşekkürü bir borç bilirim. Ayrıca manevi desteklerini her zaman yanımda hissettiğim sevgili eşim ve aileme teşekkür ederim. vii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET...iv ABSTRACT...v TEŞEKKÜR...vi İÇİNDEKİLER...vii ÇİZELGELERİN LİSTESİ...x ŞEKİLLERİN LİSTESİ... xiii RESİMLERİN LİSTESİ...xiv SİMGELER VE KISALTMALAR... xiii 1. GİRİŞ DOĞRU AKIM MOTORU VE SÜRÜCÜLERİ Doğru Akım Motor Sürücüleri Elektronik kontrol Yariletken kontrol Mikrodenetleyici ile kontrol DOĞRU AKIM MOTORUNUN KONTROLÜ Dijital Kontrol Sistemleri Analog Kontrol Sistemleri Mikroişlemci ile Kontrol Mikrodenetleyici Tabanlı Doğru Akım Sürücü Kapalı Çevrim Hız Kontrolü Dört Bölgede Hız Kontrolü...18 viii Sayfa 4. MİKROİŞLEMCİLER VE MİKRODENETLEYİCİLER Mikroişlemciler Mikrodenetleyici Mikrodenetleyicilerin Mikroişlemcilere Göre Üstünlükleri PIC Mikrodenetleyicileri PIC mikrodenetleyicilere giriş PIC mikrodenetleyicilerin tercih sebebi PIC18F4520 mikrodenetleyicisi PIC İLE DA MOTORLARINDA HIZ KONTROLÜ Gerilim Kontrolü Faz Kontrolü DA Motoru on/off Kontrolü Transistör kullanarak DA motoru on/off kontrolü MOSFET kullanarak DA motoru on/off kontrolü DA motorunun dıştan on/off kontrolü Yönü değiştirilebilen DA motorunun on/off kontrolü DA motorunu entegre devre ile yön ve on/off kontrolü H-köprü Entegre Devresi Kullanarak DA Motoru Hız ve Yön Kontrolünün PIC ile Gerçekleştirilmesi DGM Kontrol DGM sinyali LCD Gösterge MİKRODENETLEYİCİ İLE DA MOTORUNUN DÖRT BÖLGE KONTROLÜ... 35 ix Sayfa 6.1.Mikrodenetleyici Tabanlı DA Motoru Hız Denetiminin Gerçekleştirilmesi IGBT Anahtarlama Elemanı IGBT Sürücü Devresi Eğitim Setinin Oluşturulması Ve Uygulama Çalışmaları Deneyden Alınan Değerler SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ... 60 x ÇİZELGELERİN LİSTESİ Çizelge Sayfa Çizelge 5.1. H-köprü devresindeki anahtarlama elemanları ve DA motorunun durumu...28 xi ŞEKİLLERİN LİSTESİ Şekil Sayfa Şekil 2.1. Yabancı uyartımlı bir DA motorunun eşdeğer devresi...5 Şekil 2.2. Klasik hız kontrollü DA sürücünün temel prensip şeması...8 Şekil 3.1. Serbest uyartımlı DA motorunun karakteristiği...13 Şekil 3.2. Akım sınırlama yöntemi...16 Şekil 3.3. Dört bölgede mikroişlemci tabanlı sürücü hız kontrolü...18 Şekil 4.1. Bir mikrodenetleyici sistemin temel bileşenlerinin blok diyagramı...20 Şekil 4.2. PIC18F4520' nin bacak bağlantıları...23 Şekil 5.1. DA motorunun transistör ile kontrolü blok şeması...25 Şekil 5.2. DA motorunun transistör ile kontrolü devresi...25 Şekil 5.3. MOSFET kullanımı...26 Şekil 5.4. DA motorunun dıştan on/off kontrol blok şeması...27 Şekil 5.5. H-köprü devresi...28 Şekil 5.6. DA motorunu entegre devre ile yön ve on/off kontrolü blok şeması...29 Şekil 5.7. DGM sinyali...30 Şekil 5.8. H-köprü entegre devresi ile DA motorunun hız ve yön kontrolünün PIC ile gerçekleştirilmesi devresinin blok şeması...31 Şekil 5.9. H-köprü entegre devresi ile DA motorunun hız ve yön kontrolünün PIC ile gerçekleştirilmesi...31 Şekil DA motorunun DGM sinyali...32 Şekil DA motorunun DGM sinyal zamanı...32 Şekil Bir periyotluk DGM sinyali...33 Şekil DGM sinyali ile Efektif Gerilim arasındaki ilişki...33 xii Şekil Sayfa Şekil DGM sinyali ile DA motorunun Hızı arasındaki ilişkisi...35 Şekil LCD' nin iç yapısı...34 Şekil 6.1. Yarım köprü sürme sistemi...36 Şekil 6.2. Yarım köprü sürme sistemi ile tam köprü sürme...36 Şekil 6.3. Yarım köprü sürme sisteminde DGM sinyali...37 Şekil 6.4. Tam köprü sürme sistemi...38 Şekil 6.5. Tam köprü sürme sistemi için