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直流电机的控制

时间:2018-11-18   来源:vr赛车电子  编辑:热敏电阻厂家  浏览:

  小型直流电机可通过开关,继电器,晶体管或MOSFET电路“开”或“关”切换,最简单的电机控制形式为“线性”控制。这种类型的电路使用双极晶体管作为开关(也可以使用达林顿晶体管,需要更高的额定电流)来控制单个电源的电动机。

  通过改变流入晶体管的基极电流量,可以控制电动机的速度,例如,如果晶体管“半路”接通,则只有一半的电源电压流向电动机。如果晶体管“完全导通”(饱和),则所有电源电压都会进入电机并且旋转得更快。然后,对于这种线性控制,电源会不断地输送到电机,如下所示

  电机速度控制

  上面的简单开关电路显示了用于单向(仅一个方向)电动机速度控制电路的电路。由于直流电机的转速与其两端的电压成正比,vr赛车可以使用晶体管调节该端电压。

  两个晶体管作为达林顿对连接,以控制电动机的主电枢电流。甲5kΩ的电位器是用于基极驱动量控制到所述第一导频晶体管TR 1,这反过来又控制主开关晶体管,TR 2允许马达的DC电压,以从零到Vcc被改变,在此实例9至12伏。

  可选的续流二极管连接在开关晶体管TR 2和电机端子两端,以防止电机旋转时产生的任何反电动势。可调电位器可以用连续逻辑“1”或逻辑“0”信号代替,直接施加到电路输入端,分别切换电机“完全接通”(饱和)或“完全断开”(切断)来自微控制器或PIC的端口。

  除了这种基本速度控制之外,相同的电路也可用于控制电动机的转速。通过以足够高的频率反复切换电机电流“ON”和“OFF”,电机的速度可以通过改变其标记 - 空间比率在静止(0 rpm)和全速(100%)之间变化。供应。这是通过改变“ON”时间(t ON)与“OFF”时间(t OFF)的比例来实现的,这可以使用称为脉冲宽度调制的过程来实现。

  脉冲宽度速度控制

 

  vr赛车之前说过,直流电机的转速与其端子上的平均(平均)电压值成正比,并且该值越大,直到最大允许电机电压,电机旋转得越快。换句话说,更多电压更快。通过改变“ON”(t ON)时间和“OFF”(t OFF)持续时间之间的比率,称为“占空比”,“标记/空间比”或“占空比”,平均值电动机电压因此可以改变其转速。对于简单的单极驱动器,占空比β如下:

  输入电动机的平均直流输出电压如下:Vmean =β×Vsupply。然后,通过改变脉冲宽度a,可以控制电动机电压并因此控制施加到电动机的功率,并且这种类型的控制被称为脉冲宽度调制或PWM。

  控制电动机转速的另一种方法是改变频率(并因此改变控制电压的时间周期),同时“ON”和“OFF”占空比时间保持恒定。这种类型的控制称为脉冲频率调制或PFM。

  利用脉冲频率调制,通过施加可变频率的脉冲来控制电动机电压,例如,以低频率或以非常少的脉冲施加到电动机的平均电压低,因此电动机速度慢。在较高频率或具有许多脉冲时,平均电动机端子电压增加并且电动机速度也将增加。

  然后,晶体管可用于控制施加到直流电机的功率量,其操作模式为“线性”(改变电机电压),“脉冲宽度调制”(改变脉冲宽度)或“脉冲频率”调制“(改变脉冲的频率)。