Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока

23 августа 2021 г. 07:36

 

Электропривод, построенный на основе двигателей постоянного тока используются в металлургической, машиностроительной, химической, угольной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.
Применение электропривода способствует созданию промышленного оборудования, в том числе станков с высокой степенью автоматизации. При этом в автоматизированном электроприводе главное место занимает такая задача, как регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока.

 

Основные способы управления скоростью вращения двигателя постоянного тока:

1) изменение тока в цепи обмотки возбуждения при стабильном напряжении на обмотке якоря;
2) изменение напряжения на обмотке якоря при стабильном токе в цепи обмотки возбуждения;
3) изменение напряжения на обмотке якоря, а также изменение тока в цепи обмотки возбуждения.

 

Для изменения величин напряжения на обмотке якоря или силы тока в цепи обмотки возбуждения применяются чаще всего управляемые выпрямители. Для работы в промышленном оборудовании используются однофазные и трехфазные выпрямители, собранные по мостовой схеме. При этом конструктивное исполнение двигателей постоянного тока способствует тому, что необходимая мощность выпрямителей для цепи обмотки возбуждения намного меньше мощности выпрямителя для обмотки якоря. Однако, существуют также и недостатки регулирования частоты вращения двигателя изменением силы тока в цепи обмотки возбуждения. Основным недостатком является уменьшение быстродействия исполнения задаваемой скорости, другими словами, худшие динамические свойства автоматизированого электропривода. Для некоторых применений эти показатели являются не критичными, поэтому при проектировании следует руководствоваться требованиями к приводу в соответствии с техническим заданием.  Восстановление драйверов электродвигателей постоянного тока отличается от ремонта частотных преобразователей, используемых в системах управления асинхронными двигателями переменного тока, так как используется различный принцип управления и соответственно разная схемотехника.

 

Если технологический процесс включает необходимость изменения направления вращения двигателя(реверс), эта возможность также может быть выполнена одним из способов — в цепи обмотки якоря или обмотки возбуждения. Такая возможность реализуется изменением полярности управляющего постоянного напряжения или тока.

Примеры работ
Услуги
Контакты

Время выполнения запроса: 0,00533080101013 секунд.

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (независимым): принцип работы

Содержание

1. Характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
2. Сферы применения двигателя
3. Регулирование частоты вращения
4. Двигатель с независимым возбуждением

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением – это электродвигатель, у которого обмотки якоря и возбуждения подключаются друг к другу параллельно. Часто по своей функциональности он превосходит агрегаты смешанного и последовательного типов в случаях, если необходимо задать постоянную скорость работы.

Характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Формула общего тока, идущего от источника, выводится согласно первому закону Кирхгофа и имеет вид: I = I_я + I_в, где I_я  — ток якоря, I_в – ток возбуждения, а I – ток, который двигатель потребляет от сети. Следует отметить, что при этом I_в не зависит от I_я, т.е. ток возбуждения не зависит от нагрузки. Величина тока в обмотке возбуждения меньше тока якоря и составляет примерно 2-5% от сетевого тока.

В целом, данные электродвигатели отличаются следующими весьма полезными тяговыми параметрами:

• Высокая экономичность (поскольку ток якоря не проходит через обмотку возбуждения).
• Устойчивость и непрерывность рабочего цикла при колебаниях нагрузки в широких пределах (т.к. величина момента сохраняется даже в случае изменения числа оборотов вала).

При недостаточном моменте пуск осуществляется посредством перехода на смешанный тип возбуждения.

Сферы применения двигателя

Поскольку частота вращения подобных двигателей остается почти постоянной даже при изменении нагрузки, а также может изменяться при помощи регулировочного реостата, они широко применяются в работе с:

• вентиляторами;
• насосами;
• шахтными подъемниками;
• подвесными электрическими дорогами;
• станками (токарными, металлорежущими, ткацкими, печатными, листоправильными и пр.).

Таким образом, этот вид двигателей в основном используется с механизмами, требующими постоянства скорости вращения или ее широкой регулировки.

Регулирование частоты вращения

Регулирование скорости – это целенаправленное изменение скорости электродвигателя в принудительном порядке при помощи специальных устройств или приспособлений. Оно позволяет обеспечить оптимальный режим работы механизма, его рациональное использование, а также уменьшить расход энергии.

Существует три основных способа регулирования скорости двигателя:

1. Изменение магнитного потока главных полюсов. Осуществляется при помощи регулировочного реостата: при увеличении его сопротивления магнитный поток главных полюсов и ток возбуждения I_в уменьшаются. При этом увеличивается число оборотов якоря на холостом ходу, а также угол наклона механической характеристики. Жесткость механических характеристик сохраняется. Однако увеличение скорости может привести к механическим повреждениям агрегата и к ухудшению коммутации, поэтому не рекомендуется увеличивать частоту вращения этим методом более чем в два раза.
2. Изменение сопротивления цепи якоря. К якорю последовательно подключается регулировочный реостат. Скорость вращения якоря уменьшается при увеличении сопротивления реостата, а наклон механических характеристик увеличивается. Регулировка скорости вышеуказанным способом:

• способствует уменьшению частоты вращения относительно естественной характеристики;
• связана с большой величиной потерь в регулировочном реостате, следовательно, неэкономична.

1. Безреостатное изменение подаваемого на якорь напряжения. В этом случае необходимо наличие отдельного источника питания с регулируемым напряжением, например, генератора или управляемого вентиля.

Двигатель с независимым возбуждением

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения как раз и реализует третий принцип регулирования скорости. Его отличие в том, что обмотка возбуждения и магнитное поле главных полюсов подключаются к разным источникам. Ток возбуждения является неизменной характеристикой, а магнитное поле меняется. При этом изменяется число оборотов вала на холостом ходу, жесткость характеристики остается прежней.

Таким образом, принцип работы дпт с независимым возбуждением является достаточно сложным вследствие независимой работы двух источников, тем не менее, его главное преимущество – большая экономичность.

Регулирование скорости вращения коллекторного двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока и мотор-редукторы, созданные на их основе, нуждаются в надежной системе управления скоростью вращения вала. Простым и удобным методом решения проблемы является применение широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Способ основан на преобразовании постоянного напряжения в импульсное. При этом управление частотой вращения осуществляют путем изменения длительности подающегося импульса.

Например, по такому же принципу используют ШИМ схему в осветительных приборах для регулировки яркости свечения светодиодных ламп. Так как у светодиода небольшое время затухания частота работы устройства регулирования имеет большое значение. Качественные приборы должны полностью исключать мерцание при пониженной яркости свечения.

Управление двигателями постоянного тока методом ШИМ стало возможным благодаря силе инерции. После прекращения подачи напряжения на обмотки вал электродвигателя останавливается не сразу, продолжая движение по инерции. Путем кратковременной подачи напряжения с определенным периодом можно добиться плавного регулирования скорости вращения вала. При этом главным регулирующим параметром является размер паузы между импульсами.

Применение устройства управления для двигателя постоянного тока

Этот метод управления двигателем постоянного тока позволяет плавно изменять скорость вращения вала в широких пределах. ШИМ делает возможным изменение параметров работы двигателя в автоматическом режиме в соответствии с установленными данными. Необходимую информацию регулятор оборотов коллекторного двигателя получает от пользователя или специального датчика, который определяет, температуру, скорость вращения или любой другой параметр. Например, в воздушных системах охлаждения регулятор оборотов изменяет скорость вращения вентилятора на основе данных, полученных от датчика температуры. Это позволяет автоматически замедлять скорость потока воздуха при низкой температуре и увеличивать при высокой.

Схема управления коллекторным двигателем постоянного тока

Простую схему управления двигателем постоянного тока можно собирать из полевого транзистора. Он играет роль электронного ключа, который переключает схему питания двигателя после подачи напряжения на базу. Электронный ключ остается открытым на время, соответствующее длительности импульса.

ШИМ сигнал характеризуют коэффициентом заполнения, который равен обратной величие скважности. Коэффициент заполнения равен отношению продолжительности импульса к периоду его подачи. Скорость движения вала двигателя будет пропорциональна значению коэффициента заполнения. Поэтому, если частота ШИМ сигнала слишком низкая для обеспечения стабильной работы, то вал двигателя будет вращаться заметными рывками. Чтобы гарантировать плавное регулирование и стабильную работу частота должна превышать сотни герц.

Оптимальные значения частоты ШИМ сигнала

Частота может варьироваться в широких пределах от нескольких десятков до нескольких сотен герц. Благодаря емкостной нагрузке происходит сглаживание импульсов. В итоге на двигатель подается «постоянное» напряжение средней величины в зависимости от параметров управляющей системы. Например, если двигатель получает питание от сети напряжением 10В, и к нему подключить регулятор с длительностью импульса равной половине периода подачи, то эффект будет таким же, как при подаче 5В на двигатель напрямую.

Сложности при ШИМ регулировании скорости двигателя постоянного тока

ШИМ является популярным методом регулирования аналоговым напряжением в различных схемах. При использовании этого способа регулирования пользователь может столкнуться с непредсказуемым поведением двигателя. Например, вал может начать вращение в обратную сторону. Это происходит при низких емкостных нагрузках. В коллекторных двигателях в процессе работы происходит постоянное переключение обмоток якоря. Когда подключают регулятор, начинает происходить отключение и включение питание с определенной частотой. Дополнительная коммутация в сочетании с коллекторной может привести к проблемам с эксплуатацией двигателя. Поэтому устройства управления с ШИМ регулированием двигателя должны быть тщательно продуманы и проработаны.

