Sterownika silnika jest pomostem pomiędzy mikrokontrolerem w Twoim robocie, silnikami i bateriami. Jest to kluczowa część mechaniki, ponieważ pojedynczy kontroler silnika ma moc, aby zapewnić około 0,1 Ampera prądu.

Jeśli porównasz to z silnikami DC lub serwomotorami, potrzebują one znacznie większego prądu do pracy. Wybór sterownika silnika dla Twojej maszyny nie musi być skomplikowany. Przeczytaj poniższy przewodnik, aby zrozumieć kwestie wymagające uwagi.

(Schemat modelu PCB sterownika silnika)

1.Rodzaje sterowników silnikowych

a. Jednostki elektroniczne

Jednostki te są super high-tech i mają doskonałe funkcje. Z tym rodzajem sterowania silnikiem otrzymujemy napędy o częstotliwości oscylacyjnej lub miękki start. Można również zaprojektować je do wysyłania odpowiedzi na wejścia systemu, i stworzyć warunek wstępny dla uruchomienia maszyny.

b.Jednostki elektromechaniczne

Jednostki te wykorzystują wykonawców elektromagnetycznych. Mogą one uruchomić, zatrzymać, zmienić sposób funkcjonowania silnika.

2. Sterownik kierunku poprzez mostek H

Jeśli potrzebujesz procesu do sterowania silnikiem DC, jest to jedno z najprostszych rozwiązań. Istnieją dwie pary przełączników. Kiedy połączysz którąkolwiek z tych par, tworzą one kompletny obwód i generują prąd.

Jeśli planujesz zrobić silnik czterosekcyjny, możesz to zrobić poprzez mieszanie i dopasowywanie tych przełączników lub zmianę ich polaryzacji. Można je łatwo znaleźć w niektórych sterowników mikroprocesorowych lub jako chipy. Możesz zmienić rozmiar tego mostka H, aby dopasować go do mniejszych systemów. Innym możliwym zastosowaniem dla tego jest kontrola prędkości.

(Dual Channel H-Bridge DC Controller silnika)

3.Kontroler prędkości poprzez modulację szerokości impulsu

Obwody PWM może określić prędkość silnika poprzez ograniczenie lub zwiększenie napięcia zasilania PCB. Gdy weźmiemy pod uwagę efekt wygładzania, który mają poprzez indukcję cewki, sprawia to wrażenie, że silnik jest zasilany napięciem, które jest wyższe lub niższe niż rzeczywiste napięcie.

Można je łączyć z mostkami H, aby zmieniać kierunek, prędkość i manipulować hamowaniem.

4.Sterowanie armaturą poprzez zmienną rezystancję

Trzecim sposobem na zmianę prędkości silników DC jest zmiana waluty, która przepływa przez armaturę lub cewkę. Prędkość obrotowa wału zmienia się w zależności od prądu zasilania, ponieważ jest proporcjonalna do pola magnetycznego wytwarzanego przez prąd w armaturze.

Jeśli chcesz ograniczyć prędkość, możesz dodać oporniki do cewki twornika. Możesz wprowadzić opór stojana, aby go zwiększyć.

Ta metoda może być nieco nieefektywna w zależności od czynnika, że kiedy dodajesz rezystor, tracisz energię i generujesz ciepło, dlatego nie jest to bardzo preferowana metoda.

(Bezszczotkowy silnik prądu stałego z częściami sterownika i płytką PCB)

5. Wyłączanie silnika

Można to zrobić poprzez odcięcie napięcia zasilania PCB. Alternatywą jest otwarcie przełączników, które znajdują się w silniku. Należy pamiętać, że w tym samym czasie można włączyć tylko dwa przełączniki, które są połączone obok siebie.

Zamykając 1 i 3, wysyłasz dodatni sygnał z obu stron, a sygnał masy nie ma gdzie się podziać. To spowoduje, że sterowanie silnikiem przejdzie w tryb przerwania. Kierunek pracy silnika zależy od sygnałów wejściowych wysyłanych do niego, a także od tego, którymi przełącznikami manipulujesz.

6.Kryterium wyboru sterownika silnika

a. Specyfikacja elektryczna

1. Maksymalne napięcie wyjściowe

Jest to wyjście urządzenia, które powinno być zgodne z wyjściem systemu.

2. Moc znamionowa

Najwyższy poziom mocy, jaki silnik może wykorzystać.

3. Napięcie zasilania AC/DC

Zakres napięcia wejściowego AC/DC zapewniający bezbłędne działanie.

4. Ciągły prąd wyjściowy

Prąd, który urządzenie będzie w stanie przenieść bez przekroczenia limitu cieplnego.

5. Standardy komunikacji

Interfejsy szeregowe i równoległe to niektóre z rozważań, w tym kilka przykładów, takich jak CANopen, AS-I, itp.

6. Rodzaje magistrali

Składa się z zaawansowanej technologii dołączania, standardowej architektury przemysłowej itp.

7. Wejścia jedno-/trójfazowe

Możemy używać aplikacji niskociśnieniowych / wysokociśnieniowych.

8. Wyjście prądu szczytowego

Maksymalny możliwy prąd wyjściowy dla krótkiego okresu czasu.

9. Sterowniki silnika

Wykorzystują częstotliwość od 50 do 400 Hz.

10. Komputerowe sterowniki silnika

Wykorzystują różne rodzaje komunikacji i magistrali.

b.Specyfikacja pracy

Sposób zaprojektowania ustawień i systemu kontroli określi sposób działania sterowania silnikiem. Można dodać różne rodzaje ręcznych elementów sterujących, takich jak zworki, pokrętła, potencjometry. Z drugiej strony, można również użyć sterowania komputerowego, takiego jak panel cyfrowy, gniazda PCMCIA, joystick, itp.

1. Programy sterujące są przechowywane wewnątrz pamięci masowej, która jest nietrwała i odłączalna.

2. Możesz zaprojektować dowolne urządzenie ręczne, które może pracować poprzez pilota.

3. Sterowanie silnikiem może mieć różne style montażu, takie jak panel, chassis, szyna DIN, ściana, PCB.

c.Cechy

Kontrolery te są elastycznie wybierane w oparciu o funkcje, które chcesz włączyć do sterownika PCB.

Regulatory prędkości silnika pochodzą z różnych opcji funkcji. Miękki start pozwoli Ci określić, jak długo chcesz wziąć do urządzenia, aby zasilić. Krytyczne dla systemów, które są pod dużym obciążeniem lub wymagają ostrożnej obsługi. Nie chcesz utopić ich w wysokim prądzie w tym samym czasie.

(Interfejs przekaźnika i tranzystora łączący mikrokontroler z silnikiem prądu stałego).

7.Hamowanie silnikiem

W hamowaniu dynamicznym stosuje się metodę polegającą na odłączeniu zasilania od silnika. W hamowaniu dynamicznym, stosowaną metodą jest usunięcie zasilania z silnika.

Hamowanie iniekcyjne jest dostępne tylko w przypadku sterowania silnikiem AC. Gdy zasilanie jest odłączone, a zamiast tego dostarczane jest zasilanie DC, powstaje pole magnetyczne, które spowalnia lub zatrzymuje silnik, zmieniając kierunek jego obrotów.

Hamowanie odzyskowe działa podobnie do dynamicznego. Usuwasz źródło zasilania i wysyłasz z powrotem do zasilania przez obracający się silnik. Może to naładować akumulator, który następnie dostarcza ten prąd do maszyny.

(Samochód elektryczny ładowanie hamulca regeneracyjnego).

Wyjście przerwania jest rodzajem przełącznika, który może wysyłać przekaźnik do sterowania przerwą.

Pomocnicze wejścia/wyjścia są odpowiedzialne za obsługę odpowiedzi z systemu lub obsługę komunikacji.

Monitorowanie stanu działa poprzez alarmy, które uruchamiają się, gdy nastąpi zmiana w parametrze. Gdy system jest uszkodzony, co może być spowodowane nadmiernym napięciem, prądem, prędkością lub zmianą temperatury, operator zostanie zaalarmowany.

Samokonfiguracja nazywana jest auto-tuningiem, który określa w czasie rzeczywistym, jakie parametry pracy są potrzebne do optymalnego działania.

Samochód elektryczny przeznaczony do różnych zastosowań, może mieć alarm, sygnał prędkościomierza, itp.

Samodiagnozujący się regulator prędkości obrotowej silnika może określić problemy, które powodują nieprawidłowe działanie systemu. Następnie zgłosić błąd do operatora.

8.Zastosowania sterownika silnika

1. Sterowniki wieloosiowe

Określają one wymagania dotyczące ruchu, sterują nim i nadzorują go.

2. Kontrolery ruchu robotów

Posiadają oprogramowanie i sprzęt, który może być wykorzystywany w systemach robotycznych lub aplikacjach.

3. Wzmacniacze serwomechanizmów

Służą do generowania niewielkiego stopnia sygnałów analogowych, które mogą wytwarzać większą moc lub prąd.

4. Napędy inwerterowe

Potrzebujemy przekształcić wejście zasilania AC na zasilanie DC.

5. Mikrokontroler

Są to układy umieszczone na chipie, które mogą pomóc w kontrolowaniu przepływu danych cyfrowych, które mogą zmienić warunki pracy chipu.

6. Prostowniki sterowane krzemem

Stosowane są w połączeniu z silnikami prądu stałego i mogą precyzyjnie dostroić prąd zmienny do generowania prądu stałego.

7. Cyfrowe procesory sygnałowe

Mikroprocesory są odpowiedzialne za manipulowanie danymi w czasie rzeczywistym. Obejmuje on audiowizualne, ciepło, ciśnienie, lokalizacja, a następnie manipulować nimi poprzez różne kontrole. Kiedy potrzebujesz sterowania silnikiem, aby być wysokiej rozdzielczości, można użyć wielu specjalnych części, które mogą przeprogramować chip.

8. Modulacja szerokości impulsu

Jest to tak zwane sterowanie skalarne. Mogą one konwertować częstotliwość i napięcie AC na DC, który działa na krzywej sinusoidalnej. Jeśli umieścisz pracę z wysokim momentem obrotowym, te napędy nie są zbyt dobre przy niskich prędkościach, ponieważ są one indywidualnie sterowane.

(Odtwarzanie sinusoidy za pomocą PWM)

Podsumowanie

Ten artykuł poruszył niektóre z najczęstszych problemów napotykanych przy wyborze sterownika silnika. Musisz przyjrzeć się bliżej napędom silnikowym, których potrzebujesz, ponieważ określą one wymagania dotyczące mocy, których możesz użyć.

Następnie, w zależności od potrzeb, można wybrać funkcje opisane powyżej. Funkcjonalności sterownika mogą być różne, i w zależności od kontroli, może być potrzebna pomoc eksperta w określeniu odpowiedniego sterownika dla Twojej konfiguracji.

Zapewnimy sterownik silnika i usługi związane z PCB. Możesz wysłać pliki do naszej skrzynki pocztowej. OurPCB ma ponad dziesięć lat doświadczenia w produkcji PCB i może zapewnić Państwu wysokiej jakości usługi produkcji PCB, aby pomóc Ci zakończyć projekty bardziej efektywnie.