Starter Kit MC3PHAC (Ver.2)

1_Appearance

Снят с производства

С учетом доработок Starter Kit MC3PHAC (Ver.1) был разработан и изготовлен Starter Kit MC3PHAC (Ver.2). Его внешний вид представлен на рис 1, рис 2 и рис 3.

Starter Kit MC3PHAC (Ver.2)
Рис. 1. Внешний вид Starter Kit MC3PHAC (Ver.2).

Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) Starter Kit MC3PHAC (Ver.2)

Рис. 2.

Рис. 3.

Данное устройство представляет собой частотный преобразователь (готовый для использования модуль) с питанием от однофазной сети 220В. В данной версии были устранены недостатки предыдущей версии (как в схеме так и в разводке печатной платы), сделаны некоторые изменения (заменены компоненты на более доступные) и дополнения (добавлен оптоизолированный USB порт; плата разделена на «силовую» и «управления»; на плате управления размещены кнопки управления «Старт» и «Направление» и регуляторы «Скорость» и «Ускорение»). Преобразователь частоты на MC3PHAC позволяет поднять частоту двигателя с 50 (60) Гц до 128 Гц.
Подключение Starter Kit показано на рис. 4.

Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) Wiring

Рис. 4. Подключение Starter Kit

Как показано на рис. 4, управление включением, направлением вращения, скоростью и ускорением двигателя возможно либо на самой плате, либо с использованием удаленного пульта который подключается к клеммам справа. Клеммы слева используются для подключения двигателя, раздельного питания двигателя и цепей управления, а так же тормозного резистора для динамического торможения двигателя.

Starter Kit состоит из двух плат – силовой платы (рис. 5, рис. 6) и платы управления (рис. 7, рис. 8)

Power Stage Top Power Stage Bottom
Рис. 5. Силовая плата (Top) Рис. 6. Силовая плата (Bottom)
MC3PHAC PCB Top MC3PHAC PCB Bottom
Рис. 7. Плата управления (Top) Рис. 8. Плата управления (Bottom)

Разделение плат на «силовую» и «управления» позволяет использовать их независимо. Например, силовую плату можно использовать при отладке других плат управления на других контроллерах, а плату управления можно использовать с силовыми платами разных конструкций и мощности.

Для удобной отладки платы могут быть соединены гибким шлейфом (рис. 9)

Соединение плат гибким шлейфом

10_Wiring
Рис. 9. Соединение плат гибким шлейфом

Печатная плата Starter Kit MC3PHAC представлена на рис. 10 и 11

Starter Kit MC3PHAC PCB Top Starter Kit MC3PHAC PCB Bottom
Рис. 10. Печатная плата (Top) Рис. 11. Печатная плата (Bottom)

Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) может быть использован как законченное устройство для управления скоростью вращения асинхронного двигателя либо для разработки новых устройств. Starter Kit имеет независимые цепи питания двигателя и контроллера что позволяет менять напряжение на двигателе от нуля до 220 Вольт переменного напряжения или 320 Вольт постоянного напряжения при токе до 3 Ампер. Starter Kit поставляется вместе со схемой электрической принципиальной, что позволяет разобраться в работе схемы, вносить изменения либо использовать его в составе других устройств.

Данный Starter Kit разрабатывался для образовательных целей и не рассчитан на большую выходную мощность. Для управления более мощными двигателями можно заменить силовую плату или самостоятельно усовершенствовать уже существующую, так как силовой модуль FNB41560B2 может обеспечить ток до 15 Ампер.

Внимание! При использовании платы соблюдайте правила по технике безопасности — плата находится под высоким напряжением без развязки от сети! При монтаже платы на радиатор необходимо применять меры по изоляции и заземлению радиатора.

Документация:
Краткое описание
Схема Электрическая принципиальная
Перечень компонентов (BOM)
Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) Подключение к ПК
Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) Вопросы и ответы
Подобные продукты:

Induction Motor Speed Control Inverter Module


IMSCIM (Ver.1)

Запись опубликована в рубрике 1. Motor Control, 1.1.MC3PHAC с метками , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

22 комментария на «Starter Kit MC3PHAC (Ver.2)»

  1. Anton говорит:

    Добрый день, очень понравилась Ваша схема. Где можно приобрести компоненты почтой? интересует печатная плата. Спасибо.

  2. Oleg говорит:

    Добрый день, каким образом возможно приобрести данный Kit?

  3. Юрий говорит:

    Добрый день! Подскажите сколько стоит кит и как заказать.

    • Admin говорит:

      Starter Kit MC3PHAC (Ver2) отправляю почтой EMS с кодом отслеживания. Оплату принимаю через PeyPal. Пластина радиатора и корпус, мотор и провода, показанные в ролике на Ютубе, в комплект поставки не входят. Для приобретения Starter Kit и уточнения цены свяжитесь со мной по электронной почте. Для отправления курьерской почтой EMS мне потребуется ваше имя/фамилия, почтовый адрес/индекс и номер телефона (лучше сотовый). Starter Kit отправлю через день-два после получения денег. Время доставки от меня не зависит, но обычно в течение 1-2 недель посылка приходит адресату.

