Small Size Prototype of 3 Phase Motor Drive by Using IPM-IKCM15F60GA

โครงงานนี้เป็นอีกหนึ่งโครงงานที่นำเพาเวอร์โมดูลอัจฉริยะ (IPM) มาทดลองใช้งาน ซึ่งเป็นโมดูลขนาดเล็กสำหรับขับมอเตอร์ 3 เฟส แบบอินดักชั่น โดยเพาเวอร์โมดูลที่ใช้เบอร์ IKCM15F60GA และใช้ลักษณะการต่อวงจรแบบโยงสายไฟแบบง่ายจากบอร์ดสร้างสัญญาณและตัวเพาเวอร์โมดูล ซึ่งสัญญาณควบคุมจะใช้บอร์ด Arduino UNO จะเป็นแบบสัญญาณแบบไซน์เวฟพัลซ์วิดมอดูเลตชั่น (Sinusoidal Pulse Width Modulation : SPWM)

Small Size Prototype of 3 Phase Motor Drive by Using IPM-IKCM15F60GA — รูปที่ 1 สั้่งซื้อเพาเวอร์โมดูลอัจฉริยะ (IPM) เบอร์ IKCM15F60GA

รูปที่ 1 เริ่มต้นด้วยการสั้่งซื้อเพาเวอร์โมดูลอัจฉริยะ (IPM) เบอร์ IKCM15F60GA ผ่านช่องทางออนไลน์ที่เว็บไซต์ www.Shopee.com โดยเพาเวอร์โมดูลตัวนี้จะส่งมาจากประเทศจีนและใช้เวลาประมาณ 2 สัปดาห์

รูปที่ 2 แสดงลักษณะของเพาเวอร์โมดูล IKCM15F60GA ด้านล่าง โดยเราจะเห็นเบอร์ของตัวเพาเวอร์โมดูลและตำแหน่งการจัดเรียงขาต่างๆ

Datasheet —> IKCM15F60GA

รูปที่ 3 เริ่มต้นเตรียมอุปกรณ์ต่างๆ สำหรับประกอบวงจรต้นแบบ จะสังเกตว่าโครงงานนี้จะไม่ได้ใช้แผ่นวจรพิมพ์ (PCB) ทั้งนี้เพื่อความง่ายและรวดเร็ว แต่ต้องระมัดระวังเป็นพิเศษในการทดลองโครงงานเพิ่มขึ้นกว่าเดิม

รูปที่ 4 แสดงการเจาะรูแผ่นระบายความร้อน (Heat sink) สำหรับยึดเพาเวอร์โมดูล และจัดระยะการวางเพาเวอร์โมดูลให้เหมาะสม

รูปที่ 5 เป็นการทาซิลิโคนระบายความร้อนให้กับเพาเวอร์โมดูลก่อนยึด ทั้งนี้เพื่อชดเชยความไม่สนิทของการยึดของอุปกรณ์ทั้งสองส่วนและเพิ่มความสามารถในการระบายความร้อนได้ดียิ่งขึ้น

รูปที่ 6 แสดงลักษณะการยึดเพาเวอร์โมดูลเข้ากับแผ่นระบายความร้อน ด้วยการใช้น๊อตขนาด 3mm และยาว 10 mm และใช้แหวนรองเพื่อให้การกดรับระหว่างเพาเวอร์โมดูลกับแผ่นระบายความร้อนมีให้มากที่สุด

รูปที่ 7 รูปแสดงเริ่มต้นประกอบอุปกรณ์บางส่วน โดยในที่นี้จะประกอบตัวเก็บประจุฟิลเตอร์แลพตัวเก็บประจุ สำหรับวงจรบูทแท็ปก่อน (Bootstrap) และสุดท้ายจะเป็นตัวต้านทานตรวจจับกระแสนั้นเอง

