Imán permanente DC Motor impulsor mediante PWM

Question

RESUMEN:

Actualmente estoy tratando de terminar un proyecto de BRICOLAJE que he estado trabajando durante un tiempo: la Construcción de un eléctrico alfareros de la rueda. He adquirido una cinta de correr y salvar un buen número de buenas partes de ella, y pensé que esto sería una gran manera de ponerla en uso. Por desgracia, cuando tengo todo juntos, y después de algunas pruebas de que ha cometido un terrible crimen: se me cayó una arandela en mi MC-60 motor de la placa controladora. Como habrá adivinado, en mi siguiente inicio hubo magia humo por todas partes.

Así que tengo todos los físicos de la asamblea completado, y una buena condición motor de la cinta de correr sin fuente de alimentación. Así que me estoy aventurando en el rescate y la construcción de mi propio, no gastar $50-$100 en una nueva junta directiva si me pueden ayudar.

He estado haciendo un poco de lectura durante las últimas semanas, y llegó a la conclusión de que el PWM de las ofertas de suministro de la mayoría de torsión constante, y esto era lo que me preocupaba. No quiero que la cosa se entrecorta y bajo par, así que le voy a hacer algunas física de las reducciones con poleas/engranajes para ser capaz de mantener una cantidad decente de par en el motor.

He completado mi PWM circuito con la ayuda rápida de Netduino aislado con Opto a la unidad de mosfets. Todo parece estar bien, sí voy a tener que ajustar los componentes a la variación de las tensiones a medida que el tiempo se mueve hacia adelante.

PREGUNTA:

Sé que no tiene que conducir esta cosa con total 90vdc para obtener una pequeña cantidad de toque/rpm necesito correcta? Quiero decir que es una rueda de la cerámica, no de un torno. Pensé que podría necesitar 30-40vdc max, o es una mala suposición? Se esta drásticamente menor, mi par a una inutilizable nivel? Realmente me gustaría evitar tratar con 90vdc PWM, que parece una forma excesiva.

PROPUESTA:

Mi teoría sobre la fuente de alimentación es que simplemente podría utilizar un transformador para reducir el voltaje de 110 vac a decir ~50vac (o lo que sea necesario) y, a continuación, rectificar y suavizar esta resultando voltaje DC a un límite de uso. A continuación, la unidad esta a través de los MOSFET, para el "embrague" (lo que ayuda a suavizar aún más cualquier onda), para el motor. Estoy yendo en la dirección correcta o estoy bajo-pensar algo aquí? Yo realmente no quiero perder más dinero en los componentes hasta que yo pueda estar seguro de que es la manera correcta de ir. Yo también no quieren perder el dinero en un tablero de control que se completa exageración para mis necesidades. Todo lo que necesito es simple de encendido/apagado con un poco de control de velocidad, nada específico.

Gracias por la ayuda.

Motor Specs:

Permanent Magnet DC Motor

Electrical Rating: 
    @130vdc  2.5hp  6700rpm 18amps  
    Continuous Duty  @95vdc 1.5 hp 

AÑADIÓ:

Acabo de darme cuenta de que probablemente sería mejor para mantener un voltaje más alto para mantener el par tanto como puedo, y ajustar el ciclo de trabajo. En lugar de ajustar el voltaje a decir 60vdc y, a continuación, PWM que..

Answer 1

Un montón de cuestiones:

Está usted seguro de que tienen un cepillado de DC del motor? Este tipo sólo tiene dos conexiones. Usted simplemente aplica el voltaje y la gira, que es lo que estamos suponiendo que en el resto de la pregunta. Todo lo que dijo es que el motor de imán permanente y es "DC", que todavía pueden salir otras posibilidades, como un DC sin escobillas del motor. Esos son mucho más complicada a la unidad. Aquellos que tienen una gran cantidad más de dos cables que vienen, por lo general 3 para las bobinas de unidad y de 5 para los sensores Hall.

$50-$100 sonidos como la manera más barata para resolver este problema, a menos que el valor de su tiempo en centavos/hora. Si se trata de un DC sin escobillas del motor, entonces usted está en encima de su cabeza.

Si se ejecuta el motor de 60 V, 120 V, o algo más, que la energía de CC todavía tiene que venir de algún sitio. Esto es independiente de cómo se puede cambiar mediante la aplicación de algo como PWM, por ejemplo. En otras palabras, usted todavía necesita algún tipo de fuente de alimentación.

PWM de alguna manera no suministro más constante de torsión. PWM es simplemente una técnica para la modulación de la efectiva voltaje del motor mientras que comienza con la misma fuente de alimentación CC y gastando relativamente poca energía en el proceso.

Sistemas de propulsión de motores con PWM también tienen a menudo la velocidad o la retroalimentación de posición. Si la retroalimentación se utiliza para mantener constante la velocidad del motor, a continuación, el motor puede parecer que tienen una alta torsión sin escaparse cuando se quita la carga. Sin embargo, esto es debido a la capacidad de modular la transmisión del motor y un servo con el bucle de retroalimentación. PWM es uno de los medios para modular la unidad de motor, pero de por sí no es de alguna manera de obtener más par de torsión del motor.

Desde PWM es una técnica para presentar una aparente inferior de voltaje para el motor de la cruda fuente de alimentación de CC que se derivan de ella, debe utilizar la máxima tensión de alimentación, el motor puede manejar.

La aparente unidad de motor voltaje es la materia prima de voltaje DC veces el ciclo de trabajo del PWM. Por ejemplo, si usted comienza con un 120 V DC oferta, sino que el motor sólo necesita 30 V para girar a la velocidad que usted desea con la carga que van a presentar, a continuación, un ciclo de trabajo del PWM de 30V / 120V = 1/4 haré, suponiendo que la frecuencia PWM es lo suficientemente alto como para que el motor no reacciona a las individuales de pulsos PWM. Digamos que la frecuencia PWM es de 25 kHz, que es una frecuencia común para ejecutar los motores. Eso significa que el período de PWM es de 40 µs. Para hacer efectiva 30 V, 120 V, se le pulso el motor durante más de 10 µs cada 40 µs, o 10 µs y 30 µs off.

Usted dice que usted está preocupado acerca de la torsión, pero parece que lo que realmente quiere es a velocidad constante. Si es así, un servo bucle en el micro que controla el ciclo de trabajo del PWM para lo que se necesita para mantener la velocidad establecida dará más evidente "par" que la fuerza bruta de engranajes del motor hasta el punto donde lo que las variaciones de carga que dan es que no importa mucho en el motor.

Answer 2

Su motor necesitará más de 30VDC trabajo (supongo).

Se puede controlar con PWM en 95V.

PWM es realmente una señal rectangular con ciclo de trabajo variable.

Answer 3

Si desea que el par que usted no tiene que preocuparse demasiado acerca de voltaje de la unidad : es la unidad de corriente que usted necesita preocuparse. Está clasificado en 18 amperios; asegúrese de que la unidad de circuitos puede manejar por lo menos eso actuales sin tensión.

Básicamente, la tensión de los controles de velocidad (a la luz de las cargas), controles de corriente de torque. Si el motor está muy cargado, (cerca de la plaza) de alto voltaje de la unidad, no le ayuda; es más actual que usted necesita.

Medir la resistencia de DC del motor : si es de 2 ohms, usted tendrá que conducir por lo menos 36V para pasar de 18 amperios a través de él en el puesto de : voltajes más altos sólo aumentar el par si permite más actual (y por lo tanto más de la calefacción). Es probable que sea alrededor de 1 ohmio...

Engranaje hacia abajo a través de cintas o similares es correcta : que multiplica el par de apriete de la misma corriente : o permite que el mismo par a la rueda con menos corriente y de mayor velocidad (alto voltaje) en el motor y una mayor eficiencia del motor como un plus.

Por cierto, yo he trabajado en un industrial de la rueda del alfarero en 240V-tierra : los fabricantes me dijeron que se había tratado de electrónica de los controladores de velocidad y volvió a Variacs, la búsqueda de ellos, mucho más tolerantes a altas actual abuso de estancamiento de los motores. Así que no estoy sorprendido de que encontrar el controlador original insatisfactorio a bajas velocidades. EDIT : estos fueron los motores universales; igualmente feliz con CA o CC (debido a que el campo magnético generado por una bobina no un imán permanente). El Variacs producido variable de voltaje de CA; no había ninguna necesidad de convertir a la DC (pero tendría que, si queremos usar un Variac con su motor PM)