3-Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC

การทดลองนี้ควบคุมควรมอเตอร์ 3 เฟส แบบอินดักชั่น โดยใช้ไอซีเบอร์ MC3PHAC ที่สามารถนำมาต่อใช้งานได้ง่ายและสะดวก แต่ปัจจุบันอาจจะหาซื้อมาใช้ได้น้อยลง ซึ่งการทดสอบครั้งนี้จะแสดงให้เห็นการปรับความเร็วรอบมอเตอร์ การหยุดหมุนและการเริ่มหมุน การกำหนดทิศทางการหมุนของมอเตอร์ โดยใช้บอร์ดขับกำลังจะใช้ IPM : BM64364S

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 1 บอร์ดต้นแบบสำหรับขับมอเตอร์ 3 เฟส แบบอินดักชั่น

รูปที่ 1 เป็นลักษณะของบอร์ดต้นแบบในการควบคุมมอเตอร์ 3 เฟส แบบอินดักชั่นที่ประกอบเสณ้จสามารถต่อใช้งานกับส่วนของบอร์ดขับกำลังได้ทันที ซึ่งในบอร์ดนี้จะประกอบด้วยตัวต้านทานปรับค่าหลัก 1 ตัว (ลูกบิดสีดำ) สำหรับปรับความเร็วให้กับตัวมอเตอร์ ตัวจั้มเปอร์สำหรับเลือกทิศทางการหมุนและสวิตช์เปิดและปิดการทำงานของมอเตอร์

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 2 ไอซีควบคุมการทำงานเบอร์ MC3PHAC

รูปที่ 2 เป็นภาพมุมใกล้สำหรับแสดงลักษณะของการต่อไอซี MC3PHAC และอุปกรณ์ต่างๆ ร่วมกัน โดยอุปกรณ์ทั้งหมดต่ออยู่บนแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) อเนกประสงค์ เพื่อเป็นการทดลองเบื้องต้นและสามารถปรับแต่ง หรือแก้ไขวงจรการทำงานเพิ่มเติมได้ง่าย

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 3 วงจรสำหรับการต่ออุปกรณ์ต่างๆ ร่วมกับไอซี MC3PHAC

Picture by : www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MC3PHAC.pdf

รูปที่ 3 เป็นวงจรอ้างอิงสำหรับการต่ออุปกรณ์ให้กับไอซี MC3PHAC ซึ่งช่วยให้เราเข้าใจการทำงานเบื้องต้นของตัวไอซีก่อน จากนั้นจึงทดลองปรับแต่งค่าอุปกรณ์ หรือจุดจั้มเปอร์ต่างๆ เพื่อสังเกตการทำงานของตัวไอซีที่เกิดขึ้น

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 4 การต่อร่วมกันระหว่างบอร์ดควบคุมและบอร์ดขับกำลังมอเตอร์

รูปที่ 4 เป็นการต่อร่วมกันระหว่างบอร์ดควบคุมที่ใช้ไอซี MC3PHAC และบอร์ดขับกำลังด้วยเพาเวอร์โมดูล BM64364S โดยบอร์ดขับกำลังสามารถรับไฟเลี้ยงแรงดันสูง, สัญญาณควบคุมต่างๆ และเชื่อมต่อกับมอเตอร์ได้ทันที ซึ่งจะช่วยลดระยะเวลาการทดลองให้เรามากขึ้น

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 5 เตรียมเครื่องมือและอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับทดลอง

ในรูปที่ 5 เป็นการเตรียมเครื่องมือที่ใช้ในการทดลองเบื้องต้นที่สำคัญ และการต่อสายระหว่างบอร์ดควบคุมกับบอร์ดขับกำลัง การต่อแหล่งจ่ายไฟเลี้ยง การวัดสัญญาณและการต่อมอเตอร์

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 6 การทดลองปรับความเร็วมอเตอร์และการเปิด/ปิด การทำงาน

รูปที่ 6 จะเป็นการทดลองครั้งที่ 1 สำหรับปรับความเร็วรอบของตัวมอเตอร์ด้วยการปรับตัวต้านทานที่ยึดไว้ การซอฟต์สตาร์ทในช่วงเริ่มต้นหมุน และการการเปิด/ปิด การทำงาน ซึ่งจากการทดลองบอร์ดควบคุมสามารถทำงานได้อย่างนิ่มนวล ไม่เกิดการกระชากหรือมีความผิดปกติใดขึ้นเลย

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 7 แสดงการทดลองการกลับทิศทางหมุนของตัวมอเตอร์

ในรูปที่ 7 จะเป็นการทดลองปรับทิศทางการหมุนของตัวมอเตอร์ ซึ่งไอซี MC3PHAC ให้เราทำง่ายๆ ด้วยการเซตจั้มเปอร์เท่านั้น โดยในช่วงที่เรากำลังเปลี่ยนทิศทางซึ่งไอซี MC3PHAC ทำการซอฟต์สตาร์ทในช่วงเริ่มต้นหมุนให้โดยอัตโนมัติอีกด้วย

3 Phase Induction Motor Speed Control By MC3PHAC
รูปที่ 8 บล็อกไดอะแกรมลักษณะการต่อวงจรทั้งหมด

รูปที่ 8 แสดงลักษณะของการต่อวงจรต่างๆ ของการทดลองครั้งนี้ ซึ่งช่วยให้เราเห็นลักษณะของการต่อวงจรและการต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกันได้ง่ายขึ้น

Datasheet for IPM Power IGBT BM64364S-VA

สำหรับการทดลองโครงงานครั้งนี้ เป็นการนำเสนอบอร์ดควบคุมมอเตอร์ 3 เฟสแบบอินดักชั่น อีกลักษณะหนึ่งของการนำเสนอที่ผ่านมา รวมทั้งเป็นการศึกษาการทำงานอัลกอลิทึมภายในตัวไอซี MC3PHAC ทั้งนี้ไอซีควบคุม MC3PHAC เป็นที่นิยมใช้มากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา โดยมีจุดเด่นในเรื่องของการนำมาใช้งานได้ง่ายและสะดวก (ไม่ต้องเขียนโปรแกรมใดๆ) แต่ในปัจจุบันไอซีอาจจะซื้อได้น้อยลงมากแล้วครับ.

Reference

  1. https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/MC3PHAC.pdf
  2. https://www.rohm.com/products/ipm/igbt-ipm/bm64374s-va-product
  3. https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1958.pdf
  4. https://www.ti.com/lit/an/bpra073/bpra073.pdf
  5. https://www.microchip.com/content/dam/mchp/documents/MCU08/ApplicationNotes/ApplicationNotes/00843a.pdf