Частота шим для двигателя постоянного тока: Как определиться с частотой ШИМ? — Электропривод

Содержание

Как определиться с частотой ШИМ? — Электропривод

Vadym, не нужно говорить за всех. Кто надо, тот прекрасно понимает. И при чем здесь тактовые импульсы? Частота ШИМ определяется как и все частоты, по периоду между одинаковыми фронтами. А разрешение коэффициента заполнения определяется частотой тактовых импульсов таймеров, которая может за мегагерц переваливать. Но это кроме разрешения по длительности ни на что не влияет.

 

И это, не примешивайте регулируемые выпрямители к инверторам работающим от шины постоянного тока после выпрямителя. Это очень разные оперы. Частота ШИМ 100Гц для инвертора, равноценно перегрев и проблемы в приводе.

 

Регулируемые выпрямители только обрезают синусоиду поступающую на двигатель, уже сформированную в генераторе электростанции, а не формируют ее. На них не ложится во первых тепловая нагрузка от потерь переключений. Во вторых не ложится постоянная импульсная нагрузка из-за питания от шины постоянного тока.

Регулируемые выпрямители имеют в основном активные потери на сопротивлениях вентилей. Потерь переключения как у инверторов у них нет. Синусоида нарастает плавно с частотой сети, высоких импульсных токов нет. Но это выпрямитель. Он им и останется. Он может давать только постоянный ток. Вернее пульсирующий. При чем с большими искажениями при малых величинах.

 

 

Задача инвертора из постоянного тока сформировать переменный. На 100Гц ничего не получится, кроме как питать ДПТ. И то желательно поставить перед двигателем силовой дроссель, чтобы убрать гул и поднять уровень постоянной составляющей. Если на обычный инвертор питающийся от +310В подать частоту ШИМ 100Гц и подключить на вход не меньше 1кВт, то импульсные токи на порядки будут превышать средние токи. Частота ШИМ 100Гц — нонсенс. Это не управляемый выпрямитель. это инвертор. Процессы происходят разные.

 

Вы правы только в одном случае. Если стоит цель регулировать только ДПТ с довольно большими пульсациями напряжения на двигателе, или же улучшенной формой тока, но с довольно тяжелым дросселем перед двигателем.

 

Низкочастотное управление — пережиток прошлого. Хотя до сих пор используется например китайцами для регулирования ДПТ, но это все потихоньку вытесняется бесколлекторным приводом. А там ШИМ обычно выше 10кГц.

 

 

Автору. Если хочется получить гул с частотой 100Гц и пульсации момента, можно и тиристорный регулируемый выпрямитель использовать. Если требуется подобие постоянного тока,то нужно разжиться еще и тяжеленным дросселем, эдак на 10кг для мощности от 1кВт. Но все это прошлый век. Использование ШИМ на частоте 20-50кГц и современных ключей, позволит получить регулируемый привод при минимальном весе и повышенном КПД регулятора.

Изменено
пользователем T-Duke

ШИМ регулятор скорости двигателя DC 10-60В 20А 1200Вт 25КГц оборотов, цена 165 грн

Регулятор скорости двигателя постоянного тока или яркости света, мощностью до 1200 Вт широтно-импульсной модуляцией с частотой 25 кГц.

ШИМ регулятор скорости двигателя DC 10-60 В 20 А 1200 Вт 25 КГц оборотов используется для точной регулировки скорости двигателя постоянного тока или в качестве регулятора яркости света.
Для использования ШИМ регулятора нужно подключить к нему подходящий двигатель постоянного тока (другую подходящую нагрузку) и питание. На плате регулятора предусмотрено четыре монтажных отверстия для закрепления на плоской поверхности.
Двигатель или нагрузка подключается к клеммам-зажимам, обозначенным Motor+ и Motor-. Питание подключается к клеммам-зажимам, обозначенным Power + и Power-.
Напряжение питания ШИМ регулятора 10 – 60 В постоянного тока, максимальный выходной ток до 20 А, максимальная нагрузка составляет до 1200 Вт. При высокой выходной мощности обязательно требуется активное охлаждение платы ШИМ регулятора. По умолчанию ШИМ регулятор оснащен алюминиевыми радиаторами.

Управление скоростью двигателя осуществляется с помощью выносного регулировочного резистора с ручкой и сопротивлением 100 кОм. Длина провода от платы до резистора 190 мм. Регулировка скорости будет осуществляться от 1 до 100% от максимальной. Регулировочный резистор не оснащен функцией включения/выключения.
Частота широтно-импульсной модуляции составляет 25 кГц.
Для защиты платы от перегрузки на ней установлен плавкий предохранитель на 20 А.

Характеристики:

тип регулятора: ШИМ;
частота ШИМ: 25 кГц;
напряжение питания: 10 – 60 В постоянного тока;
максимальный коммутируемый ток: до 20 А;
максимальная выходная мощность: до 1200 Вт;
ШИМ рабочий цикл: 1 – 100%;
точность регулировки: грубая;
длина провода выносного резистора: 190 мм;
сопротивление выносного резистора: 100 кОм;
плавкий предохранитель: 20 А;
габариты: 77 x 45 x 27 мм;
вес: 71 г.

ШИМ регулятор скорости двигателя постоянного тока

Регулировать скорость вращения небольших двигателей постоянного тока очень удобно посредством широтно-импульсной модуляции — ШИМ или PWM (pulse-width modulation).

Предлагаемая схема управления очень проста и собрана всего на одном распространенном и дешевом чипе LM324. Эта микросхема содержит четыре одинаковых операционных усилителя в одном корпусе. Для реализации схемы ШИМ в общем случае необходим генератор напряжения треугольной формы и компаратор. два из четырех ОУ микросхемы LM324 работают в генераторе, третий ОУ включен как компаратор. Четвёртый ОУ не используется. Никто не мешает вам использовать в этой схеме три одиночных операционных усилителя общего применения, например TL071 или один сдвоенный и один одинарный ОУ, к примеру, TL072 + TL071. В этом случае размер устройства, конечно, будет больше, чем в случае использования одно счетверенного ОУ.

Генератор напряжения треугольной формы собран на ОУ N1 и N2 по известной схеме «интегратор-компаратор». На выходе компаратора на N2 (14) формируются прямоугольные импульсы частотой около 1.6 кГц, которые по цепи обратной связи подаются на инвертирующий вход (2) интегратора, собранного на ОУ N1 через резистор R1. С выхода интегратора (1) снимается сигнал треугольной формы с той же частотой 1.6 кГц. Треугольная волна поступает на неинвертирующий вход (5) компаратора, реализованного на ОУ N3. Одновременно на инвертирующий вход N3 поступает образцовое напряжение с движка потенциометра VR1, который входит в делитель напряжения R4, R5, VR1. При указанных номиналах делителя напряжения и напряжении питания ∓12В, образцовое напряжение может принимать значения от -6 до +6 вольт, в зависимости от угла поворота оси потенциометра VR1. Компаратор N3 сравнивает треугольный сигнал на выводе 5 N3 с образцовым напряжением на выводе 6. если напряжение на выводе 5 больше напряжения на выводе 6, то на выходе N3 (7) появится высокий уровень напряжения около +12В. Когда напряжение на выводе 5 N3 станет меньше образцового на выводе 6, на выходе 7 N3 появится низкий уровень около -12В. Таким образом, при поступлении на вход 5 напряжения треугольной формы на выходе 7 будут формироваться прямоугольные импульсы с длительностью, зависящей от образцового напряжения на выводе 6 N3.

Иными словами, мы сможем регулировать скважность прямоугольного сигнала на выходе N3, поворачивая движок потенциометра VR1.



Наглядно процесс показан на графике ниже. Зеленая линия — это образцовое напряжение. Прямоугольный сигнал синего цвета — это выходной сигнал компаратора.

ШИМ сигнал с выхода N3 подается га затвор MOSFET транзистора Т1. двигатель постоянного тока включен в цепь стока этого транзистора. Во время действия высокого уровня напряжения полевой транзистор открывается и подключает двигатель к источнику питания. Во время действия напряжения низкого уровня транзистор закрыт и мотор обесточен. Поскольку это происходит со сравнительно высокой частотой, средний ток, протекающий через мотор зависит от скважности (длительности) прямоугольных импульсов. поступающих на затвор транзистора. Чем больше длительность импульса, тем больше будет средний ток, проходящий через двигатель и наоборот. таким образом происходит регулировка частоты вращения мотора.

Для работы схемы требуется двухполярный источник питания напряжением ∓12В.

Схема может быть модифицированна для использования с двигателями постоянного тока, рассчитанными на напряжение от 6 до 24 вольт.