  4. Вадим говорит:

    Возможно ли приобретение только платы (собранной) Платы управления?

    • Admin говорит:

      Да, можно приобрести отдельно только силовую плату или только плату управления, но в сборе систему проще запустить и нужно учитывать что стоимость почтовых услуг при этом не уменьшается…

  5. Эдуард говорит:

    Добрый день, подскажите, пожалуйста, на какую максимальную мощность двигателя рассчитана плата управления, чем это ограничено?

    • Admin говорит:

      На момент разработки Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) подключение мощных двигателей не планировалось, Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) требовался как средство отладки. Так как Starter Kit содержит независимо силовую плату и плату управления для повышения мощности требуется модификация только силовой платы. Плата управления остается без изменений.
      На силовой плате использованы компоненты которые не позволяют получить большую мощность на валу двигателя. Не смотря на то, что силовой модуль U203 (FNB41560B2) позволяет отдать в нагрузку до 15 Ампер при напряжении в 350-400 Вольт, остальные компоненты были выбраны на меньшие токи для снижения цены и размеров изделия. максимальный ток 3.5 Ампер, следовательно максимальная мощность двигателя около 0.65 киловатт.
      Если у вас уже имеется Starter Kit MC3PHAC (Ver.2) и вам необходимо увеличить выходную мощность я бы рекомендовал заменить силовую плату, либо модифицировать уже имеющуюся. В случае модификации имеющейся платы необходимо:
      1. К ножкам конденсатора С219 припаять дополнительный конденсатор большей емкости, можно использовать несколько конденсаторов включенных параллельно
      2. Заменить выпрямительный мостик D212 (KBL06), рассчитанный на больший ток и укрепить его на радиаторе
      3. Удалить inrush current limiter VR201 (B57236S100M) и заменить его на резистор и реле с задержкой включения на время заряда конденсатора С219.
      4. Заменить предохранитель на более мощный
      5. Поменять резистор датчика тока R226 на более мощный, меньшего номинала. Расчет этого резистора можно найти в application note для FNB41560B2
      6. Усилить (пропаять толстыми проводниками) силовые дорожки на плате.

  6. Евгений говорит:

    Можно ли ваше устройство переделать на мощность двигателя от 4 до 7 кВт?

    • Admin говорит:

      В принципе это возможно, но я рекомендовал бы использовать новую плату, которая обеспечивает ток до 15 ампер при напряжении питания постоянным напряжением до 350 вольт. Информацию о новом продукте я еще не опубликовал так как плата в настоящий момент тестируется. Информацию о ней предоставлю в ближайшее время.

      • Владимир говорит:

        На какой стадии «на сейчас» вариант новой силовой платы?

        • Admin говорит:

          В настоящее время микроконтроллер MC3PHAC снят с производства, поэтому линейка продуктов Starter Kit MC3PHAC больше выпускаться не будет. В настоящее время на этапе разработки находится Induction Motor Speed Control Inverter Module (IMSCIM-V2) в котором будет применяться современный контроллер.

  7. Игорь говорит:

    Планируется ли применение совместно с вашей силовой частью такого замечательного изделия от Texas Instruments под названием LAUNCHXL-F28027. Отладочная плата с TMS320F28027 ?, как и у Вас плата с гальванической развязкой SCI интерфейса и с мостом USB-SCI. Я тут на досуге, купив платку за 900 руб. в терраэлектронике, написал MOD-BUS протокол, ПИД регулятор для ШИМ 40KHZ. А затем подключил это к компьютерному БП вместо TL 494. Работает замечательно до 800Гц трехфазный синус получить можно. Еще интерфейсную программку для ПК сделал (Протокол MOD-BUS). Мне думается, что 32 битный процессор TMS320F28027 будет уместнее чем 8 битный MC3PHAC ведь он подкупает только уже вшитым алгоритмом с ограниченными возможностями по частоте. А TMS-ка и стоит вчетверо меньше 200 руб. и даже меньше. Нужно только ПО, неужели не сможем совместными усилиями? Посмотрите, пожалуйста, разъемчик LAUNCHXL-F28027 для адаптации к силовой части. А я ПО закончу….. Мой адрес- nii5@mail.ru Игорь Иннокентьевич.

    • Admin говорит:

      Очень важный и своевременный вопрос. Да, желание заменить MC3PHAC на что то более дешевое, доступное и шустрое возникло уже давно. По поводу того, что продукт Texas Instruments является замечательным сильно спорить не буду, у меня имеется опыт использование контроллеров от Texas Instruments в течение нескольких лет, с технической точки зрения нареканий нет, но есть у этой компании существенный недостаток, который отбил желание иметь дело с Texas Instruments: цены на контроллеры далеко не дешевые и часто случаются перебои в поставках контроллеров. Для единичных проектов это не важно, но мы закупаем компоненты тысячами штук, и если они вдруг пропадают на рынке, их цена возрастает многократно. Так же были еще кое-какие проблемы с этими контроллерами «административного плана». Для нас важно чтобы контроллеры можно было легко купить. Какой именно тип контролера на самом деле без разницы, код пишется на С и может портироваться в любые другие контроллеры. Мы рассматриваем как разумный выбор контроллеры с ядром ARM Cortex-M0/M3/M4 от Freescale (Kinetis) и ST (STM32), так же есть резон подумать о Microchip dsPIC33E. рассуждения о том что 8 бит контроллеры это плохо верно только потому что сейчас они дороже 32 битных и использовать их просто нет смысла. В любом случае буду рад обсудить любые формы сотрудничества.