Также причиной нестабильной работы электродвигателя может стать факт влияния силы тока на скорость вращения ротора, которая находится в зависимости от уровня приложенного напряжения. Проблемы могут возникнуть при эксплуатации двигателей на малой скорости по отношению к номинальному значению.

Например, у пользователя есть двигатель, который при номинальном напряжение вращает ротор со скоростью 10об/сек. Чтобы понизить скорость до 1 об/сек недостаточно просто снизить напряжение до 1В. Подобрать подходящее значение подаваемого напряжения сложно и если пользователю и удастся, то при незначительном изменении условий эксплуатации скорость снова изменится.

Решением проблемы является применение системы автоматического регулирования или кратковременное включение электродвигателя на полную мощность. Движение ротора будет происходить рывками, но при правильно подобранной частоте и длительности подаваемых импульсов можно сделать вращение более стабильным. Так, добиваются устойчивого движения вала электродвигателя с любой скоростью, которая не будет меняться в зависимости от нагрузки.

Реализация ШИМ

Многие модели современных ПЛК контроллеров предоставляют возможность организации ШИМ. Но иногда доступных каналов оказывается недостаточно и приходится использовать программу обработки прерывай.

Алгоритм реализации ШИМ:

1. В начале каждого импульса ставим единицу и ждем повышения значения до заданного уровня.
2. Сбрасываем линию на ноль.

Длительность импульса легче отследить с определенной периодичностью или ступенями. Например, десять регулировочных ступеней соответствуют 10% от максимального значения. Прежде всего необходимо определиться с частотой импульсов и количеств ступеней регулирования. Далее, умножают полученные значения. Результат произведения даст необходимую частоту прерываний таймера.

При желании можно выбрать подходящую частоту таймера или количество ступеней регулирования и путем расчетов находят необходимую частоту импульсов.

Так же по теме регулирования скорости коллекторного двигателя предлагаем статью «Управление коллекторным двигателем постоянного тока методом ШИМ»

Регулирование скорости вращения электродвигателя постоянного тока со смешанным возбуждением

Из выражений (73) и (74) видно, что скорость вращения двигателей смешанного возбуждения можно регулировать тремя способами, рассмотренными выше для электродвигателей параллельного возбуждения, а именно: регулированием подве­денного напряжения, изменением сопротивления цепи якоря и изменением потока возбуждения. Первый способ применим лишь в системе Г—Д, когда электродвигатель питается от отдельного генератора. В этом случае, изменяя ток возбуждения генератора, можно добиться изменения его напряжения, что приводит [см. уравнения (71) — (74)] к изменению числа оборотов электродвигателя. Наибольшее распространение на практике получил второй способ, позволяющий плавно и в достаточно широких пределах регулировать скорость вращения электродвигателей постоянно­го тока. Основной его недостаток — большие потери энергии в регулировочных реостатах, а также громоздкость и значитель­ный вес последних. При данном способе регулирования уравне­ния скоростной и механической характеристик будут практиче­ски те же, что и для электродвигателей последовательного и параллельного возбуждения [см. уравнения (75) и (76)]. Уравнения показывают, что на величину скорости холостого хода n0= U / cФШОВ дополнительное сопротивление R в цепи якоря влияния не оказывает, поэтому все искусственные характери­стики исходят из одной точки n0 на оси ординат (рис. 36). Мяг­кость их определяется величиной сопротивления, включаемого в цепь якоря. Чем больше величина сопротивления R, тем зна­чительней падение напряжения в якорной цепи и тем мягче искусственная характеристика. При переключении сопротив­лений переход с одной характеристики на другую происходит так, как описывалось выше. Наиболее экономичным способом регулирования скорости вращения является третий способ — изменение потока возбужде­ния электродвигателя. Такое регули­рование осуществляется введением в цепь параллельной обмотки воз­буждения ШОВ регулировочного ре­остата РР (рис. 37, а). Очевидно, что при полностью выведенном рео­стате РР электродвигатель работа­ет на естественной характеристике а (рис. 37, б). При введении же различных сопротивлений в цепь обмотки ШОВ величина магнитного потока возбуждения изменяется и соответственно меняется скорость вращения электродвигателя. Регулирование скорости данным способом возможно лишь только вверх от номинальной, так как искусственные характе­ристики, получаемые при введении различных сопротивлении в цепь параллельной обмотки возбуждения, располагаются выше естественной характеристики. Это является одним из существенных недостатков данного способа регулирования скорости. Если учесть, что введение дополнительного сопротив­ления в цепь параллельной обмотки возбуждения приводит к снижению полезного магнитного потока машины, а это, в свою очередь, влечет за собой снижение вращающего момента, развиваемого электродвигателем, то нетрудно понять, что дан­ный способ регулирования скорости применим лишь в случаях малозагруженных электродвигателей, например, при подъеме или спуске легких грузов или грузозахватного приспособления. Приведенные на рис. 37, б характеристики, соответствую­щие рассматриваемому способу регулирования скорости, пере­секают ось ординат в различных точках. Это объясняется тем, что при введении дополнительных сопротивлений в цепь обмот­ки возбуждения скорость холостого хода не остается постоян­ной. Она тем выше, чем больше величина сопротивления в цепи обмотки возбуждения [см. формулу (75)]. Характеристики, приведенные на рис. 37, б, имеют сходя­щийся характер, т. е. по мере снижения магнитного потока же­сткость характеристик электродвигателя уменьшается, что, как уже указывалось, объясняется влиянием реакции якоря при значительных нагрузках. Значительная индуктивность параллельной обмотки возбуж­дения приводит к тому, что переход с одной характеристики на другую при данном способе регулирования скорости проис­ходит по так называемым динамическим характеристикам (см. пунктир на рис. 37, б), которые можно построить после расчета переходных процессов.

Регулирование частоты вращения | Электрические машины

Страница 51 из 51

6.7.3. Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока

Согласно (6.8), регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока можно осуществлять путем изменения потока Ф, введения дополнительного сопротивления в цепь якоря и изменения напряжения сети . В двигателях параллельного возбуждения наиболее просто осуществляется регулирование изменением потока, реализуемого с помощью реостата в цепи возбуждения. При увеличении сопротивления поток Ф уменьшается и частота вращения растет. На рис. 6.43 представлены механические характеристики двигателя параллельного возбуждения при трех значениях потока. Таким способом регулируют частоту вращения в пределах , . Верхний уровень частот ограничивается условиями коммутации. Кроме того, при глубоком уменьшении потока возбуждения усиливается размагничивающее действие реакции якоря, жесткость механической характеристики растет, и падающая характеристика при номинальном потоке может стать возрастающей при ослабленном потоке, что приведет к нарушению устойчивой работы двигателя.
Регулирование частоты вращения двигателя путем введения в цепь якоря дополнительного сопротивления позволяет изменять частоту вращения вниз от номинальной в широких пределах (рис. 6.44). Но этот способ не экономичен. Полезная мощность двигателя при постоянном моменте пропорциональна частоте вращения (без учета потерь в якоре):
,
а потребляемая из сети мощность от частоты вращения не зависит,
.
Поэтому КПД двигателя пропорционален частоте вращения якоря,

.
Кроме того, при введении дополнительного сопротивления жесткость механической характеристики двигателя снижается, что может привести к ухудшению работы приводного механизма.
Более совершенным способом регулирования частоты вращения вниз является регулирование путем изменения подводимого к двигателю напряжения. На рис. 6.45 представлены механические характеристики двигателя параллельного возбуждения для трех значений напряжений. Жесткость механических характеристик практически не меняется, поэтому таким способом можно регулировать частоту вращения от номинальной до нуля.
Этот способ по существу сходен с частотным регулированием угловой скорости в машинах переменного тока, так как закон изменения напряжения и частоты тока в якоре близок к при постоянном потоке Ф:
.
В качестве источников регулируемого напряжения используются генератор постоянного тока (рис. 6.41, а) либо полупроводниковый выпрямитель (рис. 6.41, б). Схема с полупроводниковым выпрямителем обладает более высоким быстродействием по сравнению со схемой генератор-двигатель, но уступает по перегрузочной способности. Кроме того, работа полупроводникового преобразователя ухудшает качество электрической энергии сети переменного тока из-за генерации высших гармоник напряжения и тока.
Рассмотренные способы регулирования частоты вращения двигателей параллельного возбуждения применяются и в двигателях смешанного возбуждения.

Регулирование частоты вращения двигателей последовательного возбуждения осуществляется путем изменения тока в последовательной обмотке или напряжения якоря U с помощью шунтирующих реостатов (рис. 6.46).
При шунтировании обмотки возбуждения ток уменьшается и частота вращения якоря растет, а при шунтировании якоря напряжение якоря уменьшается, поэтому частота вращения падает (рис. 6.47).
Регулирование частоты вращения вверх осуществляется практически при постоянном КПД
.
Верхний уровень частоты вращения ограничивается условиями коммутации.
Регулирование частоты вращения вниз может осуществляться вплоть до нуля, однако КПД этого способа снижается пропорционально напряжению якоря и частоте вращения:
,
где — частота вращения якоря при .
Таким образом, этот способ регулирования так же, как и реостатный способ регулирования частоты вращения двигателя с параллельным возбуждением, является неэкономичным. Он используется лишь в случае двигателей малой мощности.

