Реализация схемы ШИМ двигателя постоянного тока

Я немного новичок в этом, так что терпите меня:

Я работаю над проектом, связанным с хобби, который включает в себя параллельную работу двух двигателей постоянного тока, питаемых от батареи NiMH. (дерьмовая принципиальная схема включена)

Характеристики детали:

-Аккумулятор- NiMH 4000 мАч при 8,4 В постоянного тока

-Микропереключатель - Номинальный 15A SPDT для переключения работы двигателя

-Двигатели - Номинальная мощность ~ 6 В при работе, 11 А при остановке и 0,9 А в режиме ожидания

-Провод 16AWG (если применимо)

Цепь: Проблема:введите описание изображения здесь

Аккумулятор, который у меня есть для этого проекта, рассчитан на 8,4 В, тогда как двигатели рассчитаны на 6 В. Я искал способ снизить напряжение, чтобы предотвратить повреждение двигателя, и вспомнил ШИМ из класса, который я выбрал (я м студент EE). Я полагаю, что я мог бы использовать схему ШИМ для изменения рабочего цикла, чтобы предотвратить повреждение двигателя, в то же время удобно позволяя мне изменять скорость двигателя с помощью циферблата (изменяя рабочий цикл %) без огромного рассеивания мощности, которое может создать потенциометр.

Однако я не понимаю, как реализовать такую ​​схему; единственный опыт широтно-импульсной модуляции, который у меня был, связан с созданием базового ШИМ-контроллера, а не с выбором и проектированием его вокруг схемы.

Схемы, которые я нашел в Интернете, похоже, будут работать по напряжению, однако, когда я смотрю на номинальные токи, они всегда не соответствуют току останова двигателя. (Пример связан)

ШИМ 1

ШИМ 2

ШИМ 3

Мой вопрос к вам либо:

а) Как мне сделать ШИМ, подходящий для такой сборки, или

б) Как выбрать правильный ШИМ-контроллер для добавления в схему?

Спасибо за любую информацию, которую вы можете дать, пожалуйста, дайте мне знать, если потребуется дополнительная информация.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Стоит отметить, что ток останова является переходным, поскольку двигатели достигают максимальных оборотов в минуту и, следовательно, тока холостого хода довольно быстро. Иногда бывает небольшая нагрузка на моторы, но это не является проблемой. Единственное, что меня беспокоит, это гипотетический ШИМ-контроллер двигателя, имеющий проблемы с начальным током остановки.

PWM 3, вероятно, в порядке, остальные не имеют достаточно высокого номинального тока. Встроенный предохранитель может использоваться для защиты от чрезмерного тока при остановке.
@BruceAbbott Итак, номинал контроллера должен превышать максимальный ток останова двигателя, чтобы предотвратить повреждение? Это просто не помешало бы двигателям достичь максимального крутящего момента?

Ответы (2)

Чтобы правильно выбрать двигатель для нагрузки и выбрать контроллер для двигателя, вам необходимо знать номинальный ток двигателя, ток, который двигатель может безопасно потреблять непрерывно. Ток остановки допустим только в течение очень короткого времени. Некоторые более крупные двигатели вообще не выдерживают ток останова. Хороший контроллер должен ограничивать ток. Контроллеры больших промышленных двигателей обычно ограничивают ток перегрузки до 150% номинального тока в течение одной минуты и имеют мгновенное отключение при 200–250% номинального тока. Это, вероятно, разумная цель и для вашей ситуации.

Связанные контроллеры имеют функции защиты от перегрузки по току, но я не видел ничего, что могло бы защитить двигатель. Что-то подобное было бы хорошо для осторожной работы в качестве учебного опыта. Установите скорость на ноль и подключите двигатель перед подключением питания. Медленно и осторожно увеличивайте скорость. Это не позволит двигателю потреблять слишком большой ток. Проверить ток амперметром. Работа двигателя на 25% от тока блокировки ротора, вероятно, предотвратит его быстрое нагревание. Без спецификации от производителя мотора определить не получится. Какой ток он выдержит без перегрева или какую температуру выдержит.

Два двигателя обычно не подключаются к одному контроллеру, но это можно сделать в качестве учебного опыта.

Вы упомянули, что ток срыва неприемлем; Есть ли способ смягчить всплеск тока от гипотетического контроллера, чтобы двигатели могли запускаться, не влияя на контроллер (в основном способ обойти контроллер при остановке тока)? Кроме того, не могли бы вы немного объяснить, почему я не могу управлять обоими двигателями с помощью одного ШИМ-контроллера?
Хороший контроллер защитит и себя, и двигатель. Даже простой контроллер может запустить двигатель постоянного тока без чрезмерного тока, если выходной ток постепенно увеличивается. Не гарантируется, но вполне вероятно, что вы можете подключить двигатель постоянного тока к простому преобразователю и запустить его без чрезмерного тока, просто постепенно увеличивая скорость.
Вы, конечно, можете управлять двумя двигателями с одним PWM-контроллером. Это может работать довольно хорошо в зависимости от нагрузки. Не понимая, что происходит, я не буду строить догадки о том, что может означать, что вам нужно иметь два контроллера.
Я немного новичок в контроллерах двигателей, но если бы я добавил ШИМ-контроллер с максимальным номиналом 10 А, двигатели потребляли бы только максимум 10 А или двигатели потребляли бы столько, сколько может обеспечить батарея / что? им нужен максимальный крутящий момент (11А) и продуть контроллер?
Хороший контроллер должен иметь возможность ограничивать максимальный ток до уровня, который вы можете отрегулировать. Это ограничит ускоряющий момент при пуске и замедлит двигатель, если он механически перегружен. Если ограничение тока приводит к остановке двигателя при механической перегрузке, он должен останавливаться, не потребляя больше установленного тока. С двумя двигателями на одном контроллере вам придется бороться с тем, что большая часть тока идет на один двигатель, если один двигатель перегружен. Контроллер не очень хорошо защитит двигатель.

Было бы разумнее использовать два двигателя последовательно и выбрать аккумулятор на 14 В, такой как 4S Li-Ion или аналогичный NiMH. Таким образом, крутящий момент разделяет один и тот же ток.

Но если вы ожидаете, что двигатели будут работать с разными нагрузками, тогда запустите их параллельно с двумя батареями 8,4 В с умеренными изменениями скорости, чтобы не поддерживать ток останова в течение длительного времени при запуске в гору с большими нагрузками.

Сами двигатели будут испытывать немного разные нагрузки, поэтому параллельная конфигурация будет идеальной. Будет ли ШИМ-контроллер также ограничивать ток до максимального значения контроллера (например, 10 А), или двигатели будут потреблять столько, сколько им нужно, от батареи (которую может подавать батарея, ток останова 11 А) и повредить контроллер. ?
В полумосте среднее напряжение с ШИМ управляет максимальным током, а затем максимальным числом оборотов, которое вы регулируете в килооб/мин/В или в соответствии с номинальным напряжением двигателя.
Реализация схемы ШИМ двигателя постоянного тока
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v