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»

Регулировка скорости двигателя постоянного тока 12в. Мощный шим регулятор. Принцип работы устройства

На основе мощного симистора BT138-600, можно собрать схему регулятора скорости вращения двигателя переменного тока. Эта схема предназначена для регулирования скорости вращения электродвигателей сверлильных машин, вентиляторов, пылесосов, болгарок и др. Скорость двигателя можно регулировать путем изменения сопротивления потенциометра P1. Параметр P1 определяет фазу запускающего импульса, который открывает симистор. Схема также выполняет функцию стабилизации, которая поддерживает скорость двигателя даже при большой его нагрузке.

Например, когда мотор сверлильного станка тормозит из-за повышенного сопротивления металла, ЭДС двигателя также уменьшается. Это приводит к увеличению напряжения в R2-P1 и C3 вызывая более продолжительное открывание симистора, и скорость соответственно увеличивается.

Регулятор для двигателя постоянного тока

Наиболее простой и популярный метод регулировки скорости вращения электродвигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PWM ). При этом напряжение питания подается на мотор в виде импульсов. Частота следования импульсов остается постоянной, а их длительность может меняться — так меняется и скорость (мощность).

Для генерации ШИМ сигнала можно взять схему на основе микросхемы NE555. Самая простая схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока показана на рисунке:

Здесь VT1 — полевой транзистор n-типа, способный выдерживать максимальный ток двигателя при заданном напряжении и нагрузке на валу. VCC1 от 5 до 16 В, VCC2 больше или равно VCC1. Частоту ШИМ сигнала можно рассчитать по формуле:

F = 1.44/(R1*C1) , [Гц]

Где R1 в омах, C1 в фарадах.

При номиналах указанных на схеме выше, частота ШИМ сигнала будет равна:

F = 1.44/(50000*0.0000001) = 290 Гц.

Стоит отметить, что даже современные устройства , в том числе и высокой мощности управления, используют в своей основе именно такие схемы. Естественно с использованием более мощных элементов, выдерживающих большие токи.

Регулятор оборотов в двигателе нужен для совершения плавного разгона и торможения. Широкое распространение получили такие приборы в современной промышленности. Благодаря им происходит измерение скорости движения в конвейере, на различных устройствах, а также при вращении вентилятора. Двигатели с производительностью на 12 Вольт применяются в целых системах управления и в автомобилях.

Устройство системы

Коллекторный тип двигателя состоит главным образом из ротора, статора, а также щёток и тахогенератора.

  1. Ротор — это часть вращения, статор — это внешний по типу магнит.
  2. Щётки, которые произведены из графита — это главная часть скользящего контакта, через которую на вращающийся якорь и стоит подавать напряжение.
  3. Тахогенератор -это устройство, которое производит слежку за характеристикой вращения прибора. Если происходит нарушение в размеренности процесса вращения, то он корректирует поступающий в двигатель уровень напряжения, тем самым делая его наиболее плавным и медленным.
  4. Статор. Такая деталь может включать в себя не один магнит, а, к примеру, две пары полюсов. Вместе с этим на месте статических магнитов здесь будут находиться катушки электромагнитов. Совершать работу такое устройство способно как от постоянного тока, так и от переменного.

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя

В виде регуляторов оборотов электродвигателей 220 В и 380 В применяются особые частотные преобразователи. Такие устройства относят к высокотехнологическим , они и помогают совершить кардинальное преобразование характеристики тока (форму сигнала, а также частоту). В их комплектации имеются мощные полупроводниковые транзисторы, а также широтно-импульсный модулятор. Весь процесс осуществления работы устройства происходит с помощью управления специальным блоком на микроконтроллере. Изменение скорости во вращении ротора двигателей происходит довольно медленно.

Именно по этой причине частотные преобразователи применяются в нагруженных устройствах. Чем медленнее будет происходить процесс разгона, тем меньшая нагрузка будет совершена на редуктор, а также конвейер. Во всех частотниках можно найти несколько степеней защиты: по нагрузке, току, напряжению и другим показателям.

Некоторые модели частотных преобразователей совершают питание от однофазового напряжения (оно будет доходить до 220 Вольт), создают из него трехфазовое. Это помогает совершить подключение асинхронного мотора в домашних условиях без применения особо сложных схем и конструкций. При этом потребитель сможет не потерять мощность во время работы с таким прибором.

Зачем используют такой прибор-регулятор

Если говорить про двигатели регуляторов , то обороты нужны:

Схемы, по которым происходит создание частотных преобразователей в электродвигателе, широко используются в большинстве бытовых устройств. Такую систему можно найти в источниках беспроводного питания, сварочных аппаратах, зарядках телефона, блоках питания персонального компьютера и ноутбука, стабилизаторах напряжения, блоках розжига ламп для подсветки современных мониторов, а также ЖК-телевизоров.

Регулятор оборотов электродвигателя 220в

Его можно изготовить совершенно самостоятельно , но для этого нужно будет изучить все возможные технические особенности прибора. По конструкции можно выделить сразу несколько разновидностей главных деталей. А именно:

  1. Сам электродвигатель.
  2. Микроконтроллерная система управления блока преобразования.
  3. Привод и механические детали, которые связаны с работой системы.

Перед самым началом запуска устройства, после подачи определённого напряжения на обмотки, начинается процесс вращения двигателя с максимальным показателем мощности. Именно такая особенность и будет отличать асинхронные устройства от остальных видов. Ко всему прочему происходит прибавление нагрузки от механизмов, которые приводят прибор в движение. В конечном счёте на начальном этапе работы устройства мощность, а также потребляемый ток лишь возрастают до максимальной отметки.

В это время происходит процесс выделения наибольшего количества тепла. Происходит перегрев в обмотках, а также в проводах. Использование частичного преобразования поможет не допустить этого. Если произвести установку плавного пуска, то до максимальной отметки скорости (которая также может регулироваться оборудованием и может быть не 1500 оборотов за минуту, а всего лишь 1000) двигатель начнёт разгоняться не в первый момент работы, а на протяжении последующих 10 секунд (при этом на каждую секунду устройство будет прибавлять по 100−150 оборотов). В это время процесс нагрузки на все механизмы и провода начинает уменьшаться в несколько раз.

Как сделать регулятор своими руками

Можно совершенно самостоятельно создать регулятор оборотов электродвигателя около 12 В. Для этого стоит использовать переключатель сразу нескольких положений , а также специальный проволочный резистор. При помощи последнего происходит изменение уровня напряжения питания (а вместе с этим и показателя частоты вращения). Такие же системы можно применять и для совершения асинхронных движений, но они будут менее эффективными.

Ещё много лет назад широко использовались механические регуляторы — они были построены на основе шестеренчатых приводов или же их вариаторов. Но такие устройства считались не очень надёжными. Электронные средства показывали себя в несколько раз лучше, так как они были не такими большими и позволяли совершать настройку более тонкого привода.

Для того чтобы создать регулятор вращения электродвигателя, стоит использовать сразу несколько устройств, которые можно либо купить в любом строительном магазине, либо снять со старых инвенторных устройств. Чтобы совершить процесс регулировки, стоит включить специальную схему переменного резистора . С его помощью происходит процесс изменения амплитуды входящего на резистор сигнала.

Внедрение системы управления

Чтобы значительно улучшить характеристику даже самого простого оборудования, стоит в схему регулятора оборотов двигателя подключить микроконтроллерное управление. Для этого стоит выбрать тот процессор, в котором есть подходящее количество входов и выходов соответственно: для совершения подключения датчиков, кнопок, а также специальных электронных ключей.

Для осуществления экспериментов стоит использовать особенный микроконтроллер AtMega 128 — это наиболее простой в применении и широко используемый контроллер. В свободном использовании можно найти большое число схем с его применением. Чтобы устройство совершало правильную работу, в него стоит записать определённый алгоритм действий — отклики на определённые движения. К примеру, при достижении температуры в 60 градусов Цельсия (замер будет отмечаться на графике самого устройства), должно произойти автоматическое отключение работы устройства.

Регулировка работы

Теперь стоит поговорить о том, как можно осуществить регулировку оборотов в коллекторном двигателе. В связи с тем, что общая скорость вращения мотора может напрямую зависеть от величины подаваемого уровня напряжения, для этого вполне пригодны совершенно любые системы для регулировки, которые могут осуществлять такую функцию.

Стоит перечислить несколько разновидностей приборов:

  1. Лабораторные автотрансформеры (ЛАТР).
  2. Заводские платы регулировки, которые применяются в бытовых устройствах (можно взять даже те, которые используются в пылесосах, миксерах).
  3. Кнопки, которые применяются в конструкции электроинструментов.
  4. Бытовые разновидности регуляторов, которые оснащены особым плавным действием.