DGM sinyallerinin durumu...38 Şekil 6.6. a) DA motorunun 1 bölgede çalışması. b) DA motorunun 2 bölgede çalışması...40 Şekil 6.7. Dört bölgede çalışan bir doğru akım motor servo sürme sistemi...40 Şekil 6.8. DA motorunun dört bölge kontrolündeki her bölge için akım ve gerilim işaretleri...41 Şekil 6.9. DA motorunun generatör olarak çalışması...42 Şekil Sistemin blok diyagramı...43 Şekil IGBT modül ve iç bağlantı şeması...44 Şekil DGM sinyali...46 Şekil Kararlı çalışma durumu...52 Şekil İleri bölge çalışma...53 Şekil Geri bölge çalışma...53 Şekil İleri ve geri çalışma...54 Şekil İleri - geri çalışmada motor akımı...54 xiii RESİMLERİN LİSTESİ Resim Sayfa Resim 6.1. Deney düzeneği...45 Resim 6.2. EXB841 anahtarlama elemanı...46 Resim 6.3. EXB841 sürücüsünün güç devresi...47 Resim 6.4. DA motorunun dört bölge tanıtımı...48 Resim 6.5. DA motorunun hız, gerilim, akım değerlerini seçme penceresi...49 Resim 6.6. DA motorunun çalıştığı bölgeler...49 Resim 6.7. DA motorunun hız bilgisi girme penceresi...50 Resim 6.8. DA motorunun gerilim değerlerini seçme penceresi...50 xiv SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada kullanılmış bazı simge ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur. Simgeler E a V E c f I a n P P i P 0 R a T T m ω φ Açıklama Endüvi sargılarında endüklenen gerilim Endüvi devresine uygulanan gerilim Zıt emk Frekans Endüvi akımı Devir sayısı Güç Giriş gücü Çıkış gücü Endüvi devresi direnci Periyot Tork (Moment) Açısal hız Alan akısı Kısaltmalar Açıklama AA A/D ALU Alternatif Akım Analog Dijital Çevirici Aritmetic Logic Unit (Aritmetik Mantık Birimi) xv Kısaltmalar Açıklama CMOS CPU DA DGM Complete Mosfet Technology (Tümleyen Mosfet Teknolojisi) Central Processing Unit (Merkezi İşlem Ünitesi) Doğru Akım Darbe Genişlik Modülasyonu EEPROM Electrically Eresable Programmable Read Only Memory (Elektrikle Yazılıp Okunan Bellek) HS Yüksek Hızlı Kristal Hz I/O LP OTP PI Hertz (Frekans) Input / Output Units (Giriş / Çıkış Ünitesi) Düşük Hızlı Kristal Bir defa programlanabilir EPROM Proportional Integral PWM Pulse Width Modulation (Darbe Genişlik Modülasyonu) RAM RC RICS ROM XT Random Access Memory (Rastgele Erişimli Bellek) Tek pinli osilatör Reduced Instruction Set Computers (Azaltılmış Komut Kümeli Bilgisayar) Read Only Memory (Sadece Okunabilir Bellek) Standart hızlı kristal 1 1.GİRİŞ Kolay kontrol edilebilme ve yüksek performans gibi üstünlüklere sahip olan doğru akım (DA) motorlarının hızları geniş sınırlar içerisinde ayarlanabilmektedir. DA motorları endüstride hızlı taşımacılık, elektrik trenleri, elektrikli taşıtlar, elektrikli vinçler, yazıcı, disket sürücü, kağıt endüstrisi gibi yerlerde ayarlanabilir hız ve hassas konumlandırma uygulamalarında kullanılırlar. Son yıllarda teknolojik gelişmelerle birlikte ev aletleri uygulamalarında, düşük güçlü ve düşük maliyet istenen ayarlanabilir hız gereken yerlerde yaygın bir kullanım alanı bulmuştur [1]. Geniş uygulama alanı bulmasının diğer bir sebebi de alternatif akım (AA) motorlarına göre kontrolünün daha kolay olmasıdır. AA motoru sürücüleri ile kıyaslandığında, DA motoru sürücü devrelerinin basit ve ucuz olması ayarlanabilir hız uygulamalarında DA motorunu ön plana çıkarmıştır [2]. DA sürücülerinin uygulamasında kullanılan analog sürücüler, analog devre elemanları ve uygulanan karmaşık kontrol şemaları gibi dezavantajlara sahiptir. Yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler mevcut olan sistemlerden daha küçük