Prinsippet for motorstyring er kjernen i feltet motorteknologi, som involverer arbeidsprinsippet til motoren, kontrollmetoder og praktiske applikasjoner og andre aspekter. Med utviklingen av moderne industri, motoren som en viktig enhet for energikonvertering og overføring, påvirker dens kontrollnøyaktighet og effektivitet direkte ytelsen og effektiviteten til hele systemet. Derfor har en-dypende forståelse og studie av motorkontrollprinsippet viktig teoretisk og praktisk betydning.
Først, arbeidsprinsippet til motoren
Motoren er en enhet som konverterer elektrisk energi til mekanisk energi, og dens arbeidsprinsipp er basert på loven om elektromagnetisk induksjon og loven om elektromagnetisk kraft. I henhold til arbeidsprinsippet kan motoren deles inn i to kategorier: DC-motor og AC-motor.
1. arbeidsprinsippet til DC-motor
DC-motor er bruken av likestrøm som flyter gjennom armaturspolen og magnetfeltspolen, som genererer dreiemoment for å oppnå mekanisk bevegelse av enheten. Hovedstrukturen inkluderer armatur, magnetiske poler, børster og magnetfelt. Når likestrøm passerer gjennom armaturspolen, skaper den et magnetfelt som samhandler mellom ankeret og magnetfeltet, som genererer et dreiemoment som starter motoren i gang. Hastigheten til DC-motoren kan kontrolleres ved å justere ankerspenningen eller ankerstrømmen.
2. Arbeidsprinsippet til AC-motor
AC-motor er en enhet som bruker konstant endring av AC-strøm til å generere et roterende magnetfelt, og dermed realisere mekanisk bevegelse. I henhold til prinsippet om å generere roterende magnetfelt, kan AC-motoren deles inn i to typer asynkronmotor og synkronmotor. Asynkronmotorer (også kjent som induksjonsmotorer) er basert på prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Når vekselstrøm passerer gjennom statorviklingene, genereres et roterende magnetfelt i statoren, og rotoren samhandler med det roterende magnetfeltet på grunn av induksjonseffekten, og genererer dermed et roterende dreiemoment for å drive motoren. Synkronmotor er basert på motorhastigheten og strømforsyningsfrekvensen har et fast proporsjonalt forhold mellom motoren til å fungere, dens hastighet og strømforsyningsfrekvens er strengt synkronisert.
For det andre, motorkontrollmetoder
Motorkontrollmetoder inkluderer hovedsakelig hastighetskontroll, startkontroll og bremsekontroll. Disse kontrollmetodene og deres prinsipper er beskrevet i detalj nedenfor.
1. hastighetskontroll
Hastighetskontroll er det viktigste og mest komplekse aspektet ved motorstyring. Det finnes ulike hastighetskontrollmetoder, inkludert hastighetskontroll for motstandsspenningsdeling, hastighetskontroll for frekvenskonvertering og vektorkontroll. Resistance voltage division speed control er en metode for å redusere motorhastigheten ved å endre strømforsyningsspenningen til motoren, denne metoden er enkel og lett å implementere, men mindre effektiv. Frekvenskonverteringshastighetskontroll er en metode for å regulere motorhastigheten ved å endre frekvensen til vekselstrøm levert av strømforsyningen, denne metoden kan realisere et bredt hastighetsområde og høy effektivitet. Vektorstyring er en mer avansert kontrollmetode, som realiserer den nøyaktige justeringen av motorhastighet og dreiemoment ved nøyaktig å kontrollere strømmen og magnetfeltet til motoren, og er egnet for anledninger med høyere krav til motorytelse.
2. Startkontroll
Startkontroll er styringen av motoren i prosessen fra stasjonær tilstand til driftstilstand. For asynkrone motorer er startmomentet lite, så det er nødvendig å bruke noen spesielle metoder for å oppnå jevn start. Vanlige startkontrollmetoder inkluderer direkte start, redusert spenningsstart og myk start. Selv om direkte start er enkelt, men startstrømmen er stor, og innvirkningen på strømnettet er stor; redusert spenningsstart er å redusere startstrømmen ved å redusere forsyningsspenningen; myk start er bruk av kraftelektroniske enheter for å oppnå jevn kontroll over motorstartprosessen.
3. Bremsekontroll
Bremsekontroll er styringen av motoren fra kjøretilstand til stasjonær tilstand i prosessen. Bremsekontrollmetoder har en rekke metoder, inkludert energibremsing, reversbremsing og tilbakebremsing-. Energiforbruk bremsing skjer gjennom statorviklingen i motoren til likestrøm for å produsere bremsemoment; omvendt bremsing er ved å endre fasesekvensen for motorstrømforsyningen for å produsere motsatt rotasjonsretning med motorens dreiemoment for å oppnå bremsing; tilbakebremsing- er bruken av motorens genererende egenskaper av den mekaniske energien vil bli konvertert til elektrisk energi og matet tilbake til nettet for å oppnå bremsing.
For det tredje, motorkontrollkretsdiagrammet
1. kretsskjema for permanent magnet motorkontroll
Dette er det skjematiske diagrammet for permanentmagnetmotorens kontrollkrets. Denne kretsen brukes til å kontrollere permanentmagnetkontrollen. Kretsen bruker AC triac-svitsjelementer for å forbedre kommuteringsegenskapene fordi permanentmagnetmotorer er generatorer og standard triac-svitsjelementer er vanskelige å pendle riktig. Permanentmagnetmotorer krever full- likestrømslikning.
AC toveis tyristorer er koblet i serie på AC inngangssiden av likeretterbroen. Den mest kritiske delen av å installere en SCR på DC-siden av broen er å håndtere forsinket påslåing-og timing nær slutten av den halve-syklusen. Kretsen gir bred-kontroll slik at AC triac-bryterelementet kan utløses raskt eller med lav ledning ved lave motorer. AC-motstanden og likeretteren har lignende spenningsklassifiseringer. Alle er basert på faktisk motorbelastning og nettspenningskrav.
2. 555 IC PWM-motorkontrollkretsdiagram med strømbegrenser
For å gi raske motorhastighetsendringer og reversering av motorretning, driver fire utganger MOSFET H-broer. N--kanalenhetene er MOSFET-er for lavere skinneeffekt og P--kanalen er MOSFET-er for øvre skinneeffekt. de er alle drevet av TC4469.
Små seriemotstander hjelper til med å forhindre portoscillasjoner og reduserer overgangstiden til den nedre skinneenheten, noe som bidrar til å holde den øvre enheten av. Motstandsdelere og lav-prisnivå-skiftende transistorer kan enkelt og økonomisk legges til for å opprettholde 15VDC-porten til den øvre-skinne-MOSFET for å oppnå motorspenninger på over 12VDC.
Ved spenninger over 15VDC kan en enkel lineær regulator drive dem fra en positiv motorforsyning fordi ICM7555 og TC4469 krever ubetydelig strøm. For å beskytte porten mot strømtransienter kan vi bruke en Zener-diode. Når den nedre MOSFET i samme broarm er "på", genereres en høy dV/dT og porten-til-kildekondensatoren hjelper til med å holde den øvre MOSFET "av". En annen løsning på denne situasjonen er å holde portdriftimpedansen til den øvre MOSFET lav i "AV"-tilstand.
Sensormotstanden i H-broens jordpinnen gir en enkel metode for å registrere motorstrøm puls for puls, uavhengig av om motoren roterer forover eller bakover. Dette signalet blir filtrert og tilført ICM7555 for å hindre PWM-generering når motorstrømmen overskrider tillatt verdi.
3. Styrekretsskjema for trinnmotor
Trinnmotorer gir enkel, lav-kostnad og nøyaktig posisjonskontroll. Trinnmotoren kan drives av en krets montert nær motoren og styrt av en fjernkontrollkrets over en lang kabel. Kretsen er interessant ved at strøm til både motoren og driverkretsen overføres over to ledninger som også overfører styresignalene.
LMC555 CMOS timer integrert krets (IC1) genererer 200 mikrosekunders puls til trinnmotor og kontrollerer hastigheten. Hastigheten til motoren kan endres ved å variere frekvensen til denne pulsen og en R1 variabel motstand er tilveiebrakt for dette formålet. Ved utgangen til IC1 (pinne 3) driver en negativ klokkepuls porten til IRL530N (Q1) power FET, som umiddelbart lukker og kobler driverkortet fra jord. Dette strømbruddet sender et signal til motorføreren om å tråkke motoren. Rotasjonsretningen styres av polariteten til spenningen som tilføres driverkretsen gjennom sammenkoblingene L1 og L2.
MPSA05 bipolare NPN-transistor Q2 og MPSA55 PNP-transistorer Q3 og Q4 inverterer pulsene fra pinne 3, og trekker avløpet til Q1 høyt når Q1 er slått av. Vippebryter S1 setter retningen ved å bytte polaritet. Trykknapp S2 starter og stopper motoren ved å slå klokken av og på.
4. PWM-motorkontrollkretsdiagram med forover-, revers- og bremsedrift
Denne PWM-motorkontrollkretsen gir en rekke kontroller for en DC-motor. Du kan kontrollere en likestrømsmotor til å forover, reversere eller bremse til den stopper.
Kretsen bruker en MOSFETS-bro for å drive motoren, kontrollert av en rekke logiske porter og små bipolare transistorer. Motorspenningen kan være 10-20 volt og strømmen bør maksimalt være 8 ampere. MOSFET-ene bør være utstyrt med passende kjøleribber. V+-inngangen skal drives av DC-motorens driftsspenning (10-20 volt). Selv om MOSFET er designet for 100 volt drift, kan du kun bruke maksimalt 20 volt fordi denne spenningen også brukes til å drive porten, som normalt er begrenset til 20 volt. Minimumsverdien for denne forsyningsspenningen er 10 volt fordi porten ikke vil åpne seg helt hvis spenningen faller under 10 volt. Du kan velge mellom flere typer 10-20 volt DC-motorer for denne applikasjonen.