Но при этом все такие способы имеют определённый изъян. Совместно с процессами уменьшения оборотов уменьшается и общая мощность работы мотора. Иногда его можно остановить, даже просто дотронувшись рукой. В некоторых случаях это может быть вполне нормальным, но по большей части это считается серьёзной проблемой.

Наиболее приемлемым вариантом станет выполнение функции регулировки оборотов при помощи применения тахогенератора .

Его чаще всего устанавливают на заводе. Во время отклонения скорости вращения моторов через симистры в моторе будет происходить передача уже откорректированного электропитания, сопутствующего нужной скорости вращения. Если в такую ёмкость будет встроена регулировка вращения самого мотора, то мощность не будет потеряна.

Как же это выглядит в виде конструкции? Больше всего используется именно реостатная регулировка процесса вращения, которая создана на основе применения полупроводника.

В первом случае речь пойдёт о переменном сопротивлении с использованием механического процесса регулировки. Она будет последовательно подключена к коллекторному электродвигателю. Недостатком в этом случае станет дополнительное выделение некоторого количества тепла и дополнительная трата ресурса всего аккумулятора. Во время такой регулировки происходит общая потеря мощности в процессе совершения вращения мотора. Он считается наиболее экономичным вариантом. Не используется для довольно мощных моторов по вышеуказанным причинам.

Во втором случае во время применения полупроводников происходит процесс управления мотором при помощи подачи определённого числа импульсов. Схема способна совершать изменение длительности таких импульсов, что, в свою очередь, будет изменять общую скорость вращения мотора без потери показателя мощности.

Если вы не хотите самостоятельно изготавливать оборудование, а хотите купить уже полностью готовое к применению устройство, то стоит обратить особое внимание на главные параметры и характеристики, такие, как мощность, тип системы управления прибором, напряжение в устройстве, частоту, а также напряжение рабочего типа. Лучше всего будет производить расчёт общих характеристик всего механизма, в котором стоит применять регулятор общего напряжения двигателя. Стоит обязательно помнить, что нужно производить сопоставление с параметрами частотного преобразователя.

Эта самодельная схема может быть использована в качестве регулятора скорости для двигателя постоянного тока 12 В с номинальным током до 5 А или как диммер для 12 В галогенных и светодиодных ламп мощностью до 50 Вт. Управление идёт с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) при частоте следования импульсов около 200 Гц. Естественно частоту можно при необходимости изменить, подобрав по максимальной стабильности и КПД.

Большинство подобных конструкций собирается по гораздо . Здесь же представляем более усовершенствованный вариант, который использует таймер 7555, драйвер на биполярных транзисторах и мощный полевой MOSFET. Такая схематика обеспечивает улучшенное регулирование скорости и работает в широком диапазоне нагрузки. Это действительно очень эффективная схема и стоимость её деталей при покупке для самостоятельной сборки довольно низкая.

В схеме используется Таймер 7555 для создания переменной ширины импульсов около 200 Гц. Он управляет транзистором Q3 (через транзисторы Q1 — Q2), который контролирует скорость электро двигателя или ламп освещения.


Есть много применений для этой схемы, которые будут питаться от 12 В: электродвигатели, вентиляторы или лампы. Использовать её можно в автомобилях, лодках и электротранспортных средствах, в моделях железных дорог и так далее.


Светодиодные лампы на 12 В, например LED ленты, тоже можно смело сюда подключать. Все знают, что светодиодные лампы гораздо более эффективны, чем галогенные или накаливания, они прослужит намного дольше. А если надо — питайте ШИМ-контроллер от 24 и более вольт, так как сама микросхема с буферным каскадом имеют стабилизатор питания.

При использовании электродвигателя в различных устройствах и инструментах неизменно возникает необходимость регулировки скорости вращения вала.

Самостоятельно сделать регулятор оборотов электродвигателя не составит труда. Нужно лишь подыскать качественную схему, устройство которой полностью бы подходило к особенностям и типу конкретного электрического двигателя.

Использование частотных преобразователей

Для регулировки оборотов электрического двигателя, работающего от сети с напряжением в 220 и 380 Вольт, могут использоваться частотные преобразователи. Высокотехнологичные электронные устройства позволяют благодаря изменению частоты и амплитуды сигнала плавно регулировать частоту вращения электродвигателя.

В основе таких преобразователей лежат мощные полупроводниковые транзисторы с широкоимпульсными модуляторами.

Преобразователи с помощью соответствующего блока управления на микроконтроллере позволяют плавно изменять показатель оборотов двигателя.

Высокотехнологичные преобразователи частоты используются в сложных и нагруженных механизмах. Современные частотные регуляторы имеют сразу несколько степеней защиты , в том числе по нагрузке, показателю тока напряжения и другим характеристикам. Отдельные модели питаются от электросети с однофазным напряжением в 220 Вольт и могут переделывать напряжение в трехфазные 380 Вольт. Использование таких преобразователей позволяет в домашних условиях использовать асинхронные электрические двигатели без применения сложных схем подключения.

Применение электронных регуляторов

Использование мощных асинхронных двигателей невозможно без применения соответствующих регуляторов оборотов. Такие преобразователи используются для следующих целей:

Используемая частотными преобразователями схема работы аналогична у большинства бытовых приборов. Похожие устройства также используются в сварочных аппаратах, ИБП, питании ПК и ноутбуков, стабилизаторах напряжения, блоках розжига ламп, а также в мониторах и жидкокристаллических телевизорах.

Несмотря на кажущуюся сложность схемы, сделать регулятор оборотов электродвигателя 220 В будет достаточно просто.

Принцип работы устройства

Принцип работы и конструкция регулятора оборотов двигателя отличается простотой, поэтому, изучив технические моменты, вполне по силам выполнить их самостоятельно. Конструктивно выделяют несколько основных компонентов, из которых состоят регуляторы вращения:

Отличием асинхронных двигателей от стандартных приводов является вращение ротора с максимальными показателями мощности при подаче напряжения на обмотку трансформатора. На начальном этапе показатели потребляемого тока и мощность у двигателя возрастает до максимума, что приводит к существенной нагрузке на привод и его быстрому выходу из строя.

При запуске двигателя на максимальных оборотах выделяется большое количество тепла, что приводит к перегреву привода, обмотки и других элементов привода. Благодаря использованию частотного преобразователя имеется возможность плавно разгонять двигатель, что предупреждает перегрев и другие проблемы с агрегатом. Электромотор может при использовании частотного преобразователя запускаться на частоте оборотов 1000 в минуту, а в последующем обеспечивается плавный разгон, когда каждые 10 секунд прибавляется 100−200 оборотов двигателя.

Изготовление самодельных реле

Изготовить самодельный регулятор оборотов электродвигателя 12 В не составит какого-либо труда. Для такой работы потребуется следующее:

  • Проволочные резисторы.
  • Переключатель на несколько положений.
  • Блок управления и реле.

Использование проволочных резисторов позволяет изменять напряжение питания, соответственно, и частоту вращения двигателя. Такой регулятор обеспечивает ступенчатый разгон двигателя, отличается простой конструкции и может быть выполнен даже начинающими радиолюбителями. Такие простейшие самодельные ступенчатые регуляторы можно использовать с асинхронными и контактными двигателями.

Принцип работы самодельного преобразователя:

В прошлом наибольшей популярностью пользовались механические регуляторы, выполненные на основе вариатора или шестеренчатого привода. Однако они не отличались должной надежностью и часто выходили из строя.

Самодельные электронные регуляторы зарекомендовали себя с наилучшей стороны. Они используют принцип изменения ступенчатого или плавного напряжения, отличаются долговечностью, надежностью, имеют компактные габариты и обеспечивают возможность тонкой настройки работы привода.

Дополнительное использование в схемах электронных регуляторов симисторов и аналогичных устройств позволяет обеспечить плавное изменение мощности напряжения, соответственно электродвигатель будет правильно набирать обороты, постепенно выходя на свою максимальную мощность.

Для обеспечения качественной регулировки в схему включаются переменные резисторы, которые изменяют амплитуду входящего сигнала, обеспечивая плавное или ступенчатое изменение числа оборотов.

Схема на ШИМ-транзисторе

Регулировать скорость вращения вала у маломощных электродвигателей можно при помощи шин-транзистора и последовательного соединения резисторов в питании. Этот вариант отличается простотой реализации, однако имеет низкий КПД и не позволяет плавно изменять скорость вращения двигателя. Изготовить своими руками регулятор оборотов коллекторного двигателя 220 В с использованием шим-транзистора не составит особой сложности.

