Регулятор тока электродвигателя постоянного тока: Подборка схем регулятора оборотов двигателя постоянного тока

Подборка схем регулятора оборотов двигателя постоянного тока

Производить регулировку скорости вращения вала коллекторного электродвигателя, имеющего малую мощность, можно подсоединяя последовательно в электроцепь его питания резистор. Но данный вариант создает очень низкий КПД, и к тому же отсутствует возможность осуществлять плавное изменение скорости вращения.

Основное, что этот способ временами приводит к полной остановке электродвигателя при низком напряжении питания. Регулятор оборотов электродвигателя постоянного тока, описанные в данной статье, не имеют эти недостатки. Данные схемы можно с успехом применять и для изменения яркости свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Описание 4 схем регуляторов оборотов электродвигателя

Первая схема

На транзисторе VT1 (однопереходном) реализован генератор пилообразного напряжения (частота 150 Гц). Операционный усилитель DA1 играет роль компаратора, создающего ШИМ на базе транзистора VT2. В результате получается ШИМ регулятор оборотов двигателя.

Регулятор скорости вращения двигателя

ШИМ: 0%-99%, напряжение: 5…16 В, ток: 10A….

Регулятор оборотов коллекторного двигателя

Мощность: 400 Вт, обороты: 90-1400 об/мин, 220В/50Гц…

Изменяют скорость вращения переменным резистором R5, который меняет длительность импульсов. Так как, амплитуда ШИМ импульсов постоянна и равна напряжению питания электродвигателя, то он никогда не останавливается даже при очень малой скорости вращения.

Вторая схема

Она схожа с предыдущей, но в роли задающего генератора применен операционный усилитель DA1 (К140УД7).

Этот ОУ функционирует как генератор напряжения вырабатывающий импульсы треугольной формы и имеющий частоту 500 Гц. Переменным резистором R7 выставляют частоту вращения электродвигателя.

Третья схема

Она своеобразная, построена на она на популярном таймере NE555. Задающий генератор действует с частотой 500 Гц. Ширина импульсов, а следовательно, и частоту вращения двигателя возможно изменять от 2 % до 98 %.

Слабым местом во всех вышеприведенных схемах является, то что в них нет элемента стабилизации частоты вращения при увеличении или уменьшении нагрузки на валу двигателя постоянного тока. Разрешить эту проблему можно с помощью следующей схемы:

Как и большинство похожих регуляторов, схема этого регулятора имеет задающий генератор напряжения, вырабатывающий импульсы треугольной формы, частота которых 2 кГц. Вся специфика схемы — присутствие положительной обратной связи (ПОС) сквозь элементы R12,R11,VD1,C2, DA1.4, стабилизирующей частоту вращения вала электродвигателя при увеличении или уменьшении нагрузки.

При налаживании схемы с определенным двигателем, сопротивлением R12 выбирают такую глубину ПОС, при которой еще не случаются автоколебания частоты вращения при изменении нагрузки.

Детали регуляторов вращения электродвигателей

В данных схемах возможно применить следующие замены радиодеталей: транзистор КТ817Б — КТ815, КТ805; КТ117А возможно поменять КТ117Б-Г или 2N2646; Операционный усилитель К140УД7 на К140УД6, КР544УД1, ТL071, TL081; таймер NE555 — С555, КР1006ВИ1; микросхему TL074 — TL064, TL084, LM324.

При использовании более мощной нагрузки, ключевой транзистор КТ817 возможно поменять мощным полевым транзистором, например, IRF3905 или ему подобный.

Радиоаматор, 4/2008

Регулятор оборотов двигателя сверлильного станка

Предлагается рассмотреть вариант изготовления электронного регулятора оборотов для двигателя постоянного тока с рабочим напряжением 24 V.

Предлагаемая конструкция регулятора оборотов двигателя, предназначена для изменения скорости вращения инструмента на сверлильном станке, изготовление которого описано в заметке «Сверлильный станок – ромбоид». Однако это устройство возможно использовать для регулирования мощности и в других конструкциях.

Необходимость в регулировке оборотов инструмента вызвана следующими причинами. Изменение обрабатываемого материала, диаметра и вида инструмента требует изменения скорости резания. Например, сверление оргстекла или некоторых термопластичных пластмасс, на режимах оптимальных для сверления металла, приведет лишь к расплавлению обрабатываемого материала в зоне резания и налипанию его на сверло. Сверление, развертывание и зенковка одного и того же отверстия, также требует разных оборотов для качественной обработки поверхности. Увеличение диаметра сверла требует пропорционального уменьшения числа оборотов. Кроме того, иногда требуется реверс направления вращения инструмента. Для элементарного выполнения этих условий предлагается изготовить электронный регулятор оборотов.

Изготовление регулятора оборотов двигателя.

1. Исходные данные.
В рассматриваемом примере, на сверлильном станке используется электродвигатель постоянного тока на 24 Вольта (0,7А).

Для работы этого электродвигателя нужен соответствующий источник питания.

Необходимое для работы двигателя напряжение и ток может обеспечить трансформатор кадровой развертки ТВК-110Л-1, взятый из старого телевизора. Он имеет небольшие габариты и массу (ШЛ 20 х 32) и с вторичной обмотки способен выдать ток 1 A с напряжением 22…24 V. При этом выпрямленное напряжение будет около 30 V, но с ростом потребляемого тока выходное напряжение будет несколько снижаться.

2. Изготовление выпрямителя.
Так как при возможном резком торможении обрабатывающего инструмента, вероятны скачки потребляемого двигателем тока до 1,5…2,0 А, для изготовляемого выпрямителя необходимо использовать диоды с запасом по предельному току. Желательно применить диоды с рабочим напряжением более 30V и предельным током более 2,0А.

В рассматриваемом варианте регулятора использованы, оптимальные из имеющихся под рукой, диоды КД202Д (200V — 5,0А).
Из выбранных диодов соберем мостовой выпрямитель и подключим его к вторичной обмотке трансформатора. Запитаем трансформатор от сети и проверим выходное напряжение.

3. Изготовление корпуса для устройства.
Пришло время для размещения электрической части регулятора оборотов. Возможны следующие варианты исполнения. В отдельном независимом от станка корпусе, в установленном постоянно на станке корпусе, а также встроенном в конструкцию станка (например, в столе станка).

Так как предлагаемая конструкция является регулятором мощности для различных устройств, то с учетом перспектив его возможного дальнейшего применения целесообразно изготовить это устройство в отдельном мобильном корпусе. Изготовление или приобретение подходящего корпуса будет зависеть от Ваших пожеланий и возможностей. Как вариант, в рассматриваемой конструкции использован пластмассовый флакон от химикатов с габаритными размерами 90 х 70 х 90 мм.

У емкости частично срезана верхняя часть. Образовавшееся окно закрывается декоративной панелью изготовленной из металлического листа толщиной 0,4 мм. Ребра, образованные после гибки с трех сторон полочек на заготовке, придают панели достаточную для работы жесткость. При установке в конструкцию, панель также дает корпусу дополнительную прочность. На панели устанавливается розетка для выходного напряжения, регулятор мощности, плата с электронной схемой (снизу).
По размерам окна в корпусе, из универсальной монтажной платы, вырезается рабочая плата для размещения электронной схемы регулятора.

4. Электрическая схема регулятора.
В интернете можно найти много вариантов схем для регулирования оборотов двигателя постоянного тока. Наиболее простые и стабильные в работе схемы выполнены на основе таймера NE555. Они требуют минимум компонентов, практически не нуждаются в настройке и быстро собираются. Поэтому не будем стремиться к оригинальности, выполним электронный регулятор оборотов на базе отработанной схемы генератора с таймером NE555, по рисунку приведенному ниже.

Схема регулятора выполнена на базе DA1 — импортном интегральном таймере NE555 (отечественный аналог — КР1006ВИ1). Конструкция таймера представляет собой многофункциональную интегральную микросхему (ИМС). Она часто применяется в различных устройствах (электроника, вычислительная техника, автоматика). Основным назначением этого таймера, является генерирование импульсов с большим диапазоном периода повторения (от микросекунд до нескольких часов).

Приведенная схема регулятора на таймере NE555, позволяет управлять оборотами электродвигателя с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В этом методе, напряжение питания на двигатель подается в виде импульсов с постоянной частотой следования, но при этом их длительностью (шириной импульса) можно управлять. При этом способе регулирования, передаваемая мощность и скорость вращения двигателя будут пропорциональны длительности импульсов (коэффициенту заполнения ШИМ сигнала — отношению длительности импульса к его периоду).
Принцип работы генератора ШИМ сигнала на таймере NE555 многократно и подробно описан в соответствующих публикациях, с чем можно ознакомиться в интернете.

Генератор регулятора работает на частоте около 500 Гц. Его частота зависит от емкости конденсатора С1. Длительность импульса будем регулировать переменным резистором R2. Сигналы с выхода генератора ШИМ сигнала, через усилитель тока на транзисторе VT1 управляют электродвигателем станка. Увеличивая ширину положительного импульса поступающего на базу транзистора VT1, мы увеличиваем мощность поступающую на двигатель постоянного тока, и наоборот. Длительность импульсов, следовательно и частоту вращения двигателя можно изменять в пределах от 0 до 95…98%.

Реверс направления вращения инструмента можно выполнить с помощью тумблера установленного на панели. Но для упрощения конструкции, эта функция выполняется поворотом вилки (сменой полюсов) в розетке на панели.

Вместо составного n-p-n транзистора КТ 829А можно применить полевой транзистор или оптрон соответствующей мощности.
Регулятор будет питаться от сети 220 В и иметь регулируемый по мощности выход на 24 В. Напряжение питания таймера NE555 должно быть в диапазоне 5…16 В, в схеме он будет работать от стабилизированного напряжения 12В. Данная схема регулятора может работать и от другого источника питания в пределах 24…30 В.

5. Комплектация устройства.
Комплектуем устройство деталями согласно приведенной схеме. Выходной транзистор VT1 и стабилизатор VR1 устанавливаем на небольшие радиаторы. В приведенной конструкции они изготовлены из алюминиевого уголка.

6. Проверка работы схемы генератора.
В интернете размещено много похожих вариантов схемы генератора на таймере NE555, но номиналы деталей в разных схемах отличаются в десятки и сотни раз. Поэтому, для упрощения изготовления и отладки работающей схемы, желательно предварительно собрать ее на универсальной монтажной плате.

Собираем схему генератора. К выходу таймера (выв.3) подключаем базу n-p-n транзистора КТ315. В цепь его коллектора включаем индикаторный светодиод через ограничительный резистор 1кОм. Эмиттер подключаем на минус схемы. Запитываем схему генератора от стабилизированного источника питания 12В. Подбирая номиналы деталей, контролируем правильность работы генератора по свечению светодиода.