Регулирование скорости асинхронного двигателя

Вопрос, связанный с регуляцией скорости вращения электрического низковольтного двигателя , становится все более актуальным. Дело в том, что сокращение или увеличение числа оборотов, совершаемых оборудованием, важно для стабильной работы различных приборов, в частности, для механизмов, которые применяются для облегчения бытовых работ. На первый взгляд может показаться, что проще всего будет решить проблему за счет снижения напряжения, питающего двигатель. Однако, данный вариант подходит только для моделей постоянного тока. В них регуляторы напряжения отличаются лаконичностью конструкции. Кроме того, они вполне доступны. Тем не менее, в последнее время большая часть устройств, принимающих участие в производственном процессе, основываются на двигателях переменного тока асинхронного типа. В подобной ситуации в случае снижения напряжения двигатель начинает резко сокращать число оборотов, утрачивает мощность и тормозит.

Для регулирования скорости вращений существует более современный способ. Он предполагает применения частотных инвенторных преобразователей, которые в обиходе все чаще называются частотниками. Они нередко используются в различных сферах. Например, их часто применяют для оборудования станков и электрических приводов, входящих в состав промышленного оборудования.

Принцип функционирования частотника довольно прост. Его суть заключается в правиле определения вытяжной угловой скорости вращения вала. При этом важно учитывать такой немаловажный фактор, как частота сети, обеспечивающей питание. За счет изменения частоты питания появляется возможность регуляции скорости вращения ротора. Каждый частотный преобразователь снабжается специальной табличкой. На ней указываются основные характеристики.

Электродвигатель: особенности управления Возврат к списку

Пуск, торможение и регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока —

Пуск двигателей постоянного тока осуществляется с помощью специального пускового сопротивления, включенного в цепь якоря. Сопротивление пускового реостата подбирается так, чтобы пусковой ток был не более 200— 250% номинального и чтобы за период пуска двигателя реостат не перегревался. В процессе пуска величина сопротивления реостата постепенно уменьшается до 0. При данном способе пуска часть энергии расходуется па нагрев реостата.

Применяется и другой, более совершенный и экономичный способ — плавное повышение напряжения па зажимах двигателя. Этот способ возможен при наличии управляемого преобразователя.

Оба эти способа могут применяться и для регулирования частоты вращения двигателей.

Широкое распространение в электроприводе рудничных машин получил способ регулирования частоты вращения двигателя независимого возбуждения путем изменения величины напряжения, подводимого к зажимам якоря. Питание якоря осуществляется от индивидуального, регулируемого источника постоянного тока: машинного генератора (система генератор — двигатель, Г—Д), тиристного преобразователя (система управляемый кремниевый выпрямитель — двигатель, КУВ — Д) и др.

Схема простейшей системы Г — Д и ее характеристики приведены на рис. 8.2.

Приводной двигатель ПД (синхронный или асинхронный) вращает с постоянной частотой якори генератора Г и возбудителя 5. От возбудителя В питаются обмотки возбуждения двигателя ОВД и генератора ОВГ. Генератор подает напряжение непосредственно на якорь двигателя Д, который приводит в движение машину РМ.

Регулирование частоты вращения двигателя Д производится за счет изменения величины напряжения на зажимах якоря. Изменение величины напряжения достигается изменением величины магнитного потока генератора Г с помощью реостата R1. С помощью переключателя П возможно изменение направления магнитного потока возбуждения генератора Г, а значит полярности подаваемого на двигатель напряжения. Так достигается реверсирование двигателя Д.

Известно, что при изменении величины напряжения 2 можно получить любое количество искусственных характеристик двигателя Д, т. е. регулировать частоту вращения его в широких пределах.

Изменяя величину сопротивления R2 в обмотке возбуждения двигателя, получаем изменение величины магнитного потока Ф двигателя. В этом случае характеристики располагаются выше естественной характерна тики двигателя, т. е. частота вращения двигателя регулируется и в сторону увеличения ее но сравнению с номинальной.

Система Г — Д и ее варианты применяются для привода подъемных машин, экскаваторов, прокатных станов и др. Не недостатки: высокая первоначальная стоимость, относительно низкий к. п. д. и громоздкость.

Для привода горных машин получила применение система КУВ — Д. В этой системе источником питания двигателя служит кремниевый управляемый вентиль — тиристор. Изменение напряжения на зажимах якоря осуществляется путем изменения времени открывания тиристора.

На схеме (рис. 8.3, а) изображены двигатель постоянного тока Д с обмоткой независимого возбуждения ОВД, трансформатор Тр, группа тиристоров Т, блок управления ими БУ. График изменения средней величины напряжения ил на зажимах двигателя приведен на рис. 8.3, б.

Регулирование напряжения на зажимах якоря осуществляется путем изменения продолжительности пребывания тиристоров Т в закрытом состоянии t. Сигнал на открытие тиристора в проводящем направлении подается регулируемым блоком управления БУ.

При включении трансформатора Тр напряжение подается на аноды тиристоров. Когда на анод поступает отрицательная полуволна напряжения, тиристор закрыт. Во время подачи положительное полуволны тиристор будет закрыт еще некоторое время, пока с блока БУ не поступит сигнала на открывание его.

С момента подачи сигнала тиристор будет пропускать ток в течение времени 2, а затем снова закроется. Так будет происходить каждую положительную полуволну.

Изменение продолжительности нахождения тиристоров в открытом состоянии вызывает изменение среднего значения выпрямленного напряжения 1 л, подаваемого на зажимы якоря, благодаря чему возможно плавное регулирование частоты вращения электродвигателя.

Так как тиристоры имеют малые габариты и массу при большой мощности, высокий к. п. д., большой срок службы, в них отсутствуют движущиеся и нормально искрящие части, они получают все большее применение в электроприводе рудничных машин. Так, например, система КУВ — Д уже нашла применение в приводе горных комбайнов.

Лучшие и важные методы контроля

В период 18 ^{-го и} века произошла эволюция двигателей постоянного тока. Развитие двигателей постоянного тока значительно расширилось, и они находят широкое применение во многих отраслях промышленности. В начале 1800-х годов и с усовершенствованиями, сделанными в 1832 году, двигатели постоянного тока были первоначально разработаны британским исследователем Стердженом. Он изобрел начальный коммутаторный двигатель постоянного тока, в котором он также может моделировать механизмы.Но можно задаться вопросом, каковы функциональные возможности двигателя постоянного тока и почему важно знать об управлении скоростью двигателя постоянного тока. Итак, эта статья четко объясняет его работу и различные методы контроля скорости.

Что такое двигатель постоянного тока?

Двигатель постоянного тока работает от постоянного тока, преобразуя полученную электрическую энергию в механическую. Это вызывает изменение вращения в самом устройстве, обеспечивая, таким образом, мощность для работы различных приложений в нескольких областях.

Управление скоростью двигателя постоянного тока — одна из наиболее полезных функций двигателя. Контролируя скорость двигателя, вы можете изменять скорость двигателя в соответствии с требованиями и получать необходимую работу.

Механизм управления скоростью применим во многих случаях, например, для управления движением роботизированных транспортных средств, движением двигателей на бумажных фабриках и движением двигателей в лифтах, где используются различные типы двигателей постоянного тока.

Принцип работы двигателя постоянного тока

Простой двигатель постоянного тока работает по принципу: когда проводник с током помещается в магнитное поле, он испытывает механическую силу.В практическом двигателе постоянного тока якорь является проводником по току, а поле создает магнитное поле.

Когда на проводник (якорь) подается ток, он создает собственный магнитный поток. Магнитный поток либо суммируется с магнитным потоком, создаваемым обмотками возбуждения в одном направлении, либо нейтрализует магнитный поток, обусловленный обмотками возбуждения. Накопление магнитного потока в одном направлении по сравнению с другим оказывает давление на проводник, и поэтому он начинает вращаться.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея вращательное действие проводника создает ЭДС. Эта ЭДС, согласно закону Ленца, имеет тенденцию противодействовать причине, то есть подаваемому напряжению. Таким образом, двигатель постоянного тока имеет особую характеристику регулирования крутящего момента в случае изменения нагрузки из-за обратной ЭДС.

Почему важно регулировать скорость двигателя постоянного тока?

Контроль скорости в машине показывает влияние на скорость вращения двигателя, где это прямое влияние на функциональность машины и так важно для производительности и результата работы.Во время сверления каждый материал имеет свою собственную скорость вращения, которая также меняется в зависимости от размера сверла.

В сценарии насосных установок будет изменение производительности, поэтому конвейерная лента должна быть синхронизирована с функциональной скоростью устройства. Эти факторы прямо или косвенно зависят от скорости двигателя. Из-за этого следует учитывать скорость двигателя постоянного тока и соблюдать различные типы методов управления скоростью.

Управление скоростью двигателя постоянного тока осуществляется либо вручную рабочим, либо с помощью любого автоматического управляющего инструмента.Это, по-видимому, контрастирует с ограничением скорости, при котором необходимо регулирование скорости, препятствующее естественному изменению скорости из-за изменения нагрузки на вал.

Принцип управления скоростью

Из приведенного выше рисунка уравнение напряжения простого двигателя постоянного тока составляет

В = Eb + IaRa

В — подаваемое напряжение, Eb — обратная ЭДС, Ia — ток якоря, Ra — сопротивление якоря.

Мы уже знаем, что

Eb = (PøNZ) / 60 А.

P — количество полюсов,

А — постоянная

Z — количество жил

Н — частота вращения мотора

Подставляя значение Eb в уравнение напряжения, получаем

В = ((PøNZ) / 60A) + IaRa

Или, V — IaRa = (PøNZ) / 60A

т.е. N = (PZ / 60A) (V — IaRa) / ø

Вышеприведенное уравнение можно также записать как:

N = K (V — IaRa) / ø, K — постоянная

Это подразумевает три вещи:

1. Скорость двигателя прямо пропорциональна напряжению питания.
2. Скорость двигателя обратно пропорциональна падению напряжения якоря.
3. Скорость двигателя обратно пропорциональна магнитному потоку из-за полевых выводов

Таким образом, скорость двигателя постоянного тока можно регулировать тремя способами:

• Изменяя напряжение питания
• Изменяя поток и ток через обмотку возбуждения
• Изменяя напряжение якоря и изменяя сопротивление якоря

Несколько методов управления скоростью двигателя постоянного тока

Поскольку существует два типа двигателей постоянного тока, здесь мы подробно обсудим методы регулирования скорости как последовательных, так и параллельных двигателей постоянного тока.

Регулятор скорости двигателя постоянного тока серийных типов

Его можно разделить на два типа:

• Техника с контролем якоря
• Техника с полевым управлением

Техника с управлением якорем подразделяется на три типа

• Якорь управляемое сопротивление
• Управление шунтированным якорем
• Напряжение на зажимах якоря

Регулируемое сопротивление якоря

Этот метод наиболее широко используется, когда регулирующее сопротивление последовательно соединено с сопротивлением двигателя.Изображение ниже объясняет это.

Контроль сопротивления якоря

Потери мощности, которые происходят в управляющем сопротивлении двигателя постоянного тока, можно игнорировать, потому что этот метод регулирования в основном используется в течение длительного периода времени для снижения скорости во время сценариев легкой нагрузки. Это рентабельный метод получения постоянного крутящего момента, который в основном применяется в приводных кранах, поездах и других транспортных средствах.

Управление шунтированным якорем

Здесь реостат будет иметь как последовательное, так и шунтирующее соединение с якорем.Будет изменяться уровень напряжения, подаваемого на якорь, и это зависит от изменения последовательного реостата. Тогда как изменение тока возбуждения происходит за счет смены шунтирующего реостата. Этот метод управления скоростью в двигателе постоянного тока не так дорог из-за значительных потерь мощности в сопротивлениях регулирования скорости. Скорость можно до некоторой степени регулировать, но не выше нормального уровня.

Метод управления скоростью двигателя постоянного тока с шунтированным якорем

Напряжение на клеммах якоря

Скорость двигателя постоянного тока также может быть достигнута путем подачи питания на двигатель с использованием индивидуального переменного напряжения питания, но этот подход является дорогостоящим и широко не применяется.

Техника с полевым управлением подразделяется на два типа:

• Полевой дивертер
• Контроль регулируемого поля (Tapped field control)

Техника полевого дивертора

В этой технике используется дивертер. Интенсивность магнитного потока, проходящего через поле, может быть уменьшена путем шунтирования некоторой части тока двигателя через последовательное поле. Чем меньше сопротивление дивертора, тем меньше ток возбуждения. Этот метод используется не только для нормального диапазона скоростей, но и для электрических приводов, где скорость увеличивается при уменьшении нагрузки.

Регулировка скорости двигателя постоянного тока с переключателем поля

Регулирование поля с отводом

Здесь также, с уменьшением потока, скорость будет увеличиваться, и это достигается за счет уменьшения количества витков обмотки возбуждения, откуда протекает ток. Здесь убирается количество ответвлений в обмотке возбуждения, и этот прием используется в электрических тягах.

Регулировка скорости параллельного двигателя постоянного тока

Его можно разделить на два типа:

• Техника с полевым управлением
• Техника с контролем якоря

Метод полевого управления параллельным двигателем постоянного тока

В этом методе магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, изменяется для изменения скорости двигателя.

Поскольку магнитный поток зависит от тока, протекающего через обмотку возбуждения, его можно изменять, изменяя ток через обмотку возбуждения. Это может быть достигнуто путем использования переменного резистора последовательно с резистором обмотки возбуждения.

Первоначально, когда переменный резистор находится в минимальном положении, номинальный ток течет через обмотку возбуждения из-за номинального напряжения питания, и в результате скорость остается нормальной. При постепенном увеличении сопротивления ток через обмотку возбуждения уменьшается.Это, в свою очередь, снижает создаваемый поток. Таким образом, скорость двигателя увеличивается сверх своего нормального значения.

Метод контроля сопротивления якоря для параллельного двигателя постоянного тока

С помощью этого метода можно управлять скоростью двигателя постоянного тока, управляя сопротивлением якоря, чтобы контролировать падение напряжения на якоре. В этом методе также используется переменный резистор, включенный последовательно с якорем.

Когда переменный резистор достигает минимального значения, сопротивление якоря становится нормальным, и, следовательно, напряжение якоря падает.Когда значение сопротивления постепенно увеличивается, напряжение на якоре уменьшается. Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости двигателя.

С помощью этого метода достигается скорость двигателя ниже его нормального диапазона.

Метод управления напряжением якоря для параллельного двигателя постоянного тока (метод Уорда Леонарда)

Схема Уорда Леонарда цепи управления скоростью двигателя постоянного тока показана следующим образом:

На приведенном выше рисунке M — это главный двигатель, скорость которого должна регулироваться, а G соответствует индивидуально возбужденному генератору постоянного тока, который приводится в действие с помощью трехфазного двигателя, и он может быть синхронным или асинхронным.Эта комбинация генератора постоянного тока и двигателя переменного тока называется набором M-G.

Напряжение генератора изменяется путем изменения тока возбуждения генератора. Этот уровень напряжения, когда он подается на секцию якоря двигателя постоянного тока, а затем M изменяется. Чтобы поддерживать постоянным поток поля двигателя, ток возбуждения двигателя должен поддерживаться постоянным. Когда скорость двигателя регулируется, ток якоря двигателя должен быть таким же, как и номинальный уровень.

Поставляемый ток возбуждения будет другим, так что уровень напряжения якоря изменяется от «0» до номинального уровня. Поскольку регулирование скорости соответствует номинальному току и постоянному потоку поля двигателя и потоку поля до достижения номинальной скорости. И поскольку мощность является произведением скорости и крутящего момента, она прямо пропорциональна скорости. При этом при увеличении мощности скорость увеличивается.

Оба вышеупомянутых метода не могут обеспечить регулирование скорости в желаемом диапазоне.Более того, метод управления потоком может повлиять на коммутацию, тогда как метод управления якорем включает огромные потери мощности из-за использования резистора, включенного последовательно с якорем. Поэтому часто желателен другой метод — тот, который регулирует напряжение питания для управления скоростью двигателя.

Следовательно, с помощью метода Уорда Леонарда регулируемый силовой привод и постоянное значение крутящего момента достигаются от минимального уровня скорости до уровня базовой скорости. Техника регулирования потока поля в основном используется, когда уровень скорости больше, чем базовая скорость.

Здесь, в функциональности, ток якоря поддерживается на постоянном уровне при заданном значении, а значение напряжения генератора поддерживается на постоянном уровне. В таком методе обмотка возбуждения получает фиксированное напряжение, а якорь — переменное напряжение.

Один из таких методов управления напряжением включает использование механизма распределительного устройства для подачи переменного напряжения на якорь, а другой использует генератор переменного тока с приводом от двигателя для подачи переменного напряжения на якорь (система Уорда-Леонарда).

Преимущества и недостатки отделения Леонарда Мето d:

Преимущества использования метода Уорда Леонарда для управления скоростью двигателя постоянного тока следующие:

• В обоих направлениях можно плавно регулировать скорость устройства для расширенного диапазона
• Эта техника обладает внутренней тормозной способностью
• Остаточные реактивные вольт-амперы уравновешиваются посредством привода, а синхронный двигатель с интенсивным возбуждением действует как привод, поэтому коэффициент мощности будет увеличиваться.
• Когда есть мигающая нагрузка, приводным двигателем является асинхронный двигатель с маховиком, который используется для уменьшения мигающей нагрузки до минимального уровня.

Недостатки методики Уорда Леонарда:

• Поскольку эта техника имеет комплект двигателя и генератора, стоимость более
• Устройство сложно по конструкции и имеет большой вес
• Требуется больше места для установки
• Требует регулярного обслуживания, фундамент не рентабелен
• Произойдут огромные потери, поэтому эффективность системы снизится.
• Создается больше шума

И применение метода Уорда Леонарда — это плавное регулирование скорости в двигателе постоянного тока.Некоторые из примеров — шахтные подъемники, бумажные фабрики, подъемники, прокатные станы и краны.

Помимо этих двух методов, наиболее широко используемым методом является управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием ШИМ для управления скоростью двигателя постоянного тока. ШИМ включает в себя приложение импульсов переменной ширины к драйверу двигателя для управления напряжением, подаваемым на двигатель. Этот метод оказался очень эффективным, поскольку потери мощности сведены к минимуму, и он не требует использования какого-либо сложного оборудования.

Метод управления напряжением

На приведенной выше блок-схеме представлен простой регулятор скорости электродвигателя. Как показано на приведенной выше блок-схеме, микроконтроллер используется для подачи сигналов ШИМ на драйвер двигателя. Драйвер двигателя представляет собой микросхему L293D, которая состоит из H-мостовых схем для управления двигателем.