Принцип работы регулятора на транзисторе:

  • Используемые сегодня шин-транзисторы имеют генератор пилообразного напряжения частотой в 150 Герц.
  • Операционные усилители используются в роли компаратора.
  • Изменение скорости вращения осуществляется за счёт наличия переменного резистора, управляющего длительностью импульсов.

Транзисторы имеют ровную постоянную амплитуду импульсов, идентичную амплитуде напряжения питания. Это позволяет выполнять регулировку оборотов двигателя 220 В и поддерживать работу агрегата даже при подаче минимального напряжения на обмотку трансформатора.

Благодаря возможности подключения микроконтроллера к ШИМ-транзистору обеспечивается возможность автоматической настройки и регулировки работы электропривода. Такие схемы исполнения преобразователей могут иметь дополнительные компоненты, которые расширяют функциональные возможности привода, обеспечивая работу в полностью автоматическом режиме.

Внедрение автоматических систем управления

Наличие в регуляторах и частотных преобразователях микроконтроллерного управления позволяет улучшить параметры работы привода, а сам мотор может работать в полностью автоматическом режиме, когда используемый контроллер плавно или ступенчато изменяет показатели частоты вращения агрегата. Сегодня в качестве микроконтроллерного управления используются процессоры, которые имеют отличающееся число выходов и входов. К такому микроконтроллеру можно подключить различные электронные ключи, кнопки, всевозможные датчики потери сигнала и так далее.

В продаже можно найти различные типы микроконтроллеров , которые отличаются простотой в использовании, гарантируют качественную настройку работы преобразователя и регулятора, а наличие дополнительных входов и выходов позволяет подключать к процессору различные дополнительные датчики, по сигналу которых устройство будет уменьшать или увеличивать число оборотов или же полностью прекращать подачу напряжения на обмотки электродвигателя.

Сегодня в продаже имеются различные преобразователи и регуляторы электродвигателя. Впрочем, при наличии даже минимальных навыков работы с радиодеталями и умении читать схемы можно выполнить такое простейшее устройство, которое будет плавно или ступенчато изменять обороты двигателя. Дополнительно можно включить в цепь управляющий симисторный реостат и резистор, что позволит плавно изменять обороты, а наличие микроконтроллерного управления полностью автоматизирует использование электрических двигателей.

5 частых вопросов, которые задают начинающие радиомеханики; 5 лучших транзисторов для регуляторов, тест на определение состава схемы

Регулятор электрического напряжения нужен для того, чтобы величина напряжения могла стабилизироваться. Он обеспечивает надежность работы и долговечность работы прибора.

Регулятор состоит из нескольких механизмов.

ТЕСТ:

Ответы на эти вопросы позволят узнать состав схемы регулятора напряжения 12 вольт и её сборку.
  1. Какое сопротивление должно быть у переменного резистора?
  1. Как нужно подключать провода?

a) 1 и 2 клемма – питание, 3 и 4 – нагрузка

  1. Нужно ли устанавливать радиатор?
  1. Транзистор должен быть

Ответы:

Вариант 1. Сопротивление резистора 10 кОм – это стандарт для установки регулятора, провода в схеме подключаются по принципу: 1 и 2 клемма для питания, 3 и 4 для нагрузки – ток распределится правильно по нужным полюсам, радиатор устанавливать нужно – чтобы защитить от перегрева, транзистор использован КТ 815 – такой всегда подойдет. В таком варианте построенная схема сработает, регулятор станет работать.

Вариант 2. Сопротивление 500 кОм – слишком высокое, будет нарушена плавность звука в работе, а может не сработать вообще, 1 и 3 клемма это нагрузка, 2 и 4 питание, радиатор нужен, в схеме, где стоял минус будет плюс, транзистор любой – действительно можно использовать какой угодно.Регулятор не заработает из-за того, что схема собрана, будет неправильно.

Вариант 3. Сопротивление 10кОм, провода – 1 и 2 для нагрузки, 3 и 4 для питания, резистор имеет сопротивление 2кОм, транзистор КТ 815. Прибор не сможет заработать, так как он сильно перегреется без радиатора.

Как соединить 5 частей регулятора на 12 вольт.

Переменный резистор 10кОм.

Это переменный резистор 10ком. Изменяет силу тока или напряжений в электрической цепи, увеличивает сопротивление. Именно им регулируется напряжение.

Радиатор. Нужен для того, чтобы охладить приборы в случае их перегрева.

Резистор на 1 ком. Снижает нагрузку с основного резистора.


Транзистор. Прибор, увеличивает силу колебаний. В регуляторе он нужен, чтобы получить электрические колебания высокой частоты


2 проводка. Необходимы для того, чтобы по ним шел электрический ток.

Берем транзистор и резистор. У обоих есть 3 ответвления.

Проводятся две операции:

  1. Левый конец транзистора (делаем это алюминиевой частью вниз) присоединяем к концу, который находится в середине резистора.
  2. А ответвление середины транзистора соединяем с правым у резистора. Их необходимо припаять друг к другу.

Первый провод необходимо спаять с тем, что получилось во 2 операции.

Второй нужно спаять с оставшимся концом транзистора.


Прикручиваем к радиатору соединенный механизм.

Резистор на 1кОм припаиваем к крайним ножкам переменного резистора и транзистора.

Схема готова.


Регулятор скорости двигателя постоянного тока с помощью 2 конденсаторов на 14 вольт.

Практичность таких двигателей доказана, они используются в механических игрушках, вентиляторах и др. У них малый ток потребления, поэтому требуется стабилизация напряжения. Часто возникает необходимость подстройки частоты вращения или изменения скорости двигателя для корректировки выполнения цели, представленной какому – либо типу электродвигателя любой модели.

Эту задачу выполнит регулятор напряжения, который совместим с любым типом блока питания.

Чтобы это осуществить, надо изменить выходное напряжение, не требующее большого тока нагрузки.

Необходимые детали:

  1. 2 Конденсатора
  2. 2 переменных резистора

Соединяем части:

  1. Подключаем конденсаторы к самому регулятору.
  2. Первый резистор подключается с минусом регулятора, второй на массу.

Теперь менять скорость двигателя у прибора по желанию пользователя.

Регулятор напряжения на 14 вольт готов.

Простой регулятор напряжения 12 вольт

Регулятор оборотов 12 вольт для двигателя с тормозом.

  • Реле – 12 вольт
  • Теристор КУ201
  • Трансформатор для запитки двигателя и реле
  • Транзистор КТ 815
  • Вентиль от дворников 2101
  • Конденсатор

Используется для регулировки подачи проволоки, поэтому в ней присутсвует тормоз двигателя, реализованный с помощью реле.

К реле подключаем 2 провода от блока питания. На реле подается плюс.

Всё остально подключается по принципу обычного регулятора.

Схема полностью обеспечила 12 вольт для двигателя.

Регулятор мощности на симисторе BTA 12-600

Симистор – полупроводниковый аппарат, причисляется к разновидности тиристора и используется в целях коммутации тока. Он работает на переменном напряжении в отличие от динистора и обычного тиристора. От его параметра зависит вся мощность прибора.

Ответ на вопрос. Если схема собиралась бы на тиристоре, необходим был бы диод или диодный мост.

Для удобства схему можно собрать на печатной плате.

Плюс конденсатора нужно припаять к управляющему электроду симистора, он находится справа. Минус спаять с крайним третьим выводом, который находится слева.

К управляющему электроду симистора припаять резистор с номинальным сопротивлением 12 кОм. К этому резистору нужно присоединить подстрочный резистор. Оставшийся вывод нужно припаять к центральной ножке симистора.

К минусу конденсатора, который припаян к третьему выводу симистора необходимо прикрепить минус от выпрямительного моста.

Плюс выпрямительного моста к центральному выводу симистора и к той части, к которой симистор крепится на радиатор.

1 контакт от шнура с вилкой припаиваем к необходимому прибору. А 2 контакт к входу переменного напряжения на выпрямительном мосту.

Осталось припаять оставшийся контакт прибора с последним контактом выпрямительного моста.

Идет тестирование схемы.

Включаем схему в сеть. С помощью подстрочного резистора регулируется мощность прибора.

Мощность можно развить до 12 вольт для авто.

Динистор и 4 типа проводимости.

Это устройство, называется тригерным диодом. Обладает небольшой мощностью. В его внутренности нет электродов.

Динистор открывается при наборе напряжения. Скорость набора напряжения определяется конденсатором и резисторами. Вся регулировка производится через него. Работает на постоянном и переменном токе. Его можно не покупать, он находится в энергосберегающих лампах и его легко оттуда достать.

