de control al motorului de curent continuu
Acasă »Măsurarea și controlul» Controlul DC Motor
Pentru motorul de curent continuu începe să se transforme, este necesar să se asigure cantitatea potrivită de energie. Ca o regulă, motoare mici, destul de câteva wați. Unitatea de control (MCU), care decide cu privire la pornirea motorului nu poate controla în mod direct motorul, care este de a oferi puterea necesară din producția sa. Acest lucru se datorează faptului că porturile microcontrolerului au o capacitate de încărcare foarte limitată (curentul maxim la ieșire a microcontrolerului este, de obicei, nu mai mult de 20 mA).
Deci, ai nevoie de un amplificator de putere - un dispozitiv care poate genera la puterea semnalului de ieșire mai mare decât puterea de la intrare. Astfel de dispozitive includ un tranzistor și un releu, care sunt mari pentru controlul unui motor de curent continuu.
de control al motorului folosind tranzistor bipolar
Cel mai simplu mod de a conduce vehicule cu motor este prezentat mai jos:
Un tranzistor bipolar este folosit ca un comutator. Rezistorul R trebuie ales astfel încât, în cel mai rău caz (potențialul de bază egal cu potențialul emițător) curent curge prin ea, care nu depășește curentul maxim al portului microcontroler.
Pentru a selecta un tranzistor adecvat, trebuie să cunoaștem curentul maxim în timpul pornirii sau opri motorul, iar curentul în timpul funcționării normale. Bazat pe acest lucru, vom ridica un tranzistor cu un curent de colector corespunzător și valoarea sa maximă.
Acesta ar trebui să acorde atenție, de asemenea, la puterea disipată în tranzistorul (P = Uke * Ik). În ciuda faptului că tranzistorul în acest caz funcționează într-o stare de tensiune de saturație și Uke de multe ori mai mică decât 1V, curentul de colector este încă ridicat (aproximativ 0,5 A pentru de mărime medie a motorului) și, în consecință, puterea emisă de tranzistor poate cere de la noi instalarea radiatorului.
O altă problemă cu utilizarea tranzistoare bipolare, poate fi curent de bază prea mare. Raportul dintre semnalul curenților de ieșire la intrarea tranzistorului - este adesea 100 (acest raport este denumit factor de amplificare de curent și înaintați sau hfe). Dar, din păcate, atunci când tranzistorul funcționează în starea de saturație, acest factor este redus foarte mult.
Aceasta conduce la faptul că, dacă vrem să facem curentul de colector a fost de mare importanță, aceasta poate necesita mai mult de curent de 20 mA, care este mai mult decât capacitatea de transport a portului microcontroler. În aceste cazuri, decizia poate fi de a utiliza o combinație de tranzistori - Darlington tranzistor:
Acest sistem se comportă ca un singur tranzistor cu o valoare mare de câștig curent și viteză redusă.
Câteva cuvinte despre sarcini inductive
Deoarece motorul este o sarcină inductivă, trebuie să fim atenți. În cazul în care curentul trece prin bobina, și ne oprim brusc acest flux, atunci conexiunile de lichidare apare temporar o mulțime de stres. Acest stres poate cauza deteriorarea tranzistorului (prezentată în schema de mai sus) care cauzează distrugerea bazei colectorului. În plus, aceasta poate crea interferențe semnificative. Pentru a preveni acest lucru, în paralel cu o sarcină diodă inductiv conectat:
În timpul funcționării normale a motorului dioda invers părtinitoare. Puterea motorului pană cauzează o acumulare de tensiune pe bobina, dioda este polarizată direct, astfel încât se va îndepărta excesul de energie acumulată în bobina.
Dioda trebuie selectată astfel încât să reziste la tensiune inversă în timpul funcționării normale a motorului. O astfel de protecție poate fi aplicată atât atunci când se utilizează tranzistoare bipolare și MOSFET. De asemenea, este recomandat să utilizați o diodă și releul electromagnetic, în scopul de a preveni uzura timpurie a contactelor.
de control al motorului cu ajutorul unui tranzistor MOSFET
Puteți administra, de asemenea motorul permanent cu efect de câmp tranzistor MOSFET:
Ar trebui să fie îmbogățit cu tipul de canal. Principalul avantaj al unei astfel de tranzistor este aproape nici un curent de intrare. El are o mică rezistență canal activ (ohmi parts), prin care pierderea de putere în tranzistorul nu este mare. Un dezavantaj este sensibilitatea la descărcări electrostatice, ceea ce poate aduce în jos tranzistor.
