¿Comparación de la eficiencia de los métodos de control / limitación de corriente DC?

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Estoy usando las ruedas y los motores de un auto de juguete RC como una plataforma robótica simple. El carro tiene 2 motores, uno maneja las ruedas traseras y el otro maneja las ruedas delanteras. El motor de la dirección está bloqueado por diseño cuando la dirección está bloqueado en un ángulo fijo por el chasis de plástico. Dibuja 0.85 A cuando está bloqueado (es decir, en cualquier momento cuando se dirige).

Debido a esta maravilla de la ingeniería de juguetes, tengo que usar un controlador de motor IC de gran tamaño (L293B - 1A continuo) y este motor consume aproximadamente 3W de potencia (0,85 A x 3,6 V). También estoy usando este IC para controlar el otro motor ("normalmente giratorio"), que parece ser del mismo tipo: corriente de bloqueo de 0,85 A, alrededor de 100 mA sin carga y 250-400 mA a cargas normales.

Probando con varias resistencias de la serie, descubrí que 0.3A son suficientes para girar los volantes y mantenerlos en posición. El uso de una resistencia podría permitirme usar un controlador IC con un amperaje más bajo (L293D - 0.6 A), sin embargo, la misma energía aún se desperdicia, solo como calor. Si bien este no es un problema serio con esta configuración de juguete, estoy planeando construir robots más grandes con una potencia significativamente mayor, por lo que la conservación de la energía y el control de la corriente serán importantes a largo plazo, y los motores también pueden detenerse accidentalmente.

Al analizar la limitación de la corriente del motor de CC, he encontrado los siguientes métodos:

  1. Resistencia de serie: simple, barato, bidireccional, desperdicia energía, disipa el calor
  2. Fuente de corriente con 2-3 transistores y resistencia de detección - relativamente simple, sin embargo, solo he encontrado circuitos unidireccionales, que se cortocircuitan al cambiar la dirección del motor. ¿Hay alguna manera de usar este método de manera bidireccional? (¿Y / o con un IC de puente H de 2 canales? - No puedo colocarlo antes del suministro común de los IC, porque los 2 motores dibujan diferentes corrientes). Ejemplo: Diseñando un circuito limitador de corriente para mi proyecto

  3. Circuitos de interruptores / PWM: ¿Protegerá esto de manera confiable el IC de la sobrecarga? ¿Es energéticamente eficiente?

  4. ¿Hay otros métodos que desconozco? ¿Algo sobre los principios del cambio de suministros?
  5. ¿Sería más sencillo en mi aplicación utilizar 2 controladores / puentes en h separados y colocar un divisor de voltaje entre ellos, de modo que se proporcione un voltaje más bajo para el motor ineficiente y más al que mueve el robot?

Entonces, ¿cómo se comparan los métodos anteriores en términos de eficiencia y simplicidad de diseño? ¿Cuál es el método preferido en robótica / otras aplicaciones de motor DC? Además, ¿es una práctica estándar limitar la corriente continua del motor, o un motor es más eficiente si se le permite extraer la corriente que necesita? ¿Es aceptable usar un motor de CC que esté bloqueado mecánicamente por diseño, o solo se usa en autos de juguete baratos?

    

1 respuesta

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Entonces, ¿cómo se comparan los métodos anteriores en términos de eficiencia y   simplicidad de diseño?

El L293B (o D) es realmente un factor limitante en este diseño. Cuando se usa en una configuración de puente H desde un suministro de 3.6 V, tendrá la suerte de obtener más de 1.5 voltios a través del motor. Esto se debe a la activación del voltaje de saturación en los transistores del controlador. Consulte este hoja de datos y busque \ $ V_ {CEsatH} \ $ y \ $ V_ {CEsatL} \ $ en la página 4 - le dicen que a 1 amp el voltaje de saturación superior del transistor es típicamente de 1.4 voltios y la saturación del transistor inferior el voltaje suele ser de 1,2 voltios.

Como resultado de esto, es probable que pueda usar un motor mucho más pequeño para la dirección si usa un mejor conductor. Consulte este para una explicación más completa.

El uso de un mejor controlador también mejorará la tracción, la potencia y la eficiencia en el motor de accionamiento trasero.

Otra opción para la dirección es utilizar un servomotor: se puede colocar para evitar simplemente una parada mecánica y, por lo tanto, reducir el consumo de corriente.

    
respondido por el Andy aka

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