В схемах используется не часто, но чтобы не затрачивать деньги на диоды, применяют динистор.

Он содержит 4 типа: P N P N. Это сама электрическая проводимость. Между 2 прилегающими друг к другу областями образуется электронно-дырочный переход. В динистре таких переходов 3.

Схема:

Подключаем конденсатор. Он начинает заряжаться с помощью 1 резистора, напряжение почти равно тому, что в сети. Когда напряжение в конденсаторе достигнет уровня динистора, он включится. Прибор начинает работать. Не забываем про радиатор, иначе всё перегреется.

3 важных термина.

Регулятор напряжения – прибор, позволяющий на выходе подстраивать напряжение под устройство, для которого он необходим.

Схема для регулятора – рисунок, изображающий соединение частей устройства в одно целое.

Автомобильный генератор – устройство, в котором используется стабилизатор, обеспечивает превращение энергии коленчатого вала в электрическую.

7 основных схем для сборки регулятора.


СНИП

Использование 2 транзисторов. Как собрать стабилизатор тока.

Резистор 1кОм равен стабилизатору тока для нагрузки 10Ом. Главное условие – напряжение питания было стабилизированным. Ток зависит от напряжения по закону Ома. Сопротивление нагрузки намного меньше, чем сопротивление тока ограничивающего резистора.

Резистор 5 ватт, 510 Ом

Переменный резистор ППБ-3В, 47 Ом. Потребление – 53миллиампера.

Транзистор кт 815, установленный на радиаторе ток базы данного транзистора, задан резистором номиналом 4 и 7 кОм.


СНИП


СНИП

Еще важно знать

  1. На схеме стоит знак минуса, чтобы он был и в работе, то транзистор должен быть NPN структуры. Нельзя использовать PNP так как минус будет плюсом.
  2. Напряжение нужно постоянно регулировать
  3. Какая величина тока в нагрузке, это нужно знать, чтобы регулировать напряжение и прибор не переставал работать
  4. Если разность потенциалов будет больше 12 вольт на выходе, то значительно уменьшится уровень энергии.

Топ 5 транзисторов

Разные виды транзисторов применяются для разных целей, и существует необходимость его выбирать.

  • КТ 315. Поддерживает NPN структуру. Выпущен в 1967 году, но до сих пор используется. Работает в динамическом режиме, и в ключевом. Идеален для приборов малой мощности. Больше подходит для радиодеталей.
  • 2N3055. Лучше всего подходит для звуковых механизмов, усилителей. Работает в динамическом режиме. Спокойно используется для регулятора 12 вольт. Удобно крепится на радиатор. Работает на частотах до 3 МГц. Хоть транзистор и выдерживает только до 7 ампер, он вытягивает мощные нагрузки.
  • КП501. Производитель рассчитывал его на применение в телефонных аппаратах, механизмах связи и радиоэлектронике. Через него происходит управление приборами с минимальными затратами. Преобразует уровни сигнала.
  • Irf3205. Пригоден для автомобилей, повышает высокочастотные инверторы. Поддерживает значительный уровень тока.
  • KT 815. Биполярен. Имеет структуру NPN. Работает с усилителями низкой частоты. Состоит из пластмассового корпуса. Подходит для импульсных устройств. Используется часто в генераторных схемах. Транзистор сделан давно, по сей день работает. Даже есть шанс, что он находится в обычном доме, где лежат старые приборы, нужно только их разобрать и посмотреть, есть ли там.

3 ошибки и как их избежать.

  1. Ножки транзистора и резистора спаяны друг с другом полностью. Чтобы этого избежать, нужно внимательно читать инструкцию.
  2. Хоть и поставлен радиатор, перегрелся прибор.Это связано с тем, что во время того, как детали спаиваются, происходит перегрев. Для этого нужно, ножки транзистора держать пинцетом для отвода тепла.
  3. Реле не стало работать после починки. Выгоняет проволоку после того как отпустил кнопку. Проволока по инерции тянется. Значит, не работает электротормоз. Берем реле с хорошими контактами и подключаем к кнопке. Подключить провода для питания. Когда на реле не подается напряжение, контакты становятся замкнутыми, поэтому обмотка замыкается сама на себя. Когда на реле подается напряжение(плюс), меняются контакты в схеме и напряжение подается на мотор.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

  • Почему входное напряжение выше, чем выходное?

По такому принципу работают все стабилизаторы, при таком типе работы напряжение приходит в норму и не скачет от условленных ей значений.

  • Может ли убить током при неполадке или ошибке?

Нет, не убьет током, напряжение в 12 вольт слишком мало, чтобы это произошло.

  • Нужен ли постоянный резистор? И если нужен, то, для каких целей?

Не обязательно, но используется. Он нужен для того, чтобы ограничить ток базы транзистора при крайнем левом положении переменного резистора. И также при его отсутствии может сгореть переменный.

  • Можно ли использовать схему КРЕН вместо резистора?

Если вместо переменного резистора включить регулируемую схему КРЕН, которую часто используют, то тоже получится регулятор напряжения. Но есть оплошность: низкий КПД. Из-за этого высокое собственное энергопотребление и тепловыделение.

  • Резистор горит, но ничего не крутится. Что делать?

Резистор обязательно 10кОм. Желательно использовать транзисторы КТ 315 (старой модели) – они желтого или оранжевого цвета с буквенным обозначением.

Основы ШИМ-управления скоростью для щеточных электродвигателей постоянного тока | Сообщество RobotShop

Рассказ

Щеточный двигатель постоянного тока — наиболее широко используемый двигатель благодаря своей простоте. Диапазон его применения варьируется от игрушек, небольших электроприборов до машин промышленной автоматизации и робототехники. В большинстве случаев мы не хотим запускать двигатель на фиксированной скорости, поэтому регулирование скорости имеет важное значение. Управление скоростью двигателя довольно просто, поскольку скорость щеточного двигателя постоянного тока пропорциональна приложенному напряжению.Что нам нужно сделать, так это просто изменить напряжение источника питания.

Но подождите, это звучит проще, чем есть на самом деле. Что делать, если я хочу запитать двигатель от источника постоянного напряжения, например от батареи?

Может, попробовать периодически включать и выключать мотор, нажимая такой переключатель?

Нет, двигатель слишком резкий. Попробуем быстрее нажать на переключатель.

Да, мы довольно близко, но еще не достигли цели.

Как насчет того, чтобы мы нажимали переключатель 20 000 раз в секунду? Извините, я не могу показать вам видео, потому что у меня недостаточно быстрые пальцы.

Однако мы можем заменить механический переключатель на электронный переключатель, такой как BJT или MOSFET. Этот электронный переключатель может переключаться от сотни до тысяч раз в секунду с помощью микроконтроллера (например, Arduino, Raspberry Pi и т. Д.).

Чтобы контролировать скорость двигателя, нам просто нужно изменить соотношение времени включения и выключения (рабочий цикл). Этот метод называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

Когда двигатель переключается на высокой частоте, он ведет себя так, как будто он питается от чистого постоянного напряжения из-за механической инерции и индуктивности катушки. Инерция двигателя предотвращает быстрое изменение скорости двигателя, в то время как свойство индуктора не позволяет току изменяться мгновенно.

Итак, какова оптимальная частота для сигнала ШИМ? Для этого нет жестких правил.Я бы порекомендовал использовать диапазон от 16 до 20 кГц, так как это выходит за пределы слышимого человеком диапазона, поэтому шум переключения не слышен. И все же он достаточно низкий, чтобы с ним мог работать полевой МОП-транзистор.

Кстати, выходная частота ШИМ Arduino по умолчанию составляет около 490 Гц. Это не идеально, но все же можно использовать.

Это суммирует влияние различной частоты ШИМ:
  • Низкая частота ШИМ:
  • Мотор дергается
  • Пониженный КПД двигателя
  • Шумно, если слышно в пределах человеческого слышимости
  • Меньшие потери переключения MOSFET
  • Компоненты дешевле
Более высокая частота ШИМ:
  • Мотор гладкий
  • Повышенный КПД двигателя
  • Тихо (> 16 кГц)
  • Более высокие потери переключения MOSFET
  • Стоимость комплектующих выше

Понимание эффекта ШИМ при управлении бесщеточным двигателем постоянного тока

Разработчики систем управления движением могут столкнуться с проблемами при выборе или разработке электроники ШИМ для управления бесщеточными двигателями постоянного тока.Матье Буа обсуждает параметры, которые следует учитывать при разработке аспекта электронного управления системой движения, особенно в тех случаях, когда такие факторы, как срок службы батареи, общий размер и вес упаковки, являются ключевыми проблемами

Схематическое изображение в разрезе бесщеточного двигателя постоянного тока без холостого хода начальный шаг 3.

