Схема регулирования скорости вращения электродвигателя постоянного тока на карте. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Картинг - увлекательный и динамичный вид спорта, по которому проводят соревнования по кольцевым гонкам и трековым гонкам на льду. Машина, которую для этого используют - карт, давно стала достаточно сложным устройством, в котором применяют дорогие материалы, сложные технологии изготовления узлов и деталей, форсированные двигатели. Тренировки и соревнования можно проводить только на специально подготовленных трассах.

Но мальчишкам всегда хочется сесть на четырехколесную, пусть не дорогую и скоростную машину, которая двигается послушная их воле.

В творческом объединении "Макетирование и конструирование транспортной техники" Днепровской СЮТ-ЦНТТМ г. Киева было решено изготовить электрокарт, на котором можно было бы ездить не только по трассе, но и в спортзале школы или любом другом достаточно большом помещении. Можно отрабатывать приемы управления транспортным средством, и зима - не помеха.

Электрокарты строили и раньше, но в описанных схемах управляли скоростью движения реостатом или контактором. Первая схема грешила большими потерями на реостате, вторая - рывками при старте и во время движения при смене режимов. Стало очевидным, что необходима схема плавного регулирования двигателем постоянного тока, который использовали на карте.

Помочь кружковцам взялся инженер-электронщик В.Д.Лебедев, и совместными усилиями была разработана схема импульсного регулирования оборотами двигателя, которая приводится ниже.

Принцип регулирования скорости вращения электроприводов постоянного тока основан на регулировании среднего значения напряжения, подводимого к двигателю. Импульсное регулирование позволяет создавать приводы с высокими энергетическими показателями. Из основных преимуществ, присущих импульсным регуляторам, можно отметить следующие: высокое быстродействие, когда система регулирования замкнута; высокую точность управления при сохранении устойчивости; высокий КПД; плавность регулирования скорости привода в широком диапазоне; возможность получения больших пусковых моментов при кратковременном переводе привода в режим непрерывного питания. К таким системам относится транзисторный широтно-импульсный преобразователь ШИП, разработанный для питания двигателя карта.

На рис.1 показана структурная схема транзисторного ШИП. Энергопитание схемы обеспечивается бортовым блоком аккумуляторов (1) с выходным напряжением 48 В и емкостью не менее 55 Ач.

Схема содержит мультивибратор (2) с переменной скважностью выходных импульсных сигналов, усилитель мощности (3), мощный токовый ключ (4), схему автоматической регулировки усиления (АРУ) (5).

Включают ШИП силовым контактором К1 (положение 1). В положении 2 ШИП включается и аккумуляторная батарея подзаряжается при торможении карта и его движении по инерции. На рис.2 показана принципиальная схема ШИП на основе импульсного регулирования по скважности.

(нажмите для увеличения)

Мультивибратор (VT1 и VT2) в зависимости от положения движка потенциометра R3 генерирует импульсные сигналы с периодом Т. Они усиливаются в усилителе мощности VT3. В крайнем левом положении движка R3 мультивибратор генерирует импульсные сигналы малой длительности с периодом Т, поэтому средний ток, подводимый к базам токового ключа VT3-VT12, мал, и на двигатель поступает минимальное напряжение. В среднем положении движка R3 мультивибратор генерирует импульсы t=T/2 ( меандр), на двигатель приходит напряжение, близкое к U0/2.

В крайнем правом положении движка R3 на двигатель поступает постоянное напряжение, близкое к U0. Таким образом, плавно изменяя длительность импульсов, генерируемых мультивибратором, можно плавно изменять число оборотов двигателя ПТ привода. Постоянство оборотов двигателя при изменении нагрузки на привод во всех режимах поддерживается схемой АРУ (VT4, VT5, VT6, VT7, VD2).

Прерывистость тока в якоре двигателя в импульсных режимах устраняют установкой в его цепи дросселя Др1, и сам двигатель шунтируют конденсатором С3 и диодом VD1. Транзисторы VT2, VT3, VT4 имеют индивидуальные теплоотводы. Транзисторы токового ключа расположены на общем теплоотводе.

Кружковцы разработали привод (рис. 3) от педали газа на потенциометр R3 (1) управления ШИП, который обеспечивает достаточную долговечность этого узла.