ШИМ достигается путем изменения импульсов, подаваемых на разрешающий вывод микросхемы драйвера двигателя, для управления приложенным напряжением двигателя. Изменение импульсов осуществляется микроконтроллером с входным сигналом от кнопок.Здесь предусмотрены две кнопки, каждая для уменьшения и увеличения рабочего цикла импульсов.

Итак, эта статья дала подробное объяснение различных методов управления скоростью двигателя постоянного тока и того, как регулирование скорости наиболее важно соблюдать. Кроме того, рекомендуется знать о контроллере скорости двигателя 12 В постоянного тока.

Как управляются двигатели постоянного тока? — Контроль скорости двигателей постоянного тока

Электродвигатели

постоянного тока питаются от постоянного тока. Они имеют широкий спектр применения в таких продуктах, как бытовая техника, автомобили и фабрики.Можно сказать, что они играют жизненно важную роль в нашей жизни.

Однако многие пользователи выражают неуверенность в том, как управлять скоростью двигателей постоянного тока. На этой странице представлено простое введение в то, как это делается.

Что такое двигатель постоянного тока?

Во-первых, электродвигатель — это машина, которая использует электричество для вращения вала, тем самым преобразуя электрическую энергию в механическую. Электродвигатели в общих чертах делятся на следующие три типа.

• Двигатели постоянного тока
• Двигатели переменного тока
• Шаговые двигатели

Двигатели

переменного тока приводятся в движение переменным током, а шаговые двигатели — импульсами электроэнергии.С другой стороны, двигатели постоянного тока питаются от постоянного тока и имеют следующие особенности.

• Высокий пусковой момент и возможность вращения на высоких оборотах
• Мощность двигателя пропорциональна приложенному напряжению

Двигатели постоянного тока

подразделяются на щеточные двигатели постоянного тока и бесщеточные двигатели постоянного тока. Щеточные двигатели постоянного тока имеют катушки в роторе и изменяют способ протекания тока через катушки на основе механизма, использующего коммутаторы и щетки. Щеточные двигатели постоянного тока генерируют электрический и акустический шум и требуют частого обслуживания, поскольку их щетки и коммутатор являются расходными частями.Но они также имеют простую конструкцию и могут работать без электронной схемы привода, если регулирование скорости не требуется.

Бесщеточный двигатель постоянного тока, напротив, избавляет от необходимости в коммутаторе и щетках за счет наличия постоянного магнита в роторе. Это, однако, означает, что они требуют схемы возбуждения. Они также отличаются низкими эксплуатационными расходами, бесшумной работой и долгим сроком службы.

Характеристики двигателей постоянного тока

В отличие от двигателей переменного тока, двигатели постоянного тока очень просты в использовании из-за легкости изменения их скорости.Итак, как этого добиться на практике? Следующее объяснение начинается с рассмотрения характеристик двигателя постоянного тока.

Характеристики двигателя постоянного тока представлены кривой крутящего момента-скорости, которая наклоняется вниз вправо, с крутящим моментом в качестве горизонтальной оси и скоростью в качестве вертикальной оси. Скорость максимальна при отсутствии нагрузки, она снижается вправо до достижения максимального крутящего момента при нулевой скорости.

Крутящий момент и скорость меняются в зависимости от нагрузки, как показано этой кривой крутящего момента-скорости.Глядя на график ниже, давайте рассмотрим двигатель, вращающийся со скоростью ω0 с крутящим моментом T0. Если крутящий момент нагрузки затем увеличивается до T1, скорость двигателя будет следовать за крутящим моментом до новой скорости ω1. Аналогично, если крутящий момент нагрузки затем увеличивается до T2, скорость падает до ω2.

Крутящий момент и скорость двигателя постоянного тока

Взгляд на соотношение между крутящим моментом и током показывает, что они пропорциональны друг другу. Отношение между ними является постоянным для двигателя, причем соотношение остается неизменным независимо от изменений скорости двигателя или напряжения привода.Это означает, что измерения силы тока двигателя достаточно для определения крутящего момента двигателя.

Кривая крутящего момента-скорости двигателя постоянного тока и крутящего момента-тока

Что происходит при изменении напряжения привода?

Итак, что происходит с кривой крутящего момента-скорости при изменении напряжения, используемого для привода двигателя постоянного тока? На приведенном ниже графике показаны кривые крутящий момент-скорость для различных напряжений. Удвоение напряжения привода увеличивает вдвое как скорость двигателя без нагрузки, так и пусковой крутящий момент (крутящий момент, когда двигатель заблокирован в положении).Другими словами, увеличение напряжения сдвигает кривую крутящий момент-скорость параллельно вверх. Кривая крутящего момента-скорости для двигателя постоянного тока может быть отрегулирована по желанию путем изменения напряжения, подаваемого на двигатель.

Кривая напряжения и крутящего момента привода двигателя

Как заставить двигатель постоянного тока вращаться с необходимой скоростью

Теперь, учитывая эти характеристики, как можно вращать двигатель с требуемой скоростью при любом заданном моменте нагрузки?

Кривая крутящего момента двигателя постоянного тока преобразуется с изменениями напряжения привода.Это означает, что вышеуказанная цель может быть достигнута путем простой регулировки напряжения возбуждения. Если посмотреть на график ниже, если требуется вращение со скоростью ω1, когда крутящий момент нагрузки равен T0, например, напряжение привода V4 слишком низкое, что приводит к скорости ω2. Напряжение возбуждения V0 слишком велико, что приводит к скорости ω0. Однако управление двигателем при промежуточном напряжении V3 является правильным для достижения желаемой скорости ω1.

Напряжение и скорость привода двигателя

Регулируя таким образом напряжение привода, двигатель постоянного тока может вращаться с желаемой скоростью независимо от момента нагрузки.

Методы управления напряжением привода

Два способа регулировки напряжения привода: линейное управление и ШИМ-управление.

Линейное управление работает путем включения переменного резистора последовательно с двигателем и регулировки сопротивления для изменения напряжения на двигателе. Хотя в качестве последовательно подключенного переменного резистора можно использовать транзистор или другое полупроводниковое устройство, этот подход имеет низкую эффективность из-за большого количества тепла, выделяемого сопротивлением (полупроводник), и поэтому в наши дни он редко используется.

Альтернативный способ — управление ШИМ. Напряжение, подаваемое на двигатель, можно изменять путем включения и выключения полупроводникового переключателя (например, транзистора или полевого транзистора) на высокой скорости, при этом напряжение определяется шириной импульса включения и выключения. Высокая эффективность этого метода делает его наиболее распространенным в настоящее время.

Линейное управление

ШИМ-контроль

Контроль скорости двигателя

Использование этих методов позволяет гибко регулировать скорость двигателя постоянного тока.Однако требуется дополнительное управление, чтобы двигатель работал с постоянной скоростью. Это связано с тем, что крутящий момент двигателя изменяется из-за самой нагрузки, а также других факторов, таких как температура, влажность и изменения во времени. Простое управление двигателем с постоянным напряжением приведет к колебаниям его скорости при изменении нагрузки.

Поддержание постоянной скорости, несмотря на переменную нагрузку, требует постоянной регулировки напряжения привода в ответ на эти изменения нагрузки.На приведенном ниже графике показан пример, в котором момент нагрузки для двигателя, работающего на скорости ω0, уменьшается с T1 до T0, и в этом случае уменьшение напряжения привода до V0 поддерживает скорость двигателя на уровне ω0. Если вместо этого крутящий момент увеличивается до T2, поддержание постоянной скорости двигателя ω0 требует увеличения напряжения привода до V2.

Контроль скорости

Скорость измеряется датчиком, прикрепленным к двигателю. Вычисляется разница между измеренной и желаемой скоростью двигателя (погрешность скорости), и напряжение привода регулируется таким образом, что оно увеличивается, если скорость слишком низкая, и уменьшается, если скорость слишком высокая.Это позволяет поддерживать постоянную скорость двигателя. В то время как в прошлом для управления напряжением привода использовались операционные усилители или другие аналоговые схемы, в последние годы использование микрокомпьютеров стало нормой.

Принципиальная схема управления скоростью двигателя постоянного тока

Схема управления скоростью бесщеточного двигателя постоянного тока

1. Датчик скорости

   Выводит сигнал, указывающий скорость двигателя. Для этого используются датчики на эффекте Холла, энкодеры и тахогенераторы.

2. Схема определения скорости

   Рассчитывает скорость двигателя по сигналу датчика скорости.

3. Задание скорости

   Выводит заданную скорость двигателя.

4. Компаратор

   Вычисляет разницу между заданной скоростью и измеренной скоростью.

5. Схема расчета управляющего напряжения

   Рассчитывает напряжение привода двигателя на основе вычисленной ошибки скорости.

6. Цепь привода

   Схема, которая регулирует напряжение, подаваемое на двигатель, в соответствии с сигналом напряжения привода.

Двигатель постоянного тока может достигать стабильной работы, контролируя его скорость, чтобы оставаться постоянной независимо от изменений нагрузки.Эти двигатели также подходят для самых разных методов управления, которые можно реализовать с помощью микрокомпьютера. Двигатели постоянного тока находят применение во многих различных приложениях, в которых используется простота управления.