В любой системе с приводом от бесщеточного двигателя постоянного тока роль управляющей электроники, усилителя, заключается в изменении напряжения питания или тока, или того и другого, для достижения желаемой выходной мощности двигателя.Есть несколько вариантов усилителя. Линейный усилитель адаптирует мощность, подаваемую на двигатель, путем линейного изменения напряжения или тока. Он рассеивает мощность, которая не передается двигателю, что приводит к необходимости использования большого радиатора для рассеивания мощности, что увеличивает размер усилителя и затрудняет интеграцию в приложение.

Напротив, чоппер-усилитель модулирует напряжение (и ток) путем включения и выключения силовых транзисторов.Основное преимущество — экономия энергии при выключенном транзисторе. Это помогает сэкономить заряд батареи приложения, вызывает меньший нагрев и позволяет уменьшить размер электроники.

Чаще всего в усилителях-прерывателях используется метод ШИМ (широтно-импульсной модуляции), изменяющий рабочий цикл на фиксированной частоте для регулировки напряжения или тока в пределах желаемого целевого значения.

Частота коммутации — это фиксированный параметр, позволяющий разработчикам электроники легко фильтровать генерируемый акустический и электромагнитный шум.Однако полезно понимать некоторые другие основные физические явления, чтобы избежать неожиданных проблем с производительностью. В частности, включение и выключение транзисторов приводит к нарастанию и падению тока в каждом цикле, что может быть проблематичным.

В то время как средний ток, определяемый рабочим циклом переключающей электроники, определяет крутящий момент двигателя, пульсирующий ток генерирует дополнительные потери в Джоулях (тепло) и может иметь огромное влияние на среднеквадратичный (среднеквадратичный) ток без какого-либо соответствующего увеличения. в крутящем моменте.Поскольку щеток нет, пульсирующий ток не снижает срок службы бесщеточного двигателя постоянного тока, как это было бы в щеточном двигателе постоянного тока, но он тратит впустую энергию (потенциально снижая срок службы батареи в портативных приложениях) и может потребовать радиатора, увеличивая размер и вес к приложению.

Пульсации тока также вызывают потери в стали, образуя циркуляционные вихревые токи, которые пропорциональны квадрату скорости двигателя и квадрату тока двигателя. Потери в стали оказывают прямое влияние на мощность двигателя, и, будучи квадратом зависимости, легко увидеть, как высокий пульсирующий ток может быстро вызвать значительные потери в стали.

Уменьшение пульсаций тока

Поэтому важно, чтобы пульсации тока были как можно ниже, и есть несколько способов сделать это.

Первый — рассмотреть возможность уменьшения или адаптации напряжения источника питания, учитывая, что пульсации тока прямо пропорциональны этому напряжению. Высокое напряжение может быть полезно, когда приложение требует высокой скорости или высокой мощности, но если эти крайние значения не нужны, то более низкое напряжение питания будет полезным для уменьшения пульсаций тока.

Кроме того, работа в той же точке нагрузки с более низким напряжением источника питания также увеличит рабочий цикл, что еще больше снизит пульсации тока. Как правило, важно поддерживать рабочий цикл ШИМ как можно дальше от 50%, что является наихудшим случаем.

Второй вариант — увеличить частоту ШИМ. При более коротком времени цикла у тока будет меньше времени для повышения, что означает меньшую пульсацию. Portescap рекомендует использовать частоты ШИМ не менее 50 кГц для бесщеточных двигателей постоянного тока.Частоты ШИМ 80 кГц или более будут даже более подходящими для двигателей с очень малой электрической постоянной времени.

Наконец, мы можем рассмотреть вопрос об увеличении индуктивности, добавив внешние компоненты индуктивности, чтобы замедлить рост и падение тока и, следовательно, уменьшить пульсации тока. Однако, хотя добавление индуктивностей, например, в несколько десятков мкГн может работать на бумаге, на практике может не хватить места для интеграции этих компонентов, особенно в приложениях, где пространство ограничено.Поэтому обычно разумнее сначала изучить два других варианта.

PWM имеет много преимуществ по сравнению с другими формами управления, и легко понять, почему это наиболее широко используемое решение для управления бесщеточными драйверами постоянного тока. Доступность и доступность электронных компонентов позволяет легко установить адекватное напряжение ШИМ и использовать высокую частоту ШИМ, уменьшая пульсации и избегая необходимости использовать дополнительные индуктивности. Это сводит к минимуму дополнительную энергию, рассеиваемую джоулевыми потерями, помогая максимизировать срок службы батареи, позволяя разработчикам минимизировать размер, вес и электронику, что является ключевым, например, в портативных устройствах со встроенной электроникой.

Как всегда, сотрудничество со знающим поставщиком на самых ранних этапах проектирования может принести дивиденды. Инженеры Portescap всегда готовы помочь вам определить подходящую электронику для работы с бесщеточными двигателями постоянного тока даже в самых сложных приложениях.

Матье Буа (Matthieu Bouat) — инженер по применению в Portescap

http://www.portescap.com

Регулировка скорости двигателя постоянного тока HHO PWM 50A Регулировка максимальной частоты —


В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и появится ли этот товар в наличии.
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • Электропитание: 8-30 В постоянного тока.
  • Напряжение нагрузки: 8-30 В постоянного тока. / 50А. Максимум.
  • Частоту можно установить на уровне 100 Гц и отрегулировать от 400 Гц до 3 кГц. — Скорость двигателя (ШИМ) можно регулировать от 0% до 100%
  • Светодиод для индикации мощности.
  • Размеры печатной платы: 3,42×4,92 дюйма
› См. Дополнительные сведения о продукте

Электрический регулятор частоты вращения с высоким крутящим моментом и низким тепловым излучением с ручкой — Высокоэффективный регулятор переменной скорости переключатель регулятора скорости 12В-40В 10А ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока Инструменты и товары для дома delhidda.com

Регулятор частоты вращения с высоким крутящим моментом и низким уровнем теплового излучения с ручкой — Высокоэффективный регулятор переменной скорости Переключатель регулятора скорости 12В-40В 10А ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока

Вежливый и удовлетворительный ответ в течение 24 часов — это то, что мы стремимся предложить: · Простота перемещения четырех универсальных колес в любом направлении 360 ° Свободное перемещение телескопической ручки с подвижной кнопкой, чтобы тянуть или толкать ваш багаж с мягкой подкладкой и боковыми ручками, Пожалуйста, позвольте 1-2 дюйма разницы, МНОГОКАРМАНЫ】 — Четыре размера: Средний — 10, Упаковка варьируется от изящной упаковки из пеноматериала до роскошных кожаных вставок из вишневого дерева.Pro Braking PBK4416-TPU-GRE Передняя / задняя плетеная тормозная магистраль (прозрачный фиолетовый шланг и зеленые банджо из нержавеющей стали): автомобильная промышленность, подходит для классов допуска ANSI 2B и 3B: 2B — среднее качество, подходящее для коммерческих и промышленных крепежных изделий; 3B производит крепежные детали с жестким допуском, используемые для большей устойчивости к зачистке, кипяченой воде и всем видам напитков, 50 алюминиевых резьбовых вставок в основании, Статус: Активный Средний вес: 1, Наша коллекция включает оригинальные работы, созданные нашей собственной командой художников , Добавьте до 10 умных лампочек Hue Bluetooth / Zigbee с помощью (бесплатного) приложения Hue Bluetooth.унифицированный стандарт ниток является доминирующим типом нити. Дата, впервые указанная: 26 ноября, Купить мужские модные плавки ZaiyuXio, пляжные шорты для досок, быстросохнущие, с сетчатой ​​подкладкой и другие шорты для доски в: — Пожалуйста, обратитесь к «таблице размеров», чтобы проверить фактические размеры. размеры изделия, Регулятор частоты вращения с высоким крутящим моментом и низким уровнем теплового излучения с ручкой-Регулятор регулятора скорости с высокой эффективностью 12 В-40 В, 10 А ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока , Купить U3JD9D LIL-Peep Баскетбольная толстовка с карманом веревочной шляпы Печать Спортивная мода 3D мужские маленькие и другие модные толстовки и кофты на сайте, Hateone Мужские пляжные шорты Quick Dry -Whale Artwork Летние каникулы Сетчатая подкладка Купальники Шорты с карманами.Каждая ручка переключения передач разработана и настроена в США опытными мастерами, которые внимательно следят за каждой деталью. Устройство блокировки фланца заглушки трубы Brady — Регулируемое устройство блокировки фиксирует болты фланца и заглушки трубы — 17. Этот чехол наматрасника обеспечивает защитный барьер от пылевых клещей и других аллергенов. Соедините его с соответствующим переключателем Whisper Dimmer или Wi-Fi Ready Whisper Switch, чтобы создать единый вид во всей комнате или во всем доме. Эти розовые и «принцессы Диснея» розовые и металлические тарелки для вечеринок в форме золота подходят для королевской семьи.Наш широкий выбор элегантен для бесплатной доставки и бесплатного возврата, с постоянно растущей коллекцией всемирно известных изображений. Катушки постоянной индуктивности 120uH 10% (50 штук): Industrial & Scientific. Mitsubishi Materials MAS04375MB Series Solid Carbide Drill, вы можете выбрать нужный вам размер из соответствующего размера обуви в Великобритании) и дополнительную цену — Точная дата доставки может быть гарантирована, только если отправлено ускоренным курьером. **************************************. Эта Чаша имеет размеры 10 1/4 дюйма в длину и 6 7/8 дюйма в ширину.Доступны оптовые цены, свяжитесь со мной для получения информации об этом списке или о любых других в моем магазине, Регулятор частоты высокого крутящего момента и низкого теплового излучения с ручкой-высокоэффективный переключатель регулятора переменной скорости 12V-40V 10A PWM контроллер скорости двигателя постоянного тока . Master Circle и Natural Circle можно использовать только для инициалов, а не для имени. 4) Удалите форму из морозильной камеры, переверните ее и осторожно постучите по конфете. Никогда не живите своими растениями в прохладную погоду. Это пакет остатков ткани для квилтинга. Наш баннер со снежинками с днем ​​рождения добавляет это идеальное количество блеска, — они потрясающие и определенно привлекут многих. Состояние: очень хорошее винтажное состояние, без крупных отверстий, У нее красивые ярко-зеленые глаза.**** Пожалуйста, укажите персонализацию при оформлении заказа в поле «Примечание для продавца». гипоаллергенный наполнитель (фибра). Отметьте своего сотрудника или члена команды, которые внесли свой вклад в успех вашей организации, этой наградой Brilliant Award с оптическим кристаллом. Изготовленные на заказ качественные виниловые наклейки — можно использовать по-разному на автоматических окнах и бамперах, 10% пожертвовано местным благотворительным организациям по борьбе с раком. — 1 внешний слот для карт, быстрый доступ внутри может содержать 1 базовую карту, Планировщик свадебных репетиций. 0–6 месяцев M US Сандалии для младенцев и другие сандалии at. Регулятор частоты вращения с высоким крутящим моментом и низким уровнем теплового излучения с ручкой — Переключатель регулятора регулируемой скорости с высокой эффективностью 12 В-40 В, 10 А ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока , позволяет использовать шины большего диаметра и заводские диски для увеличения дорожного просвета, 【DIY Arts and Crafts】 Бумага для оригами высокого качества подходит для складывания журавлика оригами, МНОГИЕ ПРИМЕНЕНИЯ➤ Наклейки с номером этажа нашего дома можно наклеить на любую гладь. Не забудьте добавить нашу диаграмму роста и настенную роспись Thomas & Friends (все продаются отдельно), чтобы она не рухнула под большими нагрузками.или в качестве подарков на день рождения и рождество, УПАКОВКА ВКЛЮЧАЕТ: 1 рулон белой доски, нарезанный по размеру, 10 шт. стоматологические Т-образные интраоральные открывалки для щек и рта для губ — маленький + большой размер: промышленные и научные, чтобы организовать доставку для вас Кисть сразу же проникает в труднодоступные места и оставляет плитку как новую с минимальными усилиями. Бейсбольная футболка от New York Yankees с надстрочным принтом. Купить Куртка с принтом Thomas & Friends для мальчиков Пальто с капюшоном на флисовой подкладке из софтшелла.3 см)) и знак «Ставка на 1 ярд» (12. УДОБНЫЙ ДИЗАЙН ПОРТА USB И ГАРНИТУРЫ : Интерфейс USB со встроенным кабелем, Найдите товары от Hippococo по низким ценам, День Fishers Finery в The Beach Beach Bag: Багаж и сумки, High Torque & Регулятор частоты низкотемпературного излучения с ручкой — Переключатель регулятора регулятора переменной скорости с высокой эффективностью 12V-40V 10A PWM контроллер скорости двигателя постоянного тока . Пожалуйста, подтвердите, что ваш оригинальный номер детали или OEM-номер может совпадать с одним из номеров деталей, указанных выше.Черный: Инструменты и предметы домашнего обихода.






Регулятор частоты высокого крутящего момента и низкого теплового излучения с ручкой — Высокоэффективный регулятор переменной скорости Переключатель регулятора скорости 12В-40В 10А ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока

Управление двигателем постоянного тока

с использованием сигналов ШИМ — Arduino — Robo India || Учебники || Изучите Arduino |

В этом руководстве Robo India объясняется, как управлять скоростью двигателя постоянного тока с помощью сигналов ШИМ.

1. Введение

Скорость двигателя постоянного тока в целом прямо пропорциональна напряжению питания, поэтому уменьшите напряжение с 9 вольт до 4.5 вольт, тогда наша скорость станет вдвое меньше той, что была у нее изначально. Но на практике для изменения скорости двигателя постоянного тока мы не можем постоянно изменять напряжение питания. ШИМ-регулятор скорости для двигателя постоянного тока работает путем изменения среднего напряжения, подаваемого на двигатель

.

ШИМ-сигнал — это, по сути, высокочастотный прямоугольный сигнал (обычно более 1 кГц). Рабочий цикл этой прямоугольной волны варьируется, чтобы изменять мощность, подаваемую на нагрузку.

Входные сигналы, которые мы подаем на ШИМ-контроллер, могут быть аналоговыми или цифровыми в зависимости от конструкции ШИМ-контроллера.Контроллер ШИМ принимает управляющий сигнал и регулирует рабочий цикл сигнала ШИМ в соответствии с требованиями. На приведенной ниже диаграмме показаны формы сигналов, полученные на выходе при различных требованиях напряжения.

В этих волнах частота одинакова, но время включения и выключения разное.

1.2 Требуемое оборудование
1,3 вывод IC драйвера двигателя L293D

Драйвер двигателя — это модуль для двигателей, который позволяет вам управлять рабочей скоростью и направлением двух двигателей одновременно.Этот драйвер двигателя разработан и разработан на основе L293D IC.

L293D — это 16-контактная ИС с восемью контактами на каждой стороне для одновременного управления двумя двигателями постоянного тока. Для каждого двигателя имеется 4 контакта INPUT, 4 контакта OUTPUT и 2 контакта ENABLE.

Контакт 1: Когда Enable1 / 2 находится в HIGH, левая часть IC будет работать, то есть двигатель, подключенный к контактам 3 и 6, будет вращаться.

Контакт 2: вход 1, когда этот контакт ВЫСОКИЙ, ток будет течь через выход 1.

Контакт 3: Выход 1, этот контакт подключен к одной клемме двигателя.

Контакт 4/5: контакты GND

Контакт 6: Выход 2, этот контакт подключен к одной клемме двигателя.

Контакт 7: вход 2, когда этот контакт ВЫСОКИЙ, ток будет проходить через выход 2.

Контакт 8: VSS, этот контакт используется для подачи питания на подключенные двигатели с максимальным напряжением от 5 В до 36 В в зависимости от подключенного двигателя.

Контакт 9: когда Enable 3/4 находится в HIGH, правая часть IC будет работать, то есть двигатель, подключенный к контакту 11 и контакту 14, будет вращаться.

Контакт 10: Вход 4, когда этот контакт ВЫСОКИЙ, ток будет проходить через выход 4.

Контакт 11: Выход 4, этот контакт подключен к одной клемме двигателя.

Контакт 12/13: Контакты GND

Контакт 14: Выход 3, этот контакт подключен к одной клемме двигателя.

Контакт 15: Вход 3, когда этот контакт ВЫСОКИЙ, ток будет течь через выход 3.

Контакт 16: VCC, для питания IC, например, 5 В.

2. Соединения с Arduino

1. Модуль 5V (VCC) — Arduino 5V.

2. Модуль GND — Arduino GND.

3. Модуль 1 — Arduino D8.

4. Модуль 2 — Arduino D9.

5. Модуль 3 — Arduino D10.

6. Модуль 4 — Arduino D11.

7. Модуль EN12 — Arduino D5.

8. Модуль EN34 — Arduino D6.

9. Модуль двигателя Винтовые клеммы — двигатели постоянного тока.