Контрольный светодиод можно установить и непосредственно к выходу таймера (выв.3), но следует учитывать, что таймер NE555 имеет выходной ток до 200 мА. Близкий отечественный аналог КР1006ВИ1 допускает выходной ток до 100 мА.

7. Монтаж схемы регулятора оборотов.
Выполняем компоновку платы — размещаем детали на радиаторах, переменный резистор управления оборотами, электролитические конденсаторы. Сверлим отверстия в плате под крепеж деталей и крепление платы к панели устройства. Выполняем монтаж схемы регулятора на рабочую плату.



8. Сборка регулятора оборотов двигателя.
Собираем все узлы регулятора оборотов. Закрепляем плату на панели устройства, используя прокладку из тонкого текстолита для изоляции контактов платы от металлической панели. Выход регулятора присоединяем к розетке расположенной на панели. Также к ее клеммам, в обратном направлении, припаиваем диод VD3. Он будет гасить импульсы самоиндукции обмотки электродвигателя. Этот диод должен выдерживать рабочее напряжение и ток, не менее двух раз превышающие рабочие характеристики двигателя.

Роль индикатора работы регулятора будет выполнять один элемент светодиодной ленты LED1, на напряжение 12В. Разместим (приклеим) его на плечо подвески двигателя, над сверлильным патроном, для одновременной с индикацией подсветки зоны обработки.

9. Доработка конструкции сверлильного станка.
Работа на изготовленном станке показала необходимость в некоторых доработках его конструкции.

Под винт фиксации по высоте установлена дополнительная пластина, позволяющая распределить давление зажима на большую площадь, исключить заклинивания и облегчить скольжение основания подвески по стойке станка.

По предложению комментатора о контроле оптимального положения инструмента относительно обрабатываемой детали, изготовлен и установлен регулируемый упор. Он устанавливается наверху основания подвески и служит упором для верхнего рычага подвески. Упор настраивается так, чтобы сверлильный патрон и рычаги подвески не могли опуститься ниже 2-х мм от нулевой линии. В положении на упоре, сверло устанавливается в патроне, до касания столика станка. Так оно автоматически будет работать в оптимальной зоне 4мм, с минимальным боковым смещением 0,01мм.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Мощный ШИМ регулятор своими руками

Приветствую, Самоделкины!
Совсем недавно Роману, автору YouTube канала «Open Frime TV», понадобился мощный ШИМ-регулятор. Начались поиски и проверки разных схем. В итоге он остановился на данном варианте:

Автор уже не однократно снимал ролики про шим-регуляторы, но на момент их создания не особо разбирался в схемотехнике, да и не было оборудования для того, чтобы полностью протестировать получившиеся устройства.

Теперь же у автора появился осциллограф, с помощью которого можно увидеть все косяки.

Давайте разберемся в ошибках, чтобы в дальнейшем их не допускать. Самая важная ошибка — это непонимание принципа работы полевого транзистора. Те, кто не первый год занимается электроникой знают, что для открытия полевика нужно не только напряжение, но некий ток.


Это же касается и закрытия. Если этого тока недостаточно, то транзистор будет медленнее открываться и, следовательно, сильнее греться.

Нагрев мосфетов в ключевом режиме появляется именно в моменты переключения, и чем быстрее мы будем коммутировать транзистор, тем меньше он будет нагреваться. Большинство новичков этого не знают и поэтому, в некоторых схемах, силовой транзистор довольно сильно нагревается. У автора было точно также и на тот момент ему было непонятно почему так происходит.

Думаю, все кто искал схему шим-регулятора, натыкались на вариант с микросхемой ne555 и кучей транзисторов, но стоит заглянуть в ее datasheet и мы увидим максимальный выходной ток 200 мА.


Этого тока явно недостаточно для корректной работы устройства. Как же тогда собрать отличный шим-регулятор и уменьшить его нагрев? Все очень просто, необходимо на выход управляющей микросхемы поставить драйвер, который сможет обеспечить достаточный ток для открытия и закрытия мосфетов.

На осциллограммах четко видно, как переключается транзистор без драйвера и когда он есть. Тут даже невооруженным взглядом можно увидеть преимущества драйвера.


Теперь давайте взглянем на схему устройства:

Как видим, в качестве задающий микросхемы, автор применил TL494. Почему именно ее? Да потому, что она очень популярна и легка в настройке.

Автор также пробовал собирать ШИМ на Uc3843, но там есть свои особенности, которые затрудняют сборку. Делал и на 555-ой, но больше всего приглянулась именно 494-ая. В нее можно без особых проблем добавить ограничитель тока, но это уже будете делать под ваши нужды.

Теперь пару слов про работу схемы. TL494 генерирует прямоугольные импульсы, частота которых задается с помощью вот этого конденсатора и резистора:


Потом эти импульсы усиливаются драйвером и поступают на затворы транзисторов.


У каждого транзистора на затворе свой резистор. Это сделано с целью убрать звон при закрытии.

Так как это полевые транзисторы, то при параллельном включении им не нужны токоограничивающие резисторы, что повышает КПД схемы. Также на схеме можем видеть 2 входных напряжения.

Это сделано с целью расширения пределов работы самого шим-регулятора. Если входное напряжение находится в районе 13-30В, то можно установить перемычку и питать схему одним напряжением.

Также нужно сказать пару слов про транзисторы.

IRFZ44N рассчитан на напряжение 50В.

Если вам нужно управлять более высоким напряжением, то необходимо заменить транзисторы под ваши параметры. К примеру, IRF540 рассчитаны уже на напряжение 100В.

Со схемой закончили, рассмотрим печатную плату.

Тут в глаза бросаются силовые дорожки. Они не очень большие, но все компенсируется после сборки устройства. Их придется пропаять медным проводом для повышения токопроводимости. Это будет лучшим решением, так как делать саму дорожку еще больше нету смысла, она имеет маленькое сечение и не сможет провести большой ток.

С платой тоже разобрались. Давайте ее соберем. Это не составит трудностей, деталей немного и сложность минимальная.
э


С обратной стороны пропаяли силовые дорожки. Теперь необходимо установить транзисторы на радиатор, вы же не думаете, что мы полностью избавились от нагрева.


При установке можно не использовать изолирующие подложки, так как транзисторы включены параллельно.

С таким радиатором можно коммутировать токи до 20А. При б0льших токах требуется б0льший радиатор.

Ну и в конце можно производить тесты. Подаем напряжение на схему (в данном случае оно составляет 28В) и производим включение.

Для начала подключаем 2 лампы накаливания мощностью 100Вт, рассчитанные на напряжение 36В.


Но это такое, детский сад, схема справляется на раз-два. Теперь можно взять нагрузку помощнее, к примеру, вот такую нихромовую спираль.

Как видим ток идет довольно таки большой, но схема держится молодцом. Саму плату автор собирал одному человеку для мощного двигателя постоянного тока. Пока жалоб не было, поэтому можно советовать ее к повторению. Ну а на этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:

Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

изменение скорости вращения и схемы на тиристорах

При пуске электродвигателя происходит превышение потребления тока в 7 раз, что способствует преждевременному выходу из строя электрической и механической частей мотора. Для предотвращения этого следует применять регулятор оборотов электродвигателя. Существует много моделей заводского плана, но для того чтобы сделать такое устройство самостоятельно, необходимо знать принцип действия электродвигателя и способы регулирования оборотов ротора.

Общие сведения

Электродвигатели переменного тока получили широкое распространение во многих сферах жизнедеятельности человека, а именно – модели асинхронного типа. Основное назначение двигателя как электрической машины — трансформация электрической энергии в механическую. Асинхронный в переводе означает неодновременный, так как частота вращения ротора отличается от частоты переменного напряжения (U) в статоре. Существует две разновидности асинхронных двигателей по типу питания:

1. Однофазные.
2. Трехфазные.

Однофазные применяются для домашних бытовых нужд, а трехфазные используются на производстве. В трехфазных асинхронных двигателях (далее ТАД) используются два вида роторов:

• замкнутые;
• фазные.

Замкнутые составляют около 95% от всех применяемых двигателей и обладают значительной мощностью (от 250 Вт и выше). Фазный тип конструктивно отличается от АД, но применяется достаточно редко по сравнению с первым. Ротор представляет собой стальную фигуру цилиндрической формы, которая помещается внутрь статора, причем на его поверхность напрессован сердечник.

Короткозамкнутый и фазный роторы

Впаянные или залитые в поверхность сердечника и накоротко замкнутые с торцов двумя кольцами высокопроводящие медные (для машин большой мощности) или алюминиевые стержни (для машин меньшей мощности) играют роль электромагнитов с полюсами, обращенными к статору. Стержни обмотки не имеют какой-либо изоляции, так как напряжение в такой обмотке нулевое.

Более часто используемый для стержней двигателей средней мощности алюминий отличается малой плотностью и высокой электропроводностью.

Для уменьшения высших гармоник электродвижущей силы (ЭДС) и исключения пульсации магнитного поля стержни ротора имеют определенным образом рассчитанный угол наклона относительно оси вращения. Если используется электромотор маленькой мощности, то пазы представляют собой закрытые конструкции, которые отделяют ротор от зазора с целью увеличения индуктивной составляющей сопротивления.

Ротор в виде фазного исполнения или типа характеризуются обмоткой, концы ее соединены по типу «звезда» и присоединены к контактным кольцам (на валу), по которым скользят графитовые щетки. Для устранения вихревых токов поверхность обмоток покрывается оксидной пленкой. Кроме того, в цепь обмотки ротора добавляется резистор, позволяющий изменять активное сопротивление (R) роторной цепи для уменьшения значений пусковых токов (Iп). Пусковые токи отрицательно влияют на электрическую и механическую части электромотора. Переменные резисторы, используемые для регулирования Iп:

1. Металлические или ступенчатые с ручным переключением.
2. Жидкостные (за счет погружения на глубину электродов).

Щетки, выполненные из графита, изнашиваются, и некоторые модели оборудованы короткозамкнутым конструктивным исполнением, которое поднимает щетки и замыкает кольца после запуска мотора. АД с фазным ротором являются более гибкими в плане регулирования Iп.

Конструктивные особенности

Асинхронный двигатель не имеет выраженных полюсов в отличие от электромотора постоянного тока. Число полюсов определяется количеством катушек в обмотках неподвижной части (статор) и способом соединения. В асинхронной машине с 4-мя катушками проходит магнитный поток. Статор выполняется из листов спецстали (электротехническая сталь), сводящих к нулю вихревые токи, при которых происходит значительный нагрев обмоток. Он приводит к массовому межвитковому замыканию.

