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:

Горькие продукты улучшают работу мозга 08.11.2025

Как выяснили японские ученые, горький вкус флаванолов играет важную роль в стимуляции центральной нервной системы. Даже при минимальном усвоении этих веществ организм получает сигнал к повышению активности нейромедиаторов и улучшению когнитивных функций, что делает натуральные продукты с горьким вкусом потенциально полезными для мозга и общей физиологии. В поисках способов улучшить работу мозга ученые все чаще обращаются к натуральным соединениям, содержащимся в привычных продуктах питания. Одним из таких веществ являются флаванолы, присутствующие в какао, красном вине и ягодах. Исследователи из Технологического института Сибаура в Японии выяснили, что горький и вяжущий вкус этих соединений способен активировать мозг через вкусовые рецепторы, способствуя улучшению памяти, внимания и способности к обучению. Ранее было известно, что флаванолы защищают нейроны и поддерживают когнитивные функции, однако их биодоступность - доля вещества, поступающая в кровь - крайне низка. Это вызвал ...>>

Дождевой электрогенератор 08.11.2025

Группа разработчиков Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики представила дождевой электрогенератор, который превращает дождевые капли в источник электричества, используя саму воду как структурный и электрический элемент. В отличие от традиционных капельных генераторов, где электричество создается на твердых диэлектрических пленках с металлическими электродами, новое устройство плавает непосредственно на поверхности воды. Вода одновременно выполняет роль опоры и проводника, что позволило снизить вес системы на 80%, а стоимость уменьшить почти наполовину, сохранив при этом мощность до 250 вольт на каждую каплю. "Мы позволили воде одновременно выполнять структурную и электрическую функции, создав легкую, доступную и масштабируемую систему", - объяснил профессор Ванлин Гуо, ведущий автор исследования. Такая концепция открывает путь к созданию гидровольтаических систем, которые могут работать в водоемах без использования суши, дополняя солнечные и ветровые технологии. П ...>>

Климат влияет на длительность беременности 07.11.2025

Беременность традиционно воспринимается как естественный биологический процесс с предсказуемыми сроками, однако современные исследования все чаще доказывают, что на ее продолжительность влияют факторы, выходящие далеко за пределы медицины. Среди них особое место занимают климат и окружающая среда - именно эту взаимосвязь впервые подробно изучили ученые из Университета Кертина в Австралии. Их работа раскрывает, что экстремальные погодные условия способны не только вызывать преждевременные роды, но и, напротив, удлинять срок беременности. Команда исследователей проанализировала данные почти 400 тысяч новорожденных, появившихся на свет в Западной Австралии. Результаты оказались неожиданными: климатические колебания заметно влияли на организм будущих матерей, особенно у тех, кто рожал после 41-й недели беременности. По словам доктора Сильвестра Додзи Ньядана из Школы народного здоровья Университета Кертина, проблема перенашивания долгое время оставалась в тени, хотя ее последствия могут ...>>

Случайная новость из Архива Раскрыт секрет голубых глаз хаски 10.10.2018 Генетики из компании Embark Veterinary (США) протестировали ДНК более трех тысяч собак, среди которых были сибирские хаски, а также собаки других пород с голубыми и карими глазами. Результаты показали, что всех голубоглазых псов объединяет мутация в гене PMEL17. При этом у хаски наблюдается еще одна аномалия - в гене ALX4. Дальнейшие исследования показали, что один участок в окрестностях гена ALX4 удвоился и стал длиннее примерно на 100 тысяч нуклеотидов - "кирпичиков" ДНК. Участок, в котором произошел "сбой", отвечает за активность гена MITF, связанного с работой пигментных клеток меланоцитов. Эти клетки определяют цвет глаз, а у человека еще и цвет волос и кожи. Нарушения на этом участке и привели к сбою ALX4, в результате чего в радужной оболочке глаз сибирских хаски появилось больше светлых пигментных молекул. Как отмечают авторы исследования Адам Бойко (Adam Boyko) и Аарон Сэм (Aaron Sams), это первое исследование генома животных - а не человека - в области потребительской геномики. Эта индустрия позволяет с помощью теста ДНК определить не только происхождение наших предков, но и получить информацию о фенотипе: например, об особенностях образа жизни, привычках и других характеристиках.

Другие интересные новости:

▪ Электрокар заряжается за 30 минут

▪ Вулканы и чума

▪ Хранилища водорода - путь к энергетической безопасности

▪ Синтезирована смазка для суставов

▪ Новый рекорд квантовой телепортации

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Технологии радиолюбителя. Подборка статей

▪ статья Импеллер. Советы моделисту

▪ статья Почему звездное небо вращается, а Полярная звезда неподвижна? Подробный ответ

▪ статья Требования безопасности при работе на персональных компьютерах

▪ статья Автоматическое включение габаритных огней в автомобиле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стереофонический передатчик. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025