El principi de control del motor és el nucli del camp de la tecnologia del motor, que inclou el principi de funcionament del motor, mètodes de control i aplicacions pràctiques i altres aspectes. Amb el desenvolupament de la indústria moderna, el motor com a dispositiu important per a la conversió i transferència d'energia, la seva precisió i eficiència de control afecten directament el rendiment i l'eficiència de tot el sistema. Per tant, una-comprensió i estudi en profunditat del principi de control motor té una importància teòrica i pràctica important.
En primer lloc, el principi de funcionament del motor
El motor és un dispositiu que converteix l'energia elèctrica en energia mecànica, i el seu principi de funcionament es basa en la llei de la inducció electromagnètica i la llei de la força electromagnètica. Segons el seu principi de funcionament, el motor es pot dividir en dues categories: motor de corrent continu i motor de corrent altern.
1. el principi de funcionament del motor de corrent continu
El motor de corrent continu és l'ús del flux de corrent continu a través de la bobina de l'induït i la interacció de la bobina del camp magnètic, generant parell per aconseguir el moviment mecànic del dispositiu. La seva estructura principal inclou armadura, pols magnètics, raspalls i camp magnètic. Quan el corrent de corrent continu travessa la bobina de l'induït, crea un camp magnètic que interacciona entre l'induït i el camp magnètic, que genera un parell que posa en marxa el motor. La velocitat del motor de corrent continu es pot controlar ajustant la tensió de l'induït o el corrent de l'induït.
2. El principi de funcionament del motor de CA
El motor de CA és un dispositiu que utilitza el canvi constant de corrent CA per generar un camp magnètic giratori, realitzant així un moviment mecànic. Segons el principi de generació de camp magnètic giratori, el motor de CA es pot dividir en dos tipus de motor asíncron i motor síncron. Els motors asíncrons (també coneguts com a motors d'inducció) es basen en el principi de la inducció electromagnètica. Quan el corrent de CA passa pels bobinatges de l'estator, es genera un camp magnètic giratori a l'estator i el rotor interacciona amb el camp magnètic giratori a causa de l'efecte d'inducció, generant així un parell giratori per impulsar el motor. El motor síncron es basa en la velocitat del motor i la freqüència d'alimentació té una relació proporcional fixa entre el motor per treballar, la seva velocitat i freqüència d'alimentació està estrictament sincronitzada.
En segon lloc, mètodes de control motor
Els mètodes de control del motor inclouen principalment control de velocitat, control d'arrencada i control de frenada. Aquests mètodes de control i els seus principis es descriuen amb detall a continuació.
1. control de velocitat
El control de velocitat és l'aspecte més important i complex del control del motor. Hi ha diversos mètodes de control de velocitat, com ara el control de velocitat de divisió de tensió de resistència, control de velocitat de conversió de freqüència i control vectorial. El control de velocitat de divisió de tensió de resistència és un mètode per reduir la velocitat del motor canviant la tensió d'alimentació del motor, aquest mètode és senzill i fàcil d'implementar però menys eficient. El control de velocitat de conversió de freqüència és un mètode per regular la velocitat del motor canviant la freqüència de l'alimentació de CA subministrada per la font d'alimentació, aquest mètode pot aconseguir un ampli rang de velocitat i una alta eficiència. El control vectorial és un mètode de control més avançat, que realitza l'ajust precís de la velocitat i el parell del motor controlant amb precisió el corrent i el camp magnètic del motor, i és adequat per a ocasions amb majors requisits de rendiment del motor.
2. Inici del control
El control d'arrencada és el control del motor en el procés des de l'estat estacionari fins a l'estat de funcionament. Per als motors asíncrons, a causa del seu parell d'arrencada és petit, per la qual cosa cal utilitzar alguns mètodes especials per aconseguir un arrencada suau. Els mètodes de control d'arrencada habituals inclouen l'arrencada directe, l'arrencada amb tensió reduïda i l'arrencada suau. Tot i que l'arrencada directe és senzill, però el corrent d'arrencada és gran i l'impacte a la xarxa elèctrica és gran; arrencada amb tensió reduïda és reduir el corrent d'arrencada reduint la tensió d'alimentació; L'arrencada suau és l'ús de dispositius electrònics de potència per aconseguir un control suau del procés d'arrencada del motor.
3. Control de frenada
El control de frenada és el control del motor des de l'estat de funcionament fins a l'estat estacionari en el procés. Els mètodes de control de fre tenen diversos mètodes, com ara el frenat energètic, el frenat en marxa i el frenat-retroalimentació. El frenat del consum d'energia es fa a través de l'enrotllament de l'estator del motor a la potència de CC per produir un parell de frenada; el frenat invers és canviant la seqüència de fases de l'alimentació del motor per produir el sentit de gir oposat amb el parell del motor per aconseguir la frenada; El frenat de retroalimentació -és l'ús de les característiques de generació del motor de l'energia mecànica que es convertirà en energia elèctrica i es retornarà a la xarxa per aconseguir la frenada.
En tercer lloc, el diagrama del circuit de control del motor
1. Esquema del circuit de control del motor d'imant permanent
Aquest és el diagrama esquemàtic del circuit de control del motor d'imant permanent. Aquest circuit s'utilitza per controlar el control de l'imant permanent. El circuit utilitza elements de commutació triac de CA per millorar les característiques de commutació perquè els motors d'imants permanents són generadors i els elements de commutació triac estàndard són difícils de desplaçar correctament. Els motors d'imants permanents requereixen una rectificació de CC d'-ona completa.
Els tiristors bidireccionals de CA es connecten en sèrie al costat d'entrada de CA del pont rectificador. La part més crítica de la instal·lació d'un SCR al costat de corrent continu del pont és tractar l'encesa retardada-i el temps al final del mig-cicle. El circuit proporciona un control ampli-de manera que l'element de commutació del triac de CA es pugui activar ràpidament o amb baixa conducció a motors baixos. La resistència de CA i el rectificador tenen valors de tensió similars. Tots es basen en la càrrega real del motor i els requisits de tensió de línia.
2. 555 Diagrama de circuit de control del motor IC PWM amb limitador de corrent
Per proporcionar canvis ràpids de velocitat del motor i inversió de direcció del motor, quatre sortides impulsen ponts MOSFET H-. Els dispositius de canal N-són MOSFET de potència de ferrocarril inferior i el canal P- són MOSFET de potència de ferrocarril superior. tots estan impulsats pel TC4469.
Les resistències de sèries petites ajuden a prevenir les oscil·lacions de la porta i alenteren el temps de transició del dispositiu de ferrocarril inferior, cosa que ajuda a mantenir apagat el dispositiu superior. Es poden afegir divisors de resistències i transistors de desplaçament de -nivell de baix cost-de manera fàcil i econòmica per mantenir l'accionament de la porta de 15 VCC del MOSFET-de rail superior per aconseguir tensions del motor superiors a 12 VCC.
A tensions superiors a 15VDC, un simple regulador lineal els pot alimentar des d'una font de motor positiva perquè l'ICM7555 i el TC4469 requereixen un corrent insignificant. Per ajudar a protegir la porta dels transitoris de potència, podem utilitzar un díode Zener. Quan el MOSFET inferior del mateix braç del pont està "encès", es genera un dV/dT elevat i el condensador de la porta-a-font ajuda a mantenir el MOSFET superior "apagat". Una altra solució a aquesta situació és mantenir baixa la impedància de la unitat de la porta del MOSFET superior a l'estat "OFF".
La resistència de detecció del pin de terra del pont H-ofereix un mètode senzill per detectar pols de corrent del motor per pols, independentment de si el motor gira cap endavant o cap enrere. Aquest senyal es filtra i s'aplica a l'ICM7555 per tal d'inhibir la generació de PWM quan el corrent del motor supera el valor permès.
3. diagrama de circuit de control del motor pas a pas
Els motors pas a pas proporcionen un control de posició senzill,-de baix cost i precís. El motor pas a pas es pot accionar per un circuit muntat a prop del motor i controlat per un circuit de control remot a través d'un cable llarg. El circuit és interessant perquè la potència tant al motor com al circuit del controlador es transmet a través de dos cables que també transmeten els senyals de control.
El circuit integrat de temporitzador CMOS LMC555 (IC1) genera un pols de 200 microsegons al motor pas a pas i controla la seva velocitat. La velocitat del motor es pot canviar variant la freqüència d'aquest pols i es proporciona una resistència variable R1 per a aquest propòsit. A la sortida de IC1 (pin 3), un pols de rellotge negatiu impulsa la porta del FET de potència IRL530N (Q1), que tanca immediatament i desconnecta la placa del controlador de terra. Aquesta interrupció de l'alimentació envia un senyal al controlador del motor perquè passi el motor. El sentit de gir està controlat per la polaritat de la tensió aplicada als circuits del controlador mitjançant les interconnexions L1 i L2.
El transistor NPN bipolar MPSA05 Q2 i els transistors PNP MPSA55 Q3 i Q4 inverteixen els polsos del pin 3, fent pujar el drenatge de Q1 quan s'apaga Q1. L'interruptor S1 estableix la seva direcció canviant la polaritat. El polsador S2 engega i atura el motor engegant i apagant el rellotge.
4. Diagrama del circuit de control del motor PWM amb funcionament cap endavant, enrere i fre
Aquest circuit de control de motor PWM proporciona una varietat de controls per a un motor de corrent continu. Podeu controlar un motor de corrent continu per avançar, retrocedir o frenar fins que s'aturi.
El circuit utilitza un pont MOSFETS per conduir el motor, controlat per una sèrie de portes lògiques i petits transistors bipolars. La tensió del motor pot ser de 10-20 volts i el corrent ha de ser de 8 amperes com a màxim. Els MOSFET haurien d'estar equipats amb dissipadors de calor adequats. L'entrada V+ ha d'estar alimentada per la tensió de funcionament del motor de corrent continu (10-20 volts). Tot i que el MOSFET està dissenyat per a un funcionament de 100 volts, només podeu utilitzar un màxim de 20 volts perquè aquest voltatge també s'utilitza per accionar la porta, que normalment està limitada a 20 volts. El valor mínim per a aquesta tensió d'alimentació és de 10 volts perquè la porta no s'obrirà completament si la tensió cau per sota dels 10 volts. Podeu triar entre diversos tipus de motors de CC de 10-20 volts per a aquesta aplicació.