Железняк или сердечник ротора напрессовывается непосредственно на вал. Между ротором и статором существует минимальный воздушный зазор. Обмотка ротора выполняется в виде «беличьей клетки» и сделана из медных или алюминиевых стержней.

В электромоторах мощностью до 100 кВт применяется алюминий, обладающий незначительной плотностью – для заливки в пазы сердечника ротора. Но несмотря на такое устройство, двигатели этого типа греются. Для решения этой проблемы используются вентиляторы для принудительного охлаждения, которые насаживаются на вал. Эти двигатели просты и надежны. Однако двигатели потребляют при пуске большой ток, в 7 раз больше номинального. Из-за этого они имеют низкий пусковой момент, так как большая часть энергии электричества идет на нагрев обмоток.

Электромоторы, у которых повышенный момент пуска, отличаются от обыкновенных асинхронных конструкцией ротора. Ротор изготавливается в виде двойной «беличьей клетки». Эти модели имеют сходство с фазными типами изготовления ротора. Он состоит из внутренней и наружной «беличьих клеток», причем наружная является пусковой и обладает большим активным и малым реактивным R. Наружная обладает незначительным активным и высоким реактивным R. При увеличении частоты вращения I переключается на внутреннюю клетку и работает в виде короткозамкнутого ротора.

Принцип работы

При протекании I по статорной обмотке в каждой из них создается магнитный поток (Ф). Эти Ф сдвинуты на 120 градусов относительно друг друга. Полученный Ф является вращающимся, создающим электродвижущую силу (ЭДС) в алюминиевых или медных проводниках. В результате этого и создается пусковой магнитный момент электромотора, и ротор начинает вращаться. Этот процесс называется еще в некоторых источниках скольжением (S), показывающим разность частоты n1 электромагнитного поля стартера, которое становится больше, чем частота, полученная при вращении ротора n2. Вычисляется в процентах и имеет вид: S = ((n1-n2)/n1) * 100%.

Значение S при начальном старте электромотора равно примерно 1, но при возрастании значений n2 становится меньше. В этот момент I в роторе уменьшается, следовательно, и ЭДС становится меньше номиналом. При холостом ходе S минимально, но при увеличении момента статического взаимодействия ротора и статора эта величина достигает критического значения. Если выполняется неравенство: S > Sкр, то мотор работает нормально, однако при превышении значения Sкр он может «опрокинуться». Опрокидывание вызывает нестабильную работу, но с течением времени исчезает.

Методы настройки оборотов

Для предотвращения отрицательного влияния во время пуска нужно уменьшить обороты электродвигателя 220 в или 380 в. Существует несколько способов достижения этой цели:

1. Изменение значения R цепи ротора.
2. Изменение U в обмотке статора.
3. Изменение частоты U.
4. Переключение полюсов.

При изменении значения R роторной части при помощи дополнительных резисторов приводит к снижению частоты вращения, но в результате этого уменьшается мощность. Следовательно, получается значительная потеря электроэнергии. Этот тип регулирования следует применять для фазного ротора.

При изменении значений U на статорной катушке возможно механическое или электрическое управление частотой вращения ротора. В этом случае используется регулятор U. Использование такого способа позволяет применять его только при вентиляторном характере нагрузки (например, регулятор оборотов вентилятора 220в). Для всех остальных случаев применяют трехфазные автоматические трансформаторы, позволяющие плавно изменять значения U, или тиристорные регуляторы.

Исходя из формулы зависимости частоты вращения от частоты питающего U можно производить регулирование количества оборотов ротора. Частота вращающегося магнитного поля статора вычисляется по формуле: Nст = 60 * f /p (f – частота тока питающей сети, p – число пар полюсов). Этот способ обеспечивает возможность плавного регулирования частоты вращения роторной части. Для получения высокого коэффициента полезного действия нужно изменять частоту и U. Этот способ является оптимальным для двигателей с короткозамкнутым ротором, так как потери мощности минимальны. Существует два метода изменения количества пар полюсов:

1. В статор (в пазы) нужно уложить 2 обмотки с различным числом p.
2. Обмотка состоит из двух частей, соединенных параллельно или последовательно.

Основным недостатком этого метода является поддержание ступенчатого характера изменения частоты электромотора с короткозамкнутым ротором.

Виды и критерии выбора

Для выбора регулятора нужно руководствоваться определенными характеристиками для конкретного случая. Среди всех критериев можно выбрать следующие:

1. По типу управления. Для двигателей коллекторного типа применяются регуляторы с векторной или скалярной системой управления.
2. Мощность является основным параметром, от которого нужно отталкиваться.
3. По диапазону U.
4. По диапазону частот. Нужно выбирать модель, которая соответствует требованиям пользователя для конкретного случая.
5. Прочие характеристики, в которые включены гарантия, габариты, комплектация.

Кроме того, регулятор подбирается мощнее, чем сам электродвигатель по формуле: Pрег = 1,3 * Pдвиг (Pрег, Pдвиг — мощность регулятора и двигателя соответственно). Его нужно выбирать на разные диапазоны U, так как универсальность играет важную роль.

Устройство на тиристорах

В этой модели, представленной на схеме 1, применяются 2 тиристора, включенных встречно-параллельно, хотя их можно заменить одним симистором.

Схема 1 – Тиристорная регулировка оборотов коллекторного двигателя без потери мощности.

Эта схема производит регулирование с помощью открытия или закрытия тиристоров (симистора) при фазовом переходе через нейтраль. Для корректного управления коллекторным двигателем применяют следующие способы модификации схемы 1:

1. Установка защитных LRC-цепей, состоящих из конденсаторов, резисторов и дросселей.
2. Добавление на входе емкости.
3. Использование тиристоров или симистора, ток которых превышает номинальное значение силы тока двигателя в диапазоне от 3..8 раз.

Этот тип регуляторов имеет достоинства и недостатки. К первым относятся низкая стоимость, маленький вес и габариты. Ко вторым следует отнести следующие:

• применение для моторов небольшой мощности;
• происходит шум и рывки мотора;
• при использовании схемы на симисторах происходит попадание постоянного U на двигатель.

Этот тип регулятора ставится в вентиляторы, кондиционеры, стиральные машины и электродрели . Отлично выполняет свои функции, несмотря на недостатки.

Транзисторный тип

Еще одним названием регулятора транзисторного типа является автотрансформатор или ШИМ-регулятор (схема 2). Он изменяет номинал U по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ) при помощи выходного каскада, в котором применяются транзисторы типа IGBT.

Схема 2 – Транзисторный ШИМ-регулятор оборотов.

Коммутация транзисторов происходит с высокой частотой и благодаря этому можно изменить ширину импульсов. Следовательно, при этом изменится и значение U. Чем длиннее импульс и короче паузы, тем выше значение U и наоборот. Положительные аспекты применения этой разновидности следующие:

1. Незначительный вес прибора при низких габаритах.
2. Довольно низкая стоимость.
3. При низких оборотах отсутствие шума.
4. Управление за счет низких значений U (0..12 В).

Основной недостаток применения заключается в том, что расстояние до электромотора должно быть не более 4 метров.

Регулирование за счет частоты

Регулирование оборотов моторов различных типов за счет частоты получило широкое применение. Частотное преобразование занимает лидирующую позицию на рынке сбыта устройств-регуляторов оборотов и осуществления плавного пуска. Благодаря своей универсальности возможно влиять на мощность, производительность и скорость любого устройства с электродвигателем. Эти устройства применяются для однофазных и трехфазных двигателей. Применяются такие виды частотных преобразователей:

1. Специализированные однофазные.
2. Трехфазные без конденсатора.

Для регулирования оборотов используется конденсатор, включенный с обмотками однофазного двигателя (схема 3). Этот преобразователь частоты (ПЧ) имеет емкостное R, которое зависит от частоты протекающего переменного тока. Выходной каскад такого ПЧ выполнен на IGBT-транзисторах.

Схема 3 – Частотный регулятор оборотов.

У специализированного ПЧ есть свои преимущества и недостатки. Преимуществами являются следующие:

1. Управление АД без участия человека.
2. Стабильность.
3. Дополнительные возможности.

Существует возможность управлять работой электромотора при определенных условиях, а также защита от перегрузок и токов КЗ. Кроме того, возможно расширять функционал при помощи подключения цифровых датчиков, мониторинга параметров работы и использования PID-регулятора. К минусам можно отнести ограничения при управлении частотой и довольно высокую стоимость.

Для трехфазных АД применяются также устройства регулирования частоты (схема 4). Регулятор имеет на выходе три фазы для подключения электромотора.

Схема 4 – ПЧ для трехфазного двигателя.

У этого варианта тоже есть свои сильные и слабые стороны. К первым можно отнести следующие: низкую стоимость, выбор мощности, широкий диапазон частотной регуляции, а также все преимущества однофазных преобразователей частоты. Среди всех отрицательных сторон можно выделить основные: предварительный подбор и нагрев при пуске.

Изготовление своими руками

Если нет возможности, а также желания приобретать регулятор заводского типа, то можно собрать его своими руками. Хотя регуляторы типа ” tda1085 ” зарекомендовали себя очень хорошо. Для этого нужно детально ознакомиться с теорией и приступить к практике. Очень популярны схемы симисторного исполнения, в частности регулятор оборотов асинхронного двигателя 220в (схема 5). Сделать его несложно. Он собирается на симисторе ВТ138, хорошо подходящем для этих целей.

Схема 5 – Простой регулятор оборотов на симисторе.

Этот регулятор может быть использован и для регулировки оборотов двигателя постоянного тока 12 вольт, так как является довольно простым и универсальным. Обороты регулируются благодаря изменению параметров Р1, определяющему фазу входящего сигнала, который открывает переход симистора.

Принцип работы прост. При запуске двигателя происходит его затормаживание, индуктивность изменятся в меньшую сторону и способствует увеличению U в цепи “R2–>P1–>C2”. При разряде С2 симистор открывается в течение некоторого времени.

Существует еще одна схема. Она работает немного по-другому: путем обеспечения хода энергии обратного типа, которое является оптимально выгодным. В схему включен довольно мощный тиристор.

Схема 6 – Устройство тиристорного регулятора.

Схема состоит из генератора сигнала управления, усилителя, тиристора и участка цепи, выполняющего функции стабилизатора вращения ротора.

Наиболее универсальной схемой является регулятор на симисторе и динисторе (схема 7). Он способен плавно убавить скорость вращения вала, задать реверс двигателю (изменить направление вращения) и понизить пусковой ток.

Принцип работы схемы:

1. С1 заряжается до U пробоя динистора D1 через R2.
2. D1 при пробитии открывает переход симистора D2, который отвечает за управление нагрузкой.

