Conducción del motor de CC de imán permanente a través de PWM

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SUMMARY:

Actualmente estoy intentando terminar un proyecto de bricolaje en el que he estado trabajando durante un tiempo: construir una rueda de alfarero eléctrica. Adquirí una máquina para correr y recuperé algunas partes buenas de ella, y pensé que sería una buena manera de ponerla en práctica. Desafortunadamente, cuando conseguí todo junto, y después de algunas pruebas cometí un crimen terrible: dejé caer una lavadora en mi placa de control del motor MC-60. Como habrás adivinado, en mi próxima puesta en marcha había humo mágico por todas partes.

Por lo tanto, he completado todo el ensamblaje físico y el motor de la máquina para correr está en buenas condiciones sin suministro eléctrico. Así que me aventuro a rescatar y construir el mío, no gastar $ 50- $ 100 en una nueva tabla si puedo evitarlo.

He estado leyendo bastante durante las últimas semanas y llegué a la conclusión de que el suministro de PWM ofrece el par más consistente, y esto era lo que me preocupaba. No quiero que la cosa sea entrecortada y con un par de torsión bajo, por lo que voy a hacer algunas reducciones físicas con poleas / engranajes para poder mantener una cantidad decente de par de torsión en el motor.

He completado mi circuito PWM con la ayuda rápida de Netduino aislada con Opto para conducir mosfets. Todo parece estar bien, sí, tendré que ajustar los componentes a diferentes voltajes a medida que el tiempo avance.

PREGUNTA :

Sé que no tengo que conducir esta cosa con 90vdc completos para obtener la pequeña cantidad de toque / rpm que necesito, ¿verdad? Quiero decir que es una rueda de alfarería, no un torno. Pensé que podría necesitar 30-40vdc máx. ¿O es una suposición errónea? ¿Esto reducirá drásticamente mi torque a un nivel inutilizable? Realmente me gustaría evitar tratar con 90vdc PWM, que parece una forma excesiva.

PROPUESTA :

Mi teoría sobre la fuente de alimentación es que simplemente podría usar un transformador para reducir un voltaje de 110vac para decir ~ 50vac (o lo que sea necesario) y luego rectificar y suavizar este voltaje de CC resultante hasta un límite utilizable. Luego conduzca esto a través del MOSFET, al "embrague" (que ayuda a suavizar aún más cualquier ondulación), al motor. ¿Estoy yendo en la dirección correcta o estoy pensando mal algo aquí? Simplemente no quiero gastar más dinero en componentes hasta que pueda estar seguro de que es la forma correcta de hacerlo. Tampoco quiero gastar dinero en un panel de control que es excesivo para mis necesidades. Todo lo que necesito es simple encendido / apagado con un poco de control de velocidad, nada realmente específico.

Gracias por cualquier ayuda.

Motor Specs:

Permanent Magnet DC Motor

Electrical Rating: 
    @130vdc  2.5hp  6700rpm 18amps  
    Continuous Duty  @95vdc 1.5 hp 

ADDED:

Me di cuenta de que probablemente sería mejor mantener un voltaje más alto para mantener todo el par de torsión posible y ajustar el ciclo de trabajo. En lugar de ajustar el voltaje para decir 60vdc y luego PWM que ..

    
pregunta While-E

3 respuestas

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Un montón de problemas:

  1. ¿Estás seguro de que tienes un motor de CC cepillado? Este tipo tiene solo dos conexiones. Simplemente aplica voltaje y gira, que es lo que está asumiendo en el resto de su pregunta. Todo lo que dice es que el motor tiene imanes permanentes y es "DC", que aún podría dejar otras posibilidades, como un motor DC sin escobillas. Esos son mucho más complicados de manejar. Estos tienen más de dos cables que salen, generalmente 3 para las bobinas de la unidad y 5 para los sensores Hall.

  2. $ 50- $ 100 suena como la forma más barata de resolver este problema a menos que valore su tiempo en centavos / hora. Si este es un motor de corriente continua sin escobillas, entonces usted está sobre su cabeza.

  3. Ya sea que ejecute el motor desde 60 V, 120 V, o alguna otra cosa, esa potencia de CC todavía tiene que venir de algún lugar. Esto es independiente de cómo podría cambiarlo aplicando algo como PWM, por ejemplo. En otras palabras, todavía necesita algún tipo de fuente de alimentación.

  4. PWM no proporciona de alguna manera un par más consistente. PWM es simplemente una técnica para modular el voltaje del motor efectivo mientras se inicia con la misma fuente de CC y se gasta relativamente poca energía en el proceso.

    Los sistemas que accionan motores con PWM también suelen tener retroalimentación de velocidad o posición. Si la retroalimentación se usa para mantener constante la velocidad del motor, entonces el motor puede parecer tener un par alto sin alejarse cuando se retira la carga. Sin embargo, esto se debe a la capacidad de modular el accionamiento del motor y un circuito de servo con retroalimentación. PWM es un medio para modular el accionamiento del motor, pero por sí solo no obtiene más par del motor.

  5. Ya que PWM es una técnica para presentar un voltaje aparente más bajo al motor que la fuente de alimentación de CC bruta de la que se deriva, debe usar el suministro de voltaje más alto que el motor pueda manejar.

    El voltaje aparente del motor es el voltaje de CC sin procesar por el ciclo de trabajo PWM. Por ejemplo, si comienza con una fuente de alimentación de 120 V CC pero el motor solo necesita 30 V para girar a la velocidad que desee con la carga que va a presentar, entonces un ciclo de trabajo PWM de 30 V / 120 V = 1/4 hágalo, suponiendo que la frecuencia de PWM sea lo suficientemente alta como para que el motor no reaccione a los pulsos de PWM individuales. Digamos que la frecuencia PWM es de 25 kHz, que es una frecuencia común para ejecutar motores en. Eso significa que el período PWM es de 40 µs. Para hacer efectivos los 30 V con 120 V de entrada, debe presionar el motor durante 10 µs cada 40 µs, o 10 µs y 30 µs de apagado.

  6. Dice que está preocupado por el torque, pero parece que lo que realmente quiere es una velocidad constante. Si es así, un circuito de servo en el micro que controla el ciclo de trabajo PWM a lo que sea necesario para mantener la velocidad establecida dará un "par" más aparente que la fuerza bruta que lleva el motor al punto en el que las variaciones de carga le dan. No importará mucho en el motor.

respondido por el Olin Lathrop
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Si desea un par de torsión, no necesita preocuparse demasiado por el voltaje de la unidad: es la corriente de la unidad la que debe preocuparse. Está clasificado a 18 amperios; asegúrese de que su circuito de manejo pueda manejar al menos esa corriente sin tensión.

Básicamente, el voltaje controla la velocidad (en cargas ligeras), la corriente controla el par. Si el motor está muy cargado, (cerca de la parada) el alto voltaje de la unidad no lo ayudará; es más actual lo que necesitas.

Mida la resistencia de CC del motor: si son 2 ohmios, tendrá que conducir al menos 36V para pasar 18 amperios a través de la parada: los voltajes más altos solo aumentarán el par si permiten más corriente (y por lo tanto más calefacción) . Probablemente sea alrededor de 1 ohm ...

Es correcto engranarlo a través de correas o similar: eso multiplica el par de torsión para la misma corriente: o permite el mismo par en la rueda para menos corriente y mayor velocidad (mayor voltaje) en el motor, y una mayor eficiencia del motor como un más.

Por cierto, he trabajado en una rueda de alfarero industrial en 240 V-land: los fabricantes me dijeron que habían probado los controladores de velocidad electrónicos y volvieron a Variacs, encontrándolos mucho más tolerantes al abuso de alta corriente de los motores que se detienen. Así que no me sorprende que encuentre el controlador original insatisfactorio a bajas velocidades. EDIT: estos eran motores universales; igualmente feliz en AC o DC (porque el campo magnético fue generado por una bobina y no por un imán permanente). Los Variacs produjeron voltaje de CA variable; no había necesidad de convertir a DC (pero tendría que hacerlo, si quisiera usar una Variac con su motor PM)

    
respondido por el Brian Drummond
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Su motor necesitará más de 30VDC para funcionar (supongo).

Puedes controlarlo con PWM a 95V.

PWM es en realidad una señal rectangular, con un ciclo de trabajo variable.

    
respondido por el Cristi

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