The application of dc motors speed control system

  ການ ນຳ ໃຊ້ລະບົບຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ້ dc

 

ຜູ້ປົກຄອງ DC ແມ່ນອຸປະກອນສໍາລັບການປັບຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ DC. ປາຍເທິງແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບການສະຫນອງພະລັງງານ AC, ໃນຕອນທ້າຍຕ່ໍາແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັບມໍເຕີ DC, ແລະຜູ້ປົກຄອງ DC ປ່ຽນພະລັງງານ AC ເຂົ້າໄປໃນສອງການສະຫນອງພະລັງງານ DC, ຫນຶ່ງ input ກັບ DC motor neodymium (stator), ທັງຫມົດທາງ. Input ກັບ DC motor armature (rotor), ຜູ້ປົກຄອງ DC ປັບຄວາມໄວ motor DC ໂດຍການຄວບຄຸມແຮງດັນ DC armature.   ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ໃນເວລາດຽວກັນ, ມໍເຕີ DC ໃຫ້ຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນກັບເຈົ້າແຂວງ. ເຈົ້າແຂວງກໍານົດຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ DC ຕາມກະແສຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນ. ຖ້າຈໍາເປັນ, ຜົນຜະລິດແຮງດັນຂອງ armature ຈະຖືກແກ້ໄຂເພື່ອປັບຄວາມໄວຂອງມໍເຕີອີກເທື່ອຫນຶ່ງ.

ໂຄງ​ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ຄວາມ​ໄວ​ຂອງ​ມໍ​ເຕີ DC ໂດຍ​ທົ່ວ​ໄປ​ມີ​ສາມ​ວິ​ທີ​ການ​ດັ່ງ​ຕໍ່​ໄປ​ນີ້​:

1. ປ່ຽນແຮງດັນຂອງ armature;
2. ການປ່ຽນແປງແຮງດັນ winding ຄວາມຕື່ນເຕັ້ນ;
3. ການປ່ຽນແປງຄວາມຕ້ານທານ loop armature.

  ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ການນໍາໃຊ້ຈຸນລະພາກຊິບດຽວເພື່ອຄວບຄຸມການປ່ຽນຂອງມໍເຕີ DC, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວການນໍາໃຊ້ວິທີການປັບແຮງດັນຂອງແຂນ, PWM1 ແລະ PWM2 ຖືກຄວບຄຸມໂດຍຈຸນລະພາກຊິບດຽວເພື່ອສ້າງກໍາມະຈອນປ່ຽນແປງ, ດັ່ງນັ້ນແຮງດັນໄຟຟ້າໃນມໍເຕີ. ຍັງເປັນແຮງດັນຂອງກໍາມະຈອນທີ່ມີຄວາມກວ້າງຕົວແປ. ອີງຕາມສູດ

U=aVCC

  ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ບ່ອນທີ່: U ແມ່ນແຮງດັນຂອງ armature; a ແມ່ນວົງຈອນຫນ້າທີ່ຂອງກໍາມະຈອນ (0 < a < 1); ແຫຼ່ງແຮງດັນ VCC DC, ທີ່ນີ້ 5V.

ແຮງດັນຂອງ armature ຂອງມໍເຕີໄດ້ຖືກຄວບຄຸມໂດຍກໍາມະຈອນຜົນຜະລິດຂອງຈຸນລະພາກຊິບດຽວ, ແລະການເຄື່ອນທີ່ຂອງມໍເຕີ DC ແມ່ນຮັບຮູ້ໂດຍເຕັກໂນໂລຊີໂມດູນຄວາມກວ້າງຂອງກໍາມະຈອນ (PWM).

ເນື່ອງຈາກວ່າໃນວົງຈອນ H-bridge, ມໍເຕີສາມາດຂັບເຄື່ອນໄດ້ພຽງແຕ່ເມື່ອລະດັບ PWM1 ແລະ PWM2 ກົງກັນຂ້າມກັນ, ນັ້ນແມ່ນ, ເມື່ອ PWM1 ແລະ PWM2 ແມ່ນທັງສອງສູງຫຼືຕ່ໍາ, ພວກມັນບໍ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້, ດັ່ງນັ້ນຄວາມກວ້າງຂອງກໍາມະຈອນທີ່ແທ້ຈິງຂ້າງເທິງ. ຮູບ. ສໍາລັບ B,

  ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ພວກເຮົາກໍານົດໄລຍະເວລາຂອງຄື້ນ PWM ເປັນ 1ms, ແລະວົງຈອນຫນ້າທີ່ສາມາດປັບໄດ້ 100 ຂັ້ນຕອນ (ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງແຕ່ລະຂັ້ນແມ່ນ 10%), ດັ່ງນັ້ນເຄື່ອງຈັບເວລາ T0 ສ້າງ timer ຂັດຂວາງທຸກໆ 0.01ms, ແລະເຂົ້າສູ່ວົງຈອນຂອງ. PWM ຖັດໄປທຸກໆ 100 ເທື່ອ. ໃນຮູບຂ້າງເທິງ, ວົງຈອນຫນ້າທີ່ແມ່ນ 60%, ນັ້ນແມ່ນ, ກໍາມະຈອນຜົນຜະລິດແມ່ນ 0.6ms, ແລະກໍາມະຈອນປິດແມ່ນ 0.4ms, ດັ່ງນັ້ນແຮງດັນຂອງ armature ແມ່ນ 5 * 60% = 3V.