Deoarece curentul de scurgere poate ajunge la (pentru tranzistor din mijloc) și zeci de amperi, având practic zero curent de intrare, tranzistori MOSFET sunt potrivite ca un amplificator de putere și adesea o alternativă mai bună decât bipolară. Acestea ar trebui să fie, de asemenea, protejate împotriva diode exploziile inductive, deoarece acest lucru poate duce la o defalcare între poarta și canalul (tensiunea de străpungere a câteva zeci de volți).
Controlul motorului prin releu
Dacă aveți nevoie de un control motor de curent continuu, și știi că frecvența de comutare nu este prea mare (mai puțin de 20 Hz), atunci puteți utiliza pentru comutarea releu (releu nu sunt adecvate pentru controlul PWM). Avantajul acestei soluții este în primul rând exotermă mică.
Există releu compacte capabile de a controla curenți de până la 10 A. Pentru astfel de curenți mari, pierderea de putere în comutatorul este acceptabil, dar pentru curenți mici mai rău. Contacte Bobina releului de control poate lucra chiar și la câteva sute de mA. Deci, nu există nici un punct în utilizarea acestui comutator pentru a controla curentul de magnitudine similară. Din fericire, există unele cazuri în care consumă un curent de aproximativ 40mA, și este mult mai bine.
Când este vorba de tensiune releu de control, este de 3-24 V. Așa cum am menționat anterior, maxim 20 mA curent de ieșire microcontroler, care este prea puțin pentru a controla direct relee. Prin urmare, trebuie să utilizați un tranzistor pentru a controla. Conducerea o astfel de conexiune, de regulă, după cum urmează:
Oricum, avem nevoie de un tranzistor. Trebuie remarcat faptul că în acest caz se află cu mult mai puțină căldură decât un sistem bazat numai pe tranzistor, ca printr-un comutator de tranzistor în acest sistem, un mic curent fluxuri, iar releul se cu greu disipează energia în circuitul de ieșire.
nu este necesară diodă de protecție de pe releu. Prezența sa depinde de intensitatea curentului, inductanța bobinei și tensiunea maximă a tranzistorului Uke. Dar prezența a diodei în circuitul de ieșire depinde mai mult dacă vrem să extindă durata de viață a contactelor releului.
La sfârșitul argumente cu privire la situația actuală a releului, atunci când acest tip de control al motorului este optimă. Să presupunem că vrem să controleze motor, care are o tensiune de funcționare nominală de 2,5 V și un curent de 3A, și o operează o sursă de tensiune de 2,5 V (cu o frecvență de comutare mică). Dacă utilizați un amplificator, construit pe tranzistor, de ieșire vom avea o cădere de tensiune de aproximativ 1 V, care în acest caz este o valoare prea mare. Când se utilizează același releu nu avem nici o cădere de tensiune nu va.
de control al motorului prin intermediul H-pod
Deciziile pe care le-am condus până la acest lucru, au un dezavantaj major - cu ajutorul lor, nu este posibil de a controla motorul în două direcții! Această necesitate este probabil să vină la îndemână, de exemplu, în construcția de roboți. H-pod - un desen sau model care poate fi construit ca de ambele tipuri de tranzistori, ca un releu.
Litera «H» presupune că patru relee și motorul se formează în mijloc în Schema literă «H».
Aflați mai multe despre modul în care H-pod poate fi citit aici
de control al motorului Stepper
motoarele pas cu pas, precum și colector, formată în principal din bobine. Aceasta este, de rotație pentru a trece curentul prin bobina. Astfel, toate circuitele de comandă ale motorului prezentate pot fi utilizate pentru a controla motor pas cu pas. (Toate cu excepția H-bridge)
Diferența în circuitul amplificator de putere pentru motoarele pas cu pas constă în faptul că aici puțin tensiuni diferite și curenți, și necesită, de asemenea, în general, 4 comutatoare de pe un motor (când motorul are cinci contacte).
Tensiune nominală de lucru, mai ales în intervalul de 9-24 V. Cu astfel de tensiuni joase nu avem de a face cu un grad ridicat de curent: 0,3 - 1A pe fază! Mai jos este un exemplu de conectare a motorului pas cu pas 5 cu pini:
