Објашњена 3 једноставна круга регулатора брзине једносмерне струје

Коло које омогућава кориснику да линеарно контролише брзину повезаног мотора окретањем прикљученог потенциометра назива се коло регулатора брзине мотора.

Овде су представљена 3 кола за регулацију брзине која се лако граде, једносмерни, један који користи МОСФЕТ ИРФ540, други који користи ИЦ 555 и трећи концепт са ИЦ 556 који укључује обраду обртног момента.

Дизајн # 1: Регулатор брзине једносмерне струје на бази Мосфет-а

Веома хладан и лаган круг регулатора брзине једносмерног мотора могао би се направити помоћу само једног мосфет-а, отпорника и лонца, као што је приказано доле:

Коришћење пратиоца БЈТ емитер

Као што се може видети, мосфет је намештен као следбеник извора или уобичајени начин одвода, да бисте сазнали више о овој конфигурацији упути на овај пост , која говори о БЈТ верзији, ипак принцип рада остаје исти.

У горе наведеном дизајну контролера једносмерног мотора, подешавање лонца ствара различиту потенцијалну разлику на капији МОСФЕТ-а, а изворни пин МОСФЕТ-а једноставно следи вредност ове потенцијалне разлике и у складу с тим подешава напон на мотору.

То подразумева да ће извор увек бити 4 или 5 В заостајући за напоном капије и да ће варирати горе / доле са овом разликом, представљајући променљиви напон између 2 В и 7 В на мотору.

Када је напон на вратима око 7В, изворни клин ће напајати мотор са најмање 2В, што узрокује врло споро окретање мотора, а 7В ће бити доступно преко изворног пина када подешавање лонца генерише пуних 12В преко гејта мосфет.

Овде јасно можемо видети да изворни пин МОСФЕТ-а изгледа да „прати“ капију и отуда назив следбеник извора.

То се дешава јер разлика између капије и изворног пина МОСФЕТ-а мора бити увек око 5В, како би се МОСФЕТ-у омогућило оптимално понашање.

У сваком случају, горња конфигурација помаже у спровођењу глатке контроле брзине на мотору, а дизајн би могао бити направљен прилично јефтино.

БЈТ би се такође могао користити уместо мосфет-а, а заправо би БЈТ произвео већи опсег управљања од око 1В до 12В преко мотора.

Видео Демо

Што се тиче равномерног и ефикасног управљања брзином мотора, ПВМ контролер постаје идеална опција, овде ћемо научити више о једноставном колу за спровођење ове операције.

Дизајн # 2: ПВМ једносмерна контрола мотора са ИЦ 555

Дизајн једноставног регулатора брзине мотора који користи ПВМ може се разумети на следећи начин:
У почетку када се круг напаја, пин окидача је у логично ниском положају, јер се кондензатор Ц1 не пуни.

Горе наведени услови иницирају циклус осциловања, чинећи да се излаз промени на логички висок ниво.
Велики излаз сада присиљава кондензатор да се пуни преко Д2.

Када достигнете ниво напона који је 2/3 напајања, пин # 6 који је праг ИЦ окидача.
Тренутак пина 6 се активира, пина 3 и пина 7 враћа се на логички низак ниво.

Када је пин # 3 на ниском нивоу, Ц1 поново почиње да се празни преко Д1, а када напон на Ц1 падне испод нивоа који је 1/3 напона напајања, пин # 3 и пин # 7 поново постају високи, због чега следи циклус и настави понављати.

Занимљиво је приметити да Ц1 има два дискретно подешена пута за процес пуњења и пражњења преко диода Д1, Д2 и кроз отпорне кракове постављене лонцем.

То значи да зброј отпора на које наилази Ц1 током пуњења и пражњења остаје исти без обзира на то како је постављен лонац, стога таласна дужина излазаног импулса увек остаје иста.

Међутим, пошто временски периоди пуњења или пражњења зависе од вредности отпора који се наилази на њиховим путањама, лонац дискретно поставља ове временске периоде у складу са својим подешавањима.

С обзиром да су периоди пуњења и пражњења директно повезани са излазним радним циклусом, они се мењају у складу са подешавањем лонца, дајући облик предвиђеним променљивим ПВМ импулсима на излазу.

Просечни резултат односа марка / простор даје ПВМ излаз који заузврат контролише једносмерну брзину мотора.

ПВМ импулси се доводе до капије МОСФЕТ-а која реагује и контролише прикључену струју мотора као одговор на подешавање лонца.

Тренутни ниво кроз мотор одређује његову брзину и на тај начин спроводи контролни ефекат преко лонца.

Учесталост излаза из ИЦ може се израчунати формулом:

Ф = 1,44 (ВР1 * Ц1)

МОСФЕТ се може одабрати према захтеву или струји оптерећења.

Шема кола предложеног регулатора брзине једносмерног мотора може се видети испод:

Прототип:

Доказ за видео тестирање:

У горњем видео клипу можемо видети како се дизајн заснован на ИЦ 555 користи за контролу брзине једносмерног мотора. Као што можете бити сведоци, иако сијалица савршено функционише као одговор на ПВМ и варира свој интензитет од минималног сјаја до максимално ниског, мотор то не ради.

Мотор у почетку не реагује на уске ПВМ-ове, већ започиње трзајем након што су ПВМ-ови подешени на знатно веће ширине импулса.

То не значи да круг има проблема, јер је арматура једносмерног мотора чврсто држана између пара магнета. За покретање старта арматура мора да прескочи ротацију преко два пола магнета, што се не може догодити полаганим и нежним покретом. То мора покренути потиском.

Управо из тог разлога мотор у почетку захтева веће подешавање за ПВМ, а након покретања ротације арматура добија одређену кинетичку енергију, а постизање спорије брзине постаје изводљиво кроз уже ПВМ-ове.

