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:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива iPad стал на 5 градусов горячее 29.03.2012 Владельцы нового iPad могут без преувеличения говорить о том, что их устройство обладает наиболее совершенным среди присутствующих на рынке планшетов экраном и самой производительной графикой, но эти новшества, к сожалению, отразились негативно на других характеристиках аппарата: он стал тяжелее и больше, а новое исследование, проведённое в Голландии, говорит о том, что ещё одной жертвой в пользу новшеств стала повышенная теплоотдача, в среднем на 5 градусов. При нагрузке графики в тесте OpenGL планшет Apple 2011 года достигает через 5 минут температуры в 28,3 градуса, тогда как новый - 33,6 градусов. Стоит отметить, что если оба устройства будут в таком режиме лежать на коленях или на открытой коже, держать их будет не очень приятно. Самой горячей точкой в обеих моделях iPad стал нижний правый угол, где расположен процессор. A5 в iPad 2 оснащается графикой PowerVR SGX543MP2, а A5X в новом планшете Apple - SGX543MP4. Стоит отметить, что в обоих планшетах установлен специальный датчик, защищающий устройство от перегрева. В случае достижения определённого температурного порога iPad отключится. Apple сообщает, что iPad можно использовать без всяких опасений при температуре воздуха до 35 градусов.

Другие интересные новости:

▪ Бухгалтерам - низкие потолки

▪ Лунная программа Китая

▪ PIC16CR - новые микроконтроллеры MICROCHIP TECHNOLOGY

▪ Черви, поедающие пластик

▪ Внесение логинов и паролей в завещание

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы тембра, громкости. Подборка статей

▪ статья Национальная экономика. Шпаргалка

▪ Какие были пути экономического и политического развития Франции во второй половине ХIХ в.? Подробный ответ

▪ статья Гуарана. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Доработка ДПКД трансивера RA3AO при произвольной ПЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья VFO на транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025