รูปที่ 8 และรูปที่ 9 ต่อสายไฟเลี้ยงและสายขับตัวมอเตอร์ 3 เฟส ซึ่งในการเชื่อมต่อนี้จะมีด้วย 3 ส่วนคือ ส่วนแรกแหล่งจ่ายไฟเลี้ยงแรงดันต่ำที่ +15V (สายไฟสีแดงและสีดำซ้ายมือตีเกลียว) ส่วนที่สองจะเป็นไฟเลี้ยงแรงดันสูงสำหรับมอเตอร์ที่ตำแหน่งสายสีแดงและดำ เช่นกัน (คร่อมด้วยตัวเก็บประจุสีแดง) และส่วนที่สามเป็นสายไฟสำหรับต่อกับมอเตอร์ 3 เฟส ตำแหน่งสีเหลือง, แดง และดำที่เรียงตามลำดับ

ในรูปที่ 10 และรูปที่ 11 จะแสดงลักษณะของการเชื่อมต่อสายไฟสำหรับควบคุมแบบสายแพรที่ตำแหน่งต่างๆ เป็นที่เรียบร้อยและเราสามารถนำไปทดสอบการใช้งานได้ โดยในส่วนของไฟเลี้ยงที่ +15V สำหรับเพาเวอร์โมดูลนั้นเราจะต้องตรวจสอบให้ถูกต้อง โดยในโครงงานนี้จะแยกออกมาอีกส่วนหนึ่งเพื่อให้เป็นสัดส่วนกัน

รูปที่ 12 เมื่อต่อสายสัญญาณให้กับตัวเพาเวอร์โมดูลเสร็จเรียบร้อยแล้ว จากนั้นเราจะเตรียมบอร์ดควบคุม Arduino UNO เพื่อเชื่อมต่อวงจรตามที่กำหนดซึ่งในตอนนี้เราจะต้องตรวจสองความถูกต้องเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะตำแหน่งขาส่งสัญญาณพัลซ์วิดธ์มอดูเลตชั่น 6 เส้น

รูปที่ 13 แสดงการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดควบคุมและเพาเวอร์โมดูลด้วยสายแพร ซึ่งช่วยให้เราทดลองวงจรได้ง่ายและสามารถตรวจสอบและปรับแต่งวงจรได้ง่ายขึ้น

รูปที่ 14 เป็นการเตรียมอุปกรณ์และเครื่องมือสำหรับทดลองเบื้องต้น ในเรื่องของการวัดสัญญาณขับพัลวิดธ์มอดูเลตชั่นจากบอร์ดควบคุม การทดสอบการทำงานเมื่อกระแสเกินการขับมอเตอร์ จะถึงการขับมอเตอร์ที่แรงดันไฟเลี้ยงที่ปลอดภัยก่อน

*** (Code Arduino for Development) โปรแกรมอ้างอิงที่ใช้ในการทำลอง Ref.[2] —> https://github.com/cmasenas/3-Phase-Sine-Arduino/blob/Release/DDS_Generator.ino

ในรูปที่ 15 จะแสดงลักษณะทั่วไปของการทดลองโครงงาน โดยจะเป็นการทดลองแบบง่ายเพื่อสังเกตการทำงานและประสิทธิภาพที่ได้ และจากการทดลองเพาเวอร์โมดูลตัวนี้ผลเป็นพอใจ และตัวเพาเวอร์โมดูลสามารถต่อใช้งานได้ไม่ยากนัก รวมทั้งมีขาสำหรับส่งสัญญาณอุณหภูมิและการทำงานผิดพลาดของวงจรให้ทราบอีกด้วย

สำหรับโครงงานนี้เป็นอีกหนึ่งโครงงานที่ได้นำเสนอเพาเวอร์โมดูลมาบ้างแล้วครับ ซึ่งเพาเวอร์โมดูลตัวที่นำเสนอนี้ราคาจะค่อนข้างถูกเมื่อเทียบกับโคงงานที่นำเสนอมาซึ่งเป็นที่น่าสนใจอีกแบบหนึ่ง ดังนั้นวงจรต้นแบบที่นำเสนอนี้คงพอจะใช้ให้ผู้อ่านสามารถนำไปพิจารณาเลือกใช้งานในรูปแบบต่างๆ ได้หลายแบบ เช่น การนำไปใช้กับวงจรดีซี ทู ดีซี, วงจรอินเวอร์เตอร์ หรือวงจรสวิตชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย เป็นต้นครับ.

Reference

Post Views: 2,438

Published by nattapon