Nemainīga griezes momenta motora ātruma regulatora ķēde

Šajā rakstā ir izskaidrots līdzstrāvas motora kontrolieris, kuram ir pastāvīga griezes momenta kompensācija, kas ļauj motoram darboties vienmērīgā ātrumā neatkarīgi no tā slodzes.

Parasto ātruma regulatoru trūkums

Viens trūkums vairākumam vienkārši ātruma kontrolieri vai tie tikai nodrošina motoram iepriekš noteiktu pastāvīgu spriegumu. Rezultātā ātrums nepaliek nemainīgs un mainās atkarībā no motora slodzes, jo trūkst griezes momenta kompensācijas.

Piemēram, vilciena modelī ar vienkāršiem kontrolieriem vilciena ātrums pakāpeniski samazinās kāpšanas gradientiem un paātrinās, dodoties lejup.

Tādējādi modeļa vilcieniem katla vadības regulēšana, lai saglabātu izvēlēto motora apgriezienu skaitu, arī atšķiras atkarībā no slodzes, kuru motors var vilkt.

Šajā rakstā paskaidrotā pastāvīgā griezes momenta motora ātruma regulatora ķēde atbrīvojas no šī jautājuma, izsekojot motora ātrumu un saglabājot to nemainīgu iepriekš noteiktam vadības iestatījumam neatkarīgi no tā, kāda var būt motora slodze.

Kontūru var izmantot lielākajā daļā modeļu, kas izmanto līdzstrāvas pastāvīgā magnēta motoru.

EMF faktora faktora aprēķināšana

Spriegums pāri motora spailēm sastāv no pāris faktoriem, aizmugures e.m.f. ko rada motors, un spriegums samazinājās visā armatūras pretestībā.

Aizmugurējā e.m.f. ko rada motora tinums, parasti ir proporcionāls motora apgriezieniem, kas nozīmē, ka motora ātrumu varētu kontrolēt, mērot šo aizmugurējā emf saturu. Bet, galvenais jautājums ir izolēt un atklāt aizmugurējo e.m.f. no armatūras pretestības sprieguma.

Pieņemot, ka atsevišķs rezistors tiek pievienots virknē ar motoru, tad, ņemot vērā, ka caur šo rezistoru un arī armatūras pretestību iet kopēja vienreizēja strāva, sprieguma kritums divos sērijas rezistoros varētu būt līdzvērtīgs kritumam visā armatūras pretestībā.

Patiesībā var pieņemt, ka tad, kad šīs divas pretestības vērtības ir identiskas, tad divi sprieguma lielumi katrā rezistorā arī būs līdzīgi. Izmantojot šos datus, var būt iespējams no motora sprieguma atņemt R3 sprieguma kritumu un iegūt apstrādei nepieciešamo atpakaļejošo vērtību ef.

Atpakaļ EMF apstrāde nemainīgam griezes momentam

Piedāvātā shēma nepārtraukti uzrauga aizmugures e.m.f. un attiecīgi regulē motora strāvu, lai nodrošinātu, ka, piešķirot katla vadības iestatījumu, aizmugures e.m.f., kā arī motora apgriezienu skaits tiek uzturēts nemainīgā griezes momentā.

Lai atvieglotu ķēdes aprakstu, tiek uzskatīts, ka P2 ir noregulēts un turēts tā centrālajā stāvoklī, un rezistors R3 tiek izvēlēts kā ekvivalents motora armatūras pretestības vērtībai.

Motora sprieguma aprēķināšana

Motora spriegumu var aprēķināt, pievienojot aizmugurējo e.m.f. Va ar spriegumu, kas nokrities visā motora iekšējā pretestībā Vr.

Ņemot vērā, ka R3 nokrīt spriegums Vr, izejas spriegums Vo būs vienāds ar Va + 2 V.

Spriegums pie IC1 invertējošās ieejas (-) būs Va + Vr, un pie neinvertējošās ieejas (+) būs Vi + (Va + 2Vr - Vi) / 2

Tā kā iepriekš minētie divi sprieguma lielumi ir vienādi, mēs iepriekšējo vienādojumu organizējam kā:

Va + Vr = Vi + (Va + 2Vr - Vi) / 2

Šī vienādojuma vienkāršošana nodrošina Va = Vi.

Iepriekš minētais vienādojums norāda, ka aizmugurējā e.m.f. motora konsekventi tur vienā līmenī ar vadības spriegumu. Tas ļauj motoram darboties ar nemainīgu ātrumu un griezes momentu jebkuram noteiktam P1 ātruma regulēšanas iestatījumam.

P2 ir iekļauts, lai kompensētu starpības līmeni, kāds var būt starp R3 pretestību un armatūras pretestību. Tas to izpilda, pielāgojot pozitīvās atsauksmes lielumu par neinvertējošo ieejas op amp.

Op amp LM3140 būtībā salīdzina spriegumu, kas izveidojies visā motora armatūrā, ar aizmugurējo emf ekvivalentu visā motorā un regulē T1 2N3055 bāzes potenciālu.

T1 tiek konfigurēts kā izstarotājs sekotājs regulē motora ātrumu atbilstoši tā bāzes potenciālam. Tas palielina spriegumu pāri motoram, ja op amp konstatē augstāku aizmugurējo emf, kā rezultātā palielinās motora ātrums, un otrādi.

Pareizai darbībai T1 jāuzstāda virs piemērota radiatora.

Kā izveidot ķēdi

Nemainīga griezes momenta motora ātruma regulatora ķēdes iestatīšana tiek veikta, noregulējot P2 ar motoru ar mainīgu slodzi, līdz motors sasniedz pastāvīgu griezes momentu neatkarīgi no slodzes apstākļiem.

Kad ķēde tiek piemērota vilcienu modeļiem, ir jāuzmanās, lai P2 pārāk nepagrieztos uz P1, kā rezultātā vilciena modelis varētu palēnināties, un otrādi P2 nedrīkst pagriezt pārāk daudz pretējā virzienā, kā rezultātā vilciena ātrums faktiski kļūst ātrāks, kāpjot pa kalna gradientu.