Цепи защиты двигателя - от перенапряжения, перегрева, перегрузки по току

В этом посте мы обсудим несколько схем защиты двигателя постоянного тока от вредных условий, таких как перенапряжение и пониженное напряжение, перегрузка по току, перегрузка и т. Д.

Многие пользователи часто сталкиваются с отказами электродвигателя постоянного тока, особенно в местах, где соответствующий электродвигатель работает много часов в день. Замена деталей двигателя или самого двигателя после поломки может быть довольно дорогостоящим делом, что никто не ценит.

Мне был адресован запрос от одного из моих последователей относительно решения вышеупомянутой проблемы, давайте послушаем его от г-на Гбенги Ойебанджи, он же Большой Джо.

Технические характеристики

«Видя вред, который наш источник питания причинил большинству наших электроприборов, необходимо сконструировать модуль защиты для наших электроприборов, который защитит их от колебаний напряжения.

Целью проекта является разработка и изготовление модуля защиты двигателей постоянного тока. Поэтому цели проекта

• Спроектировать и изготовить модуль защиты от перенапряжения для двигателей постоянного тока с индикатором (светодиодом).
• Спроектировать и изготовить модуль защиты от пониженного напряжения для двигателей постоянного тока с индикатором (светодиодом).
• Спроектировать и изготовить модуль температурной защиты двигателя (термистор) с индикатором (светодиод).

Схема защищает двигатель постоянного тока от перенапряжения и пониженного напряжения. Реле можно использовать для включения и выключения нагрузки (двигатель 12 В постоянного тока). Компаратор используется для определения высокого или низкого значения. Перенапряжение должно быть 14 В, а пониженное - 10 В.

Также должна быть построена необходимая схема выпрямления и фильтрации.

При обнаружении любой неисправности должны появиться необходимые индикаторы.

Кроме того, когда обмотка возбуждения двигателя разомкнута, цепь должна быть в состоянии обнаружить это и выключить двигатель, потому что, когда обмотка возбуждения разомкнута, внутри двигателя больше нет магнитного потока, и вся мощность подается непосредственно на якорь. .

Это заставит двигатель работать, пока он не сломается. (Надеюсь, прав?). Буду признателен за Ваш ответ в ближайшее время.

Спасибо, Свагатам. Ваше здоровье'

1) Принципиальная схема модуля защиты от напряжения двигателя постоянного тока

Следующее отключение высокого и низкого напряжения, которое ранее обсуждалось мной в одном из моих постов, идеально подходит для вышеуказанного приложения для защиты двигателей постоянного тока от условий высокого и низкого напряжения.

Полное объяснение схемы предоставлено для цепей напряжения срабатывания при повышенном / пониженном напряжении.

2) Цепь модуля защиты двигателя постоянного тока от перегрева

Третья проблема, связанная с повышением температуры двигателя, может быть решена путем интеграции следующей простой схемы индикатора температуры.
Эта схема также была освещена в одном из моих предыдущих постов.

Вышеупомянутая схема защиты от перегрева, по-видимому, никогда не позволит обмотке возбуждения выйти из строя, потому что любая обмотка сначала нагреется перед плавлением. Вышеупомянутая схема выключит двигатель, если обнаружит какой-либо ненормальный нагрев устройства, и, таким образом, предотвратит любую подобную аварию.

Предоставляется полный список деталей и объяснение схемы. ЗДЕСЬ

Как защитить двигатель от перегрузки по току

В третьей идее, приведенной ниже, анализируется конструкция схемы автоматического регулятора перегрузки по току двигателя. Идея была предложена господином Али.

Технические характеристики

Мне нужна помощь, чтобы завершить мой проект. Это простой двигатель на 12 В, который необходимо защитить от перегрузки.

Данные отображаются и могут помочь в разработке.

Схема защиты от перегрузки должна содержать минимум компонентов из-за недостатка места для ее добавления.

Входное напряжение изменяется от 11 вольт до 13 вольт из-за длины проводки, но перегрузка отключения должна произойти, когда V1 - V2 => 0,7 вольт.

Пожалуйста, посмотрите на прилагаемую диаграмму перегрузки, которая должна отключиться, если токи увеличиваются более чем на 0,7 А. Что вы думаете об этой диаграмме. Это сложная схема или нужно добавить какие-то компоненты?

Цепной анализ

Ссылаясь на приведенную выше схему управления током двигателя 12 В, концепция кажется правильной, однако реализация схемы, особенно на второй схеме, выглядит некорректной.

Разберем диаграммы одну за другой:

Первая диаграмма объясняет основные расчеты каскада управления током с использованием операционного усилителя и нескольких пассивных компонентов, и она выглядит великолепно.