Ипак, враћање ротације у статус споро кретања може бити немогуће из истог разлога као што је горе објашњено.

Трудио сам се да побољшам одзив и постигнем најспорију могућу контролу ПВМ-а тако што сам направио неколико модификација на првом дијаграму као што је приказано доле:

Рекавши ово, мотор би могао показати бољу контролу на споријим нивоима ако је мотор причвршћен или везан теретом кроз зупчанике или систем ременица.

То се може догодити јер ће терет деловати као пригушивач и помоћи у обезбеђивању контролисаног кретања током споријих подешавања брзине.

Дизајн # 3: Коришћење ИЦ 556 за побољшану контролу брзине

Варирање брзине једносмерног мотора може изгледати да није тако тешко и можда ћете пронаћи пуно кола за то.

Међутим, ови кругови не гарантују доследан ниво обртног момента при нижим брзинама мотора, што чини функционисање прилично неефикасним.

Штавише, на врло малим брзинама због недовољног обртног момента, мотор тежи да се заустави.

Још један озбиљан недостатак је тај што у ове склопове нема функције окретања мотора.

Предложени круг је потпуно без горе наведених недостатака и способан је да генерише и одржи високе нивое обртног момента чак и при најнижим могућим брзинама.

Цирцуит Оператион

Пре него што разговарамо о предложеном колу управљача ПВМ мотора, желели бисмо да научимо и једноставнију алтернативу која није толико ефикасна. Без обзира на то, може се сматрати разумно добрим све док оптерећење над мотором није велико и све док брзина није смањена на минимум.

Слика приказује како се један 556 ИЦ може користити за контролу брзине повезаног мотора, нећемо улазити у детаље, једини запажени недостатак ове конфигурације је тај што је обртни моменат директно пропорционалан брзини мотора.

Враћајући се на предложени дизајн склопа регулатора брзине великог обртног момента, овде смо користили две 555 ИЦ уместо једне или тачније једне ИЦ 556 која садржи две 555 ИЦ у једном пакету.

Кружни дијаграм

Главне карактеристике

Укратко предложено Регулатор једносмерне струје укључује следеће занимљиве карактеристике:

Брзина се може континуирано мењати од нуле до максимума, без заустављања.

На обртни моменат никада не утичу нивои брзине и он остаје константан чак и при минималним нивоима брзине.

Ротација мотора може се преокренути или преокренути у делићу секунде.

Брзина је променљива у оба смера ротације мотора.

Два 555 ИЦ додељују им се две одвојене функције. Један одељак је конфигурисан као нестални мултивибратор који генерише сатове квадратног таласа од 100 Хз који се доводи у претходни одељак од 555 унутар паковања.

Горе наведена фреквенција одговорна је за одређивање фреквенције ПВМ.

Транзистор БЦ 557 се користи као извор константне струје који држи суседни кондензатор на напуњеној руци колектора.

Ово развија напон зубаца на горе наведеном кондензатору, који се упоређује унутар 556 ИЦ са напоном узорка споља примењеним преко приказаног пин-оут-а.

Напон узорка који се примењује споља може се добити из једноставног круга напајања променљивог напона 0-12В.

Овај променљиви напон примењен на 556 ИЦ користи се за варирање ПВМ импулса на излазу и који се на крају користи за регулацију брзине повезаног мотора.

Прекидач С1 се користи за тренутно окретање смера мотора кад год је то потребно.

Листа делова

• Р1, Р2, Р6 = 1К,
• Р3 = 150К,
• Р4, Р5 = 150 ома,
• Р7, Р8, Р9, Р10 = 470 Ома,
• Ц1 = 0,1уФ,
• Ц2, Ц3 = 0,01уФ,
• Ц4 = 1уФ / 25ВТ1,
• Т2 = ТИП122,
• Т3, Т4 = ТИП127
• Т5 = БЦ557,
• Т6, Т7 = БЦ547,
• Д1 --- Д4 = 1Н5408,
• З1 = 4В7 400мВ
• ИЦ1 = 556,
• С1 = СПДТ преклопни прекидач

Горњи круг је инспирисан следећим струјним кругом мотора који је објављен давно у часопису елецктор елецтрониц Индиа.

Управљање обртним моментом мотора помоћу ИЦ 555

Први дијаграм управљања мотором може се знатно поједноставити употребом ДПДТ прекидача за операцију окретања мотора и употребом транзистора сљедника емитора за примену регулације брзине, као што је приказано доле:

Прецизна контрола мотора помоћу једног опционог појачала

Изузетно рафинирана или замршена контрола д.ц. мотор се може постићи коришћењем опционог појачавача и тахо-генератора. Оп-појачало је монтирано као прекидач осетљив на напон. У доле приказаном кругу, чим је излаз тахо-генератора нижи од унапред подешеног референтног напона, преклопни транзистор ће се укључити и мотор ће добити 100% снаге.

Дјеловање преклопника на опционом појачалу могло би се догодити за само неколико миливолти око референтног напона. Требаће вам двоструко напајање, које је можда само стабилизовано.

Овај контролер мотора омогућава бесконачно подесиви домет без икаквих облика механичких мука.

Излаз опционог појачала је само +/- 10% нивоа опскрбних шина, тако да се запошљавањем сљедбеника са двоструким емитором могу контролисати огромне брзине мотора.

Референтни напон се могао фиксирати преко термистора, или ЛДР-а итд. Експериментални склоп назначен у дијаграму кола користио је опционо појачало РЦА 3047А и 0,25В 6В мотор као тахо-генератор који је генерирао око 4В при 13000 о / мин за предвиђене повратне информације.