  8. Игорь говорит:

    Кстати, могу порекомендовать в качестве изолятора SI82xx и транзисторы STM очень заманчивое сочетание по отношению цена/качество. Всех благ, успеха.

    • Admin говорит:

      Продукцию Silicon Labs уважаем и используем. STM — тоже … но любой компонент хорош на своем месте… в любом случае спасибо за совет.

  9. Игорь говорит:

    ARM Cortex-M0 это хороший выбор по цене, но у него нет столь развитой периферии (ШИМ), насчет проблем «административного плана» это Вы правы, но они не касаются мелких кристаллов я так думаю. Вот еще интересный опыт с ATmega у меня был при написании ПИД высокочастотного, тот-же случай с подключением к компьютерному БП, только путем тщательной профилировки кода удалось заставить его петлю ОС работать на частоте около 4 кГц, не хватает быстродействия, то что предприняла Atmel в AT90PWM3 однобокое решение. Поскольку я вживую не сталкивался с MC3PHAC у меня заранее по прочтении даташита возникла предубежденность. Еще интересная тема, с которой я еще не справился, подключить к контроллеру по протоколу ModBus планшетник на андроиде. Я смотрел в сторону TeslaModBudScada, но они исповедают исключительно беспроводное соединение и дорого просят. А было бы интересно использовать эти дешевые штуки как панель оператора. Насчет помощи проекту могу помочь ПО. У меня пока нет стенда для испытаний в области привода, как вы поняли я связался с товарищем который производит инверторы и застрял на аналоговой системе управления. Кстати мне MC3PHAC напоминает именно аналог со цифровыми вставками.

  10. Игорь говорит:

    Этот товарищ о котором я упомянул выше захотел управление выпрямителем на IGBT и сам выбрал себе кристалл ATmega. Вот я и хотел поделится опытом. Что получилось ШИМ 8 разрядов 40 кГц (кристалл разогнан до 20 мГц ) и, самое важное, эквивалентная полоса пропускания цифровой петли обратной связи (ПИД алгоритм) получилась около 4 кГц (натурные измерения цифровым осциллографом по привнесенной чуждой 50гЦ частоте где-то на уровне 1,5 отсчетов АЦП, 50 гЦ подавляет 100% систематической ошибки не дает) На TMS320F28027 тот-же алгоритм (с учетом новых математических способностей кристалла (портировал с меги)) уже эквивалентная полоса пропускания ОС около 800кГц. Очень большая результирующая разница, но есть и камень в огород, точность АЦП всего на полтора разряда выше атмела, зато ШИМ 150 пикосекунд! разрешением, что на несколько порядков лучше, и встроенный генератор 60 мГц. Кстати, достиг просветления и в цикле main(); у меня теперь пусто, все на прерываниях. Так что давайте думать, как меня обеспечить стендом…. под LAUNCHXL-F28027. так-как алгоритм уже отработан на инверторе есть надежда на большее. Сейчас достиг такого распараллеливания кода, что ModBus c частотой 100 опр./сек. и не мешает ПИД алгоритму. Ввод установок и управление на ПК тоже не проблема есть самописный интерфейс, но на планшет портировать пока не могу из-за отсутствия драйверов для USB-SCI моста, а прикручивать WiFi к TeslaModBudScada, если честно, жаба давит. Есть ли у Вас идеи, как из планшета на Андроид сделать красивую панель оператора за копейки?

  11. Игорь говорит:

    Так что, я открыт для сотрудничества, есть интересная разработка силового т-ра 16кВт 2,6 кг. 1 куб.дециметр. Привлекает что у вас тиражи большие…..

  12. Михаил Иванович говорит:

    Скажите,пожалуйста, можно ли подключить двигатель на 30в стандартным комплектом? Какая цена за такой комплект, условия оплаты и возможность пересылки в Севастополь.

    С уважением, Огородников Михаил Иванович..

    • Admin говорит:

      Подключить можно. Строго говоря, потребуется изменить только цепь измерения напряжения в цепи ключей двигателя. Понятно что для напряжения в 30 вольт использовать ключи на 600 вольт не разумно (хотя и возможно), так же следует учесть ток двигателя. В настоящее время микроконтроллер MC3PHAC снят с производства, поэтому линейка продуктов Starter Kit MC3PHAC больше выпускаться не будет. В настоящее время на этапе разработки находится Induction Motor Speed Control Inverter Module (IMSCIM-V2) в котором будет применяться современный контроллер. Когда появится промышленный образец — появится и цена. С пересылкой проблем нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.