Motora ātruma kontrole ar MOSFET

Ir daudz lietojumprogrammu MOSFET no rūpniecības sektora līdz sadzīves ierīcēm, piemēram, motora ātruma kontrolei, gaismas aptumšošana, elektronisko signālu pastiprināšana un pārslēgšana elektroniskajās ierīcēs, kā invertors, augstfrekvences pastiprinātājs un daudzas citas. Parasti tie ir pieejami dažādos izmēros, lai tie atbilstu dažādām elektronisko projektu vajadzībām. MOSFET tiek izmantoti ikreiz, kad mums ir nepieciešams kontrolēt lielus spriegumus un strāvas ar nelielu signālu. Šajā rakstā ir sniegta īsa informācija par vienu no MOSFET lietojumprogrammām, piemēram, kā izstrādāt a motora ātruma kontrole ar MOSFET .

Motora ātruma kontrole ar MOSFET

Mūsdienu sabiedrībā elektromotoru ātruma kontrole ir visur, jo tā ir nozīmīga dažādām mašīnām. Nepieciešamās funkcijas un elektromotoru veiktspēja ir plaša. Ja mēs koncentrējamies uz motora ātruma kontroles daļu, pakāpju un servomotoru ātruma kontroli var veikt ar impulsu vilcienu, savukārt bezsuku līdzstrāvas un asinhronā motora ātruma kontroli var veikt ar līdzstrāvas spriegumu vai ārēju rezistoru. Pašlaik daudzās nozarēs elektromotori tiek izmantoti kā neaizstājams enerģijas avots. Taču motora ātruma kontrole ir nepieciešama, jo tā tieši ietekmē mašīnas darbību, kvalitāti un darba rezultātu.

Tās galvenais mērķis ir izveidot ķēdi līdzstrāvas motora ātruma kontrole ar MOSFET. MOSFET ir tranzistoru veids, ko izmanto, lai pastiprinātu vai pārslēgtu spriegumus ķēdēs. Šajā shēmā izmantotais MOSFET veids ir uzlabošanas režīms MOSFET, kas darbojas tikai uzlabošanas režīmā. Tas nozīmē, ka šis tranzistors tiks izslēgts ikreiz, kad vārtu spailei netiek nodrošināts spriegums, un tas tiks IESLĒGTS ikreiz, kad tiek nodrošināts spriegums. Tādējādi tranzistors ir ideāli piemērots lietošanai kā slēdzis līdzstrāvas motora vadībai.

Līdzstrāvas motors tiek izmantots dažādos lietojumos, piemēram, robotos, ierīcēs, rotaļlietās utt. Tāpēc daudzos līdzstrāvas motoru lietojumos motora ātruma un virziena kontrole ir būtiska. Šeit mēs paskaidrosim, kā izveidot vienkāršu līdzstrāvas motora kontrolieri ar MOSFET.

Nepieciešamās sastāvdaļas:

Nepieciešamie komponenti, lai izveidotu šo līdzstrāvas motora kontrolieri, ietver 12V akumulatoru, 100K potenciometrs , IRF540N E-MOSFET, līdzstrāvas motors un slēdzis.

Savienojumi:

Šī līdzstrāvas motora ātruma kontroles savienojumi ar IRF540N EMOSFET sekot kā;

IRF540 E-MOSFET vārtu spaile ir savienota ar potenciometru, avota spaile ir savienota ar motora pozitīvo vadu, un MOSFET iztukšošanas spaile ir savienota ar akumulatora pozitīvo spaili caur slēdzi.

Motora negatīvais vads ir savienots ar akumulatora negatīvo spaili.

Potenciometra izejas spaile ir savienota ar MOSFET aizbīdņa spaili, GND ir savienota ar akumulatora negatīvo spaili caur motora negatīvo vadu, un VCC tapa ir savienota ar akumulatora pozitīvo spaili caur MOSFET iztukšošanas spaili. un pārslēdzieties.

Darbojas

Kad slēdzis “S” ir aizvērts, sprieguma padeve MOSFET vārtu spailē izraisa strāvas padevi no kanalizācijas (D) spailes uz avotu (S). Pēc tam strāva sāk plūst visā līdzstrāvas motorā un motors sāk griezties. Līdzstrāvas motoram pievadītās strāvas summu var vienkārši regulēt, vienkārši noregulējot potenciometru, pēc tam tas maina pievadīto spriegumu MOSFET vārtu spailē. Tātad mēs varam kontrolēt līdzstrāvas motora ātrumu, kontrolējot spriegumu MOSFET aizvaru spailē. Lai palielinātu līdzstrāvas motora ātrumu, mums ir jāpalielina pielietotais spriegums MOSFET aizbīdņa spailē.

Šeit uz IRF540N MOSFET balstītā līdzstrāvas motora kontrollera ķēde tika izstrādāta, lai kontrolētu ātrumu motors . Šo shēmu ir ļoti vienkārši izstrādāt, izmantojot MOSFET un potenciometru. Mēs varam kontrolēt motora ātrumu, vienkārši kontrolējot pielietoto spriegumu MOSFET aizbīdņa spailē.

MOSFET priekšrocības motora ātruma kontrolei:

Tranzistoriem ir būtiska nozīme motora ātruma regulēšanas shēmās, un MOSFET (metāla oksīda pusvadītāju lauka efekta tranzistori) vairāku iemeslu dēļ bieži tiek dota priekšroka salīdzinājumā ar citiem tranzistoru veidiem, piemēram, BJT (bipolārā savienojuma tranzistori) un IGBT (izolētie vārtu bipolārie tranzistori). . Šajā rakstā mēs izpētīsim MOSFET izmantošanas priekšrocības un pielietojumu motora ātruma kontrolei salīdzinājumā ar citiem tranzistoriem.

• Augsta Efektivitāte :
  • MOSFET ir ļoti zema ieslēgšanas pretestība (RDS(ieslēgts)), kas nodrošina minimālu jaudas izkliedi un augstu efektivitāti motora vadības ķēdēs.
  • Šī augstā efektivitāte nozīmē, ka tiek ģenerēts mazāk siltuma, samazinot vajadzību pēc sarežģītām dzesēšanas sistēmām, padarot MOSFET piemērotus lieljaudas lietojumiem.
• Ātrs pārslēgšanās ātrums :
  • MOSFET ir ļoti ātrs pārslēgšanās ātrums, parasti nanosekunžu diapazonā.
  • Šī ātrā reakcija ļauj precīzi kontrolēt motora ātrumu un virzienu, padarot tos piemērotus lietojumiem, kur nepieciešamas straujas izmaiņas.
• Zema vārtu piedziņas jauda :
  • MOSFET ir nepieciešama minimāla vārtu piedziņas jauda, ​​lai pārslēgtos starp ieslēgšanas un izslēgšanas stāvokļiem.
  • Šis raksturlielums samazina jaudu, kas nepieciešama tranzistora vadīšanai, tādējādi radot energoefektīvas motora vadības sistēmas.
• Nav nepieciešama vārtu strāva :
  • Atšķirībā no BJT, MOSFET nav nepieciešama nepārtraukta aizbīdņa strāva, lai paliktu ieslēgtā stāvoklī, kas samazina vadības ķēdes enerģijas patēriņu.
  • Tas ir īpaši izdevīgi ar akumulatoru darbināmās lietojumprogrammās, kur energoefektivitāte ir kritiska.
• Temperatūras tolerance :
  • MOSFET var darboties plašā temperatūras diapazonā, padarot tos piemērotus gan ļoti aukstā, gan karstā vidē.
  • Šī funkcija ir vērtīga tādās lietojumprogrammās kā automobiļu sistēmas un rūpnieciskās iekārtas.
• Samazināts EMI :
  • MOSFET rada mazāk elektromagnētisko traucējumu (EMI), salīdzinot ar BJT un IGBT.
  • Tas ir ļoti svarīgi lietojumprogrammās, kurās EMI var traucēt tuvumā esošās elektroniskās ierīces vai sistēmas.

Motora ātruma kontroles pielietojumi ar MOSFET:

• Elektriskie transportlīdzekļi (EV) un hibrīdie transportlīdzekļi :
  • MOSFET parasti izmanto elektrisko un hibrīda transportlīdzekļu motoru vadības sistēmās.
  • Tie piedāvā efektīvu un precīzu elektromotoru vadību, tādējādi uzlabojot transportlīdzekļa veiktspēju un diapazonu.
• Rūpnieciskā automatizācija :
  • Nozarēs uz MOSFET balstīta motora ātruma kontrole tiek izmantota konveijera lentēm, robotu rokām un citām automatizētām sistēmām.
  • Ātrais MOSFET pārslēgšanas ātrums nodrošina precīzu un atsaucīgu kontroli ražošanas procesos.
• Sadzīves tehnika :
  • MOSFET ir atrodami sadzīves ierīcēs, piemēram, veļas mašīnās, gaisa kondicionieros un ventilatoros motora ātruma kontrolei.
  • To efektivitāte un zemā siltuma ražošana padara tos ideāli piemērotus energoefektīvām ierīcēm.
• HVAC sistēmas :
  • Apkures, ventilācijas un gaisa kondicionēšanas (HVAC) sistēmas izmanto MOSFET, lai kontrolētu motoru ātrumu ventilatoros un kompresoros.
  • Tas veicina enerģijas taupīšanu un precīzu temperatūras regulēšanu.
• Drona dzinējspēks :
  • Droniem ir nepieciešama efektīva motora ātruma kontrole, lai saglabātu stabilitāti un manevrētspēju.
  • MOSFET tiek doti priekšroka dronu motoru vadības shēmās to mazā svara un augstās efektivitātes dēļ.
• Datoru dzesēšanas sistēmas :
  • MOSFET tiek izmantoti datoru dzesēšanas ventilatoros, lai pielāgotu ventilatora ātrumu atkarībā no temperatūras, nodrošinot optimālu dzesēšanas veiktspēju ar minimālu troksni.
• Elektriskie vilcieni un lokomotīves :
  • MOSFET tiek izmantoti elektrisko vilcienu un lokomotīvju motoru vadības sistēmās, lai efektīvi regulētu ātrumu un virzienu.
• Atjaunojamās enerģijas sistēmas :
  • Vēja turbīnas un saules izsekošanas sistēmas izmanto MOSFET, lai kontrolētu motoru ātrumu, optimizējot enerģijas ražošanu.

Kopumā MOSFET piedāvā daudzas priekšrocības motora ātruma kontrolei, tostarp augstu efektivitāti, ātru pārslēgšanās ātrumu, zemas piedziņas jaudas prasības un samazinātu EMI. Šīs priekšrocības padara tos par vēlamo izvēli plašā lietojumu klāstā, sākot no elektriskajiem transportlīdzekļiem un rūpnieciskās automatizācijas līdz sadzīves tehnikai un atjaunojamās enerģijas sistēmām. MOSFET daudzpusība un uzticamība padara tos par mūsdienu motora vadības tehnoloģiju stūrakmeni.