Двигатели постоянного тока: простые в использовании двигатели с простой регулировкой скорости

Двигатели

постоянного тока питаются от постоянного тока, и, в отличие от двигателей переменного тока, их скорость легко регулируется. Характеристики двигателя постоянного тока представлены его кривой крутящего момента-скорости, в которой скорость и крутящий момент нагрузки обратно пропорциональны.Эта кривая крутящего момента-скорости транслируется с изменениями напряжения привода. Соответственно, регулируя напряжение, подаваемое на двигатель постоянного тока, можно заставить его работать с любой скоростью независимо от момента нагрузки.

Для изменения напряжения привода двигателя можно использовать линейное или ШИМ-управление. ШИМ-управление стало преобладать в последние годы из-за его превосходной эффективности. ШИМ-управление изменяет напряжение путем включения и выключения полупроводникового переключателя с высокой скоростью таким образом, чтобы изменение ширины импульса включения и выключения изменяло напряжение.

Преодоление проблем с бесщеточными двигателями постоянного тока

ASPINA поставляет не только автономные бесщеточные двигатели постоянного тока, но и системные продукты, которые включают системы привода и управления, а также механическую конструкцию. Они подкреплены всесторонней поддержкой, которая простирается от прототипирования до коммерческого производства и послепродажного обслуживания.
ASPINA может предложить решения, адаптированные к функциям и характеристикам, требуемым для различных отраслей промышленности, приложений и продуктов клиентов, а также для конкретных производственных условий.

ASPINA поддерживает не только клиентов, которые уже знают свои требования или спецификации, но и тех, кто сталкивается с проблемами на ранних этапах разработки. Вы боретесь со следующими проблемами?

Выбор двигателя

• У вас еще нет подробных спецификаций или чертежей, но нужна консультация по двигателям?
• У вас нет сотрудников, имеющих опыт работы с двигателями, и вы не можете определить, какой двигатель лучше всего подойдет для вашего нового продукта?

Разработка двигателей и связанных компонентов

• Хотите сосредоточить свои ресурсы на основных технологиях и передать на аутсорсинг приводные системы и разработку двигателей?
• Хотите сэкономить время и силы, связанные с изменением конструкции существующих механических компонентов при замене двигателя?

Уникальное требование

• Нужен нестандартный двигатель для вашего продукта, но ваш обычный поставщик отказался от него?
• Не можете найти двигатель, который дает вам необходимый контроль, и вот-вот теряете надежду?

Ищете ответы на эти проблемы? Свяжитесь с ASPINA, мы здесь, чтобы помочь.

Ссылки на глоссарий и страницы часто задаваемых вопросов

Управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью ручных и автоматических устройств

N = K (V — IaRa) / ø Где K — постоянная величина.

Это подразумевает три вещи:

1. Скорость двигателя прямо пропорциональна напряжению питания.
2. Скорость двигателя обратно пропорциональна падению напряжения якоря.
3. Скорость двигателя обратно пропорциональна магнитному потоку из-за полевых данных

Таким образом, скорость двигателя постоянного тока можно регулировать тремя способами:

• Изменяя магнитный поток и изменяя ток через обмотку возбуждения
• Изменяя напряжение якоря и сопротивление якоря
• Через напряжение питания

1.Метод контроля потока

Из-за обмотки возбуждения магнитный поток изменяется для изменения скорости двигателя. Поскольку магнитный поток зависит от тока, протекающего через обмотку возбуждения, он изменяется путем изменения тока через обмотку возбуждения. Этого можно добиться, используя переменный резистор последовательно с резистором обмотки возбуждения.

Первоначально, когда переменный резистор находится в минимальном положении, номинальный ток течет через обмотку возбуждения из-за номинального напряжения питания, и в результате скорость остается нормальной.Когда сопротивление постепенно увеличивается, ток через обмотку возбуждения уменьшается. Это, в свою очередь, снижает создаваемый поток. Таким образом, скорость двигателя увеличивается сверх своего нормального значения.

2. Метод управления якорем

Управление сопротивлением якоря контролирует падение напряжения на якоре. С помощью этого метода можно контролировать скорость двигателя постоянного тока. В этом методе также используется переменный резистор, включенный последовательно с якорем.

Когда переменный резистор достигает минимального значения, сопротивление якоря становится нормальным.Следовательно, напряжение якоря падает. Когда значение сопротивления постепенно увеличивается, напряжение на якоре уменьшается. Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости двигателя. Таким образом, этот метод обеспечивает скорость двигателя ниже его нормального диапазона.

3. Метод контроля напряжения

Оба вышеупомянутых метода не могут обеспечить регулирование скорости в желаемом диапазоне. Более того, способ управления потоком может повлиять на коммутацию. В то время как метод управления якорем включает в себя огромные потери мощности из-за использования резистора, включенного последовательно с якорем.Поэтому часто желателен другой метод — тот, который регулирует напряжение питания для управления скоростью двигателя.

При таком способе обмотка возбуждения получает фиксированное напряжение, а якорь — переменное напряжение. Один из таких способов управления напряжением включает использование переключающего механизма для подачи переменного напряжения на якорь. Другой использует генератор с приводом от двигателя переменного тока для подачи переменного напряжения на якорь (названный системой Ward-Leonard).

Помимо этих двух методов, наиболее широко используемым методом является использование широтно-импульсной модуляции для управления скоростью двигателя постоянного тока.ШИМ включает приложение импульсов различной ширины к драйверу двигателя для управления напряжением, подаваемым на двигатель. Этот метод оказался очень эффективным, поскольку потери мощности сведены к минимуму, и он не требует использования какого-либо сложного оборудования.

ШИМ достигается путем изменения импульсов, подаваемых на разрешающий вывод микросхемы драйвера двигателя, для управления приложенным напряжением двигателя. Изменение импульсов осуществляется микроконтроллером с входным сигналом от кнопок.

Мы надеемся, что мы рассмотрели все подробности и соответствующее описание управления скоростью двигателя постоянного тока.

Мы в Robu.in надеемся, что вам было интересно, и что вы вернетесь к другим нашим образовательным блогам.

Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием Arduino и PWM с программой и схемой

Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием Arduino и PWM

Управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью интерфейса ПК — это простой проект, сделанный своими руками. В этом проекте скорость двигателя постоянного тока контролируется путем отправки команды через ПК. Arduino напрямую подключается к ПК через USB-кабель, и команда подается на Arduino на последовательном мониторе Arduino IDE.

Двигатель подключен к транзистору, а база транзистора подключена к выводу PWM Arduino, и скорость двигателей изменяется в соответствии с сигналом PWM, поступающим от Arduino.

Управление двигателем постоянного тока Arduino — рабочее

Arduino подключается к ПК через USB-кабель. Мы можем отправить команду на ПК на серийном мониторе. Мы можем изменить скорость двигателя от 0 до 9. Когда 0 посылается через Serial Monitor, двигатель работает на минимальной скорости (то есть нулевой). Когда скорость изменяется от 1 до 9, скорость увеличивается, при этом значение 9 устанавливается как максимальная скорость двигателя.

ШИМ-контроллер двигателя постоянного тока используется для управления скоростью. В ШИМ Arduino посылает пульсирующую волну, которая похожа на нестабильный режим микросхемы таймера 555.

ШИМ-регулятор скорости (широтно-импульсная модуляция)

Микроконтроллер и Arduino — цифровые устройства; они не могут дать аналоговый выход. Микроконтроллер выдает на выходе НУЛЬ и ЕДИНИЦУ, где НУЛЬ — логический НИЗКИЙ, а ЕДИНИЦА — логический ВЫСОКИЙ. В нашем случае мы используем 5-вольтовую версию Arduino. Таким образом, логический НУЛЬ — это нулевое напряжение, а логический ВЫСОКИЙ — 5 напряжений.

Цифровой выход хорош для цифровых устройств, но иногда нам нужен аналоговый выход. В таком случае очень полезен ШИМ. В ШИМ выходной сигнал переключается между нулем и единицей, на высокой и фиксированной частоте, как показано на рисунке ниже.

Выходной сигнал ШИМ

Как показано на рисунке выше, время включения — «Ton», а время выключения — «Toff». T — это сумма «Ton» и «Toff», которая называется периодом времени. В концепции ШИМ «T» не меняется, и «Ton» и «Toff» могут изменяться, таким образом, когда «Ton» увеличивается, «Toff» будет уменьшаться, а «Toff» увеличиваться, когда «Ton» уменьшается пропорционально.

Рабочий цикл — это часть одного периода времени. Рабочий цикл обычно выражается в процентах или соотношении. Период — это время, необходимое сигналу для завершения цикла включения и выключения. В качестве формулы рабочий цикл может быть выражен как:

  РАБОЧИЙ ЦИКЛ = (Тонн ÷ Т) x100%  

Теперь скорость двигателя меняется в зависимости от рабочего цикла. Предположим, что коэффициент заполнения равен нулю, двигатель не работает, а при коэффициенте заполнения 100% двигатель работает на максимальных оборотах. Но эта концепция не всегда верна, потому что двигатель запускается после подачи некоторого фиксированного напряжения, называемого пороговым напряжением.

Транзистор (2N2222)

Микроконтроллер

и Arduino могут обрабатывать сигналы и потреблять ток от 20 до 40 мА, но двигатели нуждаются в большом токе и напряжении, поэтому мы используем транзистор для управления двигателем. Транзистор соединен последовательно с двигателем, а база транзистора соединена с выводом PWM Arduino через сопротивление. Сигнал PWM поступает от Arduino, и транзистор работает как переключатель, и он закорачивает эмиттер (E) и коллектор (C), когда сигнал PWM находится в состоянии High, и обычно открывается, когда сигнал PWM находится в состоянии LOW.Этот процесс работает непрерывно, и двигатели работают с желаемой скоростью.

