Изследвани са 2 прости двупосочни вериги на моторни контролери

Изследвани са 2 прости двупосочни вериги на моторни контролери

Верига, която позволява на свързан двигател да работи в посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка чрез алтернативни входни тригери, се нарича двупосочна верига на контролера.



Първият дизайн по-долу разглежда пълен мост или H мост, базиран на двупосочна верига на контролера на двигателя, използвайки 4-те омпара от IC LM324. Във втората статия научаваме за верига на двупосочен контролер на двигателя с голям въртящ момент, използвайки IC 556

Въведение

В общи линии, механични превключватели са свикнали да регулират посоката на въртене на двигател с постоянен ток. Регулиране на полярността на използваното напрежение и двигателят се завърта в обратна посока!





От една страна това може да има недостатъка, че DPDT превключвател трябва да бъде добавен, за да промени полярността на напрежението, но имаме работа само с превключвател, който улеснява процедурата.

Въпреки това DPDT може да има един сериозен проблем, не се препоръчва рязко да обръщате напрежението върху двигател с постоянен ток по време на неговото въртеливо движение. Това може да доведе до текущ скок, който може да изгори свързания регулатор на скоростта.



Освен това, всякакъв вид механично напрежение може също да доведе до подобни проблеми. Тази схема лесно побеждава тези усложнения. Посоката и скоростта се манипулират с помощта на самотен потенциометър. Завъртането на гърнето в определена посока кара двигателя да започне да се върти.

Превключването на гърнето в обратна посока позволява на двигателя да се върти в обратното движение. Средната позиция на гърнето изключва двигателя, като гарантира, че двигателят първо се забавя и след това спира, преди да се направи усилие за промяна на посоката.

Технически спецификации

Волтаж: Веригата и двигателят използват общото захранване. Това предполага, че тъй като най-високото работно напрежение на LM324 е 32VDC, това също става максималното напрежение, достъпно за работа на двигателя.

Текущ: IRFZ44 MOSFET е проектиран за 49A, IRF4905 ще може да се справи с 74A. Независимо от това, печатните платки, които се движат от MOSFET щифтовете до винтовия терминален блок, могат да управляват около 5А. Това може да бъде подобрено чрез запояване на парчета медна тел върху печатните платки.

В този случай се уверете, че MOSFET-ите не се нагряват твърде много - ако го направят, тогава ще са необходими по-големи радиатори, за да бъдат монтирани на тези устройства.

LM324 Разпиновки

ДВОЙНО НАПРАВЛЕНИЕ НА ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННО, С ИЗПОЛЗВАНЕ LM324

По принцип ще намерите 3 начина да регулирайте скоростта на двигателите с постоянен ток :

1. Чрез използване на механизирани предавки за постигане на идеалното ускорение: Този подход често е над удобството на повечето ентусиасти, практикуващи в домашни работилници.

две. Намаляване на напрежението на двигателя чрез последователен резистор. Това със сигурност може да бъде неефективно (мощността ще се разсейва в резистора) и също да доведе до намаляване на въртящия момент.

Токът, консумиран от двигателя, също се увеличава с увеличаване на натоварването на двигателя. Повишеният ток означава по-голям спад на напрежението над серийния резистор и следователно понижено напрежение за двигателя.

След това двигателят прави усилие да изтегли още по-голямо количество ток, което води до спиране на двигателя.

3. Чрез прилагане на цялото захранващо напрежение към двигателя с кратки импулси: Този метод се отървава от ефекта на сериен спад. Това се нарича модулация с широчина на импулса (PWM) и е стратегията, намерена в тази схема. Бързите импулси позволяват на двигателя да работи бавно, удължените импулси позволяват на двигателя да работи по-бързо.

КАК ФУНКЦИОНИРА (вижте схемата)

Веригата може да бъде разделена на четири етапа:

1. Управление на двигателя - IC1: A
2. Генератор на триъгълни вълни - IC1: B
3. Компаратори на напрежение - IC1: C и D
4. Моторно задвижване - Q3-6

Нека започнем с етапа на моторния драйвер, съсредоточен около MOSFETs Q3-6. Само няколко от тези MOSFET остават в активирано състояние по всяко време. Докато Q3 и Q6 са включени, токът се движи през двигателя и го кара да се върти в една посока.

