Schemat sterowania prędkością silnika prąd stały Działa na zasadzie modulacji szerokości impulsu i służy do zmiany prędkości silnika prądu stałego o 12 woltów. Regulacja prędkości obrotowej wału silnika za pomocą modulacji szerokości impulsu daje większą wydajność niż przy zastosowaniu prostej zmiany stałe napięcie dostarczone do silnika, chociaż te schematy również rozważamy
Silnik jest podłączony do tranzystora polowego, który jest sterowany przez układ zegara NE555 o modulowanej szerokości impulsu, więc obwód jest tak prosty.
Sterownik PWM jest zaimplementowany za pomocą konwencjonalnego generatora impulsów na niestabilnym multiwłókniaku, który generuje impulsy z częstotliwością powtarzania 50 Hz i jest oparty na popularnym zegarze NE555. Sygnały wychodzące z multiwibratora tworzą pole polaryzacji na bramce tranzystora polowego. Czas trwania impulsu dodatniego jest regulowany przez odporność na ac R2. Im dłuższy czas trwania dodatniego impulsu docierającego do bramki tranzystora polowego, tym więcej mocy jest dostarczane do silnika prądu stałego. I na turę, im krótszy jest czas trwania impulsu, tym słabszy silnik obraca się. Ten obwód działa świetnie z baterią 12 V.
Prędkość 6 V silnik można regulować w zakresie 5-95%
Regulację prędkości w tym schemacie osiąga się przez przykładanie impulsów napięciowych o różnym czasie trwania do silnika elektrycznego. Do tych celów stosuje się PWM (modulatory szerokości impulsu). W tym przypadku sterowanie szerokością impulsu zapewnia mikrokontroler PIC. Aby kontrolować prędkość obrotową silnika, używane są dwa przyciski SB1 i SB2, "Więcej" i "Mniej". Prędkość obrotową można zmienić tylko po naciśnięciu przycisku "Start". W tym przypadku czas trwania impulsu zmienia się w procentach w okresie od 30 do 100%.
Jako regulator napięcia mikrokontrolera PIC16F628A stosuje się stabilizator trójstopniowy КР1158ЕН5В, który ma niskie napięcie "wejście-wyjście", tylko około 0,6V. Maksymalne napięcie wejściowe wynosi 30V. Wszystko to pozwala na stosowanie silników o napięciu od 6V do 27V. W roli przełącznika zasilania jest używany kompozytowy tranzystor КТ829А, który jest pożądany do zainstalowania na grzejniku.
Urządzenie jest montowane na płytce z obwodem drukowanym o wymiarach 61 x 52 mm. Pobierz rysunek PCB i plik oprogramowania układowego, korzystając z powyższego linku. (Zajrzyj do folderu archiwum 027-el)
Ten domowy obwód może być używany jako regulator prędkości dla silnika 12 V DC z prąd znamionowy do 5 A lub jako dimmer dla halogenów 12 V i lamp LED do 50 watów. Sterowanie odbywa się za pomocą modulacji szerokości impulsu (PWM) przy częstotliwości powtarzania impulsów około 200 Hz. Naturalnie częstotliwość można zmienić w razie potrzeby, podnosząc maksymalną stabilność i wydajność.
Większość z tych projektów dzieje się za dużo. Tutaj przedstawiamy również bardziej zaawansowaną wersję, która korzysta z timera 7555, sterownika dla tranzystory bipolarne i potężny mosfet pola. Ten schemat zapewnia lepszą kontrolę prędkości i działa w szerokim zakresie obciążeń. To naprawdę bardzo skuteczny system, a koszt jego części przy zakupie do samodzielnego montażu jest dość niski.
Układ wykorzystuje Timer 7555 do utworzenia zmiennej szerokości impulsu około 200 Hz. Kontroluje tranzystor Q3 (przez tranzystory Q1 - Q2), który steruje prędkością silnika elektrycznego lub lamp oświetleniowych.
