воскресенье, 25 сентября 2011 г.

Регулирование оборотов двигателя постоянного тока.

Регулирование оборотов двигателя постоянного тока может осуществляться изменением напряжения подаваемого на электродвигатель. Изменение этого напряжения можно осуществлять используя делитель с изменяемым коэффициентом деления но в мощных схемах это будет приводить к большим потерям энергии. Также для регулирования оборотов можно изменять ток протекающий по цепи с двигателем путём изменения сопротивления этой цепи что в свою очередь будет вызывать большие потери на элементе сопротивление которого изменяется для регулирования тока, особенно если регулирование будет осуществляться в широких пределах. Схемы построенные на ключевых элементах которые находятся либо в открытом либо в закрытом состояниях, как правило, имеют больший КПД. Если осуществлять питание двигателя прямоугольными импульсами напряжения, с частотой достаточно большой для того чтобы паузы между импульсами не вызывали заметного снижения скорости вращения ротора, то изменением скважности (отношения периода повторения к длительности импульса) можно изменять среднее значение напряжения подаваемого на двигатель и таким образом менять частоту вращения его ротора. В этом случае, в схеме питания электродвигателя, можно использовать ключевой элемент имеющий два состояния и способный, в процессе работы, быстро переходить из одного в другое. Для формирования управляющих прямоугольных импульсов может быть использован например мультивибратор или какое либо другое устройство. Изменение скважности импульсов при неизменном периоде их повторения для изменения среднего значения тока или напряжения на нагрузке называется
широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) (см. также регулирование оборотов двигателя постоянного тока 2). Если электродвигатель имеет обмотки возбуждения для создания неподвижного магнитного поля в котором вращается ротор то для регулирования частоты вращения ротора можно использовать ШИМ напряжения на этих обмотках. На рисунке 1 показана схема для регулирования оборотов маломощного электродвигателя.

Схема регулирования оборотов маломощного электродвигателя постоянного тока
Рисунок 1 - Схема регулирования оборотов маломощного электродвигателя постоянного тока

Схема не имеет гальванической развязки и потребляет энергию от двух источников один, напряжением 3В, для питания управляющей части схемы другой, напряжением 5В, для питания силовой части. В качестве управляющей части схемы используется мультивибратор рассмотренный в статье "мультивибратор на транзисторах КТ315А". В схеме на рисунке 1 длительность импульса задается изменением сопротивления резистора R3, длительность паузы задается изменением сопротивления резистора R2. В силовой части схемы используется транзисторный ключ рассмотренный в статье "электронный ключ на кт940". Электродвигатель RF-310T-11400 поставлен в цепь коллектора транзистора VT3 (так энергия не будет потребляться когда электродвигатель не работает). Конденсатор C3 поставлен для ослабления бросков напряжения на электродвигателе, он также сглаживает импульсы напряжения ШИМ.
Ниже представлена фотография собранной схемы:

Вращение ручек делителей приводило к изменению скорости вращения ротора двигателя. Если подключить двигатель напрямую к мультивибратору то ротор будет вращаться медленнее и изменение скорости вращения будет более заметным. В статье регулирование оборотов двигателя постоянного тока 2 приведена более простая схема регулировки оборотов подходящая и для более мощных электродвигателей.

1 комментарий: