Stap 1: Een snelle blik op DC-motoren en snelheidsregeling
Een gelijkstroommotor is een apparaat dat elektrische energie in een roterende mechanische energie omzet. Het is een twee lead-apparaat dat beschikt over een roterende schacht draaien door middel van elektromagnetische inductie met toerentallen afhankelijk van de geleverde stroom en spanning. In het algemeen motoren zijn lage weerstand apparaten (ongeveer 5 tot 20ohms) wanneer u meet de weerstand tussen de twee leads. Dit is vanwege het feit dat de interne structuur van een motor uit spoelen van magneet draad met tot duizenden windingen net als een complexe electomagnet bestaat. Je zou dus denken dat leveren met laat zeggen een 9V bron tot een zeer hoge stroom die door de motor leiden zou. Dit is niet het geval, maar aangezien zij geen passieve apparaten zoals een weerstand en een eenvoudige ohm is niet van toepassing. Als u te wilt weten de exacte relatie tussen spanning, stroom en snelheid in een motor, u kunt de verwijzingen hieronder voor verder lezen vooral als u wilt weten van de specifieke onderdelen als goed en een eenvoudige demonstratie van de werking ervan te controleren.
Motoren in praktische zin
U kunt denken aan het deze manier: je hebt een twee terminal apparaat dat draait in reactie op de toegepaste gelijkspanning of DC stroom. Nu is hoe precies roterende beweging afhankelijk van spanning en stroom? Praktisch, een toename van de spanning of stroom geleverd zou leiden tot tot een verhoging van de rotatiesnelheid in termen van revoltions per minuut. We kunnen zeggen dat bij 0 volt of 0 ampère, de motor ophouden zou te draaien en verhoging van het bedrag van de spanning of huidige beetje bij beetje geleidelijk het toerental van de motor verhogen zou. Maar altijd herinneren dat praktische apparaten beperkingen hebben en u niet natuurlijk van de toegepaste spanning/stroom tot oneindig verhogen kunt te hebben een zeer groot onvoorstelbare rotatiesnelheid (Vergeet niet de snelheid van het licht?)
Als u kiest om te kopen een gelijkstroommotor, wordt u mogelijk gevraagd voor een spanning. En in sommige gevallen kun je lezen van het etiket sommige parameters zoals spanning en snelheidscategorie. Wat ik geleerd van een van mijn elektronica-klasse is dat als u worden gegeven een spannings- en snelheidscategorie, dat alleen betekent dat de motor op die draaien zou nominaal toerental als u opgeeft dat het met een spanning gelijk is aan de nominale spanning. Kennen van haar nominale spanning zou ook je iets vertellen over het bereik van spanningen die je mag leveren niet om schade aan de motor. De nominale spanning vertelt je ook op welke spanning de motor meest efficiënt loopt zoals door Paul Scherz in zijn boek [1]. U kunt leveren de motor met een spanning van minder dan de nominale spanning en de motor zou gewoon langzamer draaien. Als u een gelijkstroommotor begroot op 9V hebt, u het met een 1V DC bron of de accu leveren kan en in sommige gevallen zou de motor draaien heel langzaam terwijl in sommige gevallen, zou het ophouden te draaien. Als u DC motor bij de hand hebt, kunt u controleren als wat is de minimale voedingsspanning moest rotatie veroorzaken. Het leveren van een spanning hoger is dan de nominale spanning is waar je moet oppassen. De motor kan op dit punt beginnen om omhoog te verwarmen als je het aanbod verder vergroten en blijven verder vooruit tot een doemscenario Apocalyps leiden zal.
De No load en geladen scenario
Kortom wanneer we praten over een DC motor met lading, dat is de tijd wanneer wij worden eigenlijk brengen het naar goed gebruik. Maar genoeg van die eenvoudige woorden. Het betekent dat de motor nu degene waardoor het geladen mechanisme te functioneren. U kunt het voor uw externe gecontroleerde auto's, die in een generator, een elektrische ventilator (wanneer u de ventilator bladen bijvoegen) enz. De belangrijkste implicatie van het aansluiten van een belasting op de motor is dat het belemmert de rotatie van de motoras trekken, vooral omdat het is een extra gewicht en een extra koppel is nodig om te draaien. Het creëert wrijving in zekere zin dat de rotatie vertraagt. De motor dan neigt om de rotatiesnelheid had oorspronkelijk geen belasting conditie. Om dit te bereiken, trekt het huidige thats over honderd of zelfs duizend keer haar eerste onbelast huidige voor een gegeven constante voedingsspanning. In dit project is de motor geen voorwaarde belasting omdat we alleen naar de parameter speed in reactie op een PWM-signaal kijken. Wij willen ook, tot een minimum beperken van energieverbruik bij het testen van het circuit later.
Methoden voor de controle van de snelheid
Om te controleren de snelheid van de motor, moeten we de controle van bepaalde elektrische parameters die rechtstreeks van invloed op de snelheid. Uiteraard, hebben we aan te passen de spanning en de stroom aangeleverd.
Unidirectioneel is dat met constante voedingsspanning, zet een variabele resistor(potentiometer) in serie met de motor aanpassen wilt mogelijk/limiet de stroom die het trekt tijdens operatie. Het slechte ding over deze methode is dat door het beperken van de huidige stroom wijzigingen de waarde van de weerstand van de serie die ook de spanning over de motor verandert. Wanneer de motor wordt geladen, trekt het een aanzienlijk grote hoeveelheid huidige waardoor de macht over de weerstand van de serie. De macht over de weerstand zal alleen worden omgezet in verspilde warmte.
Een andere manier is het gebruik van een gemeenschappelijke emitter bjt transistor configuratie met de motor als de belasting aan te passen van de huidige door de motor door het veranderen van het voedings voltage op de basis-emitter-kruising van de transitor. Dit is echter moeilijker te voorspellen aangezien de realtionship tussen de Vbe en Ic van de transistor exponentieel is. Naast extra transistor concepten die je moet in gedachten houden, verdwijnt de transistor zelf meer macht als warmte.
Een ander alternatief en waarschijnlijk de meest populaire onder snelheid controlemethoden is de puls breedte modulatie. Deze methode genereert een puls signaal van spanning of huidige overschakelen van on(HIGH) en off(LOW) met duidelijke intervallen op elke staat en een algehele gedefinieerde constante frequentie. Merk op dat dit soort spanning signaal nog als een constante DC spanning eruit zoals gezien door de motor. Als u een DC-motor met een 9V-bron en een schakelaar opgeeft, maar u voortdurend druk op de schakelaar tussen op en af vermindert de gemiddelde voedingsspanning zoals gezien door de motor waardoor de snelheid.
Voor een nadere bespreking over PWM, wij gaan nu verder met de volgende stap.
Referenties:
[1] hoofdstuk 13, praktische elektronica voor uitvinders door Paul Scherz (2000)
[2] hoofdstuk 22, Encyclopedia of elektronische componenten Vol.1 door Charles Platt (2013)