Как показано на диаграмме, пока V1 - V2 меньше 0,7 В, выход операционного усилителя должен быть равен нулю, а в момент, когда он достигнет значения выше 0,7 В, выход должен стать высоким, хотя это будет работать. с транзистором PNP на выходе, а не с NPN, .... в любом случае, давайте двигаться дальше.

Здесь 0,7 В относится к диоду, подключенному к одному из входов операционного усилителя, и идея состоит в том, чтобы просто гарантировать, что напряжение на этом контакте превышает предел 0,7 В, чтобы этот потенциал распиновки пересекал другой дополнительный входной контакт операционный усилитель, приводящий к срабатыванию триггера выключения для подключенного транзистора драйвера двигателя (транзистор NPN, как предпочтительно в конструкции)

Однако на второй диаграмме это условие не будет выполнено, фактически схема вообще не ответит, давайте посмотрим, почему.

Ошибки во второй схеме

На второй диаграмме при включении питания оба входных контакта, подключенных к резистору 0,1 Ом, будут подвергаться почти одинаковому напряжению, но поскольку на неинвертирующем контакте есть падающий диод, он получит потенциал, который может быть На 0,7 В ниже, чем инвертирующий вывод 2 микросхемы.

Это приведет к тому, что на входе (+) будет чуть более низкое напряжение, чем на выводе (-) микросхемы, что, в свою очередь, создаст нулевой потенциал на выводе 6 микросхемы в самом начале. При нулевом напряжении на выходе подключенный NPN не сможет инициировать, и двигатель останется выключенным.

Когда двигатель выключен, в цепи не будет тока и разности потенциалов на чувствительном резисторе. Следовательно, цепь будет бездействовать, и ничего не произойдет.

На второй диаграмме есть еще одна ошибка: двигатель, о котором идет речь, должен быть подключен через коллектор и положительный вывод транзистора для обеспечения эффективности схемы, реле может вызвать резкое переключение или дребезжание, и поэтому в нем нет необходимости.

Если вообще упоминается реле, то 2-ю диаграмму можно исправить и изменить следующим образом:

На приведенной выше диаграмме можно увидеть, что входные контакты операционного усилителя переставлены местами, так что операционный усилитель может выдавать ВЫСОКИЙ выходной сигнал при запуске и позволять двигателю работать. В случае, когда двигатель начинает рисовать большой ток из-за перегрузки, ток чувствительного резистора будет вызывать более высокий отрицательный потенциал для развития в pin3, снижением PIN3 потенциала, чем у эталонного 0,7 В при pin2.

Это, в свою очередь, вернет выход операционного усилителя к нулевому напряжению, отключив реле и двигатель, тем самым защитив двигатель от дальнейших перегрузок по току и перегрузок.

Третья конструкция защиты двигателя

Ссылаясь на третью диаграмму, как только питание будет включено, контакт 2 будет подвергаться напряжению на 0,7 В меньше, чем контакт 3 микросхемы IC, что заставит выход перейти на высокий уровень в начале.

Когда выходной сигнал становится высоким, двигатель запускается и набирает импульс, и в случае, если двигатель пытается потреблять ток, превышающий указанное значение, на резисторе 0,1 Ом будет генерироваться эквивалентная разность потенциалов, теперь, когда этот потенциал начинается растущий контакт 3 начнет испытывать падение потенциала, и когда он упадет ниже потенциала контакта 2, выход быстро вернется к нулю, отключая базовый привод для транзистора и мгновенно выключая двигатель.

Когда двигатель выключен в этот момент, потенциал на выводах будет стремиться к нормализации и восстановится до исходного состояния, что, в свою очередь, включит двигатель, и ситуация продолжит саморегулироваться за счет быстрого включения / выключения. транзистора драйвера, поддерживая правильное управление током двигателя.

Почему светодиод добавлен на выход операционного усилителя

Светодиод, расположенный на выходе операционного усилителя, может в основном выглядеть как обычный индикатор для индикации отключения защиты от перегрузки для двигателя.

Однако он поочередно выполняет еще одну важную функцию, запрещая выходу операционного усилителя смещения или утечки постоянно включать транзистор.

Можно ожидать от 1 до 2 В в качестве напряжения смещения от любой микросхемы IC 741, которого достаточно, чтобы заставить выходной транзистор оставаться включенным и сделать переключение входа бессмысленным. Светодиод эффективно блокирует утечку или смещение от операционного усилителя и позволяет транзистору и нагрузке правильно переключаться в соответствии с изменениями входного дифференциала.

Расчет чувствительного резистора

Чувствительный резистор можно рассчитать следующим образом:

R = 0,7 / ток

Здесь, как указано для ограничения тока 0,7 А для двигателя, значение резистора датчика тока R должно быть

R = 0,7 / 0,7 = 1 Ом