10. Модуль VSS power Винтовой зажим — Внешний источник питания 9В.

Обязательно удалите предустановку перемычки на контактах включения модуля, чтобы мы могли подключить вход ШИМ к этому контакту и контролировать скорость двигателей.Если мы соединим эти контакты с землей, то мотор отключится.

3. Программирование:

Вот код для запуска этой схемы.

Вы можете скачать этот код (Arduino Sketch) отсюда.

// Учебное пособие от RoboIndia по управлению двигателем с использованием сигналов ШИМ
// Требуемое оборудование: драйвер двигателя (от RoboIndia и Arduino)
 
 // Мотор A
const int inputPin1 = 10; // Вывод 15 микросхемы L293D
const int inputPin2 = 11; // Вывод 10 микросхемы L293D
 // Мотор B
const int inputPin3 = 9; // Вывод 7 микросхемы L293D
const int inputPin4 = 8; // Вывод 2 микросхемы L293D
int EN1 = 5; // Вывод 1 микросхемы L293D
int EN2 = 6; // Вывод 9 микросхемы L293D
установка void ()

{
 
 pinMode (EN1, ВЫХОД); // где двигатель подключен к
 pinMode (EN2, ВЫХОД); // где двигатель подключен к
 pinMode (inputPin1, ВЫХОД);
 pinMode (inputPin2, ВЫХОД);
 pinMode (inputPin3, ВЫХОД);
 pinMode (inputPin4, ВЫХОД);
  Серийный .begin (9600);
  Serial  .println («Введите значения от 0 до 255»);
}

пустой цикл ()

{
 if ( Serial  .available ())
 {
 int speed =  Serial  .parseInt (); // Получение значения от последовательного монитора
  Серийный  .println (скорость)
 analogWrite (EN1, скорость); // устанавливает скорость двигателей
 analogWrite (EN2, скорость); // устанавливает скорость двигателей
 digitalWrite (inputPin1, HIGH);
 digitalWrite (inputPin2, LOW);
 digitalWrite (inputPin3, HIGH);
 digitalWrite (inputPin4, LOW);
 }
}

 
4.Выход

После подключения вы скопируете и вставите этот код в Arduino IDE, а затем загрузите код. Откройте Serial Monitor и отправьте входные значения в Arduino. Вы можете контролировать скорость двигателя постоянного тока, отправляя различные значения в диапазоне от 0 до 255.

Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите нам по адресу [email protected]

Благодарности и приветы
Команда разработки контента
Robo India
https: // roboindia.ком

Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ)

Подпишитесь на обновления Отписаться от обновлений

Методы широтно-импульсной модуляции (ШИМ) или изменения рабочего цикла обычно используются при управлении скоростью двигателей постоянного тока. Рабочий цикл определяется как процентное соотношение цифровой «высокой» к цифровой «низкой» плюс цифровой «высокой» ширины импульса в течение периода ШИМ. На рис. 1 показаны импульсы 5 В с рабочим циклом от 0% до 50%.

Рис. 1. Плюсы с рабочим циклом от 0% до 50%

Среднее значение постоянного напряжения для рабочего цикла 0% равно нулю; при рабочем цикле 25% среднее значение равно 1.25 В (25% от 5 В). При рабочем цикле 50% среднее значение составляет 2,5 В, а при рабочем цикле 75% среднее напряжение составляет 3,75 В и так далее. Максимальный рабочий цикл может составлять 100%, что эквивалентно форме сигнала постоянного тока. Таким образом, изменяя ширину импульса, мы можем изменять среднее напряжение на двигателе постоянного тока и, следовательно, его скорость.

Принципиальная схема

Схема простого регулятора скорости для мини-двигателя постоянного тока, такого как тот, который используется в магнитофонах и игрушках, показана на рис. 2.

Рис. 2: Управление скоростью двигателя постоянного тока с использованием метода ШИМ

Описание цепи:

Здесь инвертирующий триггер Шмитта N1 сконфигурирован как нестабильный мультивибратор с постоянным периодом, но переменной скважностью.Хотя полное внутрисхемное сопротивление VR1 во время полного цикла составляет 100 кОм, часть, используемая во время положительных и отрицательных периодов каждого цикла, может быть изменена путем изменения положения его контакта стеклоочистителя для получения переменной ширины импульса. Затвор Шмитта N2 просто действует как буфер / драйвер для управления транзистором T1 во время положительных воздействий на его базу. Таким образом, средняя амплитуда импульсов привода постоянного тока или скорость двигателя M пропорциональна настройке положения стеклоочистителя потенциометра VR1. Конденсатор C2 служит накопительным конденсатором для обеспечения стабильного напряжения в цепи.

Таким образом, изменяя VR1, рабочий цикл может быть изменен от 0% до 100%, а скорость двигателя от «остановленного» состояния до «полной скорости» равномерно и непрерывно. Диоды эффективно обеспечивают разные значения резистора синхронизации во время зарядки и разрядки конденсатора синхронизации C1.

Рис. 3. Конфигурация контактов BC337A

. Период импульса или покоя приблизительно определяется следующим уравнением: период импульса или покоя ≈ 0,4 x C1 (Фарада) x VR1 (Ом) секунд. Здесь используйте внутрисхемное значение VR1 во время импульса или периода покоя, если это применимо.

Частота останется постоянной и определяется уравнением:

 Частота ≈ 2,466 / (VR1.C1) ≈ 250 Гц (для VR1 = 100 кОм и C1 = 0,1 мкФ) 

Рекомендуемое значение внутрисхемного сопротивления должно быть больше 50 кОм, но меньше 2 мегаом, а емкость конденсатора должна быть больше 100 пФ, но меньше 1 мкФ.

Больше интересных проектов можно найти здесь.


Эта статья была впервые опубликована 28 июня 2017 г. и обновлена ​​23 июля 2019 г.

Ошибка 404


или «Вы достигли конца Интернета; не паникуйте»


Разве вы просто не ненавидите числовые ошибки? Если вы прибыли сюда, это означает, что введенный вами URL (адрес веб-страницы) вел на мой сайт, но не на действующую страницу внутри него.

Наиболее вероятная причина в том, что изменение привело к изменению структуры сайта. Я пытаюсь установить перенаправления для таких перестановок, но, вероятно, не помню, чтобы сделать их все. Другая возможность заключается в том, что вы использовали URL-адрес из закладки на страницу, содержащую расширение «.hmtl »на конце. Некоторые из этих страниц были изменены с html на php. У меня были некоторые правила, чтобы попытаться скрыть это, но в конце февраля 2012 года они сломались, и пока я не смогу их исправить, вам может потребоваться исправить URL самостоятельно (или просто перейти на домашнюю страницу и перейти к текущей). Вот что происходит:

В конце ноября 2011 года я начал менять страницы, чтобы использовать ссылки без расширения (кроме страницы размышлений), и незаметно менять расширение с «.html» на «.php». Для страниц за пределами раздела Musings вы можете повторить попытку URL без какого-либо расширения (удалите весь файл index.html »и заканчивать его« / ») или, для размышлений, повторить попытку с« .php »вместо« .html ».

Другие причины
Вы также можете попасть сюда, если опечатали URL-адрес или если по какой-то причине я удалил страницу и не смог удалить все старые ссылки на нее (но я стараюсь избегать удаления страниц именно по этой причине ). Вы также можете попасть сюда, щелкнув ссылку, которая была повреждена или опечатана.

В любом случае то, что вы ищете, вероятно, где-то здесь.

Примечание: этот сайт изначально был в iWeb от Apple, хотя он перешел в текущую систему в 2011 году, а некоторые из старых и (я думаю) менее интересных страниц iWeb еще не преобразованы, так что вы ищете ибо может и не быть здесь.Контент этих страниц, как правило, нуждался в серьезном обновлении (или реорганизации), и я буду работать над этим с течением времени и, как и я, добавляю больше страниц для этого материала.

Вы можете использовать поле поиска выше, чтобы искать объекты, или щелкните одно из имен на панели слева, которые являются страницами верхнего уровня, многие из которых имеют один или несколько уровней других страниц под ними.

Что изменилось по сравнению с iWeb?


Старые разделы (например, Модели поездов) были реорганизованы и превращены в каталоги со страницами, расположенными под ними.В основном это не выглядит снаружи. Однако в некоторых случаях теперь вещи состоят из двух или более уровней, и вам нужно заглянуть внутрь более широкой категории, чтобы найти более конкретную.

Это должно облегчить новым людям поиск вещей (а всем остальным — найти то, о чем они не знали), но это будет проблемой для любого, у кого есть закладки на любимую страницу. Мне очень жаль, но это изменение действительно к лучшему.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.