Низкое напряжение - сильноточный контроль скорости двигателя переменного тока

То, что мы пытаемся достичь, — это цифровое управление скоростью двигателя 18 В переменного тока , который может легко тянуть 1 А (в частности, старые локомотивы H0 Märklin, которые, как сообщается, могут тянуть 5 А в пиковые моменты). Напряжение питания в нашем случае зафиксировано на уровне 18 В переменного тока.

Идеи, которые мы рассмотрели:

  • Делитель напряжения с цифровым потенциометром, который, вероятно, невозможен из-за высоких требований к току.
  • Использование схемы диммера DIAC + TRIAC (с цифровым потенциометром), но существование DIAC с низким напряжением пробоя кажется мифом. Я нашел один SIDAC на 15 В, но он все еще кажется высоким для наших двигателей на 18 В переменного тока.

Схемы диммера для переменного тока с напряжением ниже 30 В не кажутся популярными, поэтому я надеюсь, что кто-то из вас сможет придумать / знает схему, способную это сделать. Или, может быть, вы знаете альтернативу DIAC? Не уверен, поможет ли это, но доступен микроконтроллер с возможностями ШИМ.

Ответы (3)

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Рисунок 1. Модифицированная схема.

Попробуйте отключить DIAC. Его основная цель - дать четко определенное напряжение отключения, чтобы сгладить разницу между положительной точкой переключения полупериода («первый квадрант» в таблицах данных) и отрицательной точкой переключения полупериода («третий квадрант»). Без него вы можете увидеть разницу в точке срабатывания прицела, но вряд ли это вызовет проблемы с вашей моделью поезда. Вы также сможете приблизиться к углу срабатывания 0°, чем если бы вы использовали DIAC в цепи.

введите описание изображения здесь

Рис. 1. Симисторное управление фазой для диммера.

введите описание изображения здесь

Рисунок 2. Режимы запуска. Квадранты, 1 (вверху справа), 2 (вверху слева), 3 (внизу слева), 4 (внизу справа). Источник: Википедия ТРИАК .

схематический

смоделируйте эту схему

Рис. 2. Встроенный симистор.

Для встроенного управления вы можете запускать симистор непосредственно с микроконтроллера (через подходящий токоограничивающий резистор).

  • Выпрямите, сгладьте и отрегулируйте вход переменного тока.
  • Снимите сигнал пересечения нуля с источника переменного тока и подайте его на микроконтроллер. Убедитесь, что, как бы вы это ни делали, любые переходные процессы высокого напряжения не могут повредить вход. (Например, диод от входного контакта до V+.)
  • Пусть микро выясняет, когда давать импульс симистору.
  • Теперь вы можете активировать симистор в первом и четвертом квадранте. Это будет достаточно счастливо, и это должно действительно упростить вашу электронику.
Простой, но эффективный, это тот ответ, который я искал. Я смоделирую это и вернусь к вам. К вашему сведению: мы не оцифровываем трассу, запас на трассе будет постоянным. Мы пытаемся оцифровать каждый отдельный локомотив.
Итак, чтобы увидеть, правильно ли я это понимаю: используйте какую-то схему / компонент обнаружения пересечения нуля и подайте его выход (с некоторыми мерами предосторожности) на MCU? И затем после задержки (которая зависит от требуемой скорости) импульс симистора с MCU?
Добавлено обнаружение пересечения нуля. Теперь нам нужно вернуть триггерный сигнал на симистор, который находится на другой «земле». Подробнее позже.
+1 2019 :-) ......

Вам следует обратиться за советом, относящимся к типу локомотива Marklin, который у вас есть. Вам нужно рассмотреть не только двигатель, но и механизм, который реверсирует двигатель. Похоже, что в зависимости от возраста или конкретной модели имеется либо соленоид, управляющий механическим методом реверсирования, либо реле, которое переключает катушку возбуждения. Соленоиду или реле, по-видимому, требуется импульс более высокого напряжения для работы или срабатывания, когда напряжение снимается и снова подается. Это может не работать должным образом, если вы увеличиваете и уменьшаете напряжение.

Двигатель переменного тока - это не строго двигатель переменного тока, а универсальный двигатель. Универсальный двигатель подобен двигателю постоянного тока. Он имеет якорь (ротор) с катушками обмотки, коммутатор и щетки, а также поле статора, которое также имеет катушку обмотки. Якорь и поле соединены последовательно друг с другом. Двигатель называется «универсальным», потому что он может работать как от переменного, так и от постоянного тока, но производительность отличается. Чтобы изменить вращение, необходимо изменить полярность катушки возбуждения по отношению к якорю. По-видимому, это делается с помощью двух обмоток, которые намотаны или соединены в противоположных направлениях.

О реверсивном механизме: в данный момент этот импульс генерируется нашей поставкой, и мы пока не собираемся оцифровывать эту часть. Мы хотим начать с малого, просто контролируя скорость, и я буду осторожен, чтобы увидеть, не нарушит ли такой импульс схему управления скоростью, которую мы решили использовать. Что касается части универсального двигателя: это интересная идея, поскольку это означало бы, что переход на постоянный ток не так уж и сложен, и в долгосрочной перспективе это значительно облегчило бы нашу задачу по оцифровке всей системы.

Подумайте о приобретении диммера, предназначенного для ламп с трансформаторным вводом. Комбинация такого диммера и трансформатора на 12 В обеспечивает диммирование системы галогенных ламп на 12 В, но замена трансформатора на 20 В удовлетворит ваши потребности. Диммер работает при полном сетевом напряжении, а трансформатор понижает мощность и изолирует питание, подаваемое на ваш поезд (изоляция является важной функцией безопасности). Магнитный низковольтный диммер Lutron Доступны серии с регулируемым напряжением, предназначенные для использования с двигателем: Интерфейс Grafik EYE

Для этого потребуется источник высокого напряжения. Мы хотим оцифровать отдельный локомотив, пока на путях есть 18 В переменного тока.
Я предполагал установку с одним двигателем и контроль напряжения на дорожке. Управление переменным током при низком напряжении затруднено (триаки неэффективны). Управление скоростью двигателя подразумевает универсальный двигатель, он будет работать на постоянном токе.