​Напряжение при нагрузке прямо пропорционально зависит от частотной составляющей при открытии D2, зависящего от R2. Схема применяется в пылесосах. Она содержит универсальное электронное управление, а также способность простого подключения питания 380 В. Все детали следует расположить на печатной плате, изготовленной по лазерно-утюжной технологии (ЛУТ). Подробно с этой технологии изготовления плат можно ознакомиться в интернете.

Таким образом, при выборе регулятора оборотов электродвигателя возможна покупка заводского или изготовление своими руками. Самодельный регулятор сделать достаточно просто, так как при понимании принципа действия устройства можно с легкостью собрать его. Кроме того, следует соблюдать правила безопасности при осуществлении монтажа деталей и при работе с электричеством.

Мощный ШИМ регулятор

Очередное электронное устройство широкого применения.
Представляет собой мощный ШИМ (PWM) регулятор с плавным ручным управлением. Работает на постоянном напряжении 10-50V (лучше не выходить за диапазон 12-40V) и подходит для регулирования мощности различных потребителей (лампы, светодиоды, двигатели, нагреватели) с максимальным током потребления 40А.

Прислали в стандартном мягком конверте


Корпус скрепляется на защёлках, которые легко ломаются, поэтому вскрывать аккуратно.

Внутри плата и снятая ручка регулятора

Печатная плата — двусторонний стеклотекстолит, пайка и монтаж аккуратные. Подключение через мощный клеммник.


Вентиляционные прорези в корпусе малоэффективны, т.к. почти полностью перекрываются печатной платой.

В собранном виде выглядит примерно так

Реальные размеры чуть больше заявленных: 123x55x40мм

Принципиальная электрическая схема устройства

Заявленная частота ШИМ 12kHz. Реальная частота изменяется в диапазоне 12-13kHz при регулировании выходной мощности.
При необходимости, частоту работы ШИМ можно уменьшить, подпаяв нужный конденсатор параллельно С5 (исходная ёмкость 1nF). Увеличивать частоту нежелательно, т.к. увеличатся коммутационные потери.
Переменный резистор имеет встроенный выключатель в крайнем левом положении, позволяющий отключать устройство. Также на плате расположен красный светодиод, горящий в рабочем состоянии регулятора.
С микросхемы ШИМ контроллера маркировка зачем-то старательно затёрта, хотя нетрудно догадаться, что стоит аналог NE555 🙂
Диапазон регулирования близок к заявленным 5-100%
Элемент CW1 похож на стабилизатор тока в корпусе диода, но точно не уверен…
Как и на большинстве регуляторов мощности, регулирование осуществляется по минусовому проводнику. Защита от КЗ отсутствует.
На мосфетах и диодной сборке маркировка изначально отсутствует, они стоят на индивидуальных радиаторах с термопастой.
Регулятор может работать на индуктивную нагрузку, т.к. на выходе стоит сборка защитных диодов Шоттки, подавляющая ЭДС самоиндукции.
Проверка током 20А показала, что радиаторы греются незначительно и могут вытянуть больше, предположительно до 30А. Измеренное суммарное сопротивление открытых каналов полевиков всего 0,002 Ом (падает 0,04В на токе 20А).
Если снизить частоту ШИМ, вытянут все заявленные 40А. Жаль проверить не смогу…

Выводы можете сделать сами, мне устройство понравилось 🙂

Цифровой ШИМ регулятор оборотов коллекторного двигателя.

Еще один обзор на тему всяких вещей для самоделок. На этот раз я расскажу о цифровом регуляторе оборотов. Вещица по своему интересная, но хотелось большего.
Кому интересно, читайте дальше 🙂

Имея в хозяйстве некоторые низковольтные устройства типа небольшой шлифовальной машинки и т.п. я захотел немного увеличить их функциональный и эстетический вид. Правда это не получилось, хотя я надеюсь все таки добиться своего, возможно в другой раз, на за саму вещицу расскажу сегодня.
Производитель данного регулятора фирма Maitech, вернее именно это название часто встречается на всяких платках и блочках для самоделок, хотя сайт этой фирмы почему то мне не попался.

Из-за того, что я не сделал в итоге то, что хотел, обзор будет короче обычного, но начну как всегда с того, как это продается и присылается.
В конверте лежал обычный пакетик с защелкой.

В комплекте только регулятор с переменным резистором и кнопкой, жесткой упаковки и инструкции нет, но доехало все целым и без повреждений.

Сзади присутствует наклейка, заменяющая инструкцию. В принципе большего для такого устройства и не требуется.
Указан рабочий диапазон напряжения 6-30 Вольт и максимальный ток в 8 Ампер.

Внешний вид весьма неплох, темное «стекло», темно-серый пластик корпуса, в выключенном состоянии кажется вообще черным. По внешнему виду зачет, придраться не к чему. Спереди была приклеена транспортировочная пленка.
Установочные размеры устройства:
Длина 72мм ( минимальное отверстие в корпусе 75мм), ширина 40мм, глубина без учета передней панели 23мм (с передней панелью 24мм).
Размеры передней панели:
Длина 42.5, мм ширина 80мм

Переменный резистор идет в комплекте с ручкой, ручка конечно грубовата, но для применения вполне сойдет.
Сопротивление резистора 100КОм, зависимость регулировки — линейная.
Как потом выяснилось, 100КОм сопротивление дает глюк. При питании от импульсного БП невозможно выставить стабильные показания, сказывается наводка на провода к переменному резистору, из-за чего показания скачут +\- 2 знака, но ладно бы скакали, вместе с этим скачут обороты двигателя.
Сопротивление резистора высокое, ток маленький и провода собирают все помехи вокруг.
При питании от линейного БП такая проблема отсутствует полностью.
Длина проводов к резистору и кнопке около 180мм.

Кнопка, ну тут ничего особенного. Контакты нормально открытые, установочный диаметр 16мм, длина 24мм, подсветки нет.
Кнопка выключает двигатель.
Т.е. при подаче питания индикатор включается, двигатель запускается, нажатие на кнопку его выключает, второе нажатие включает опять.
Когда двигатель выключен то индикатор так же не светится.

Под крышкой находится плата устройства.
На клеммы выведены контакты питания и подключения двигателя.
Плюсовые контакты разъема соединены вместе, силовой ключ коммутирует минусовой провод двигателя.
Подключение переменного резистора и кнопки разъемное.
На вид все аккуратно. Выводы конденсатора немного кривоваты, но я думаю что это можно простить 🙂

Дальнейшую разборку я спрячу под спойлер.

Подробнее

Индикатор довольно большой, высота цифры 14мм.
Размеры платы 69х37мм.

Плата собрана аккуратно, около контактов индикатора присутствуют следы флюса, но в целом плата чистая.
На плате присутствуют: диод для защиты от переполюсовки, стабилизатор 5 Вольт, микроконтроллер, конденсатор 470мкФ 35 Вольт, силовые элементы под небольшим радиатором.
Так же видны места под установку дополнительных разъемов, назначение их непонятно.

Набросал небольшую блок-схему, просто для примерного понимания что и как коммутируется и как подключается. Переменный резистор так и включен одной ногой к 5 Вольт, второй на землю. потому его можно спокойно заменить на более низкий номинал. На схеме нет подключений к нераспаянному разъему.

В устройстве использован микроконтроллер 8s003f3p6 производства STMicroelectronics.
Насколько мне известно, этот микроконтроллер используется в довольно большом количестве разных устройств, например ампервольтметрах.

Стабилизатор питания 78M05, при работе на максимальном входном напряжении нагревается, но не очень сильно.

Часть тепла от силовых элементов отводится на медные полигоны платы, слева видно большое количество переходов с одной стороны платы на другую, что помогает отводить тепло.
Так же тепло отводится при помощи небольшого радиатора, который прижат к силовым элементам сверху. Такое размещение радиатора кажется мне несколько сомнительным, так как тепло отводится через пластмассу корпуса и такой радиатор помогает несильно.
Паста между силовыми элементами и радиатором отсутствует, рекомендую снять радиатор и промазать пастой, хоть немного но станет лучше.

В силовой части применен транзистор IRLR7843, сопротивление канала 3.3мОм, максимальный ток 161 Ампер, но максимальное напряжение всего 30 Вольт, потому я бы рекомендовал ограничивать входное на уровне 25-27 Вольт. При работе на околомаксимальных токах присутствует небольшой нагрев.
Так же рядом расположен диод, который гасит выбросы тока от самоиндукции двигателя.
Здесь применен STPS1045 10 Ампер, 45 Вольт. К диоду вопросов нет.

Первое включение. Так получилось, что испытания я проводил еще до снятия защитной пленки, потому на этих фото она еще есть.
Индикатор контрастный, в меру яркий, читается отлично.

Сначала я решил попробовать на мелких нагрузках и получил первое разочарование.
Нет, претензий к производителю и магазину у меня нет, просто я надеялся, что в таком относительно недешевом устройстве будет присутствовать стабилизация оборотов двигателя.
Увы, это просто регулируемый ШИМ, на индикаторе отображается % заполнения от 0 до 100%.
Мелкого двигателя регулятор даже не заметил, дня него это совсем смешной ток нагрузки 🙂

Внимательные читатели наверняка обратили внимание на сечение проводов, которыми я подключил питание к регулятору.
Да, дальше я решил подойти к вопросу более глобально и подключил более мощный двигатель.
Он конечно заметно мощнее регулятора, но на холостом ходу его ток около 5 Ампер, что позволило проверить регулятор на режимах более приближенных к максимальным.
Регулятор вел себя отлично, кстати я забыл указать что при включении регулятор плавно увеличивает заполнение ШИМ от нуля до установленного значения обеспечивая плавный разгон, на индикаторе при этом сразу показывается установленное значение, а не как на частотных приводах, где отображается реальное текущее.
Регулятор не вышел из строя, немного нагрелся, но не критично.

Так как регулятор импульсный, то я решил просто ради интереса потыкаться осциллографом и посмотреть что происходит на затворе силового транзистора в разных режимах.
Частота работы ШИМа около 15 КГц и не меняется в процессе работы. Двигатель заводится примерно при 10% заполнения.

Изначально я планировал поставить регулятор в свой старый (скорее уже древний) блок питания для мелкого электроинструмента (о нем как нибудь в другой раз). по идее он должен был стать вместо передней панели, а на задней должен был расположиться регулятор оборотов, кнопку ставить не планировал (благо при включении устройство сразу переходит в режим — включено).
Должно было получиться красиво и аккуратно.