olan, daha hızlı işlem yapabilen, ekonomik ve ayarlanabilir hızlı sürücüleri denetleyiciler ile yapmak mümkün olmuştur [3-4]. Denetleyici tabanlı ayarlanabilir hızlı motor sürücüleri endüstriyel otomasyonun gelişmesinde de önemli rol oynamıştır [5-7]. Ayrıca denetleyiciler şebekede güç katsayı düzeltmek için, ölçü aletlerinde, sıcaklık kontrolü gibi birçok endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır [8,9]. DA sürücülerde hız kontrol teknolojisi oldukça gelişmiştir. DA motor sürücülerinin günümüzdeki teknik durumu çeyrek yüzyıl öncesine kıyasla çok ileridedir. Teknolojik yarış çağı olan günümüzde rekabet elektronik alanda meydana gelmektedir. Haberleşme, endüstri, tıp, ulaşım, askeri ve daha birçok alanda elektroniğin kullanılmadığı alan kalmamıştır. Özellikle çok fazla karmaşık uygulamalarda sayısal sistemlere geçildikten sonra yapılan tasarımlar daha kolay, güvenli ve ekonomik olmaya başlamıştır [10]. 2 Burada mikroişlemcilerin ve mikrodenetleyicilerin payı oldukça fazladır. Bu gelişmelerle birlikte, bu alanlarda kullanılan DA motor hız sürücülerinin uygulamalarında da mikroişlemci ve mikrodenetleyicilerin kullanım alanı artmıştır. Çolak ve Bayındır[11] mikrodenetleyicili PI denetimli DA motoru sürücü devre ve uygulaması adlı makalesinde PI denetimi kullanarak DA motorunun hız kontrolünü ve modelini gerçekleştirmişlerdir. Duran[12] mikrodenetleyicilerle DA motorunun hız kontrolü adlı yüksek lisans tezinde mikrodenetleyici kullanarak hız kontrolünü ve modelini gerçekleştirmiştir. Tipsuwan[13] DA motor hızını mikrodenetleyici kullanarak fuzzy lojik kontrolü adlı makalesinde DA motorunun hızını fuzzy lojik yöntem kullanarak gerçekleştirmiştir. Mikrodenetleyici denilince akla ilk gelen mikroişlemcidir. Çünkü her mikrodenetleyicinin temelinde bir mikroişlemci vardır. Fakat uygulama alanlarında mikroişlemciler yerine mikrodenetleyicilerin kullanılmasının avantajları vardır. Mikroişlemcileri kullanabilmek için bazı yan donanımlara ihtiyaç vardır bunlar; I/O ünitesi, CPU ve bellek gibi ünitelerdir. Bu yan üniteler program yazmayı zorlaştırdığı gibi ekonomik yönden de olumlu değildir. Fakat mikrodenetleyiciler bu ünitelerin hepsini kendi üzerinde barındırır. Mikrodenetleyicilerin seçimi yapılırken tasarlanan uygulamalarda istekleri yerine getirmesi gerekmektedir. Seçilen mikrodenetleyiciye ait yazılımın kolay bulunması, bu yazılım üzerinde simülasyon yapılması, belleğin yeterli olması, ucuz olması gibi unsurlara dikkat edilmelidir. PIC mikrodenetleyicisi dışındaki EPROM tabanlı mikrodenetleyicilerde programlandıktan sonra ultraviole ışık kaynağı kullanılarak silinip tekrar programlanabilir. Fakat PIC serisi mikrodenetleyicilerde EPROM belleği silmeye gerek yoktur. Bu mikrodenetleyicilerde programlayıcı devre EPROM belleği bir saniye içinde silebilmektedir ve elektrik kesintilerinde yazılan programın silinmemesi için FLASH memory teknolojisi kullanılarak bu sorunu da ortadan kaldırmıştır. 3 Bu tezde yapılan çalışma ile DA motorunun dört bölge denetimi mikrodenetleyici tabanlı olarak gerçekleştirilmiştir. Sistem içerisinde elektromekanik kumanda elemanları kullanılmadığı için, mekanik olarak doğabilecek her türlü sorun ortadan kaldırılmıştır. Ayrıca lineer olmayan elemanlardan oluşan bir sistemin DA motorunun kontrol işleminde bir takım zorluklar yaşanmaktadır. Bu tür devrelerde DA motorunun hassas ve hızlı bir biçimde kontrol edilmesi gerekmektedir. DA motorunun yük altına girmesi ve ani olarak yükten