Circuit regulator de turație motor constantă

Postul explică un controler de motor DC care are o compensare constantă a cuplului pentru a permite motorului să funcționeze la o viteză constantă, indiferent de sarcina pe acesta.

Dezavantajul regulatoarelor de viteză obișnuite

Un dezavantaj al majorității regulatoare de viteză simple este că furnizează motorului doar o tensiune constantă predeterminată. Ca rezultat, viteza nu rămâne constantă și variază în funcție de sarcina motorului, din cauza absenței compensării cuplului.

De exemplu, într-un model de tren, cu regulatoare simple, viteza trenului scade treptat pentru pantele de urcare și accelerează în timp ce se îndreaptă în jos.

Prin urmare, pentru trenurile model, reglarea controlului potului pentru a menține o turație selectată a motorului deviază, de asemenea, în funcție de sarcina pe care motorul o poate trage.

Circuitul regulatorului de turație a motorului cuplu constant explicat în acest articol scapă de această problemă urmărind viteza motorului și menținându-l constant pentru o setare de control predeterminată, indiferent de sarcina pe care o poate avea motorul.

Circuitul poate fi aplicat în majoritatea modelelor care utilizează un motor cu magnet permanent DC.

Calculul factorului EMF din spate

Tensiunea pe bornele motorului cuprinde câțiva factori, e.m.f. produs de motor, iar tensiunea a scăzut pe rezistența armăturii.

Spatele e.m.f. generat de înfășurarea motorului este în mod normal proporțional cu turația motorului, ceea ce înseamnă că viteza motorului ar putea fi monitorizată prin măsurarea acestui conținut emf din spate. Dar, problema principală este izolarea și detectarea e.m.f din spate. de la tensiunea de rezistență a armăturii.

Presupunând că un rezistor separat este atașat în serie cu motorul, având în vedere că un singur curent comun trece prin acest rezistor și, de asemenea, prin rezistența armăturii, căderea de tensiune între cele două rezistențe din serie ar putea fi echivalentă cu căderea rezistenței armăturii.

De fapt, se poate presupune că atunci când aceste două valori ale rezistenței sunt identice, atunci cele două magnitudini de tensiune pe fiecare dintre rezistențe vor fi, de asemenea, similare. Cu aceste date, este posibil să se deducă căderea de tensiune a R3 din tensiunea motorului și să se obțină valoarea e.m.f înapoi necesară pentru procesare.

Procesare EMF înapoi pentru cuplu constant

Circuitul propus monitorizează continuu e.m.f-ul din spate. și, în consecință, reglează curentul motorului pentru a se asigura că, pentru o setare de control al potului atribuită, e.m.f. din spate, împreună cu turația motorului, sunt menținute la un cuplu constant.

Pentru a putea face descrierea circuitului mai ușoară, se consideră că P2 este reglat și menținut în poziția sa centrală, iar rezistorul R3 este selectat ca echivalent cu valoarea rezistenței armăturii motorului.

Calculul tensiunii motorului

Tensiunea motorului poate fi calculată prin adăugarea e.m.f din spate. Va cu tensiunea scăzută peste rezistența internă a motorului Vr.

Având în vedere că R3 scade o tensiune Vr, tensiunea de ieșire Vo va fi egală cu Va + 2 V.

Tensiunea la intrarea inversantă (-) a IC1 va fi Va + Vr, iar cea la intrarea care nu inversează (+) va fi Vi + (Va + 2Vr - Vi) / 2

Deoarece se presupune că cele două magnitudini de tensiune de mai sus sunt egale, organizăm ecuația de mai sus ca:

Va + Vr = Vi + (Va + 2Vr - Vi) / 2

Simplificarea acestei ecuații oferă Va = Vi.

Ecuația de mai sus indică faptul că spatele e.m.f. motorului este menținut în mod constant la același nivel cu tensiunea de comandă. Acest lucru permite motorului să funcționeze cu o viteză și un cuplu constant pentru orice setare specificată a reglării vitezei P1.

P2 este inclus pentru a compensa diferența de nivel care poate exista între rezistența R3 și rezistența la armătură. Execută acest lucru reglând magnitudinea feedback-ului pozitiv la amplificatorul op de intrare care nu se inversează.

Amplificatorul opțional LM3140 compară practic tensiunea dezvoltată în armătura motorului cu echivalentul emf din spate al motorului și reglează potențialul de bază al T1 2N3055.

T1 fiind configurat ca un adept emițător reglează viteza motorului în conformitate cu potențialul său de bază. Mărește tensiunea pe motor atunci când un emf din spate mai mare este detectat de amplificatorul op, rezultând o creștere a vitezei motorului și invers.

T1 trebuie montat pe un radiator adecvat pentru buna funcționare.

Cum se configurează circuitul

Configurarea circuitului regulatorului de turație a motorului de cuplu constant se face reglând P2 cu motorul cu sarcină variabilă până când motorul atinge un cuplu constant indiferent de condițiile de încărcare.

Atunci când circuitul este aplicat pentru modelele de trenuri, trebuie să se aibă grijă să nu se întoarcă prea mult P2 spre P1, ceea ce ar putea duce la încetinirea trenului model și, dimpotrivă, P2 nu trebuie întoarsă prea mult în direcția opusă, ceea ce ar putea duce la viteza trenului devine de fapt mai rapidă în timp ce urcați pe o pantă ascendentă.