Но дальше меня ждало некоторое разочарование.
1. Индикатор хоть и был немного меньше по габаритам чем вставка передней панели, но хуже было то, что он не влазил по глубине упираясь в стойки для соединения половинок корпуса.
и если пластмассу корпуса индикатора можно было срезать, то не стал бы все равно, так как дальше мешала плата регулятора.
2. Но даже если бы первый вопрос я бы решил, то была вторая проблема, я совсем забыл как у меня сделан блок питания. Дело в том, что регулятор рвет минус питания, а у меня дальше по схеме стоит реле реверса, включения и принудительной остановки двигателя, схема управления всем этим. И с их переделкой оказалось все куда сложнее 🙁

Если бы регулятор был со стабилизацией оборотов, то я бы все таки заморочился и переделал схему управления и реверса, либо переделал регулятор под коммутацию + питания. А так можно и переделаю, но уже без энтузиазма и теперь не знаю когда.
Может кому интересно, фото внутренностей моего БП, собирался он лет так около 13-15 назад, почти все время работал без проблем, один раз пришлось заменить реле.

Резюме.
Плюсы
Устройство полностью работоспособно.
Аккуратный внешний вид.
Качественная сборка
В комплект входит все необходимое.

Минусы.
Некорректная работа от импульсных блоков питания.
Силовой транзистор без запаса по напряжению
При таком скромном функционале завышена цена (но здесь все относительно).

Мое мнение. Если закрыть глаза на цену устройства, то само по себе оно вполне неплохое, и выглядит аккуратно и работает нормально. Да, присутствует проблема не очень хорошей помехозащищенности, думаю что решить ее несложно, но немного расстраивает. Кроме того рекомендую не превышать входное напряжение выше 25-27 Вольт.
Больше расстраивает то, что я довольно много смотрел варианты всяких готовых регуляторов, но нигде не предлагают решение со стабилизацией оборотов. Возможно кто то спросит, зачем мне это. Объясню, как то попала в руки шлифовальная машинка со стабилизацией, работать гораздо приятнее чем обычной.

На этом все, надеюсь что было интересно 🙂

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Двигатели постоянного тока — соотношение тока, напряжения, скорости, мощности, потерь и крутящего момента

Главная »Учебные пособия» Двигатели постоянного тока и приводы »Двигатели постоянного тока — соотношение тока, напряжения, скорости, мощности, потерь и крутящего момента

В этой статье представлены основные физические размеры двигателя постоянного тока с постоянным магнитом на статоре. Этот тип двигателя очень подходит для управления автономными роботами. Основным источником питания робота является аккумулятор (постоянное напряжение), а также мощность этих двигателей. В этой статье в качестве примера использовался двигатель RE 35 с редуктором GP 32 C с передаточным отношением 1:14 и 1:33, разработанный и изготовленный MAXON.

Изображение 1. Соотношение между крутящим моментом и током якоря для MAXON RE35

На рисунке 1. показана зависимость тока якоря от крутящего момента двигателя для MAXON RE35 при напряжении обмотки якоря 12 В. Увеличение крутящего момента на валу двигателя приводит к линейному увеличению тока якоря. Это также показано в уравнении (8) из предыдущего руководства. Функция тока I, в зависимости от крутящего момента M, показывает, что больший ток, протекающий через двигатель, приведет к увеличению крутящего момента.Желтым цветом обозначена часть диаграммы, в которой двигателю не разрешается работать в течение длительного времени (кратковременная работа).

Изображение 2. Связь между скоростью и крутящим моментом для MAXON RE35

Для каждого двигателя постоянного тока можно построить график функции скорости n в зависимости от крутящего момента M (механических характеристик двигателя). На рисунке 2 показана зависимость скорости n от крутящего момента M при постоянном напряжении 12 В. Можно отметить, что скорость линейно уменьшается с увеличением крутящего момента.
Для построения кривой используются две конечные точки. Первая точка — это когда крутящий момент равен нулю. Второй момент — когда скорость равна нулю. Изображение показывает, что скорость якоря составляет 405 об / мин (оборотов в минуту) при нулевом крутящем моменте. Крутящий момент составляет 7050 мНм при нулевой скорости. Это не показано на рисунке 2. Если напряжение двигателя якоря изменяется, скорость и крутящий момент также изменяются пропорционально. Связь между скоростью без нагрузки (n0) и напряжением якоря (U) задается следующим уравнением:

Механическая мощность на выходе определяется из входной электрической мощности и потерь мощности (потерь в Джоулях) в двигателе в соответствии с уравнением (12).Если мы воспользуемся уравнениями (8) (9) из нашего предыдущего руководства и (11), мы сможем рассчитать выходную механическую мощность с помощью уравнения (12).

Обозначения:
Pel — входная электрическая мощность
Pj — потери мощности в двигателе
Pmeh — выходная механическая мощность
n — скорость
R — сопротивление якоря
I — ток якоря

Используя уравнение (8) и интегрируя значения входной электрической мощности и потерь мощности в уравнение (12), мы получаем скорость, выраженную через крутящий момент:

Механическая выходная мощность рассчитывается по скорости n и крутящему моменту M в соответствии со следующим уравнением (14):

На рис. 3 показано, как механическая выходная мощность зависит от крутящего момента двигателя постоянного тока MAXON RE35.Кривая построена при поданном напряжении 12 В и температуре окружающей среды 25 градусов Цельсия.

Рисунок 3. Соотношение между механической выходной мощностью и крутящим моментом для MAXON RE35

Коэффициент полезного действия описывает соотношение между механической мощностью, получаемой на выходе, и электрической мощностью, подаваемой на входные соединения двигателя. Зависимость КПД от крутящего момента для MAXON RE35 приведена на рисунке 4.

Рисунок 4.Связь между коэффициентом полезного действия и крутящим моментом для MAXON RE35

Выражение для коэффициента полезного действия дается следующей формулой (15):

Рисунок 5. Соотношение между сопротивлением якоря и крутящим моментом для MAXON RE35

Зависимость сопротивления якоря от крутящего момента для двигателя постоянного тока MAXON RE35 приведена на рисунке 5.

Рис. 6. Зависимость между температурой катушки и крутящим моментом для MAXON RE35

Зависимость температуры обмотки якоря от крутящего момента для MAXON RE35 приведена на рисунке 6.

Обычно энкодер используется для измерения скорости и положения вала двигателя. Подробнее об основном принципе работы энкодера вы можете прочитать в нашем руководстве «Оптический цифровой инкрементальный энкодер».

Руководства в категории: Двигатели и драйверы постоянного тока

Двигатели постоянного тока — Основные характеристики и математическая модель

Двигатели постоянного тока — соотношение тока, напряжения, скорости, мощности, потерь и крутящего момента

Двигатели постоянного тока — драйвер движения автономного робота

DC motors — модуль движения автономного робота для соревнований EUROBOT

Оптический цифровой инкрементальный энкодер

Что такое Н-мост? Знаковая величина и синхронизированное противофазное управление двигателем постоянного тока

% PDF-1.4 % 2120 0 объект > endobj xref 2120 128 0000000016 00000 н. 0000008789 00000 н. 0000009001 00000 н. 0000009047 00000 н. 0000009085 00000 н. 0000010502 00000 п. 0000010940 00000 п. 0000011097 00000 п. 0000011254 00000 п. 0000011419 00000 п. 0000011499 00000 п. 0000011603 00000 п. 0000011707 00000 п. 0000012146 00000 п. 0000012251 00000 п. 0000012408 00000 п. 0000012507 00000 п. 0000012622 00000 п. 0000012773 00000 п. 0000012922 00000 п. 0000013021 00000 п. 0000016406 00000 п. 0000016531 00000 п. 0000016728 00000 п. 0000016879 00000 п. 0000017029 00000 п. 0000017180 00000 п. 0000017304 00000 п. 0000017455 00000 п. 0000020427 00000 п. 0000020586 00000 п. 0000020737 00000 п. 0000020861 00000 п. 0000021010 00000 п. 0000021134 00000 п. 0000021284 00000 п. 0000021435 00000 п. 0000021585 00000 п. 0000021736 00000 п. 0000021860 00000 п. 0000024365 00000 п. 0000024516 00000 п. 0000024640 00000 п. 0000026878 00000 п. 0000027127 00000 п. 0000027433 00000 п. 0000029899 00000 н. 0000032865 00000 п. 0000033267 00000 п. 0000033669 00000 п. 0000033862 00000 п. 0000034228 00000 п. 0000034352 00000 п. 0000034501 00000 п. 0000034614 00000 п. 0000037279 00000 п. 0000040898 00000 п. 0000043569 00000 п. 0000043827 00000 п. 0000043911 00000 п. 0000043968 00000 п. 0000044286 00000 п. 0000044477 00000 п. 0000044609 00000 н. 0000044998 00000 п. 0000045075 00000 п. 0000045213 00000 п. 0000045352 00000 п. 0000045429 00000 п. 0000045507 00000 п. 0000045642 00000 п. 0000045776 00000 п. 0000049185 00000 п. 0000049317 00000 п. 0000049393 00000 п. 0000049469 00000 п. 0000049871 00000 п. 0000055479 00000 п. 0000056363 00000 п. 0000056439 00000 п. 0000056579 00000 п. 0000056716 00000 п. 0000056800 00000 п. 0000056851 00000 п. 0000056970 00000 п. 0000057084 00000 п. 0000057404 00000 п. 0000057480 00000 п. 0000057615 00000 п. 0000057730 00000 п. 0000057814 00000 п. 0000057864 00000 п. 0000058314 00000 п. 0000058904 00000 п. 0000059090 00000 н. 0000059403 00000 п. 0000059530 00000 н. 0000059657 00000 п. 0000059783 00000 п. 0000059859 00000 п. 0000059943 00000 н. 0000060056 00000 п. 0000060173 00000 п. 0000060223 00000 п. 0000060673 00000 п. 0000061098 00000 п. 0000063604 00000 п. 0000063941 00000 п. 0000064356 00000 п. 0000065301 00000 п. 0000065342 00000 п. 0000076898 00000 п. 0000076939 00000 п. 0000077064 00000 п. 0000077400 00000 п. 0000077658 00000 п. 0000077737 00000 п. 0000078437 00000 п. 0000078717 00000 п. 0000079048 00000 н. 0000079349 00000 п. 0000080018 00000 п. 0000080290 00000 п. 0000080614 00000 п. 0000080830 00000 п. 0000081273 00000 п. 0000084626 00000 п. 0000002856 00000 н. трейлер ] / Назад 8362625 >> startxref 0 %% EOF 2247 0 объект > поток hZ TS> & DBR, «T0AAfQJT% L «5D 8VT V_> ZEj} o> _s ÷> !! $ 4! F.i> # 3p.Ņ͵: 6oDwD9lU / * 1 mOe) oL & 4sb-͙Skj myp! o = M4 — $ = 1ǧƧW {,) ظ I% P = Pd ‘[aT) $ TM] 0 (ne? = s> XWCCi8JӺIc ֘ w

az) 9 / Q [a ~ H /; cЅ1 eW = + Я + ъ $ : XK5PP-AA ܇ ft5xO9T) G [{0 tFGm`} n1> EY2; 63 | Pu 0Zk = N -2EeQ83 & N0: f &: B \ k

Контроллер скорости двигателя постоянного тока PWM 0-100% Защита от перегрузки по току (вторая цепь) «Бесщеточные двигатели, 3-фазные инверторы, схемы

Это самая дешевая схема контроллера скорости двигателя постоянного тока, которую вы можете найти в Интернете.

