文章介绍了一种直流电机控制器,该控制器具有恒定转矩补偿功能,可使电机在不考虑负载的情况下以一致的速度运行。
普通速度控制器的缺点
大多数人的一个缺点简易速度控制器它们仅为电机提供预定的恒定电压。因此,由于没有扭矩补偿,转速不会保持恒定,并随电机上的负载而变化。
例如,在模型列车中,使用简单的控制器,列车速度会随着爬坡坡度逐渐降低,并在下坡时加速。
因此,对于模型列车,保持选定电机速度的pot控制调整同样会根据发动机可能拖动的负载而发生偏差。
本文介绍的恒转矩电机速度控制器电路通过跟踪电机速度并将其保持在预定控制设置的恒定值(无论电机上的负载是什么)来消除此问题。
该电路适用于大多数使用直流永磁电机的型号。
反电动势系数的计算
电机端子上的电压包括两个因素:电机产生的反向电动势和电枢电阻上的电压降。
电机绕组产生的反电动势通常与电机转速成正比,这意味着可以通过测量反电动势含量来监测电机转速。但是,主要问题是从电枢电阻电压隔离和检测背面电动势。
假设一个单独的电阻器与电机串联,然后考虑到一个普通的单电流通过该电阻器和电枢电阻,两个串联电阻器上的电压降很可能相当于电枢电阻上的电压降。
实际上,可以假设,当这两个电阻值相同时,每个电阻器上的两个电压幅值也将相似。利用该数据,可以从电机电压中扣除R3的压降,并获得处理所需的反向e.m.f值。
恒转矩反电动势的处理
所建议的电路持续监测反向电动势,并相应地调节电机电流,以确保对于指定的pot控制设置,反向电动势以及电机转速保持在恒定扭矩。
为了使电路描述更容易,认为P2已调整并保持在其中心位置,并且选择电阻器R3作为电机电枢电阻值的等效值。
计算电机电压
电机电压可通过将反向电动势Va与电机内阻Vr上的压降相加来计算。
考虑到R3降低电压Vr,输出电压Vo将等于Va+2 V。
IC1逆变输入(-)处的电压为Va+Vr,非逆变输入(+)处的电压为Vi+(Va+2Vr-Vi)/2
由于上述两个电压幅值应相等,我们将上述方程组织为:
Va+Vr=Vi+(Va+2Vr-Vi)/2
简化该方程可得到Va=Vi。
上述方程式表明,电机的后电动势始终保持在与控制电压相同的水平。这允许电机在P1速度调整的任何指定设置下以恒定速度和扭矩工作。
P2用于补偿R3电阻和电枢电阻之间可能存在的差异水平。它通过调整非反相输入运算放大器上正反馈的幅度来执行此操作。
运算放大器LM3140基本上将电机电枢上产生的电压与电机上等效的反电动势进行比较,并调节T1 2N3055的基极电位。
T1被配置为射极跟随器根据电机的基本电势调节电机的速度。当运放检测到更高的反电动势时,它会增加电机两端的电压,从而导致电机速度增加,反之亦然。
T1应安装在适当的散热器上,以便正常工作。
如何设置电路
恒定扭矩电机速度控制器电路的设置是通过在电机负载变化的情况下调整P2来完成的,直到电机达到恒定扭矩,而不管负载条件如何。
当电路用于模型列车时,必须注意不要将P2过度转向P1,这可能导致模型列车减速,反之,P2不得向相反方向过度转向,这可能导致爬坡时列车速度实际加快。
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我有一个小问题,我试图建立一个项目,但有可能在某个时候,负载太大,电机无法继续旋转。我如何保护电机不受更大电流的影响,以及在选择电源时应考虑哪些因素?
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我想把这个电路用在一个12V的雨刷电机上作为动力驱动,这可能会给这个电路带来太多的电流。(5或更多吗?)这个电路怎样才能处理更高的电流呢?你能把电阻器的瓦特值加起来吗?
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我最近刚刚加入并收到了你们所有的时事通讯。
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通过用TIP35更换2N3055并安装良好的散热器,可以提高电路的电源处理能力。
所有电阻器的额定功率均为1/4瓦,2.2欧姆除外,它可以是5瓦电阻器
我一直在使用电动工具,如抛光机、轨道木材研磨机。
具有通用电机,高速-12000转/分,230ac,2000瓦
内置的速度控制器通常不能给出期望的结果,导致转子故障导致严重的换相问题。
请您推荐速度控制器并为我提供电路。
现成的scr/电压调光器无效
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我认为您可以尝试以下概念:
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我想在我的数控主轴直流电机上试试,
您对3amp电路或更改有何建议?
您可以使用相同的电路而不做任何更改,但R3除外,它可以减小到1欧姆或稍低。