Изучены 2 простые двунаправленные схемы контроллера двигателя

Схема, которая позволяет подключенному двигателю работать по часовой стрелке и против часовой стрелки через альтернативные триггеры входа, называется схемой двунаправленного контроллера.

В первой схеме ниже обсуждается схема контроллера двигателя с двунаправленным двигателем на основе полного моста или H-моста с использованием 4 операционных усилителей от IC LM324. Во второй статье мы узнаем о схеме двунаправленного контроллера мотора с высоким крутящим моментом на IC 556.

Вступление

В общем, механические переключатели привыкли регулировать направление вращения двигателя постоянного тока. Регулируя полярность используемого напряжения, двигатель вращается в противоположном направлении!

С одной стороны, это может иметь тот недостаток, что требуется добавить переключатель DPDT для изменения полярности напряжения, но мы имеем дело только с переключателем, который упрощает процедуру.

Однако DPDT может иметь одну серьезную проблему: не рекомендуется резко инвертировать напряжение на двигателе постоянного тока во время его вращательного движения. Это может привести к скачку тока, который может привести к сгоранию соответствующего регулятора скорости.

Более того, любые механические нагрузки также могут вызвать подобные проблемы. Эта схема легко преодолевает эти сложности. Направление и скорость регулируются с помощью одиночного потенциометра. Вращение кастрюли в указанном направлении приводит к тому, что двигатель начинает вращаться.

Переключение кастрюли в обратном направлении позволяет двигателю вращаться в обратном направлении. Среднее положение на горшке выключает двигатель, гарантируя, что двигатель сначала замедлится, а затем остановится, прежде чем будет предпринято усилие для изменения направления.

Технические характеристики

Вольтаж: Схема и двигатель используют общий источник питания. Это означает, что, поскольку максимальное рабочее напряжение LM324 равно 32 В постоянного тока, это также становится максимальным напряжением, доступным для работы двигателя.

Текущий: МОП-транзистор IRFZ44 разработан для 49A, IRF4905 сможет обрабатывать 74A. Тем не менее, дорожки на печатной плате, идущие от контактов MOSFET до винтовой клеммной колодки, могут выдерживать ток около 5 А. Это можно улучшить, припаяв куски медной проволоки над дорожками печатной платы.

В этом случае убедитесь, что полевые МОП-транзисторы не слишком сильно нагреваются - в этом случае на этих устройствах необходимо будет установить радиаторы большего размера.

Распиновка LM324

ДВУНАПРАВЛЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОМОЩЬЮ LM324

По сути, вы найдете 3 способа отрегулировать скорость двигателей постоянного тока :

1. Используя механизированные передачи для достижения идеального ускорения: Такой подход часто выходит за рамки удобства большинства энтузиастов, практикующих на домашних семинарах.

два. Снижение напряжения двигателя через последовательный резистор. Это, безусловно, может быть неэффективным (мощность будет рассеиваться на резисторе), а также приведет к снижению крутящего момента.

Ток, потребляемый двигателем, также увеличивается по мере увеличения нагрузки на двигатель. Повышенный ток означает большее падение напряжения на последовательном резисторе и, следовательно, падение напряжения на двигателе.

Затем двигатель прилагает усилие к еще большему току, в результате чего двигатель останавливается.

3. Путем подачи всего питающего напряжения на двигатель короткими импульсами: Этот метод избавляет от эффекта выпадения серии. Это называется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) и является стратегией, применяемой в этой схеме. Быстрые импульсы позволяют двигателю работать медленно, а расширенные импульсы позволяют двигателю работать быстрее.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ (см. Схему)

Схема можно разделить на четыре этапа:

1. Управление двигателем - IC1: A
2. Генератор треугольных волн - IC1: B
3. Компараторы напряжения - IC1: C и D
4. Моторный привод - Q3-6

Давайте начнем с этапа драйвера двигателя, сосредоточенного на полевых МОП-транзисторах Q3-6. Только пара из этих полевых МОП-транзисторов остается в активированном состоянии в любой момент времени. Пока Q3 и Q6 включены, ток проходит через двигатель и заставляет его вращаться в одном направлении.