Aby dostosować prędkość obrotową silników elektrycznych niskiego napięcia typu kolektora, zazwyczaj stosuje się rezystor połączony szeregowo z silnikiem. Ale ta metoda włączania zapewnia bardzo niską wydajność, a najważniejsze jest to, że nie pozwala ona na płynną regulację zwojów (nie jest łatwo znaleźć zmienny rezystor o wystarczającej mocy przez kilkadziesiąt omów). Główną wadą tej metody jest to, że czasami wirnik zatrzymuje się, gdy napięcie zasilania spada.
Kontrolery PWM, które zostaną omówione w tym artykule, pozwalają na płynną regulację prędkości bez powyższych wad. Ponadto regulatory PWM mogą być również używane do regulacji jasności żarówek.
Rysunek 1 pokazuje schemat jednego z nich Kontrolery PWM. Tranzystor polowy VT1 jest piłokształtnym generatorem napięcia (z częstotliwością powtarzania 150 Hz), a wzmacniacz operacyjny w układzie DA1 pracuje jako komparator, który tworzy sygnał PWM oparty na tranzystorze VT2. Prędkość obrotowa jest regulowana przez zmienny rezystor R5, który zmienia szerokość impulsów. Z uwagi na to, że ich amplituda jest równa napięciu zasilania, silnik elektryczny nie "zwalnia", a poza tym możliwe jest osiągnięcie wolniejszego obrotu niż w trybie normalnym.
Schemat regulatorów PWM na rys. 2 jest podobny do poprzedniego, ale tutaj główny oscylator jest wykonywany na wzmacniaczu operacyjnym DA1 (OU). Ten wzmacniacz operacyjny działa jak trójkątny generator impulsów napięcia z częstotliwością powtarzania 500 Hz. Rezystor zmienny R7 umożliwia płynną regulację obrotów.
Na Rys.3. Przedstawiono bardzo interesujący obwód regulatora. To Kontroler PWM wykonywane na całce zegar NE555. Główny oscylator ma częstotliwość powtarzania 500 Hz. Czas trwania impulsów, a tym samym prędkość wirnika silnika elektrycznego, można regulować w zakresie od 2 do 98% czasu powtarzania. Wyjście generatora Sterownik PWM na zegarze NE555 podłączony do wzmacniacza prądu, wykonany na tranzystorze VT1 i faktycznie steruje silnikiem M1.
Główną wadą omawianych wyżej schematów jest brak elementów do stabilizacji częstotliwości obrotu wału przy zmianie obciążenia. Ale poniższy schemat, pokazany na rysunku 4., pomoże rozwiązać ten problem.
Ten sterownik PWM, podobnie jak większość podobnych urządzeń, ma trójkątny sterownik napięcia napięcia (częstotliwość powtarzania 2 kHz), wykonywany na DA1.1.DA1.2, komparator na DA1.3, elektroniczny przełącznik na tranzystorze VT1 i kontroler współczynnika impulsu , a właściwie częstotliwość obrotów silnika - R6. Cechą obwodu jest obecność sprzężenia zwrotnego przez rezystory R12, R11, diodę VD1, kondensator C2 i DA1.4, który zapewnia stałą częstotliwość obrotów wału silnika, gdy zmienia się obciążenie. Po podłączeniu Kontroler PWM do określonego silnika elektrycznego za pomocą rezystora R12, regulowana jest głębokość PIC, przy której nie występuje auto-oscylacja prędkości obrotowej przy zwiększaniu lub zmniejszaniu obciążenia wału silnika.
Podstawa elementu. Następujące analogi części mogą być stosowane w schematach przedstawionych w artykule: tranzystor KT117A może być zastąpiony przez KT117B-G lub alternatywnie przez 2N2646; KT817B - KT815, KT805; Chip K140UD7 na K140UD6 lub KR544UD1, TL071, TL081; zegar NE555 na S555 lub KR1006VI1; mikroukład TL074 na TL064 lub TL084, LM324. Jeśli konieczne jest podłączenie mocniejszego obciążenia do regulatora PWM, tranzystor klucza KT817 musi zostać zastąpiony przez bardziej wydajny tranzystor polowy, alternatywnie IRF3905 lub podobny. Określony tranzystor może przepuszczać prądy do 50A.