Раньше я пробовал использовать NE555 и другие схемы, но результаты каждый раз были в закороченных МОП-транзисторах 😀 и невозможности остановки GO KART (не очень хорошо, когда у вас нет большого красного выключателя ) .

Далее я представлю свой контроллер скорости двигателя постоянного тока, способный регулировать скорость (ШИМ) от 0 до 100% и частоту от ~ 400 Гц до 3 кГц, на основе компаратора LM339.

Источник питания — от 14 до 30 вольт, можно расширить до практически любого значения с небольшими изменениями.

Начиная с R15 VR 10k вы можете регулировать скорость от 0 до 100%

С R14 VR 100k можно регулировать частоту.

Если перемычка JP1 закорочена, вы можете настроить частоту ШИМ от 400 Гц до 3 кГц.Если перемычка открыта, частота фиксируется на 100 Гц.

Схема разработана в Eagle cad 6.2

Вы можете использовать практически любой MOSFET канала N. Полевые транзисторы будут установлены на радиаторе, если сила тока выше 2-5 ампер.

Можно увеличить напряжение питания до любого значения, если вы отделите питание логической схемы от питания нагрузки и МОП-транзисторов

Это мой второй прототип контроллера мотора постоянного тока

В зависимости от значения Rds ON MOSFET вам понадобится радиатор меньшего или большего размера.

Провода должны иметь диаметр не менее 12 AWG для нагрузки 30–35 А.

По любым вопросам вы можете задать мне в любое время по электронной почте, указанной в меню «О программе».

Успех с схемой.

Это реальное испытание схемы.

Качественный улучшенный ШИМ-контроллер на базе микросхемы MC33035.

Схема:

Орел 6.1 дизайн.

Я использовал в качестве драйвера mosfet микросхему TC4452, способную выдавать 12 ампер.

Я использовал эту схему в сочетании с силовым каскадом, состоящим из 10 МОП-транзисторов в параллельном соединении со всеми затворами, подключенными через резистор 10 шт. По 20 Ом к выходу драйвера IC.

Для схемы измерения тока я использовал датчик Allegro ACS758

50-200A датчик тока IC

ИС датчиков тока в корпусе Allegro CA и CB представляют собой полностью интегрированные датчики тока.Они содержат первичный провод, концентрирующий ферромагнитный сердечник и аналоговый выход с линейным эффектом Холла в одном корпусе ИС. Типичное сопротивление проводника составляет 100 мкОм для сверхнизких потерь мощности при измерении тока до 200 А. Эти датчики относятся к автомобильным устройствам, которые могут поглощать тепло и обеспечивать высокоточное измерение тока разомкнутого контура в самых суровых условиях эксплуатации.

Среднетоковые устройства Allegro намного меньше громоздких трансформаторов тока и обладают дополнительным преимуществом, позволяющим определять как переменный, так и постоянный ток.Конструкция корпуса также обеспечивает гальваническую развязку до 3000 VRMS и может использоваться во многих линейных приложениях.

Регуляторы напряжения

садсад Икс

asdasd

Закрыть меню

Категории

• Дом
• 3D
  • 3D принтеры
  • 3D сканер
  • Детали 3D-принтера
  • 3D нить
    • АБС-АБС +
    • PLA-PLA +
    • PETG
    • Специальная нить
    • Показать все »
  • Ручка для 3D-печати
  • Показать все »
• инструменты
  • Термоусадочные трубки
  • Лента
  • Silikon Tabancası
  • Кесме Маты
  • Организатор
  • Корпус / Корпус
    • Эль Типи Куту
    • Proje Kutusu
    • Ардуино Кутулары
    • Экран Черчевеси
    • Показать все »
  • Кабель / конвертер
    • JST
    • Кабель преобразователя
    • Соединительный кабель
    • USB
    • Крокодил
    • HDMI
    • Силикон Кабло
    • Монтажный провод
    • Родился Кабло
    • Сери Порт
    • Показать все »
  • Резак заподлицо / резак для кабеля
  • Плоскогубцы
  • Пинцет / Отвертка
  • Лупа / Тиски
  • Бурильщик / резак
  • Антистатический
  • Другие инструменты
  • Канцелярские товары
  • Показать все »
• Ардуино
  • Платы для Arduino
    • Совместим с Arduino
    • Оригинальный Arduino
    • Платы разработки для Arduino
    • Показать все »
  • Щиты для Arduino
  • Комплекты для Arduino
  • Arduino Sensör / Modül
  • Показать все »
• Для детей
  • Дошкольное учреждение (4-7 лет)
  • Начальная школа (7-10 лет)
  • Средняя школа (10-14 лет)
  • Средняя школа (от 14 лет)
  • Показать все »
• Дрон
  • Мультикоптер / Дрон
  • Запчасти для мультикоптеров
    • FPV / Telemetri Modülleri
    • Двигатели
    • Контроллеры полета
    • Пропеллеры
    • Gövdeler
    • Аксессуары
    • Электронная регулировка скорости (ESC)
    • Показать все »
  • Разъем / Штекер
  • Удлинительный кабель сервопривода
  • 2.Радиоуправление 4 ГГц
  • Показать все »
• Учебные наборы
  • Комплекты Arduino
  • Наборы Raspberry Pi
  • Наборы роботов
    • Гусеничный и колесный мобильный робот
    • Роботизированное оружие
    • Солнечный комплект
    • Показать все »
  • Makeblock
    • Робототехнические наборы
    • Электронные модули
    • Механические биты
    • Показать все »
  • Наборы DIY
    • DIY Электронные, Роботизированные, STEM наборы
    • Сделай сам Сетлери
    • Проводящие чернила для краски — ручка
    • Показать все »
  • BBC Micro: Бит
    • BBC Micro: Бит Китлери
    • Elektronik Modüller
    • Аксесуарлар
    • Показать все »
  • STEM LAB
  • Научные наборы для детей
  • Датчики, модули и комплекты Grove
  • DF Робот
    • Elektronik Modüller
    • DFRobot Kitleri
    • Показать все »
  • Маленькие кусочки
  • КОНСТРУКТОР ЛЕГО
    • Eğitici Setler
    • Аксесуарлар
    • Показать все »
  • Кодирование
  • Макей
  • Тинилаб
  • Гоночные комплекты Makex
  • Окул Эгитим Сетлери
  • Роботистан Сетлери
  • Показать все »
• Электронные платы
  • Адресленебилир LED (NeoPixel)
  • Драйверы моторов
    • Двигатель постоянного тока Sürücü
    • Шаговый двигатель Sürücü
    • Сервомотор Sürücü
    • Показать все »
  • Регуляторы напряжения
    • Юксельтици
    • Düşürücü
    • Диджер Регюлатёрлер
    • Показать все »
  • Релейные платы
    • Sıralı Röle Kartları
    • Сыджаклык, Ишик, Заман Аярлы Рёле Картлары
    • Wi-Fi Kontrollü Röle Kartları
    • MOSFET Kartları
    • Показать все »
  • Конвертеры
    • Haberleşme Protokolü Dönüştürücüler
    • SMD-DIP Dönüştürücüler
    • Показать все »
  • Платы для программистов
  • Модули
    • Ses Modülleri
    • Туш Такымлары
    • RTC Modülleri
    • Светодиод Sürücü ve Modülleri
    • Haberleşme Modülleri
    • ADC ve ıkış oklayıcı Modüller
    • Дигер Модуллер
    • Показать все »
  • LabVIEW
  • Дисплеи
  • Показать все »
• Советы по развитию
  • Тинилаб
  • ЛаттеПанда
  • Intel Эдисон / Галилео
    • Эдисон / Галилео Картлари
    • Аксесуарлар
    • Показать все »
  • БигльДоска
  • Совет Freescale Freedom
  • Частица (Искра)
  • FPGA
  • Апельсин Пи
    • Карты Orange Pi
    • Аксесуар
    • Мухафаза Кутулары
    • Eklenti Kartı
    • Показать все »
  • Роботик Картлар
  • Другие
  • Показать все »
• Носимый
  • Lilypad / Электронный текстиль
  • Акиллы Саат
  • EL провод
  • Виртуальная реальность
  • Одежда и аксессуары
  • Показать все »
• Сила
  • Li-Po аккумуляторы
    • 1С 3.7 В Li-Po
    • 2S 7,4 В Li-Po
    • 3S 11,1 В Li-Po
    • 4S 14,8 В Li-Po
    • 5S 18,5 В Li-Po
    • 6S 22,2 В Li-Po
    • 18650 литий-ионный аккумулятор
    • Airsoft Pilleri (Li-Po / Li-Fe)
    • Li-Po аксессуары
    • Ли-По Пиль Чардж Алети ве Деврелери
    • Показать все »
  • Бытовые аккумуляторы
    • AA / AAA / 9 В
    • Батареи для монет
    • Показать все »
  • Адаптеры / Зарядные устройства
    • 5В
    • 9В
    • 10В
    • 12 В
    • 16В
    • 24В
    • Диер
    • Показать все »
  • Сухие аккумуляторы
  • Источник питания
  • Внешний аккумулятор
  • Солнечные батареи
  • Аксессуары
    • Пил Ювалары
    • Конектёр / Кабло / Аксесуар
    • Показать все »
  • Показать все »
• Беспроводной
  • блютус
  • вай фай
  • РФ
    • RF Modül ve Ekipmanlar
    • RFID / NFC Okuyucular ve Etiketler
    • Показать все »
  • GPS
  • Xbee
    • RF модули
    • Модули Wi-Fi
    • Советы по развитию
    • Аксессуары
    • Показать все »
  • GSM
  • Антенны / разъемы
    • Антенны
    • Разъемы и преобразователи
    • Показать все »
  • Показать все »
• Книги
  • Ардуино
  • Bilgisayar ve Programlama
  • Электроник ве Роботик
  • Тасарим
  • Ocuklar için
  • Диер Китаплар
  • Интернет
  • Показать все »
• Составные части
  • Зуммер / Hoparlör
  • Джойстик
  • Микроконтроллер
    • Микроконтроллер PIC
    • Микроконтроллер Atmel
    • Показать все »
  • IC
    • Серия TTL CMOS
    • Серия MAX
    • L / LM / LMD серии
    • Серия TC / TL / TDA
    • UA / UC / ULN серии
    • Серия DS
    • Серия SG
    • EPROM и EEPROM
    • Другие
    • Показать все »
  • Регулятор напряжения
    • Серия LM
    • 78 серии
    • 79 серии
    • Серии AMS и TL
    • Показать все »
  • Транзистор
    • BC серии
    • BD серии
    • Серии BF и BU
    • Серии BDX и BUX
    • Серия TIP
    • 2N серии
    • Серии MJ и MUW
    • Тиристор и симистор
    • Показать все »
  • Светодиод, ЖК-дисплей и дисплей
    • Светодиод
    • ЖК
    • 7-сегментный дисплей
    • Матрица DOT
    • Показать все »
  • Резистор
    • Резистор 1/4 Вт
    • Резистор 5Вт
    • Резистор 25Вт
    • 50 Вт Alüminyum Direnç
    • Резистор SMD корпуса 805
    • Резистор SMD корпуса 1206
    • Резистор 1/2 Вт
    • Резистор 1Вт
    • Резистор 2Вт
    • Резистор 3Вт
    • Показать все »
  • Конденсатор
    • Керамический конденсатор
    • Конденсатор полиэфирный