ພວກເຮົາເວົ້າກ່ຽວກັບການຫມຸນໄປຂ້າງຫນ້າແລະປີ້ນກັບກັນ.   ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ຖ້າພວກເຮົາຫັນໄປໃນທິດທາງດຽວ, ພວກເຮົາພຽງແຕ່ຕ້ອງການກໍານົດ PWM1 ໃນລະດັບສູງຫຼືລະດັບຕ່ໍາ, ແລະພຽງແຕ່ປ່ຽນການປ່ຽນກໍາມະຈອນຂອງລະດັບ PWM2 ອື່ນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຂ້າງລຸ່ມນີ້. Q4 ເປີດ, Q3 ປິດ, ມໍເຕີພຽງແຕ່ສາມາດປັບຄວາມໄວການຫມຸນຕາມເຂັມໂມງ)

ຫຼັງຈາກສືບຕໍ່ຂຸດຄົ້ນແລະອ້າງອີງເຖິງການອອກແບບຂອງຕົ້ນສະບັບ, ການຄວບຄຸມມໍເຕີ stepper ຂອງຈຸນລະພາກຊິບດຽວສຸດທ້າຍແມ່ນສໍາເລັດ, ແລະການຫມຸນໄປຂ້າງຫນ້າແລະປີ້ນກັບເວລາທີ່ແທ້ຈິງ, ການເລັ່ງແລະຊ້າຂອງ stepping motor ສາມາດຮັບຮູ້ໄດ້.

     ການ ນຳ ໃຊ້ລະບົບຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ້ dc   ສຳລັບຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງມໍເຕີ stepper, ຂ້າພະເຈົ້າເຊື່ອວ່າຫຼາຍຄົນຄົງຮູ້ຢູ່ແລ້ວວ່າ ຊ່ວງນີ້ແມ່ນມໍເຕີ stepper XNUMX ເຟດ, ເຊິ່ງໃຊ້ໂໝດເຮັດວຽກ XNUMX ເຟດແປດຄື: A-AB-B-BC-C-. CD-D -DA-A

ການຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງມໍເຕີ DC ສາມາດແບ່ງອອກເປັນວິທີການຄວບຄຸມຄວາມຕື່ນເຕັ້ນແລະວິທີການຄວບຄຸມແຮງດັນຂອງ armature. ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ຄວາມ​ຕື່ນ​ເຕັ້ນ​ແມ່ນ​ໄດ້​ຖືກ​ນໍາ​ໃຊ້​ພຽງ​ເລັກ​ນ້ອຍ​, ແລະ​ການ​ຄວບ​ຄຸມ​ແຮງ​ດັນ​ຂອງ armature ໄດ້​ຖືກ​ນໍາ​ໃຊ້​ໃນ​ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ຫຼາຍ​ທີ່​ສຸດ​.   ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ດ້ວຍຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເທກໂນໂລຍີເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ການປ່ຽນແປງແຮງດັນຂອງ armature ສາມາດບັນລຸໄດ້ໃນຫຼາຍວິທີ, ເຊິ່ງໃນນັ້ນ modulation pulse width (PWM) ແມ່ນວິທີການທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປໃນການປ່ຽນແປງແຮງດັນຂອງ armature. ວິທີການແມ່ນເພື່ອປັບແຮງດັນ armature U ຂອງ motor DC ໂດຍການປ່ຽນແປງອັດຕາສ່ວນຂອງ on-time ຂອງແຮງດັນ armature motor ກັບໄລຍະເວລາ energization (ie, ອັດຕາສ່ວນຫນ້າທີ່), ດັ່ງນັ້ນການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor ໄດ້.