Компоненты

Компоненты	Спецификация	Количество
Arduino	Nano	1
Двигатель постоянного тока	Низкое энергопотребление	1
Транзистор	2N222	1
Адаптер питания	12 В	1
Сопротивление	1K	1
Диод	1N4004	1
Кабель USB	Для Arduino Nano	1

Управление двигателем постоянного тока Arduino — схема

Принципиальная схема показана на рисунке ниже.Если вы делаете эту схему на печатной плате общего назначения (ZERO PCB) или макетной плате, этот рисунок будет полезен.

Контроль скорости двигателя постоянного тока Arduino

Более того, если вы хорошо разбираетесь в травлении печатных плат, используйте изображения, представленные ниже.

Arduino-PWM Управление двигателем постоянного тока — Дизайн печатной платы

Контроль скорости двигателя постоянного тока

В схеме используется Arduino Nano , очень маленький по размеру и дружественный к макетной плате.

Вывод BASE транзистора (2n2222) подключен к выводу D9 Arduino через сопротивление 1 кОм, сопротивление используется для ограничения тока. Двигатель подключен между коллекторным выводом транзистора и Vcc. Диод (1n4004) подключен параллельно двигателю с обратным смещением; он используется для блокировки обратного тока. Эмиттерный вывод транзистора подключен к земле. Эта схема питается от адаптера на 12 В.

Управление двигателем Arduino PWM — видео

Управление двигателем постоянного тока Arduino

Управление двигателем Arduino PWM

Управление скоростью двигателя постоянного тока — Загрузить программу

Скачать программу / код

В начале кода объявлены два целых числа с именами «out1» и «val», где out1 равно 9, что показывает, что вывод D9 Arduino используется как вывод (или вывод ШИМ).Более того, данные, поступающие от последовательного монитора, сохраняются во втором целом числе «val».

В void setup () последовательная связь начинается с использования функции «Serial.begin (9600)», где 9600 — это скорость передачи последовательного монитора. После этого «out1» объявляется как выход, потому что двигатель является выходным устройством.

В цикле void «serial.available» используется внутри условия «если», оно становится истинным, когда какие-либо данные отправляются через монитор последовательного порта. Эти данные сохраняются в виде целого числа val с использованием Serial.читать ».

После этого используется много условий «если», в первом «условии если», когда через монитор последовательного порта отправляется «0», оно становится истинным. В скобках «analogWrite (out1, 0)» используется для запуска двигателя при нулевом значении ШИМ. В функции analogWrite (out1, 0) «out1» используется для обозначения вывода, который мы хотим использовать, а «0» — это значение ШИМ на этом выводе. После этого на последовательном мониторе отображается «Speed ​​is = 0» с помощью функции «Serial.println». После этого целое число «val» обновляется до 10, где 10 — случайное значение, отличное от 0 до 9.

В следующей строке, если условие используется для «val == 1», в это время двигатель работает со значением PWM, равным 175. Те же условия используются до 9, в 9 двигателях используется значение 255 PWM, 255 — это максимальное значение PWM. ценить.

Процесс

1. Подключите Arduino через USB и загрузите код
2. Откройте монитор последовательного порта и установите скорость передачи 9600
3. Теперь введите любое число от 0 до 9.

После ввода любого значения от нуля до 9 скорость двигателя меняется, но мы не можем правильно увидеть изменение скорости на видео, но вы можете увидеть это вживую.

50A Регулятор скорости двигателя (PWM)

от CanaKit

---

• Напряжение питания / нагрузки: от 9 до 24 В постоянного тока (рекомендуется 12 В постоянного тока)
• Дополнительный ЖК-модуль
• Функция плавного пуска
• Максимальный непрерывный ток: 50 А при 100 Гц
• Частота:
• Фиксированная (100 Гц)
• Регулируемая ( 244 Гц до 3.125 кГц)
• Диапазон рабочего цикла ШИМ: 0% — 100%
• Высокоэффективная конструкция с использованием полевого МОП-транзистора высокой мощности для холодного режима работы
• Включает большие двойные лопаточные клеммы для простоты подключения проводов
• Включает радиатор
• Включает вентилятор 12 В постоянного тока , Включает ручки

---

Описание товара

Управляйте скоростью двигателя постоянного тока без ущерба для крутящего момента.Этот контроллер двигателя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) может обеспечивать максимальный непрерывный ток до 50 А для вашего двигателя постоянного тока или другой нагрузки постоянного тока благодаря конструкции на основе цифрового микроконтроллера (PIC) и высокоэффективному полевому МОП-транзистору высокой мощности для работы в режиме охлаждения. Также доступен дополнительный ЖК-модуль (деталь CanaKit # LCD1133), который будет точно указывать текущую установленную частоту и рабочий цикл для точного управления ШИМ-сигналом. Контроллер имеет два режима работы: фиксированная или переменная частота.В режиме работы с фиксированной частотой контроллер работает на частоте 100 Гц. В режиме работы с переменной частотой частота регулируется от 244 Гц до 3,125 кГц. Рабочий цикл полностью регулируется от 0% до 100% в обоих режимах. Контроллер также предлагает встроенную функцию плавного пуска, которая значительно снижает механическую нагрузку на двигатель, а также электродинамическую нагрузку на подключенные кабели и батарею, что увеличивает время автономной работы. продолжительность жизни всей системы. Когда питание подключено к цепи, рабочий цикл начинается с 0% и повышается до заданного значения примерно от 1 до 1.5 секунд. Вентилятор 12 В постоянного тока входит в комплект поставки контроллера мотора для надежной и надежной непрерывной работы при высоких нагрузках. Обратите внимание, что вентилятор постоянного тока рассчитан только на работу с напряжением питания до 12 В постоянного тока. Области применения: управление двигателем, HHO, диммер постоянного / светодиодного света, управление нагревом и т. Д. Размеры: 4,03 «x 2,82»

Контроллеры скорости

для двигателей постоянного тока и BL

Контроллеры скорости FAULHABER специально разработаны для получения максимальной отдачи от двигателей FAULHABER DC и BL.Они компактны, просты в эксплуатации и обеспечивают точное и эффективное управление скоростью. Индивидуальное регулирование скорости можно легко настроить с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения «FAULHABER Motion Manager».

Speed ​​Control от FAULHABER — это высокодинамичные контроллеры скорости для управления:

В зависимости от размера и состояния поставки на контроллере скорости могут использоваться различные комбинации двигателей и датчиков. Различные размеры, а также гибкие возможности подключения открывают широкий спектр применений в таких областях, как лабораторная техника и производство оборудования, технологии автоматизации, манипуляционные и инструментальные устройства, станки или насосы.

Регуляторы скорости от FAULHABER могут быть адаптированы к данному приложению с помощью программного обеспечения FAULHABER Motion Manager. С помощью контроллеров скорости можно настроить рабочий режим, параметры контроллера, а также тип и масштаб спецификации уставки. Для настройки контроллеров скорости используется USB-адаптер для программирования.

Режимы работы двигателей в сочетании с регуляторами скорости

Скорость двигателя регулируется с помощью ПИ-регулятора с изменяемыми параметрами.В зависимости от версии, скорость в регуляторе скорости определяется через подключенную сенсорную систему или без сенсора по току двигателя. Задание уставки может быть выполнено с использованием аналогового значения или сигнала ШИМ. Направление вращения меняется на противоположное с помощью отдельного переключающего входа. Кроме того, можно считывать сигнал скорости контроллера скорости через частотный выход. Двигатели могут дополнительно работать в качестве регулятора напряжения или в режиме фиксированной скорости.

Защитная функция регуляторов скорости

FAULHABER Регуляторы скорости определяют температуру обмотки двигателя по его нагрузочной характеристике. Динамически в результате доступен пиковый ток, который обычно в 2 раза больше, чем постоянный ток. При постоянно более высокой нагрузке ток ограничивается установленным постоянным током. В случае частого реверсирования с большими присоединенными массами рекомендуется использовать контроллер движения.

Как сделать регулятор скорости двигателя постоянного тока 50 В, 15 А

Всем привет! Сегодня мы собираемся создать проект контроллера скорости двигателя постоянного тока, способный работать с двигателем постоянного тока 50 В и 15 А. Принципиальная схема, работа и компоненты, использованные при создании этого проекта, подробно описаны. Это наиболее полный контроллер скорости двигателя постоянного тока, который вы найдете в Интернете.

Вы можете посмотреть это видео для рабочей части проекта

Технические характеристики этого регулятора скорости двигателя постоянного тока:

• Этот регулятор скорости принимает входное напряжение от 6 В до 50 В .
• МАКС. выходной ток составляет 15 А при использовании подходящего радиатора,
• Имеют защиту от перенапряжения затвора и
• Защиту от обратного хода или скачков напряжения.

После подключения необходимого входа напряжения и двигателя к выходной клемме, скорость двигателя можно увеличить или уменьшить с помощью потенциометра.