Двигатель постоянного тока — Примечания к лекциям 4

Двигатель постоянного тока — Примечания к лекциям 4

Комментарии

• Пожалуйста, войдите в систему или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии.

Предварительный текст

Двигатель постоянного тока

2 U.1 Введение

Электродвигатель — это машина, которая преобразует электрическую энергию в механическую энергию

.

Почему двигатели постоянного тока так распространены, когда сами энергосистемы постоянного тока

встречаются довольно редко?

1. Системы питания постоянного тока все еще распространены в грузовиках, самолетах и ​​

легковых автомобилях (пусковой двигатель на всех автомобилях, внешние зеркала заднего вида,

дворники, топливный насос, насос впрыска воды, вентилятор охлаждения).

2. Двигатель постоянного тока был ситуацией, в которой требовались широкие вариации скорости

.

Если токопроводящий проводник помещен в магнитное поле, создаваемое постоянными магнитами

, то поле из-за проводника с током

и постоянные магниты взаимодействуют и вызывают приложение силы к проводнику

как показано на рис. (2.1). Сила, действующая на проводник с током

в магнитном поле, зависит от:

(a) плотности потока поля B (тесла).

(б) Сила тока, I (Амперы).

(c) Длина проводника, перпендикулярного магнитному полю,

l (метры).

(d) Направление поля и тока (угол).

Когда магнитное поле, ток и проводник взаимно расположены под прямым углом

, тогда

Сила F = B.l.I Ньютона

Когда проводник и поле расположены под углом (θ

ο

) друг к другу, то

Сила F = B.l.I.sin (θ)

Ньютона Как показано на рисунке (2.1), поле усиливается над проводником

,

и ослабевает под ним, что приводит к смещению проводника вниз.

Это основной принцип работы электродвигателя.

Рис. (2.1)

Направление силы, действующей на проводник, может быть заранее определено

с помощью правила левой руки Флеминга (часто называемого правилом двигателя).

Фиг. (2.2)

Когда катушка перевернулась (90

o

) из положения, показанного на рисунке

, щетки, подключенные к положительной и отрицательной клеммам источника питания

, контактируют с разными половинами кольца коммутатора, таким образом

меняет направление тока в проводнике на противоположное.Если ток

не реверсируется, и катушка вращается мимо этого положения, силы

, действующие на нее, изменяют направление, и он вращается в противоположном направлении, таким образом,

никогда не совершает больше половины оборота.

Направление тока меняется на противоположное каждый раз, когда катушка проходит через вертикальное положение

, и, таким образом, катушка вращается против часовой стрелки до тех пор, пока течет ток

. Это принцип работы двигателя постоянного тока

, то есть устройства, которое принимает электрическую энергию и преобразует ее в механическую энергию

.

2 U.3 Значение обратной Э.д.с.

Когда якорь двигателя вращается, проводники также вращаются и, следовательно,

разрезают магнитный поток. В соответствии с законами электромагнитной индукции

э, м.ф. индуцируется в них, направление которых, как установлено Правилом правой руки Флеминга —

,

, противоположно подаваемому напряжению. Из-за противоположного направления

он называется встречным ЭДС. или обратно э.м.ф. (ERbR). Будет

видно, что

V = Eb + I a.Ra

а

б а R

V E Я

 

null

Где (RRaR) — сопротивление цепи якоря. Как указано выше

Eb = n

а

ZP  60

Вольт

а

Я

Я

а конд

Задний э.м.ф. зависит, среди прочего, от скорости якоря. Если скорость

высокая, ERbR велико, следовательно, ток якоря (IRaR), как видно из уравнения

выше, невелик.

Если скорость меньше, то (ERbR) меньше, следовательно, течет больше тока, который

развивает больший крутящий момент. Итак, мы находим, что (ERbR) действует как регулятор, то есть

заставляет двигатель саморегулироваться, так что он потребляет столько тока, сколько необходимо

.

2 U.4 Уравнение наведения крутящего момента машины постоянного тока

Крутящий момент в любой машине постоянного тока зависит от трех факторов:

1. Поток (ɸ) в машине.

2. Ток якоря (или ротора) (IRaR) в машине.

3. Константа, зависящая от конструкции станка.

Крутящий момент на якоре реальной машины равен количеству

проводов (Z), умноженному на крутящий момент на каждом проводе. Крутящий момент в любом одножильном проводе

под торцами полюсов равен.

TCond. = r.F

r

F = B.l.ICond.

T = r.B.l.ICond.

F

Если в машине есть (а) пути тока, то общий ток якоря

(Ia) делится между (а) путями тока, поэтому ток в одном проводе

определяется как

а крутящий момент в одном проводе двигателя можно выразить как

a

руб. Т

а

cond

2 U.5 типов двигателей постоянного тока

(a) Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом

Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом, показанный на рис. (2.4), имеет конструкцию

так же, как и его аналог генератора постоянного тока.

Фиг. (2.4)

Когда используется этот тип двигателя, источник питания постоянного тока подключается

непосредственно к проводам якоря через щетку к сборке коллектора

. Магнитное поле создается постоянными магнитами

, установленными на статоре.Двигатель с постоянными магнитами имеет несколько преимуществ

по сравнению с двигателями постоянного тока обычных типов. Преимущество

заключается в снижении эксплуатационных расходов, а направление вращения двигателя с постоянным магнитом

может быть изменено на противоположное путем реверсирования двух линий электропередачи. Скорость

двигателя с постоянными магнитами аналогична скорости двигателя постоянного тока

с параллельной обмоткой.

Фиг. (2.5)

(b) Двигатель постоянного тока с параллельной обмоткой

Двигатели постоянного тока с параллельной обмоткой используются чаще, чем любой другой тип двигателя

D.Двигатель C. Как показано на рисунке (2.6), электродвигатель постоянного тока

,

с параллельной обмоткой имеет катушки возбуждения, подключенные параллельно его якорю. Этот тип двигателя DC

имеет обмотки возбуждения, которые намотаны из множества витков провода

малого диаметра и имеют относительно высокое сопротивление. Поскольку поле представляет собой параллельный путь с высоким сопротивлением

цепи шунтирующего двигателя, небольшое количество тока

протекает через поле. Сильное электромагнитное поле

создается из-за множества витков провода, образующих обмотки возбуждения.

Поскольку ток возбуждения слабо влияет на напряженность поля, на скорость двигателя

не оказывает заметного влияния изменение тока нагрузки.

В = Eb + Ia .Ra

I = I a + I f

Фиг. (2.6)

Шунтирующий двигатель постоянного тока

DC обычно используется в промышленности благодаря хорошему регулированию скорости и простоте регулирования.

(d) Электродвигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой

Электродвигатель постоянного тока с комбинированной обмоткой имеет два набора обмоток возбуждения, один в серии

с якорем, а другой — параллельно.Этот двигатель сочетает в себе желаемые характеристики

двигателей с последовательной и параллельной обмоткой. Он имеет высокий крутящий момент

, аналогичный крутящему моменту двигателя с последовательной обмоткой, а также хорошее регулирование скорости

, аналогичное регулированию скорости параллельного двигателя. Следовательно, когда необходим хороший крутящий момент

и хорошее регулирование скорости, можно использовать двигатель D.C

с комбинированной обмоткой. Существует два распространенных типа соединения составного двигателя

: длинное шунтирующее соединение и короткое шунтирующее соединение, как

, показанное на рис.(2.8). И есть два различных типа составных двигателей

, которые широко используются: это совокупный составной двигатель и дифференциальный составной двигатель

.

Фиг. (2,8)

2 Двигатели U.6 Характеристики

Характеристики двигателя — это те кривые, которые показывают

взаимосвязь между следующими величинами:

1. Крутящий момент и ток якоря, т.е. характеристика (T / IRaR).

2. Характеристика скорости и тока якоря (n / IRaR).

3. Характеристика скорости и крутящего момента (n / T).

2.6.1 Характеристика двигателя с параллельной обмоткой

1. (T / IRaR) Характеристика

Теоретический крутящий момент / ток якоря (с / с) может быть получен из выражения

T ∝ɸ.Ia для шунта. обмотка возбуждения

подключена параллельно цепи якоря, и, таким образом, приложенное напряжение

дает постоянный ток возбуждения, то есть двигатель с шунтовой обмоткой представляет собой машину с постоянным магнитным потоком

.Поскольку (ɸ) постоянно, то T ∝ Ia, а

(c / s) такое, как показано на рис. (2.9).

Фиг. (2.9)

Рис. (2.10) Рис. (2.11)

2.6.2 Характеристика двигателя с последовательной обмоткой

1. (T / IRaR) Характеристика

В последовательном двигателе ток якоря протекает в обмотке возбуждения

и равен току питания (I). Крутящий момент T φIa в ограниченном диапазоне

–

до достижения магнитного насыщения магнитной цепи двигателя

–

.Таким образом, (φ ∝ I) и (T ∝ I

2

). Следовательно, кривая (T / IRaR) представляет собой параболу, как

, показанную на рис. (2.12). После магнитного насыщения φ почти становится постоянной

и (T ∝I), поэтому характеристика становится прямой.

