 |
|
|
Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience |
 |
|
 |
|
|
|
|
JUNIOR RADIO 
|
Проектирование ШИМ Цепи
Два таймера 555 и
потенциометры могут использоваться для генерирования ШИМ-сигнала. Они обеспечивают
логический сигнал включения / выключения.
Схема на рисунке 2 фактически является комбинацией двух типов цепей. Первая из
них мультивибратор (нестабильный)
с регулируемой частотой около 30 Гц. На выходе
формируется импульс, который регулирует запуск.
Схема вырабатывает рабочий цикл в диапазоне от примерно 0,3% до 97%.
Скорость двигателя управляется
с помощью одного потенциометра (переменного
резистора) 220кОм. Двигатель включается
и выключается через транзистор TIP31C
(как показано на рисунке 3),
который может работать с двигателями мощностью
до 3А при 100 В или общей мощностью 40
Вт. Если вы используете высокую
мощность двигателя, убедитесь, что есть
радиатор на транзисторе.
Налаживание схемы
Когда вы впервые подключаете схему, переведите потенциометр скорости медленно от минимального положения в максимальное. Вы вероятно обнаружите, что скорость двигателя увеличивается линейно. То внезапно падает, то снова растет. Это связано с широтно-импульсной модуляцией и нестабильной работой 555 таймера. Поэтому необходимо отрегулировать потенциометр 470кОм. Вначале потенциометр скорости 220кОм выставляем до максимальной позиции, а затем регулируем частоту. Если у вас есть мультиметр, который может измерять частоту, проверьте частоту модуляции на выводе (3).
Еще схема для управления скоростью двигателя, которая использует широтно-импульсную модуляцию (ШИМ).
Сигнал ШИМ генерируется таймером 555 и выходной ток усиливается силовым транзистором.
Есть несколько способов, чтобы контролировать скорость электродвигателя. Можно использовать замкнутый или разомкнутый. В этой схеме используется открытый контур управления. Регулирование скорости в системах с открытым контуром не так точны, как систем с замкнутым контуром, но хорош тем что нагрузка двигателя постоянна. Вместо постоянного тока к двигателю поступают импульсы тока, Изменяя продолжительность импульса, можно спокойно управлять скоростью. Схема использует общий таймер 555 IC настроенный как нестабильной генератор импульсов. Выдержка времени устанавливается C3 и R1, но без симметричного времени включения и отключения (контролируемого VR1-10k переменным резистором). Выходные импульсы проходят на силовой транзистор BD139, который контролирует ток двигателя. Переключатель направления DPDT контролируется светодиодами D3 и D4 указывающих направление. ШИМ более энергоэффективен, по сравнению с простой подачей постоянного тока двигателю. На малых скоростях, например 10% вращение VR1, ток двигателя будет 1/10 цикла и исчезает в течение 9/10 цикла , см. сигнала ниже:
В половине скорости, например 50% вращение VR1, ток двигателя будет примерно равен для
1/2 цикла и исчезает в течение 1/2 цикла, см. сигнала ниже:
На высоких скоростях,
например 90% вращения VR1, ток двигателя будет 9/10 цикла и исчезает в течение
1/10 цикла, см. сигнала ниже:
