Mavzu: dvigatelning aylanish tezligini nazorat qiluvchi sistemani strukturaki prinspial sxemasini algoritimini va dasturini tuzish

III BOB DVIGATEL AYLANISH TEZLIGINI NAZORAT QILISH
3.1 DVIGATEL AYLANISH TEZLIGI
Birinchidan, o'zgaruvchan qutb logaritmik tezlikni nazorat qilish usuli: stator sargısının qizil chiziqli rejimini tezlikni tartibga solish uchun qafas motorining stator pole sonini o'zgartirish uchun o'zgartiring.
Ikkinchidan, chastota konvertatsiya tezligi nazorat qilish usuli: chastota konverterini vosita stator quvvat manbai chastotasini o'zgartirish uchun foydalaning va shu bilan sinxronlash tezligini tezlikni nazorat qilish usulini o'zgartiring.
Uchinchidan, kaskad tezlikni nazorat qilish usuli: Kaskad tezlikni tartibga solish tezlikni tartibga solish maqsadiga erishish uchun vosita slipini o'zgartirish uchun yara-tipli motorning rotor pallasida sozlanishi qo'shimcha salohiyatga mos keladi. Yo'l kuchining aksariyati qo'shilgan qo'shimcha potensial orqali so'riladi, bu keyinchalik so'rilgan qaymoq kuchini qayta ishlanishiga qaytarish yoki energiyani ishlatish uchun qo'shimcha vositalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Yo'lning energiyani emirilishi va utilizatsiyalash rejimiga ko'ra, kaskad tezligini tartibga solish mexanik kaskad tezligini tartibga solish, mexanik kaskad tezligini tartibga solish va tristor kaskad tezlikni tartibga solish rejimiga va tristik kaskad tezligini tartibga solish uchun ko'pincha qabul qilinadi.
To'rtinchidan, sarg'ish turi vosita rotorli simlar chidamliligini tezlikni nazorat qilish usuli: liniyani asenkron motorli rotor qo'shimcha qarshilikka kiritiladi, shuning uchun vosita slipi oshiriladi va vosita kamroq tezlikda ishlaydi. Seriyadagi qarshilik qanchalik ko'p bo'lsa, vosita tezligi past bo'ladi. Ushbu usul uskuna va boshqarish uchun qulay bo'lgan, lekin slip quvvati rezistentli issiqlik shaklida iste'mol qilinadi. Tezlik tartibini va yumshoq mexanik xususiyatlarga ega.
V. Stator voltaj regulyatori usuli: Motorning stator voltajini o'zgartirishda turli xil tezliklar olinadi. Dvigatelning momenti kuchlanish kvadratiga mutanosib bo'lgani uchun maksimal tork juda ko'p tushadi va tezlikni sozlash oralig'i kichik bo'lib, umumiy qafas motorini ishlatish qiyin bo'ladi. Tezlikni boshqarish oralig'ini kengaytirish uchun voltaj regulyatori tezligini tartibga solish voltaj regulyatsiyasi va tezlikni tartibga solish uchun momentli vosita yoki yara vositasida chastotaga sezgir qarshilik kabi katta rotor qarshilik qiymatiga ega qafas motorini ishlatishi kerak.
Oltinchisi, elektromagnit tezlikni nazorat qilish vosita tezlikni nazorat qilish usuli: elektromagnit tezlikni nazorat qilish motori qafas motori, elektromagnit kaymalı tushunish va shahar qo'zg'aluvchan quvvat manbai. DC qo'zg'aluvchan quvvat manbai kichik kuchga ega, odatda bitta fazali yarim to'lqin yoki to'liq to'lqinli tiristor rektifikatoridan iborat. Tiristorning o'tkazuvchanlik burchagini o'zgartirish uyqu oqimining kattaligini o'zgartirishi mumkin.
7. Shlangi aloqa tezligini boshqarish usuli: Shlangi aloqa qurilmasi odatda nasosi g'ildiragi va turbinadan iborat bo'lgan gidravlik transmissiya apparatidir. Nasosi g'ildiragi ustun harakatlanuvchi vositaning haydash paytida qaytib kelganida, suyuqlik ishlaydigan suyuqlik pichoq bilan qaytariladi. Nasosi g'ildiragining tashqi halqasi bo'ylab turbinani markazdan kuch ishlatish kuchi bilan kiritishda turbin pichoqlar ishlab chiqarish texnikasini boshqaradigan bir xil reaktorga tushadi. Tezlikni tartibga solish turli xil Shlangi kuchlar (soqol yog'i va turbina) orqali amalga oshiriladi.
(4) Elektromagnit tezlikni tartibga solish. Faqat qaymoqli motorlar uchun. Dvigatelning o'zgaruvchan qismi o'zgarganda mexanizm oddiy, ammo boshqarish kuchi juda kichik. Uzoq muddatli past tezlikli ishlov berish uchun mos emas. Dvigatellarning qanday ishlashini aniq tushunishdan oldin, ular nima uchun ishlatilganiga e'tibor qarataylik. Motorlar harakatni ta'minlash, elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish uchun elektromagnit kuchlardan foydalanadi.