Фиг. (2.12)

I

(VIR)

I

V

2. (n / IRaR) Характеристика

В последовательном двигателе I a = I и ниже уровня магнитного насыщения

φ ∝ I. Таким образом n ∝ когда (R) — это суммарное сопротивление цепи поля и якоря серии

.

Фиг. (2.13)

Поскольку (I.R) мало по сравнению с (V), то приблизительное соотношение

для скорости равно n ∝, поскольку (V) постоянна. Следовательно,

Скорость изменяется обратно пропорционально току якоря, как показано на рис. (2.13). Высокая скорость

при малых значениях тока указывает на то, что этот тип двигателя

не должен работать при очень легких нагрузках и всегда. Такие двигатели

постоянно подключены к своим нагрузкам.

2.6.3 Характеристики двигателя с комбинированной обмоткой

Двигатель с комбинированной обмоткой имеет как последовательную, так и шунтирующую обмотку возбуждения,

(т.е.е. одна обмотка последовательно и одна параллельно цепи якоря),

путем изменения количества витков в последовательной и шунтирующей обмотках и

направлений магнитных полей, создаваемых этими обмотками (вспомогательных или

противоположных) of (c / s) можно получить почти для всех

приложений. Существует два распространенных типа соединения составного двигателя

,

: длинное шунтирующее соединение и короткое шунтирующее соединение. И

,

, используются два разных типа составных двигателей:

— это совокупный составной мотор и дифференциальный составной мотор

.В кумулятивном составном двигателе поле, создаваемое обмоткой серии

, помогает полю, создаваемому шунтирующей обмоткой. Скорость

этого двигателя падает с увеличением тока быстрее, чем скорость

шунтирующего двигателя, потому что поле увеличивается. В дифференциальном составном двигателе

поток от последовательной обмотки противодействует потоку от шунтирующей обмотки

,

. Следовательно, поток поля уменьшается с увеличением тока нагрузки.

Поскольку магнитный поток уменьшается, скорость может увеличиваться с увеличением нагрузки

.В зависимости от отношения последовательных ампер-витков к шунтирующим полям,

скорость двигателя может увеличиваться очень быстро.

Фиг. (2.15)

Крутящий момент-скорость (с / с) двигателя постоянного тока с кумулятивным составом. таким образом к его нагрузке). Следовательно, комбинированный двигатель

имеет более высокий пусковой момент, чем параллельный двигатель

(поток которого постоянен), но более низкий пусковой момент, чем последовательный двигатель

(весь поток которого пропорционален току якоря).При малых нагрузках поле серии

оказывает очень небольшое влияние, поэтому двигатель ведет себя примерно

как параллельный двигатель постоянного тока. По мере того, как нагрузка становится очень большой, поток

становится очень важным, и кривая крутящего момента-скорости начинает напоминать двигатель серии

(c / s). Сравнение крутящего момента и скорости (с / с) каждого из

машин этого типа показано на рисунке (2.16).

Крутящий момент-скорость (с / с) двигателя постоянного тока с дифференциальным составом

В дифференциально составном D.C. двигателя, шунтирующая движущая сила магнето

,

и последовательная движущая сила магнето вычитаются друг из друга. Это означает

, что по мере увеличения нагрузки на двигатель IRaR увеличивается, а магнитный поток в двигателе

,

уменьшается. Но по мере уменьшения магнитного потока скорость двигателя

,

увеличивается. Это увеличение скорости вызывает увеличение нагрузки на пыльник, из-за чего

дополнительно увеличивает IRa R, дополнительно уменьшая магнитный поток и снова увеличивая скорость

,

. В результате двигатель с дифференцированной компоновкой нестабилен

,

и имеет тенденцию убегать.Это настолько плохо, что двигатель с дифференциальной компоновкой

,

непригоден для любого применения.

№

Кумулятивно

соединение п

серии

Шунт

T

T

Рисунок (2.16)



1



(VIRaa)

2 U.8 Контроль скорости двигателя постоянного тока

2.8.1 Двигатель с параллельной обмоткой

Скорость двигателя постоянного тока с параллельной обмоткой, n, пропорциональна



(VIRaa)

Скорость изменяется либо путем изменения значения потока, либо

null

путем изменения значения (Ra).Первое достигается за счет использования переменного резистора

, последовательно включенного с обмоткой возбуждения, как показано на рис. (2.18), и такой резистор

,

называется шунтирующим регулятором поля. По мере увеличения значения сопротивления шунтирующего регулятора поля

значение тока возбуждения (If) составляет

, уменьшается. Это приводит к уменьшению значения магнитного потока (φ) и, следовательно, к увеличению скорости на

, поскольку n. Таким образом, этим методом могут быть получены только скорости выше

, заданные без регулятора поля шунта.

Скорости ниже указанных в



(VI Raa)

получаются путем увеличения

сопротивления в цепи якоря, как показано на рис. (2.18), где

n ∝

Поскольку резистор (R) включен последовательно с якорем, он несет полный ток якоря

и приводит к большим потерям мощности в больших двигателях, где требуется значительное снижение скорости

в течение длительного времени.

Фиг. (2.18)

2.8.2 Двигатель с последовательной обмоткой

Регулирование скорости двигателей с последовательной обмоткой достигается с использованием либо (а) сопротивления поля

, либо (б) методов сопротивления якоря.

(a) Скорость двигателя с последовательным заводом постоянного тока определяется по формуле:

n = K



VIR

Где (K) — постоянная величина, (V) — напряжение на клеммах, (R) — это суммарное сопротивление якоря и последовательного поля

, а (φ) — поток

.

Таким образом, уменьшение потока приводит к увеличению скорости.Это достигается путем включения переменного сопротивления параллельно обмотке возбуждения

,

и уменьшения тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока для данного значения тока питания

. Принципиальная схема этого устройства

показана на рис. (2.19). Переменный резистор, подключенный параллельно полю

с последовательной обмоткой для управления скоростью, называется отклоняющим устройством. Скорости выше

.

. Те, которые указаны без отклонителя, получены этим методом.

Фиг.(2,19)

Pololu Робототехника и электроника

Выберите из нашего ассортимента доступных комплектов роботов с пайкой или без пайки. У нас есть различные наборы роботов для начинающих, а также продвинутые шагающие роботы, роботизированные руки и наши высокопроизводительные колесные и гусеничные роботы.

Наш широкий выбор двигателей постоянного тока, мотор-редукторов постоянного тока и шаговых двигателей поможет вам найти идеальное сочетание крутящего момента и скорости для вашего проекта.

Убедитесь, что ваш проект получает необходимое напряжение с помощью наших эффективных импульсных регуляторов напряжения.

Используйте эти контроллеры как мозг для своего следующего проекта. Вы можете подключить их к своему компьютеру и запрограммировать их на различных языках, включая BASIC, C и C ++.

Эти контроллеры роботов представляют собой комплексные решения для управления маленькими и средними роботами или аналогичными проектами. В их функции входят программируемые пользователем микроконтроллеры и несколько H-мостов для прямого управления двигателями постоянного тока.

Управляйте скоростью и направлением своих щеточных двигателей постоянного тока с помощью этих контроллеров.В эту категорию входят контроллеры двигателей с одним и двумя последовательными интерфейсами с различными функциями, такими как аналоговое, RC или USB-управление, обратная связь по скорости / положению, микширование каналов и многое другое.

Держатели драйверов с одним и двумя двигателями позволяют быстро запускать и запускать проекты щеточных двигателей постоянного тока, используя современные H-образные мосты с высокопроизводительными полевыми МОП-транзисторами, которые обеспечивают сотни ватт в компактном корпусе. Подайте этим платам сигнал ШИМ и заставьте ваши моторы работать!

Tic предлагает простое управление биполярными шаговыми двигателями напрямую с различных интерфейсов, включая USB, последовательный TTL, I²C, радиоуправление (RC), аналоговое напряжение (потенциометр) и сигналы квадратурного энкодера.

Благодаря таким функциям, как регулируемое ограничение тока и выбираемое разрешение микрошага, эти драйверы упрощают запуск шагового двигателя с помощью простых интерфейсов управления шагом и направлением.

Сервоконтроллеры

Pololu Maestro предлагают лучшие в отрасли разрешение и стабильность для точного управления сервоприводами без дрожания. Функции включают собственный интерфейс USB, отдельные настройки скорости и ускорения для каждого сервопривода, внутреннее управление сценариями и каналы, конфигурируемые как ввод-вывод общего назначения.

Позвольте вашему роботу или электронному проекту собирать информацию об окружающем мире, используя наш широкий выбор датчиков.

Модули радио, беспроводной связи и GPS.

Провода, беспаечные макеты, прототипы печатных плат, регуляторы напряжения, наш кнопочный выключатель питания и многое другое!

Дискретные светодиоды и светодиодные модули RGB для использования в индикаторах и дисплеях.

Придайте характер своим роботам и электронным проектам с помощью этих высококачественных компактных зуммеров и динамиков, а также обнаруживайте и записывайте звуки с помощью наших микрофонов и диктофонов.

Чисто соединяйте провода и модули друг с другом с помощью наших различных разъемов.

Набор переключателей, кнопок и реле, которые могут служить элементами пользовательского интерфейса, тактильными датчиками, выключателями питания и т. Д.

Удлинительные кабели для сервоприводов, USB-кабели, комплекты перемычек и многое другое!

Обеспечьте питание ваших роботов и электронных проектов с помощью нашего ассортимента батарей и аккумуляторных блоков.

Наш широкий выбор держателей для батарей может предложить идеальное решение для потребностей вашего проекта в электроэнергии.

Благодаря встроенной схеме управления двигателем и обратной связи по положению сервоприводы — простой способ добавить управляемое движение к вашему проекту робототехники или электроники. Каким бы ни было ваше приложение, у нас, вероятно, есть сервопривод для этого!

Ролики с шариками являются отличными третьими точками контакта для небольших роботов с дифференциальным приводом.

Мы предлагаем широкий выбор колес, которые помогут вам реализовать ваш проект.

Гусеницы

— отличное решение для роботов, которым требуется больше тяги.Они хорошо подходят для борьбы с роботами, когда вы хотите, чтобы вашего робота легко толкали, а также хорошо подходят для роботов, путешествующих по более мягкой местности, такой как песок или снег.

Гайки и болты для вашего проекта.

Базы общего назначения для вашего мобильного робота.

Узнайте больше об электронике с этими полными наборами образовательных проектов.

Невозможно собрать роботов без нескольких основных инструментов, включая паяльник и диагональные ножи.

Мы предлагаем индивидуальную лазерную резку двумерных деталей из пластика, дерева и других материалов, а также индивидуальную лазерную резку трафаретов припоя из майлара для поверхностного монтажа (SMT).

Выразите свою любовь к робототехнике с помощью футболки Pololu!

---

.