Istražena 2 jednostavna dvosmjerna sklopa upravljačkog sklopa motora

Istražena 2 jednostavna dvosmjerna sklopa upravljačkog sklopa motora

Krug koji omogućuje povezanom motoru da radi u smjeru kazaljke na satu i u smjeru suprotnom od smjera kazaljke na satu putem alternativnih ulaznih okidača naziva se dvosmjerni krug regulatora.



Prva izvedba u nastavku govori o dvosmjernom krugu upravljača dvosmjernog motora zasnovanog na punom mostu ili H mostu pomoću 4 opampa iz IC LM324. U drugom članku saznajemo o dvosmjernom krugu upravljačkog sklopa motora s velikim zakretnim momentom pomoću IC 556

Uvod

Općenito, mehaničke sklopke su navikli podešavati smjer vrtnje istosmjernog motora. Podešavanjem polariteta iskorištenog napona i motor se okreće u suprotnom smjeru!





S jedne strane, to može imati nedostatak što DPDT prekidač treba dodati da bi se promijenio polaritet napona, ali mi imamo posla samo sa prekidačem što postupak čini vrlo jednostavnim.

No DPDT može imati jedan ozbiljan problem, ne preporučuje se naglo invertiranje napona na istosmjernom motoru tijekom njegovog rotacijskog gibanja. To može rezultirati trenutnim skokom, koji bi mogao sagorjeti pripadajući regulator brzine.



Nadalje, bilo koja vrsta mehaničkog naprezanja također može dovesti do sličnih problema. Ovaj sklop lako pobjeđuje ove komplikacije. Smjerom i brzinom upravlja se uz pomoć osamljenog potenciometra. Rotiranjem lonca u određenom smjeru motor se počinje okretati.

Prebacivanje lonca u suprotnom smjeru omogućuje motoru rotaciju u obrnutom položaju. Srednji položaj na loncu isključuje motor, osiguravajući da motor prvo uspori, a zatim se zaustavi prije nego što se pokuša promijeniti smjer.

Tehničke specifikacije

Napon: Krug i motor koriste zajedničko napajanje. To implicira da, jer je najviši radni napon LM324 je 32VDC, to isto postaje maksimalni napon dostupan za rad motora.

Trenutno: MOSFET IRFZ44 dizajniran je za 49A, a IRF4905 će moći nositi 74A. Unatoč tome, pločice PCB-a koje se protežu od MOSFET klinova do vijčane stezaljke mogu upravljati s oko 5A. To bi se moglo poboljšati lemljenjem dijelova bakrene žice preko staza PCB-a.

U tom slučaju pripazite da se MOSFET-ovi ne zagriju previše - ako se učine, bit će potrebni veći hladnjaci za postavljanje na ove uređaje.

LM324 Pinouts

Dvosmjerno upravljanje istosmjernim motorima korištenjem LM324

U osnovi, naći ćete 3 načina da prilagoditi brzinu jednosmjernih motora :

1. Korištenjem mehaniziranih zupčanika za postizanje idealnog ubrzanja: Ovaj je pristup često iznad i iznad pogodnosti većine entuzijasta koji vježbaju u kućnim radionicama.

dva. Smanjivanje napona motora kroz serijski otpornik. To sigurno može biti neučinkovito (snaga će se raspršiti u otporniku) i rezultirati smanjenjem okretnog momenta.

Struja koju troši motor također raste kako se povećava opterećenje motora. Povećana struja znači veći pad napona na serijskom otporniku, a time i pad napona za motor.

Tada se motor trudi povući još veću količinu struje, zbog čega se motor zaustavio.

3. Primjenom cjelokupnog napona napajanja na motor u kratkim impulsima: Ovom se metodom rješava učinak pada serije. To se naziva modulacijom širine impulsa (PWM) i strategija je pronađena u ovom krugu. Brzi impulsi omogućuju motoru da radi sporo produženi impulsi omogućuju brži rad motora.

KAKO FUNKCIJI (pogledajte shemu)

Krug se mogao podijeliti u četiri faze:

1. Upravljanje motorom - IC1: A
2. Generator valova trokuta - IC1: B
3. Usporednici napona - IC1: C i D
4. Motorni pogon - Q3-6

Krenimo s stupnjem vozača motora, usredotočenim na MOSFET-ove Q3-6. Samo nekoliko ovih MOSFET-ova ostaje u aktiviranom stanju u bilo kojem trenutku. Dok su Q3 i Q6 UKLJUČENI, struja se kreće kroz motor i uzrokuje njegovo okretanje u jednom smjeru.

Čim su Q4 i Q5 u radnom stanju, struja je obrnuta i motor se počinje okretati u suprotnom smjeru. IC1: C i IC1: D se bave time koji su MOSFET-ovi uključeni.

Opampi IC1: C i IC1: D ožičeni su kao usporednici napona. Referentni napon za ove opampe proizvodi otpornički razdjelnik napona R6, R7 i R8.

Primijetite da je referentni napon za IC1: D priključen na ulaz '+', ali za IC1: C povezan je s ulazom '-'.

To znači da se IC1: D aktivira naponom većim od referentnog, dok se IC1: C traži naponom nižim od referentnog. Opamp IC1: B je konfiguriran kao generator trokutastih valova i opskrbljuje aktivacijskim signalom odgovarajuće naponske usporedbe.

Frekvencija je približno inverzna vremenskoj konstanti R5 i C1 - 270Hz za korištene vrijednosti.

Smanjivanjem R5 ili C1 povećava se frekvencija, a povećanjem bilo kojeg od njih smanjit će se frekvencija. Izlazna razina od vrha do vrha vala trokuta mnogo je manja od razlike između dviju referenci napona.

Stoga je izuzetno teško istovremeno aktivirati obje usporedbe. Inače bi sva 4 MOSFET-a počela provoditi, što bi dovelo do kratkog spoja i uništilo ih sve.

Valni oblik trokuta strukturiran je oko istosmjernog napona. Povećavanjem ili smanjenjem pomaka napon na odgovarajući način mijenja položaj pulsa vala trokuta.

Prebacivanje vala trokuta prema gore omogućuje usporedbi IC1: D da se aktivira, a njegovo smanjenje rezultira uspoređivanjem IC1: C. Kada je razina napona vala trokuta u sredini dviju referentnih napona, tada se ne inducira niti jedan od komparatora. Napon istosmjernog pomaka regulira se pomoću potenciometra P1 preko IC1: A, koji je izveden kao sljednik napona.

To daje izvor napona male izlazne impedance, omogućujući da istosmjerni napon bude manje osjetljiv na utjecaj opterećenja IC1: B.

Kako se 'lonac' prebacuje, jednosmjerni napon pomaka počinje varirati, bilo prema gore ili dolje, ovisno o smjeru okretanja lonca. Dioda D3 predstavlja zaštitu za obrnuti polaritet za regulator.

Otpornik R15 i kondenzator C2 jednostavni su niskopropusni filtar. To je namijenjeno čišćenju svih skokova napona koje dovode MOSFET-ovi dok UKLJUČUJU napajanje motora.

Popis dijelova

2) Dvosmjerno upravljanje motorom pomoću IC 556

Upravljanje brzinom i dvosmjerno upravljanje istosmjernim motorima relativno je jednostavno izvesti. Za motore s neovisnim napajanjem, brzina je u principu linearna funkcija napona napajanja Motori s trajnim magnetom su podkategorija motora s neovisnim napajanjem i često se koriste u igračkama i modelima.

U ovom krugu napon napajanja motora varira se pomoću modulacije širine impulsa (PWM) koja osigurava dobru učinkovitost kao i relativno visok okretni moment pri malim brzinama motora. Pojedinačni upravljački napon između 0 i +10 V omogućuje okretanje broja okretaja motora i njegovo mijenjanje od nule do maksimuma u oba smjera.

Podesivi multivibrator IC postavljen je kao oscilator od 80 Hz i određuje frekvenciju PWM signala. Trenutni izvor T1 naplaćuje Ca. Pilasti napon na ovom kondenzatoru uspoređuje se s upravljačkim naponom u 1C2, koji emitira PWM signal u međuspremnik N1-Na ili NPN1. Motorski pokretač zasnovan na darlingtonu je mostni sklop sposoban za pogon opterećenja do 4 ampera, pod uvjetom da struja ulaska ostaje ispod 5 ampera, a dovoljno je hlađenja za tranzistore snage T1 -Ts. Diode D1, D5 pružaju zaštitu od induktivnih prenapona od motora Prekidač S1 omogućuje trenutno okretanje smjera motora.

IC 556 dvosmjerna kontrola brzine motora

Slike prototipa




Prethodno: Razumijevanje krugova pojačala Dalje: Kako povezati tranzistore (BJT) i MOSFET s Arduinom