Всем привет! Как я писал в одной из предыдущих статей, я разрабатываю электрический станок для намотки трансформаторов и катушек. И мне необходимо регулировать обороты двигателя, который используется в качестве привода. И сегодня я расскажу, как я делал этот регулятор, с какими проблемами столкнулся, какие технологии применил для решения этих проблем. Но обо всем по порядку.
1. Первый вариант
Изначально, всё казалось достаточно просто. На пине микроконтроллера генерируем ШИМ сигнал и подаëм его на затвор. С помощью потенциометра регулируем скважность, которая и влияет на обороты. Собрал я такую схему, запускаю - не работает. Думаю, что не так. И только через некоторое время вспомнил, что использую то я плату wemos mini, с контроллером esp8266. А у него вся логика построена на 3,3В, и этого напряжения не хватает для открытия транзистора. "Надо как то обойти данную проблему." - подумал я. И пришел ко второму варианту регулятора оборотов.
2. Второй вариант
А обойти я ее решил с помощью оптрона. Когда на пине мк логический 0, черед резистор и светодиод начинает течь ток, светодиод загорается, от чего открывается биполярный фототранзистор, притягивая затвор полевика к земле. А когда на пине логическая единица, ток не течет, и транзистор закрыт. В этом случае, затвор подтянут к плюсу питания, вследствие чего он открывается, а двигатель начинает работать. Я быстро собрал навесом эту схему и протестировал.
В общем, оно работает, но плохо. Из-за того, что шим сигнал - это импульсы, двигатель теряет достаточно серьезно в мощности, а также сильно греется. Также, при низких оборотах двигателя, сильно греется и мосфет. И еще одна неприятная проблема - писк. Как вы можете заметить, я припаял дроссель в разрыв между затвором и коллектором фототранзистора. Но это не помогло избавиться от писка.
В результате, я решил отказаться от идеи регулировать обороты с помощью шим, и выбрал в качестве альтернативы регулировку напряжения.
3. Третий вариант
Управление мосфетом осталось таким же - плата управляет светодиодом, открывая и закрывая фототранзистор, в результате чего затвор притягивается либо к земле, либо к плюсу питания. Но регулировка напряжения происходит с помощью биполярного транзистора, работающего в линейном режиме. Я решил использовать tip41c. Его отечественные аналоги - кт805 и кт819.
Результат работы этой схемы расскажу уже в следующей статье (либо посту). (Я просто пока ее еще не тестировал)
4. Заключение
Какой вывод можно сделать. Регулятор оборотов, основанный нам ШИМ, не рекомендуется к использованию на достаточно мощных электродвигателях. У моего двигателя ток холостого хода - 350ма, а при нагрузке может возрастать и до 2А. И этот двигатель негативно реагирует на шим.
Использовать необходимо именно регулировку напряжения. И тут уже два пути - либо линейный, либо импульсный преобразователь. У линейного гораздо меньше кпд, но и стоимость получается меньше (используется только потенциометр и транзистор). У импульсного кпд приближается к 100%, но и стоимость несколько больше.
Ну а на этом у меня все. Если вам понравилась статья, то ставьте лайки и подписывайтесь на канал. Всем до скорого!