Я работаю над проектом, который требует совместной работы четырех (4) электрических линейных приводов. Они должны двигаться с одинаковой скоростью одновременно. Предположим, что у меня есть четыре одинаковых актуатора со следующими характеристиками:
-> 12 В постоянного тока -> Максимальное потребление 2,5 А
(Что-то вроде этих... http://bit.ly/1QXNqve )
Все эти ребята рассчитаны на 200 фунтов или более, что примерно в 4 раза превышает требуемую мне подъемную силу, и поэтому я полагаю, что могу управлять ими всеми от одного источника энергии со следующими характеристиками:
-> 12 В -> Макс. 6 А
(Что-то вроде этого... http://amzn.to/22m8D7j )
Теперь мне интересно, должен ли я управлять ими параллельно или последовательно? Насколько я понимаю, их последовательное подключение будет потреблять не более 2,5 А, но при пониженном напряжении. Имеет смысл, что каждый из них получит около 3 В (12 В / 4 двигателя). Будет ли снижение напряжения проявляться только как снижение скорости или также как снижение подъемной силы?
С другой стороны, их параллельная работа обеспечит их всех 12 В, для которых они предназначены, но ограничит их ток до 6 А в сумме. Таким образом, имеет смысл, что каждый из них получит около 1,5 А, если предположить, что они поровну распределяют нагрузку (6 А / 4 двигателя). Приведет ли уменьшение тока только к уменьшению грузоподъемности или к уменьшению скорости?
Я предполагаю, что комбинация этих двух вещей окажется где-то посередине? (т.е. два двигателя последовательно, параллельно другим двум двигателям последовательно)
Пожалуйста, дайте мне знать, если логика неверна. Для меня это имеет смысл, но мой опыт показывает, что двигатели не совсем эквивалентны резисторам или другим компонентам с постоянным потреблением, особенно когда один двигатель может иметь немного большую или меньшую тягу / нагрузку, чем другие.
Для применения требуется четыре привода, но общая грузоподъемность составляет около 250#. Скорость не имеет большого значения, от них требуется всего лишь проехать около 15 дюймов примерно за минуту или меньше. Чем быстрее, тем лучше, но это не имеет большого значения.
Наконец, является ли один метод предпочтительным по сравнению с другим для поддержания почти одинаковых скоростей движения? Эти приводы будут отвечать за перемещение платформы, которая должна оставаться максимально ровной во время подъема и опускания. Если платформа имеет концентрацию веса на одной стороне/углу, всегда ли противоположные двигатели будут двигаться быстрее? Если я запускаю их параллельно, мне кажется, что постоянное напряжение должно управлять ими одинаково, независимо от нагрузки.
Я пытаюсь сделать это как можно проще и поэтому хочу избежать дополнительной электроники для мониторинга и изменения скорости с помощью микроконтроллеров и т. д. Просто простой переключатель вверх/вниз, и, надеюсь, все остальное встанет на свои места. Один источник питания желателен для экономии места/стоимости, а также любых незначительных различий в выходной мощности, которые могут иметь два источника питания. Математика, исходники, опыт приветствуются!
Если ваши приводы представляют собой щеточные двигатели постоянного тока, вопрос о том, когда подключать последовательно или параллельно, будет зависеть от того, как вам нужно, чтобы все вело себя. Двигатели, подключенные параллельно, будут иметь тенденцию работать с одинаковой скоростью холостого хода , которая несколько упадет с приложенным крутящим моментом; двигатели, соединенные последовательно, будут производить одинаковый крутящий момент , который будет падать для всех двигателей в серии в зависимости от суммы всех скоростей всех двигателей.
Чтобы быть немного более точным, щеточный двигатель постоянного тока может быть довольно точно смоделирован как идеальный двигатель, последовательно соединенный с резистором и катушкой индуктивности. В любой момент времени скорость вращения двигателя будет прямо пропорциональна напряжению на «идеальной» части двигателя, а крутящий момент на двигателе будет пропорционален току. Обе эти зависимости являются двунаправленными, поэтому изменение скорости изменит напряжение (на идеальной части двигателя) и наоборот; аналогично изменение тока изменит крутящий момент и наоборот. Хотя эта модель не является абсолютно точной, разница между наиболее практичными щеточными двигателями постоянного тока и идеальной моделью на самом деле почти эквивалентна последовательному соединению резистора и индуктора.
Если ваши приводы физически соединены таким образом, что они будут работать с одинаковой скоростью, их последовательное соединение уравновешивает крутящий момент на них. Если они физически не соединены таким образом, а вместо этого должны работать с одинаковой скоростью, их параллельное соединение заставит их сделать это, хотя, если они подвергаются различному крутящему моменту, это может привести к некоторому различию скоростей вращения.
Если вы думаете с точки зрения модели, описанной выше (и если вы работаете с немодулированным постоянным током, вы можете игнорировать часть индуктивности), должно быть довольно ясно, что происходит и как вам нужно подключать вещи.
Я бы подключил приводы параллельно.
Скорее всего, нагрузка на исполнительные механизмы НЕ одинакова.
Привод с большей нагрузкой попытается потреблять больше тока, чем другие.
Если они соединены последовательно, напряжение на приводе с большей нагрузкой падает. Это заставит его работать медленнее.
Если приводы подключены параллельно, напряжение на всех приводах остается одинаковым. Привод с большей нагрузкой все равно будет работать медленнее остальных, но в гораздо меньшей степени.
Если вы подключите параллельно, приводы будут иметь одинаковое напряжение, поэтому они будут работать практически с одинаковой скоростью, возможно, с сильно различающимися крутящими моментами.
Если вы подключите последовательно, приводы будут иметь одинаковый ток, поэтому будут обеспечивать практически одинаковый крутящий момент с, возможно, сильно различающимися скоростями.
Предполагая, что ваше приложение требует, чтобы они двигались с одинаковой скоростью, вы должны подключить их параллельно.
Если они положительно соединены друг с другом, то вы можете выбрать то, что более удобно с электрической точки зрения.
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Ваши приводы достаточно прочны, чтобы поднять 250 фунтов при параллельной работе, даже крутящий момент будет уменьшаться с течением. Последовательное соединение двигателей, вероятно, приведет к разнице в скорости вращения (вероятно, они не идеальны).
Питер Беннет
Транзистор
Биррел
Транзистор
Джон Кэнон