Circuito controlador de velocidade do motor de torque constante

O post explica um controlador de motor CC que possui compensação de torque constante para permitir que o motor funcione a uma velocidade constante, independentemente da carga nele.

Desvantagem dos controladores de velocidade comuns

Uma desvantagem para a maioria dos controladores de velocidade simples é que eles fornecem ao motor apenas uma tensão constante predeterminada. Como resultado, a velocidade não permanece constante e varia com a carga no motor, devido à ausência de compensação de torque.

Por exemplo, em um modelo de trem, com controladores simples, a velocidade do trem diminui gradualmente para subir gradientes e acelera ao descer.

Portanto, para os trens de modelos, a configuração de controle do pote para manter uma velocidade selecionada também varia de acordo com a carga que o motor pode estar puxando.

O circuito do controlador de velocidade do motor de torque constante explicado neste artigo elimina esse problema, rastreando a velocidade do motor e mantendo-a constante durante uma configuração de controle predeterminada, independentemente da carga no motor.


O circuito pode ser aplicado na maioria dos modelos que usam um motor de ímã permanente CC.

Cálculo subsequente do fator EMF

A tensão nos terminais do motor é composta por alguns fatores, a parte traseira e.m.f. produzido pelo motor, e a tensão caiu através da resistência da armadura.

Na parte de trás e.m.f. gerado pelo enrolamento do motor é normalmente proporcional à velocidade do motor, o que significa que a velocidade do motor pode ser monitorada medindo esse conteúdo de retorno de fem. Mas, o principal problema é isolar e detectar a parte traseira e.m.f. da tensão de resistência da armadura.

Suponha que um resistor separado seja conectado em série ao motor, considerando que uma corrente comum comum passa por esse resistor e também pela resistência da armadura, a queda de tensão nos dois resistores em série pode ser equivalente à queda pela resistência da armadura.

Na verdade, pode-se supor que quando esses dois valores de resistência forem idênticos, as duas magnitudes de tensão em cada um dos resistores também serão semelhantes. Com esses dados, pode ser possível deduzir a queda de tensão de R3 da tensão do motor e obter o valor necessário de e.m.f para o processamento.

Processamento EMF para torque constante

O circuito proposto monitora continuamente a parte traseira e.m.f. e consequentemente regula a corrente do motor para garantir que, para uma configuração de controle de potenciômetro atribuída, a e.m.f. traseira, juntamente com a velocidade do motor, seja mantida em um torque constante.

Para facilitar a descrição do circuito, P2 é considerado ajustado e mantido em sua posição central, e a resistência R3 é selecionada como equivalente ao valor da resistência da armadura do motor.

Cálculo da tensão do motor

A tensão do motor pode ser calculada adicionando a e.m.f traseira. Isso ocorre com a tensão reduzida através da resistência interna do motor Vr.

Considerando que R3 cai uma tensão Vr, a tensão de saída Vo será igual a Va + 2 V.

A tensão na entrada inversora (-) do IC1 será Va + Vr, e a da entrada não inversora (+) será Vi + (Va + 2Vr – Vi) / 2

Como as duas quantidades de tensão acima são consideradas iguais, organizamos a equação acima como:

Va + Vr = Vi + (Va + 2Vr – Vi) / 2

Simplificar esta equação fornece Va = Vi.

A equação acima indica que as costas e.m.f. O motor é mantido constantemente no mesmo nível da tensão de controle. Isso permite que o motor funcione a uma velocidade e torque constantes para qualquer configuração especificada da configuração de velocidade P1.

P2 é incluído para compensar o nível de diferença que pode existir entre a resistência R3 e a resistência da armadura. Faça isso ajustando a magnitude do feedback positivo no amplificador operacional de entrada não inversora.

O amplificador operacional LM3140 compara basicamente a tensão desenvolvida através da armadura do motor com o equivalente emf subsequente através do motor e regula o potencial base do T1 2N3055.

A configuração T1 como seguidor de emissor regula a velocidade do motor de acordo com sua base potencial. A tensão no motor aumenta quando o amplificador operacional detecta uma fem mais alta, resultando em um aumento na velocidade do motor e vice-versa.

T1 deve ser montado em um dissipador de calor adequado para operação adequada.

Como configurar o circuito

A configuração do circuito do controlador de velocidade do motor de torque constante é realizada ajustando P2 com o motor em carga variável até que o motor atinja um torque constante, independentemente das condições de carga.


Ao aplicar o circuito do trem de modelos, deve-se tomar cuidado para não girar P2 muito longe em direção a P1, o que pode causar a desaceleração do trem-modelo e, inversamente, P2 não deve ser girado muito longe na direção oposta, o que Isso pode fazer com que a velocidade do trem acelere ao subir uma inclinação.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

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