Схема контроллера скорости двигателя постоянного тока Принципиальная схема регулятора скорости двигателя постоянного тока

Необходимые компоненты:

• LM317 Регулятор напряжения
• Таймер 555
• IRF3205S n-канальный Mosfet
• Конденсатор 330 мкФ (63 В)
• Конденсатор 220 мкФ (63 В)
• Конденсатор 47 мкФ (63 В)
• Керамические конденсаторы 10 нФ X 3
• 1 кОм резисторы X 2
• резистор 330 Ом
• 6.2 кОм резистор
• 100-омный резистор
• 1n4007 диоды X 3
• 16 А диод Шоттки
• 100 кОм потенциометр
• 33-омный резистор
• стабилитрон 10 В

Упрощение схемы контроллера скорости двигателя постоянного тока

На первый взгляд эта схема может показаться очень сложной, поэтому давайте упростим ее. Эта схема разделена на три основные части:

Регулятор напряжения или понижающий преобразователь

Генератор ШИМ.

Коммутационная цепь.

Теперь давайте разберемся с каждой частью по порядку. Я использую настольный источник питания для питания схемы. И установите напряжение около 12 В в качестве входного напряжения для регулятора скорости. Я использую осциллограф для анализа сигналов.

Для лучшего понимания я сначала прохожу через схему переключения:

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ Цепь переключения регулятора скорости двигателя постоянного тока

Схема переключения используется для включения и выключения выхода с очень высокой частотой.Здесь для выполнения этой работы используется Mosfet.

Mosfet может переключать высокое выходное напряжение, подключенное между его стоком и истоком, если пороговое напряжение приложено к его затвору. Это пороговое напряжение обычно намного меньше, чем напряжение, которое может переключать Mosfet, или напряжение между стоком и истоком.

Также по мере того, как напряжение на затворе Mosfet увеличивается сверх порогового напряжения затвора, через сток в источник течет все больше и больше тока.

Здесь небольшое предостережение. : Пороговое напряжение — это напряжение, при котором полевой МОП-транзистор начинает немного проводить.Чтобы полевой МОП-транзистор проводил достаточно, чтобы управлять значительной нагрузкой, ему также необходимо дополнительное напряжение.

Таким образом, если двигатель постоянного тока подключен между затвором и истоком полевого МОП-транзистора, напряжение на нем и, следовательно, скорость можно контролировать, управляя напряжением затвора. А для этого нам понадобится переменное напряжение на затворе. Теперь на помощь приходит ШИМ-генератор .

ЦЕПЬ ГЕНЕРАТОРА ШИМ Цепь генератора ШИМ регулятора скорости двигателя постоянного тока

Требуемое переменное напряжение на затворе может быть легко обеспечено с помощью напряжения ШИМ.ШИМ или широтно-импульсная модуляция — это метод, используемый для получения любого напряжения между 0 и максимумом входного напряжения. Это достигается переключением входного напряжения с определенной частотой и определенным рабочим циклом.

Предположим, у нас есть входное напряжение 5В. Это может быть либо 5 В, либо 0. Теперь, если он включается и выключается с очень высокой частотой, мы получаем прямоугольную форму волны.

Допустим, время включения составляет 50% от общего времени. Эти 50% называются рабочим циклом волны ШИМ, что дает нам конечное напряжение 2.5вольт. По мере увеличения времени включения или рабочего цикла общее напряжение увеличивается.

И когда рабочий цикл достигает 100%, мы получаем выход 5 вольт. Точно так же, когда он находится на уровне 0%, мы получаем выход 0 вольт. Это называется МОДУЛЯЦИЯ ШИРИНЫ ИМПУЛЬСА, поскольку мы модулируем ширину импульса, чтобы получить переменное напряжение.

Подробнее о ШИМ здесь: Подробнее о ШИМ

Форма волны ШИМ

Схема регулятора скорости здесь генерирует сигнал ШИМ с помощью таймера 555 IC .Эта ИС обеспечивает необходимое переменное напряжение на затворе полевого МОП-транзистора, работая в нестабильном режиме.

Теперь существует определенный предел входного напряжения ИС, который наверняка меньше предела напряжения этого регулятора скорости.

Следовательно, чтобы обеспечить подходящее рабочее напряжение для микросхемы таймера 555, используется схема регулятора напряжения, которая подает фиксированное напряжение на микросхему. Для этого в схеме используется стабилизатор напряжения LM317 .

ЦЕПЬ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ Цепь регулятора напряжения регулятора скорости двигателя постоянного тока

Здесь используется стабилизатор напряжения LM317.Он обеспечивает переменное напряжение от 1,25 до 37 вольт. Он используется здесь из-за его нескольких преимуществ перед другими регуляторами напряжения, такими как Программируемое выходное напряжение , Высокий выходной ток , лучшая линия и регулировка нагрузки .

Подробнее о регуляторах напряжения здесь: Подробнее о регуляторах напряжения

Как работает эта схема регулятора скорости?

Конденсатор емкостью 330 мкФ подключен к клеммам входного питания для сглаживания постоянного тока.За ним следует резистор на 330 Ом, включенный последовательно с конденсатором емкостью 47 мкФ , образующим фильтр нижних частот, который затем питает регулятор напряжения LM317.

Этот регулятор напряжения запрограммирован с использованием двух резисторов (R3 и R2) для обеспечения постоянного напряжения 9 вольт.

Стоит отметить, что для получения этого выходного сигнала 9 В падение напряжения должно быть более 2,5 В или входное напряжение должно быть не менее 11,5 В. Чтобы получить выходное напряжение, отличное от указанного, вам необходимо изменить значения этих резисторов в соответствии с формулой частоты, указанной в таблице данных.

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

Загрузите техническое описание LM317 отсюда: техническое описание LM317

Здесь R2 — 6.2k, а R1 — 1k. С Идж. находится в диапазоне мкА, просто не обращайте на него внимания. Это дает нам выходное напряжение 9 вольт. Затем эти 9 вольт питают таймер 555 . Здесь мы используем таймер 555 в нестабильном режиме или в качестве генератора ШИМ.

ШИМ Напряжение, генерируемое таймером 555

№ контакта.1 микросхема заземлена. 2 и 6 соединены вместе, а также 4 и 8. Конденсатор 220 мкФ сглаживает поступающие 9 вольт.

Теперь резистор 1 кОм , 2 диода 1N4007 , потенциометр 100 кОм и конденсатор 10 нФ образуют RC-цепь зарядки-разрядки, вызывая выход ШИМ на третьем выводе таймера 555.

Этот выход ШИМ управляет затвором МОП-транзистора. Если вы хотите узнать больше о таймере 555 и о том, как он генерирует волну ШИМ, я предлагаю вам просмотреть массу отличных статей, доступных в Интернете.

Подробнее о 555 таймерах здесь: 555 Подробнее о таймере

Некоторые 555 проектов таймера с подробным объяснением: 555 Таймер проектов

Цепь зарядки-разрядки RC

Наиболее важным аспектом волны ШИМ является ее частота, и вот формула частоты таймера 555 для нее. Вы также можете рассчитать частоту вывода ШИМ с помощью онлайн-калькуляторов.

Частота = 1,44 / (R1 + 2 × R2) × C1 Гц

Загрузите техническое описание таймера 555 отсюда: техническое описание таймера 555

Калькулятор частоты ШИМ таймера 555: Калькулятор частоты таймера 555

Установка значения R1 (1 кОм), емкости (около 7 нФ из-за допуска и других факторов) и значения потенциометра, которое в моем случае составляет примерно 91 кОм в формуле, дает нам частоту 1100 Гц.

Конечно, это неточно из-за нескольких других факторов, которые влияют на схему. Фактическая частота составляет 1,3 кГц, которая почти постоянна в диапазоне от 0 до 100% рабочего цикла выходного сигнала ШИМ.

Этот выход ШИМ управляет затвором Mosfet , подключенным через резистор на 33 Ом. IRF3205S может выдерживать ток до 110 А при надлежащей системе охлаждения и достаточном напряжении на затворе. Предел напряжения между стоком и источником составляет максимум 55 В. тогда как напряжение между затвором и источником составляет максимум 20 В.

Источник полевого МОП-транзистора заземлен, сток подключен к одной клемме выхода, а другая клемма — к 12 В. Таким образом, двигатель подключается между плюсом питания 12 В и стоком полевого МОП-транзистора .

Теперь, чтобы защитить полевой МОП-транзистор от скачков напряжения, вызванных двигателем, диод Шоттки подключен к двигателю или между стоком и плюсом источника питания 12 В.

Подробнее о обратных диодах можно узнать здесь: Основные сведения о обратных диодах

Диоды Шоттки

обычно используются в обратных диодах, потому что они имеют самое низкое прямое падение (~ 0.2 В, а не> 0,7 В для малых токов) и способны быстро реагировать на обратное смещение (при повторном включении катушки индуктивности), или, другими словами, диоды Шоттки имеют эффективное мгновенное время обратного восстановления, следовательно, подходят для высокочастотных Приложения.

Регулятор скорости двигателя постоянного тока в действии Контроллер скорости двигателя постоянного тока в действии

Потенциометр контролирует скорость двигателя. А сигнал ШИМ, генерируемый таймером 555, отображается на осциллографе.Также могут быть измерены такие измерения, как рабочий цикл и Vpk-pk .

Важные моменты

Для защиты от перенапряжения используйте стабилитрон между затвором и истоком МОП-транзистора, как указано на схеме.

Двигатель, которым я здесь управляю, рассчитан на 12 В и потребляет до 2 А при максимальной нагрузке, что не является такой большой нагрузкой. Следовательно, частота ШИМ 1 кГц здесь подойдет, но для больших двигателей частота должна быть выше 15 кГц.