Как только Q4 и Q5 находятся в рабочем состоянии, циркуляция тока меняется на обратную, и двигатель начинает вращаться в противоположном направлении. IC1: C и IC1: D определяют, какие полевые МОП-транзисторы включены.

Операционные усилители IC1: C и IC1: D подключены как компараторы напряжения. Опорное напряжение для этих операционных усилителей производятся делителем напряжения резистора R6, R7 и R8.

Заметим, что опорное напряжение для IC1: D присоединен TOTHE «+» ввод, но и для IC1: С он соединен с «-» ввода.

Это означает, что IC1: D активируется с напряжением выше, чем его задание, тогда как IC1: C запрашивается с напряжением ниже, чем его задание. Операционный усилитель IC1: B сконфигурирован как генератор треугольных сигналов и подает сигнал активации на соответствующие компараторы напряжения.

Частота примерно обратно пропорциональна постоянной времени R5 и C1 - 270 Гц для используемых значений.

Уменьшение R5 или C1 увеличивает частоту, увеличение любого из них приведет к снижению частоты. Размах выходного сигнала треугольной волны намного меньше, чем разница между двумя эталонами напряжения.

Поэтому одновременное включение обоих компараторов чрезвычайно сложно. В противном случае все 4 полевых МОП-транзистора начнут проводить ток, что приведет к короткому замыканию и разрушит их все.

Форма волны треугольника построена вокруг напряжения смещения постоянного тока. Увеличение или уменьшение напряжения смещения изменяет положение импульса треугольной волны соответствующим образом.

Переключение треугольной волны вверх позволяет компаратору IC1: D активировать, уменьшение его приводит к активации компаратора IC1: C. Когда уровень напряжения треугольной волны находится в середине двух опорного напряжения, то ни один из компараторов не induced.The постоянного напряжения смещения регулируется с помощью потенциометра P1 через IC1: А, который предназначен в качестве повторителя напряжения.

Это дает источник напряжения с низким выходным импедансом, что позволяет смещению постоянного напряжения быть менее уязвимым для воздействия нагрузки IC1: B.

При переключении потенциометра напряжение смещения постоянного тока начинает изменяться в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от направления поворота потенциометра. Диод D3 обеспечивает защиту от обратной полярности для контроллера.

Резистор R15 и конденсатор C2 представляют собой простой фильтр нижних частот. Это предназначено для устранения любых скачков напряжения, вызванных полевыми МОП-транзисторами, когда они включают питание двигателя.

Список деталей

2) Двунаправленное управление двигателем с использованием IC 556

Управление скоростью и двунаправленное управление для двигателей постоянного тока относительно просто реализовать. Для двигателей с независимым питанием скорость, в принципе, является линейной функцией напряжения питания. Двигатели с постоянным магнитом относятся к подкатегории двигателей с независимым питанием и часто используются в игрушках и моделях.

В этой схеме напряжение питания двигателя изменяется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ), которая обеспечивает хороший КПД, а также относительно высокий крутящий момент при низких скоростях двигателя. Единственное управляющее напряжение между 0 и +10 В позволяет реверсировать скорость двигателя и изменять ее от нуля до максимума в обоих направлениях.

ИС нестабильного мультивибратора настроена как генератор 80 Гц и определяет частоту сигнала ШИМ. Источник тока T1 заряжает Ca. Пилообразное напряжение на этом конденсаторе сравнивается с управляющим напряжением в 1C2, который выводит сигнал ШИМ в буфер N1-Na или NPN1. Драйвер двигателя на основе Дарлингтона представляет собой мостовую схему, способную управлять нагрузками до 4 А, при условии, что ток приработки остается ниже 5 А, и для силовых транзисторов T1 -Ts обеспечивается достаточное охлаждение. Диоды D1, D5 обеспечивают защиту от индуктивных выбросов двигателя. Переключатель S1 позволяет мгновенно изменить направление вращения двигателя.

Образцы изображений