Щом Q4 и Q5 са в работно състояние, токът на циркулацията се обръща и двигателят започва да се върти в обратна посока. IC1: C и IC1: D се справят с включването на MOSFET.

Opamps IC1: C и IC1: D са свързани като компаратори на напрежение. Референтното напрежение за тези opamps се произвежда от резисторния делител на напрежението на R6, R7 и R8.

Обърнете внимание, че референтното напрежение за IC1: D е прикрепено към входа ‘+’, но за IC1: C е свързано към входа ‘-‘.

Това означава, че IC1: D се активира с напрежение, по-високо от референтното, докато IC1: C се подканва с напрежение, по-ниско от референтното. Opamp IC1: B е конфигуриран като генератор на вълна с триъгълник и подава сигнала за активиране на съответните компаратори на напрежение.

Честотата е приблизително обратна на времевата константа на R5 и C1 - 270Hz за използваните стойности.

Намаляването на R5 или C1 увеличава честотата, която се увеличава, или всяко от тях ще намали честотата. Нивото на изход от пик до пик на вълната на триъгълника е много по-малко от разликата между двете еталонни напрежения.

Следователно е изключително трудно и двата компаратора да бъдат активирани едновременно. Или иначе всичките 4 MOSFET-та биха започнали да провеждат, което ще доведе до късо съединение и ще ги съсипе.

Формата на вълната на триъгълника е структурирана около постояннотоково компенсирано напрежение. Увеличаването или намаляването на компенсиращото напрежение променя по подходящ начин положението на импулса на вълната на триъгълника.

Превключването на вълната на триъгълника нагоре позволява на компаратора IC1: D да активира намаляването му води до сравняване IC1: C да активира. Когато нивото на напрежението на вълната на триъгълника е в средата на двете референции за напрежение, тогава не се индуцира нито един от сравнителите. Напрежението на компенсираното DC се регулира от потенциометъра P1 чрез IC1: A, който е проектиран като последовател на напрежението.

Това дава източник на напрежение с нисък изходен импеданс, което позволява постояннотоковото компенсирано напрежение да бъде по-малко уязвимо от натоварващото въздействие на IC1: B.

С превключването на „пота“ напрежението на компенсираното DC започва да варира, или нагоре, или надолу, в зависимост от посоката, в която се обръща гърнето. Диод D3 представя защита на обратната полярност за контролера.

Резисторът R15 и кондензаторът C2 са прост нискочестотен филтър. Това е предназначено за почистване на всички скокове на напрежението, предизвикани от MOSFET-ите, когато ВКЛЮЧВАТ захранващото захранване на двигателя.

Списък с части

2) Двупосочно управление на двигателя с помощта на IC 556

Управлението на скоростта и двупосочното управление на двигателите с постоянен ток е относително лесно за изпълнение. За двигателите с независимо захранване скоростта по принцип е линейна функция на захранващото напрежение. Двигателите с постоянен магнит са подкатегория на двигателите с независимо захранване и често се използват в играчки и модели.

В тази схема захранващото напрежение на двигателя се променя чрез импулсно-широчинна модулация (ШИМ), което осигурява добра ефективност, както и относително висок въртящ момент при ниски скорости на двигателя. Единичното управляващо напрежение между 0 и +10 V позволява да се обърне скоростта на двигателя и да варира от нула до максимум в двете посоки.

Устойчивият мултивибратор IC е настроен като 80 Hz осцилатор и определя честотата на PWM сигнала. Текущият източник T1 зарежда Ca. Напрежението на триончето в този кондензатор се сравнява с управляващото напрежение в 1C2, което извежда ШИМ сигнала към буфера N1-Na или NPN1. Двигателят, базиран на Дарлингтън, е мостова верига, способна да задвижва товари до 4 ампера, при условие че входящият ток остава под 5 ампера и е осигурено достатъчно охлаждане за силовите транзистори T1 -Ts. Диодите D1, D5 осигуряват защита срещу индуктивни пренапрежения от мотора. Превключвателят S1 прави възможно незабавното обръщане на посоката на двигателя.

IC 556 двупосочен контрол на скоростта на двигателя

Прототипни изображения




Предишна: Разбиране на схемите на усилвателя Напред: Как да свържем транзистори (BJT) и MOSFET с Arduino