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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Разработано точнейшее сито для ионов 09.09.2021 Исследователи научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) показали, что параметры ионно-просеивающих полимерных мембран можно контролировать с высокой точностью. Известно, что механизм передачи нервных импульсов у животных и сокращение или расслабление мышц включают перенос ионов натрия и калия через мембраны. Если бы изготовленные мембраны смогли достичь подобной ионной селективности, стало бы возможно преобразовать многие технологии, например, очистки воды и добычи полезных ископаемых. Ионы образуются, когда атомы или молекулы теряют или приобретают электроны, тем самым приобретая положительный или отрицательный электрический заряд. Ионы натрия, лития или хлора имеют диаметр менее 1 нанометра (10-9 метров). Исследователи использовали известные размеры ионов, чтобы определить мономеры, из которых можно конструировать мембрану. Мономер - это молекула, образующая соединения с другими частицами и входящая в состав полимера как его структурная единица. Например, этилен, как и другие молекулы углеводородов, является мономером. Сами же мембраны изготовили методом электрополимеризации - осаждения пленок из растворов мономеров на поверхности электропроводящих материалов. Прежде чем удалось получить удачный результат, ученые перебрали больше сотни образцов. Однако полученные мембраны превзошли все ранее изготовленные в испытаниях с использованием растворов, содержащих ионы. Самое очевидное применение - удаление ионов солей из морской воды для производства питьевой. Мембраны, которые избирательно пропускают интересующие нас ионы, могут быть использованы как в новом поколении более точных и гибких сенсорных технологий, так и в батареях, также работающих за счет переноса ионов.

Другие интересные новости:

▪ Адаптивная термоткань будущего

▪ Apple намерена использовать только переработанные металлы

▪ Сверхтонкий CD-плейер

▪ В Калифорнии запретили пластиковые соломинки

▪ TARS-IMU - датчик наклона с CAN-шиной для строительной техники

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Фэнни Флэгг. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое маржа? Подробный ответ

▪ статья Электромеханик телевидения. Должностная инструкция

▪ статья Утюг со звуковой индикацией нагрева. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья CW-SSB-трансивер прямого преобразования на 10 метров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025