Потенциометр крепят с помощью штатного крепежа на монтажной панели. Движок потенциометра при необходимости удлиняют и его свободный конец фиксируют в опорном подшипнике 4. На движок потенциометра вплотную к опоре 4 с помощью штифта фиксируют шкив 2. Тросик привода 7 двумя витками наматывается на шкив 2 и одним концом фиксируется на возвратной пружине 3, а другим - на радиусном секторе педали 5. Педаль 5 для возврата в исходное положение (режим рекуперации энергии) оснащают дополнительной пружиной (на рис.3 не показана). При этом происходит коммутация контактов К1 (6). Усилие пружины 3 подбирают минимально необходимым для устранения проскальзывания троса 7 на шкиве 2. Радиусы секторов педали 5 и шкива 2 подбирают экспериментально, в зависимости от необходимого углового перемещения движка потенциометра R3.

В целом, на наш взгляд, приведенная конструкция достаточно проста в изготовлении и надежна в эксплуатации.

Авторы: Д.В.Лебедев, В.Д.Лебедев

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Мозг музыкантов подстраивается под разную музыку 28.01.2018 Известно, что мозг приспосабливается к тому, чем мы постоянно, изо дня в день, занимаемся. Самый знаменитый пример здесь - лондонские таксисты, которые должны держать в уме карту всего Лондона и у которых поэтому увеличена та часть мозга, которая заведует навигацией в пространстве. И если мы возьмем, например, музыкантов, то и у них мозг должен работать явно иначе, чем у всех прочих людей, которые музыкой не занимаются; в конце концов, чтобы исполнять, и уж тем более сочинять музыку, разные области мозга должны общаться между собой совершенно особым образом. Более того, у самих музыкантов работа мозга будет отличаться в зависимости от того, какого рода музыку они играют. Исследователи из Института мозга и сознания человека Общества Макса Планка сравнили мозговую активность у пианистов, играющих джаз, и у пианистов, специализирующихся на академической классике. Джаз, как известно, строится на импровизации, и музыкант должен быть готов к постоянным гармоническим отклонениям, необычным аккордам и т. д. В академической классике исполнитель играет всегда одни и те же ноты, но играть они их может по-разному - здесь ценится интерпретация, складывающаяся из звуковой динамики, интонаций и прочего; все это зависит от того, как пианист, грубо говоря, ставит пальцы на клавиши. И вот в эксперименте двум группам музыкантов показывали видео с рукой, исполняющей некую последовательность аккордов. В одних случаях в аккорды вкрадывались неожиданные, как бы ошибочные звуки, которые открывали путь к импровизации, в других вариантах в гармонии не появлялось ничего необычного, но вместо этого некоторые странности были в аппликатуре (т. е. в порядке расположения и чередования пальцев). Участники эксперимента должны были тут же в точности повторять движения на своей фортепианной клавиатуре (никаких звуков она не издавала, чтобы не мешать наблюдать за работой мозга). Во время игры музыканты, что бы они ни играли, так или иначе планируют собственные движения. И если вдруг планы приходится неожиданно менять, это можно увидеть по мозговым ритмам на электроэнцефалограмме. В статье в NeuroImage говорится, что у джазовых пианистов, когда им приходилось вдруг повторить необычный аккорд, перепланировка движений происходила чуть раньше, и они делали меньше ошибок, повторяя вслед за рукой странные гармонии. Иными словами, их мозг постоянно был готов к импровизации. С другой стороны, когда нужно было играть с необычной аппликатурой, то тут раньше перестраивался мозг у исполнителей академического репертуара - то есть их мозг по умолчанию был готов играть одни и те же аккорды, но иным способом.

Другие интересные новости:

▪ Леса будущего

▪ Эффективные керамические светодиоды XLamp XH от Cree

▪ Солнечные батареи из лунного грунта

▪ Отдых на корточках

▪ Смартчасы Fenix 8 и Enduro 3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Афоризмы знаменитых людей. Подборка статей

▪ статья Красота спасет мир. Крылатое выражение

▪ статья Что означает музыкальный темп? Подробный ответ

▪ статья Широта и долгота. Советы туристу

▪ статья Бегущая строка на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Широкополосный апериодический усилитель ВЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026