 

  ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ເຄື່ອງກໍາເນີດຄື້ນສາມຫຼ່ຽມແມ່ນໃຊ້ເພື່ອສ້າງຄື້ນສາມຫລ່ຽມ UT ຂອງຄວາມຖີ່ທີ່ແນ່ນອນ, ເຊິ່ງຖືກເພີ່ມໂດຍ adder ກັບ UI ຄໍາສັ່ງ input ສັນຍານເພື່ອສ້າງສັນຍານ UI UT, ເຊິ່ງຖືກສົ່ງໄປຫາຕົວປຽບທຽບ. ຕົວປຽບທຽບແມ່ນ op amp ທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ໃນສະພາບເປີດວົງທີ່ມີການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງວົງເປີດສູງທີ່ສຸດແລະຈໍາກັດລັກສະນະການສະຫຼັບ. ການປ່ຽນແປງເລັກນ້ອຍໃນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສັນຍານລະຫວ່າງສອງ inputs ເຮັດໃຫ້ຜູ້ປຽບທຽບອອກສັນຍານສະຫຼັບທີ່ສອດຄ້ອງກັນ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ການປ້ອນຂໍ້ມູນທາງລົບຂອງຕົວປຽບທຽບແມ່ນມີພື້ນຖານ ແລະສັນຍານ UI UT ແມ່ນການປ້ອນຂໍ້ມູນຈາກຈຸດບວກ. ເມື່ອ UI UT > 0, ຕົວປຽບທຽບໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບໃນລະດັບບວກຂອງຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ເຕັມທີ່; ເມື່ອ UI UT0, ຕົວປຽບທຽບໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບໃນລະດັບລົບຂອງຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ເຕັມທີ່.  ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc.

ຂະບວນການ modulation ຂອງຄື້ນສັນຍານໂດຍຕົວແປງຄວາມກວ້າງຂອງແຮງດັນ - ກໍາມະຈອນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 2. ເນື່ອງຈາກການຈໍາກັດຄຸນລັກສະນະຂອງຕົວປຽບທຽບ, ຄວາມກວ້າງຂອງສັນຍານຜົນຜະລິດສະຫະລັດບໍ່ປ່ຽນແປງ, ແຕ່ຄວາມກວ້າງຂອງກໍາມະຈອນແຕກຕ່າງກັນກັບ UI. ຄວາມຖີ່ຂອງສະຫະລັດແມ່ນຖືກກໍານົດໂດຍຄວາມຖີ່ຂອງຄື້ນສາມຫລ່ຽມ.

ເມື່ອສັນຍານຄໍາສັ່ງ UI=0, ສັນຍານຜົນຜະລິດ US ເປັນກໍາມະຈອນສີ່ຫລ່ຽມທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງກໍາມະຈອນທາງບວກ ແລະລົບເທົ່າທຽມກັນ. ຫນ້າທໍາອິດ, ສັນຍານຄວບຄຸມ motor logic ແມ່ນອອກໂດຍ microcomputer chip ດຽວ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນລວມທັງ motor ແລ່ນສັນຍານ Dir, ສັນຍານຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor PWM ແລະ motor braking signal. ໂມດູນຄວາມກວ້າງຂອງກໍາມະຈອນແມ່ນປະຕິບັດໂດຍ TL 494, ແລະສັນຍານຜົນຜະລິດຂອງມັນຂັບວົງຈອນພະລັງງານ H-bridge ເພື່ອຂັບມໍເຕີ DC.   ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. H-bridge ແມ່ນປະກອບດ້ວຍສີ່ FETs ປັບປຸງພະລັງງານສູງ, ເຊິ່ງເຮັດຫນ້າທີ່ປ່ຽນການຊີ້ນໍາຂອງມໍເຕີແລະຂະຫຍາຍສັນຍານຂັບ.

ໃນວົງຈອນທີ່ຮັບຮູ້ການຄວບຄຸມ PWM ຂອງມໍເຕີ, ລະບົບໃຊ້ຊິບ TL494, ແລະວົງຈອນພາຍໃນຂອງມັນແມ່ນປະກອບດ້ວຍວົງຈອນການຜະລິດແຮງດັນກະສານອ້າງອີງ, ວົງຈອນ oscillation, ວົງຈອນປັບໄລຍະເວລາ intermittent, ສອງ amplifiers ຄວາມຜິດພາດ, pulse width modulation comparator ແລະວົງຈອນຜົນຜະລິດ, ແລະອື່ນໆ, ຊິບ TL494 ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນທໍ່ສົ່ງຕໍ່ທໍ່ຄູ່, ຂົວເຄິ່ງ, ຂົວເຕັມທີ່ສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານ.   ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງລະບົບການຄວບຄຸມຄວາມໄວ motor dc. ວົງຈອນ modulation width ກໍາມະຈອນທັງຫມົດແມ່ນປະສົມປະສານ. ຊິບມີລະບົບ oscillator sawtooth linear ທີ່ສ້າງຂຶ້ນໂດຍມີພຽງແຕ່ສອງອົງປະກອບ oscillating ພາຍນອກ (ຫນຶ່ງ resistor ແລະຫນຶ່ງ capacitor). ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຜິດພາດໃນຕົວ. ພາຍໃນປະຕິເສດແຫຼ່ງແຮງດັນອ້າງອີງ 5V. ເວລາຕາຍສາມາດປັບໄດ້. transistor ພະລັງງານໃນຕົວສະຫນອງຄວາມສາມາດໃນການຂັບ 500mA. ຍູ້ຫຼືດຶງສອງວິທີການຜົນຜະລິດ.