kurtulması durumlarında motor hızı ani değişimler göstereceğinden, sistemde çeşitli sorunlar oluşturmakla beraber manuel bir kontrol sisteminde çalışılması gerekmektedir. Manuel kontrollü durumda bir teknik personelin mesaisini bu işe harcaması gerekeceği gibi, çok hızlı değişen durumlarda bile teknik personel de yetersiz kalacaktır. Mikrodenetleyici tabanlı yapılan DA motor denetiminde sistemin hızlı, verimli, hassas, ekonomik, güvenilir, zamandan ve personelden tasarruf sağlama gibi birçok avantajları mevcuttur [10,14-16]. Yapılan çalışmada, DA motorunun ileri yönde çalışırken aniden ters yöne dönmesi gerektiği durumlarda yaşanan ölü bant gecikmesi yok edilmiştir. Bu işlem için üretilen microchip firmasının PIC18F4520 mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. PIC18F4520 nin 4 tane DGM çıkışı mevcuttur. Önceki çalışmalarda PIC18F4520 kullanılmadığından, diğer mikrodenetleyicilerde bir tane DGM kullanıldığı için ölü bant gecikmesi kaçınılmaz olmaktadır. Ölü bant gecikmesi; programla ayarlandığından, dönüş anında bir gecikme yapılması gerekmektedir. Bu gecikme ölü bant bölgesi olarak bilinir [17-18]. Çalışmanın diğer bir farkı ise, anahtarlama elemanı olarak 400 V, 150 A e kadar dayanıklı IGBT kullanılmasıdır [1,19-23]. Anahtarlama elemanının yüksek gerilim ve akıma dayanaklı olması sebebiyle daha güçlü ( 110 V, 80 A, 7.5 kw ) DA motorlarının hız denetimine imkan vermesidir. Önceki çalışmaların bir çoğunda [2,7,20-22,24], hazır entegre kullanılması akım ve gerilim değerlerini sınırlandırmaktadır. Gerilim değerleri V, akım değerleri ise 3-6 A de kalmaktadır. Sistemin programı C dilinde yazılmıştır. Bunun avantajı, yapılacak herhangi bir değişikliği birkaç komut satırını değiştirerek kolayca yenileyebilmesidir. 4 Hazırlanan deney kartı üzerindeki LCD, deney kartına bağlanan tuş takımı ve osiloskop yardımıyla doğru akım motorunun dört bölge çalışması mühendislik eğitimi ve teknik eğitim için bir eğitim setine dönüştürülmüştür. DA motorun hangi bölgede çalıştırılacağı, hız, gerilim ve akım gibi değişkenlerden hangi değerlerin sabit tutulup, hangilerinin osiloskop yardımıyla ölçülebileceği bu eğitim seti ile gerçekleştirilmektedir. Tezin ikinci bölümünde DA motorları hakkında bilgi verilmiştir. DA motorların yapısı, matematiksel modeli, durum denklemleri ve DA motor sürücüleri hakkında bahsedilmiştir. Üçüncü bölümde DA motorlarının kontrolü ve kontrol sistemleri hakkında bahsedilmiştir. Dördüncü bölümde ise mikroişlemciler ve mikrodenetleyiciler hakkında geniş bir bilgi verilmiş ve PIC mikrodenetleyicisinin tercih sebepleri, üstünlükleri, kullanım aşamaları ve özelliklerinden bahsedilmiştir. Daha sonra bu çalışmada kullanılan PIC18F4520 mikrodenetleyicisinin pin görünüşü, bacak bağlantıları, iç yapısı ve programlanabilmesi için gerekli aşamalar anlatılmıştır. Beşinci bölümde ise PIC ile DA motorlarında hız kontrol çeşitleri, DA motorlarının on/off kontrol yöntemleri, H-köprü yöntemi, DGM kontrol ve LCD hakkında bahsedilmiştir. Altıncı bölümde ise Mikrodenetleyici ile DA motorunun dört bölge denetimi üzerinde durulmuştur. Burada IGBT anahtarlama elemanı, IGBT sürücü devresi, Eğitim setinin oluşturulması ve uygulama çalışmaları verilmiştir. Sonuç bölümünde ise tasarlanan sistemden elde edilen sonuçlar açıklanmış ve bu sonuçlara göre öneriler sunulmuştur. 5 2. DOĞRU AKIM MOTORU VE SÜRÜCÜLERİ Kolay kontrol edilebilme ve yüksek performans gibi üstünlüklere sahip olan Doğru Akım ( DA ) motorlarının hızları geniş sınırlar içerisinde ayarlanabilmektedir. DA motorları endüstride ayarlanabilir hız ve hassas konumlandırma uygulamalarında kullanılırlar. Geniş uygulama alanı bulmasının diğer bir sebebi de alternatif akım motorlarına göre kontrolünün kolay olmasıdır. Alternatif akım motor sürücüleri ile kıyaslandığında, DA motor sürücü devreleri hem basit, hem de ucuzdur. Sürücü tasarımı ile uygulamaya geçirilmenin daha basit olması, ayarlanabilir hız uygulamalarında doğru akım motor sürücülerini ön plana çıkarmıştır. Endüstride değişken hızlı sürücü sistemleri arasında geniş bir uygulama alanı bulabilen DA sürücülerinin uygulamasında kullanılan analog sürücüler, analog devre elemanları ile uygulanan karmaşık kontrol şemaları gibi dezavantajlara sahiptir. Yarı iletken teknolojisindeki gelişmeler mevcut olan sistemlerden daha küçük olan, daha hızlı işlem yapabilen, ekonomik ve ayarlanabilir hızlı DA sürücülerin uygulamada kullanılmasına yol açmıştır. Serbest uyartımlı DA motorunda temelde birbirinden bağımsız iki sargı bulunmaktadır. Bunlardan birisi manyetik alanın oluşmasını sağlayan ve statorda bulunan uyarma sargısıdır. Diğeri ise rotora yerleştirilmiş, kollektör ve fırçalar yardımı ile beslenerek manyetik motor kuvvetini oluşturan sargıdır. Burada iki sargının birbirinden bağımsız beslenmesi kontrol açısından kolaylık sağlamaktadır. DA motorlarının genel kontrol prensipleri temel ilişkilerden elde edilmektedir. Şekil 2.1 de bir DA motoruna ait eşdeğer devre verilmiştir. + I a R a R f I f + V a E a DA Motor V f Şekil 2.1. Yabancı uyartımlı bir DA motorunun eşdeğer devresi 6 Bu eşdeğer devrede; V a = Endüvi gerilimini ( V ) I a = Endüvi akımını ( A ) R a = Endüvi devresi direncini ( Ω ) E a = Endüvi sargılarında endüklenen gerilimi ( V ) R f = Uyartım devresi sargı direncini ( Ω ) V f = Uyartım devresi gerilimini ( V ) I f = Uyartım devresi akımını ( A ) göstermektedir. Endüvi gerilimi veya zıt e.m.k. Eş. 2.1 ile tanımlanır. E a = V I R (2.1) a a a veya kutup akısı ve açısal hız cinsinden Eş. 2.2 ile tanımlamak mümkündür. E a = Kφ f ω (2.2) Burada; K = Makine sabitini φ f = Bir kutbun manyetik akısını ( Wb ) ω = Açısal hızı ( rad / s ) göstermektedir. Eş. 2.1 ve Eş. 2.2 kullanılarak açısal hız ifadesi Eş. 2.3 deki gibi yazılabilir; ω V I R Kφ a a a = (2.3) f 7 Eş. 2.3 de görüldüğü gibi hıza etki eden değerler; endüviye uygulanan gerilim V a, endüvi akımı I a, endüvi direnci R a ve kutup akısı Φ f dir. Burada yabancı uyartımlı bir motor kullanıldığından, uyartım devresi endüvi devresinden elektriki olarak tamamen bağımsız olup, uyartım devresi akımı ve gerilimi sabittir [1]. Yapılan uygulamada DA motorunun hızı endüvi geriliminin ayarlanması ile kontrol edilmiştir. DA motorunun dört bölgede çalışmasını anahtarlama elemanlarının mikroişlemci tarafından seçilmesi sağlar. Motorun gücüne bağlı olarak anahtarlama için tranzistor, MOSFET, GTO, IGBT kullanılabilir. Eğer istenilen yöne bağlı olarak seçilen anahtarlama elemanlarına Darbe Genişlik Modülasyonu ( DGM ) uygulanırsa motorun seçilen dönüş yönünde hızının ayarlanabilmesi de mümkün olacaktır. Bu çalışmada anahtarlama elemanı olarak 400 volt, 150 amper akıma dayanıklı IGBT kullanıldı. Günümüzde DA motorları AA motorlarına göre çok yaygın olmamalarına karşın, bazı kesin uygulamalar için daha uygun olmaktadırlar. DA motorları değişken karakteristiklere sahi
Similar documents
View more...
Search Related
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks