Αυτόματο κύκλωμα βελτιστοποίησης ροπής σε ηλεκτροκινητήρες

Σε αυτό το άρθρο συζητάμε ένα σχεδιασμό κυκλώματος που θα βοηθήσει στη βελτιστοποίηση της ροπής ενός επαγωγικού κινητήρα που χρησιμοποιείται σε ηλεκτρικά οχήματα, αναλύοντας την τρέχουσα κατανάλωσή του.

Χρήση ενός μετατροπέα IC 555 για έλεγχο ελέγχου τόκας

Ο σχεδιασμός προορίζεται ειδικά για ηλεκτρικά οχήματα που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με επαγωγικούς κινητήρες, και ως εκ τούτου εδώ περιλαμβάνεται ένας μετατροπέας για τη λειτουργία του επαγωγικού κινητήρα από μια μπαταρία.

Το προτεινόμενο κύκλωμα αυτόματης βελτιστοποίησης ροπής για επαγωγικό κινητήρα μπορεί να δει στο παρακάτω διάγραμμα. Δεδομένου ότι έχει σχεδιαστεί για ηλεκτρικό όχημα, περιλαμβάνεται κύκλωμα μετατροπέα και κατασκευάζεται με IC 555.

Το IC 555 μαζί με τα αντίστοιχα mosfets και μετασχηματιστές σχηματίζουν ένα αξιοπρεπές κύκλωμα μετατροπέα για οδήγηση του καθορισμένου μονοφασικού επαγωγικού κινητήρα από μπαταρία 12V ή 24V. Για μια μπαταρία 24V, το τμήμα IC πρέπει να αυξηθεί
έως 12V μέσω κατάλληλου σταδίου ρυθμιστή τάσης.

Επιστρέφοντας στην πραγματική σχεδίαση, εδώ πρέπει να διασφαλίσουμε ότι ο επαγωγικός κινητήρας που είναι συνδεδεμένος με τον μετασχηματιστή ξεκινά με χαμηλότερη ταχύτητα και αρχίζει να κερδίζει ορμή, ταχύτητα και ροπή καθώς φορτώνεται.

Χρησιμοποιώντας την τεχνική PWM

Βασικά για την εφαρμογή αυτού, ένα PWM γίνεται η καλύτερη τεχνική και σε αυτόν τον σχεδιασμό εκμεταλλευόμαστε επίσης το Ενσωματωμένη βελτιστοποίηση PWM του IC 555 χαρακτηριστικό. Όπως όλοι γνωρίζουμε ότι ο πείρος # 5 του IC 555 σχηματίζει την τάση ελέγχου
είσοδος του IC, το οποίο αποκρίνεται σε μια μεταβαλλόμενη τάση για να ρυθμίσει το επίπεδο πλάτους παλμού στον ακροδέκτη # 3 του, που σημαίνει υψηλότερα δυναμικά επίπεδα στον πείρο # 5, το πλάτος παλμού στον πείρο # 3 γίνεται μεγαλύτερο και για χαμηλότερα δυναμικά στον πείρο # 5 , το πλάτος παλμού στον πείρο # 3 μειώνεται.

Για να μεταφράσουμε την προδιαγραφή φορτίου σε μεταβαλλόμενη τάση στον πείρο # 5, χρειαζόμαστε ένα στάδιο κυκλώματος ικανό να μετατρέψει το αυξανόμενο φορτίο στον επαγωγικό κινητήρα σε αναλογικά αυξανόμενο δυναμικό
διαφορά στον ακροδέκτη # 5 του IC 555

Ρόλος αισθητήρα ορίου ρεύματος

Αυτό γίνεται με την εισαγωγή ενός τρέχουσα αντίσταση ανίχνευσης Rx , το οποίο μετατρέπει το αυξανόμενο ρεύμα που αντλείται από το φορτίο σε μια αναλογικά αυξανόμενη διαφορά δυναμικού μεταξύ του.

Αυτή η διαφορά δυναμικού ανιχνεύεται από το BC547 και μεταφέρει τα δεδομένα στο συνδεδεμένο LED, το οποίο είναι στην πραγματικότητα το LED μέσα σε ένα Οπτικός ζεύκτης LED / LDR χειροποίητα στο σπίτι.
Καθώς η φωτεινότητα των LED αυξάνεται σε απόκριση της αυξανόμενης κατανάλωσης ρεύματος από ένα συνδεδεμένο φορτίο, η αντίσταση LDR μειώνεται αναλογικά.

Το LDR μπορεί να φανεί ότι αποτελεί μέρος του δυνητικού δικτύου διαχωριστή σε μια μη αναστρέψιμη είσοδο ενός Opamp, επομένως όταν πέσει η αντίσταση LDR, αυξάνεται το δυναμικό στον ακροδέκτη # 3 του opamp, το οποίο με τη σειρά του προκαλεί αντίστοιχα αυξανόμενη τάση στην έξοδο του opamp.

Αυτό συμβαίνει επειδή το opamp έχει διαμορφωθεί ως κύκλωμα παρακολούθησης τάσης που σημαίνει ότι τα δεδομένα τάσης στον πείρο # 3 θα αναπαράγονται ακριβώς στον πείρο εξόδου # 6 και με ενισχυμένο τρόπο.

Αυτή η αντίστοιχα αυξανόμενη τάση στον πείρο # 6 του opamp σε απόκριση του αυξανόμενου φορτίου στον επαγωγικό κινητήρα τροφοδοτεί ένα αυξανόμενο δυναμικό στον πείρο # 5 του IC555. Αυτό με τη σειρά του κάνει το αρχικό στενότερο PWM στον πείρο # 3 του IC 555 να γίνει ευρύτερο.

Όταν συμβεί αυτό, οι μετατροπείς mosfets αρχίζουν να λαμβάνουν περισσότερο ρεύμα στον μετασχηματιστή επιτρέποντας αναλογικά μεγαλύτερη ισχύ στον επαγωγικό κινητήρα και η διαδικασία επιτρέπει στο φορτίο να λειτουργεί με περισσότερη ισχύ και με βέλτιστη
εκτέλεση.

Αντίστροφα μόλις μειωθεί το φορτίο, μειώνεται επίσης το ρεύμα μέσω Rx το οποίο μειώνει τη φωτεινότητα των LED και το δυναμικό εξόδου opamps μειώνεται αντίστοιχα, γεγονός που προκαλεί τελικά το IC 555 να περιορίσει το PWM του για τα mosfets και να μειώσει την είσοδο ισχύος σε ο μετασχηματιστής.

Χρήση του Torque Optimizer για Treadmill Motors

Το παραπάνω εξηγημένο κύκλωμα βελτιστοποίησης ροπής για επαγωγικούς κινητήρες προορίζεται για ηλεκτρικά οχήματα, ωστόσο εάν ενδιαφέρεστε να χειριστείτε έναν συνηθισμένο κινητήρα DC υψηλής ισχύος, όπως κινητήρας πέλματος , σε αυτήν την περίπτωση το τμήμα του μετασχηματιστή θα μπορούσε απλώς να εξαλειφθεί και ο κινητήρας θα μπορούσε να συνδεθεί απευθείας όπως υποδεικνύεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Είμαι βέβαιος ότι θα έχετε πολλές ενδιαφερόμενες ερωτήσεις, οπότε μη διστάσετε να τις θέσετε μέσω των πολύτιμων σχολίων σας. Όλα τα σχετικά ερωτήματά σας θα απαντηθούν το νωρίτερο