Boli preskúmané 2 jednoduché obousmerné riadiace obvody motora

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Obvod, ktorý umožňuje pripojenému motoru pracovať v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek prostredníctvom alternatívnych vstupných spúšťačov, sa nazýva obojsmerný riadiaci obvod.

Prvý návrh nižšie pojednáva o dvojsmernom riadiacom obvode motora založenom na úplnom moste alebo moste H, ktorý používa 4 operačné zosilňovače z IC LM324. V druhom článku sa dozvieme o obvode ovládača obojsmerného motora s vysokým krútiacim momentom využívajúcim IC 556



Úvod

Spravidla mechanické spínače sú zvyknutí nastavovať smer otáčania jednosmerného motora. Nastavenie polarity použitého napätia a motor sa otáča v opačnom smere!

Na jednej strane to môže mať nevýhodu, že je potrebné pridať prepínač DPDT, aby sa zmenila polarita napätia, ale máme do činenia iba s prepínačom, ktorý uľahčuje postup.



Avšak DPDT môže mať jeden závažný problém, neodporúča sa, aby ste počas jeho rotačného pohybu náhle zmenili napätie na jednosmernom motore. Môže to mať za následok prúdový hrot, ktorý by mohol spáliť príslušný regulátor otáčok.

Akýkoľvek druh mechanického namáhania môže spôsobiť podobné problémy. Tento obvod tieto komplikácie ľahko prekoná. Smer a rýchlosť sa ovládajú pomocou osamelého potenciometra. Otáčanie hrnca v určenom smere spôsobí, že sa motor začne otáčať.

Prepnutie hrnca v opačnom smere umožňuje motoru otáčať sa v opačnom smere. Stredná poloha na hrnci vypne motor a zaistí, aby sa motor najskôr spomalil a potom zastavil skôr, ako sa vyvinie úsilie na zmenu smeru.

Technické špecifikácie

Napätie: Obvod a motor využívajú spoločné napájanie. To znamená, že pretože najvyššie pracovné napätie LM324 je 32 VDC, čím sa tiež stane maximálnym napätím dostupným pre prevádzku motora.

Aktuálne: IRFZ44 MOSFET je navrhnutý pre 49A, IRF4905 bude schopný zvládnuť 74A. Stopy plošných spojov, ktoré vedú od pinov MOSFET k skrutkovej svorkovnici, napriek tomu môžu spravovať iba asi 5A. To by sa dalo vylepšiť spájkovaním medených drôtených častí cez stopy PCB.

V takom prípade sa uistite, že MOSFET nie sú príliš horúce - ak to urobia, bude na tieto zariadenia potrebné namontovať väčšie chladiče.

LM324 Pinouts

OBMEDZENÁ KONTROLA DC MOTOROV POUŽÍVANÍM LM324

V zásade nájdete 3 spôsoby, ako upravte otáčky jednosmerných motorov :

1. Použitím mechanizovaných prevodov na dosiahnutie ideálneho zrýchlenia: Tento prístup je často nad rámec pohodlia väčšiny nadšencov cvičiacich v domácich dielňach.

dva. Zníženie napätia motora prostredníctvom sériového odporu. To môže byť určite neefektívne (výkon sa rozptýli v rezistore) a tiež mať za následok zníženie krútiaceho momentu.

Prúd spotrebovaný motorom sa tiež zvyšuje so zvyšujúcim sa zaťažením motora. Zvýšený prúd znamená väčší pokles napätia cez sériový rezistor, a teda pokles napätia pre motor.

Motor potom vyvinie úsilie, aby vytiahol ešte väčšie množstvo prúdu, čo spôsobí zastavenie motora.

3. Krátkym impulzom privedením celého napájacieho napätia na motor: Táto metóda sa zbaví efektu poklesu série. Toto sa označuje ako impulzná šírková modulácia (PWM) a je to stratégia nachádzajúca sa v tomto obvode. Rýchle impulzy umožňujú motoru pracovať pomaly, predĺžené impulzy umožňujú motoru bežať rýchlejšie.

AKO TO FUNKCIE (pozri schému)

Okruh sa dal rozdeliť do štyroch etáp:

1. Ovládanie motora - IC1: A
2. Generátor trojuholníkových vĺn - IC1: B
3. Komparátory napätia - IC1: C a D
4. Motorový pohon - Q3-6

Začnime s fázou budiča motora, sústredenou okolo MOSFETov Q3-6. Iba pár z týchto MOSFETov zostáva v aktivovanom stave kedykoľvek. Pokiaľ sú Q3 a Q6 ZAPNUTÉ, prúd prechádza motorom a spôsobuje jeho otáčanie jedným smerom.

Len čo sú Q4 a Q5 v prevádzkovom stave, prúdová cirkulácia sa obráti a motor sa začne otáčať v opačnom smere. IC1: C a IC1: D sa zaoberajú tým, ktoré MOSFETy sú zapnuté.

Opampy IC1: C a IC1: D sú zapojené ako komparátory napätia. Referenčné napätie pre tieto operačné zosilňovače produkuje odporový delič napätia R6, R7 a R8.

Pamätajte, že referenčné napätie pre IC1: D je pripojené na vstup „+“, ale pre IC1: C je spojené so vstupom „-“.

To znamená, že IC1: D je aktivovaný s napätím vyšším ako jeho referencia, zatiaľ čo IC1: C je vyzvaný, aby napätie bolo nižšie ako jeho referencia. Operačný zosilňovač IC1: B je konfigurovaný ako generátor trojuholníkových vĺn a dodáva aktivačný signál do príslušných komparátorov napätia.

Frekvencia je zhruba inverzná k časovej konštante R5 a C1 - 270 Hz pre použité hodnoty.

Zníženie R5 alebo C1 zvyšuje frekvenciu zvyšovaním ktorejkoľvek z nich dôjde k zníženiu frekvencie. Výstupná úroveň špička-špička trojuholníkovej vlny je oveľa menšia ako rozdiel medzi dvoma referenciami napätia.

Je preto mimoriadne ťažké aktivovať obidva komparátory súčasne. Alebo by začali viesť všetky 4 MOSFETy, čo by viedlo ku skratu a zničeniu všetkých.

Tvar trojuholníka je štruktúrovaný okolo offsetového napätia DC. Zvyšovanie alebo znižovanie ofsetového napätia primerane mení polohu impulzu trojuholníkovej vlny.

Prepnutie trojuholníkovej vlny nahor umožňuje aktiváciu komparátora IC1: D, jeho zníženie vedie k aktivácii komparátora IC1: C. Keď je úroveň napätia v trojuholníkovej vlne uprostred dvoch referencií napätia, nie je indukovaný žiadny z komparátorov. DC offsetové napätie je regulované potenciometrom P1 cez IC1: A, ktorý je navrhnutý ako napäťový sledovač.

To dáva zdroj napätia s nízkou výstupnou impedanciou, čo umožňuje, aby bolo ofsetové napätie DC menej citlivé na vplyv IC1: B na zaťaženie.

Keď je „pot“ prepnutý, jednosmerné ofsetové napätie sa začína meniť, a to buď nahor alebo nadol v závislosti od smeru, v ktorom je potenciometr otočený. Dióda D3 predstavuje pre regulátor ochranu proti prepólovaniu.

Rezistor R15 a kondenzátor C2 sú jednoduchý dolnopriepustný filter. To je určené na čistenie akýchkoľvek napäťových špičiek vyvolaných MOSFETmi, keď zapnú napájanie motora.

Zoznam položiek

2) Obojsmerné riadenie motora pomocou IC 556

Realizácia rýchlosti a obojsmerného riadenia pre jednosmerné motory je pomerne jednoduchá. Pre nezávisle napájané motory sú otáčky v zásade lineárnou funkciou napájacieho napätia. Motory s permanentným magnetom sú podkategóriou nezávisle napájaných motorov a často sa používajú v hračkách a modeloch.

V tomto obvode sa napájacie napätie motora mení pomocou pulznej šírkovej modulácie (PWM), ktorá zaisťuje dobrú účinnosť a tiež relatívne vysoký krútiaci moment pri nízkych otáčkach motora. Jediné riadiace napätie medzi 0 a +10 V umožňuje obrátiť otáčky motora a meniť ich od nuly po maximum v oboch smeroch.

Astabilný multivibrátor IC je nastavený ako 80 Hz oscilátor a určuje frekvenciu signálu PWM. Zdroj prúdu T1 nabíja Ca. Napätie píl na tomto kondenzátore sa porovnáva s riadiacim napätím v 1C2, ktoré vydáva signál PWM do medzipamäte N1-Na alebo NPN1. Budič motora v Darlingtone je mostíkový obvod schopný riadiť zaťaženie až do 4 ampérov za predpokladu, že zábehový prúd zostane pod 5 ampérov a pre výkonové tranzistory T1-T je zabezpečené dostatočné chladenie. Diódy D1, D5 poskytujú ochranu pred indukčnými rázmi z motora Spínač S1 umožňuje okamžité obrátenie smeru motora.

Obojsmerné riadenie otáčok motora IC 556

Prototypové obrázky




Predchádzajúci: Porozumenie obvodom zosilňovača Ďalej: Ako pripojiť tranzistory (BJT) a MOSFET k Arduinu