Magnit maydonlar ob'ektlarni harakatga keltiradigan kuch yaratadi. Har bir magnit Shimoliy va Janubiy qutbli magnit maydonga ega. Agar ikkita magnitning ikkita Shimoliy qutbini yaqinlashishga harakat qilsangiz, ular boshlanadi. Agar siz ikkita Janubiy qutbni yaqinlashishga harakat qilsangiz ham xuddi shunday bo'ladi. Agar qutblar bir xil bo'lsa, ular bir-biridan boshlanadi. Agar birining Shimoliy qutbini boshqa magnitning Janubiy qutbiga yaqinlashtirsangiz, ular ma'lum bir harakat bilan jalb qilinadi. Ya'ni, qarama-qarshi qutblar bir-biriga jalb qilinadi.

Elektr motor harakat ishlab chiqarish uchun boshlash va jalb qilish uchun magnit xususiyatlarini foydalanadi. Oddiy elektr motorida ikkita magnit mavjud: doimiy va o'zgaruvchan. O'zgaruvchan magnit elektromagnit deb ataladi. Elektromagnit elektr tokini o'tkazgich orqali o'tkazish orqali yaratiladi. Doimiy magnit doimiy ravishda magnit maydonga (Shimoliy va Janubiy qutblarga) ega va elektromagnit magnit maydonni faqat elektr tokidan o'tib ketganda hosil qiladi. Elektromagnitning magnit maydonining kuchi Supero'tkazuvchilar orqali o'tadigan oqimning oshishi yoki bir nechta o'tkazgich sarig'ini shakllantirish usuli bilan oshirilishi mumkin.
Tasodifiy
Arduino va Ethernet Shild bilan veb-sahifaga kamera foto o'tkazish
Arduino avtonom" Smart " mashinasi
Arduino IDE da if ifodasi
Arduino-dan Arduino-ga ketma-ket interfeys yordamida
BMP085 va Arduino atmosfera bosimi sensori
Elektr motorida elektromagnit doimiy magnit magnit magnit maydonining ichida erkin aylanishi mumkin bo'lgan tarzda eksa ustiga o'rnatiladi. Elektr oqimi o'tkazgich orqali o'tadigan vaqtda, o'zgaruvchan magnit maydon magnitning statik magnit maydoni bilan o'zaro ta'sir qiladi, repulsiya va tortishish kuchlari paydo bo'ladi. Bu elektromagnitni aylantiradi, harakat paydo bo'ladi.
Elektr motorining asosiy komponentlari:
- Doimiy magnit (magnitlar), harakatsiz o'rnatilgan holatda, stator deb ataladi;
- stator ichida eksa o'rnatilgan va rotor deb nomlangan aylanadigan sariq mavjud.

Shahar dvigatellari

Shahar mexanizmi

DC motorlari (DC motor) asosan eng oddiy elektr motorlar hisoblanadi. Ko'pgina "cho'tka" dvigatellari bir xil ishlaydi. Rotor va stator mavjud. Statorda magnitlar va magnit maydonga ega bo'lgan rotorda lenta mavjud bo'lib, u oqim bilan ta'minlanadi. Rotorni harakatga keltiradigan vosita ichidagi cho'tkalar mavjud.

Shahar manbaidan foydalanganda, bunday vositani boshqarish uchun deyarli hech narsa kerak emas. Uning aylanish tezligi sariqlarga elektr ta'minotidan kalitga kiradigan oqimga bog'liq.

Dvigatel o'qini teskari yo'nalishda aylantirish uchun kontaktlarni elektr ta'minotidan dvigatelga teskari yo'naltirish kifoya.

Mashhur
Arduino va DS18B20 raqamli harorat sensori
Yangi boshlanuvchilar uchun maslahatlar. Arduino va nema 17 Step vosita
Pyroelektrik infraqizil (PIR) harakat sensori va Arduino
Step vosita va DC vosita haydovchisi L298N va Arduino
NRF24L01 2.4 GHz radio / simsiz transmitter va Arduino
Tarkib
Dvigatellarning ishlash printsipi
Shahar dvigatellari
Step motorlar
Servo motorlar
Vibratsiyali motorlar
Loyiha uchun vositani qanday tanlash kerak
Arduino bilan Step vosita foydalanish
Arduino bilan DC vosita / vibratsiyali vosita foydalanish
Arduino bilan servo vosita foydalanish
Dvigatellarning ishlash printsipi
Shahar dvigatellari
Step motorlar
Servo motorlar
Vibratsiyali motorlar
Loyiha uchun vositani qanday tanlash kerak
Arduino bilan Step vosita foydalanish
Arduino bilan DC vosita / vibratsiyali vosita foydalanish
Arduino bilan servo vosita foydalanish
Shahar dvigatellari singari, Stepper motorlari rotor va statordan iborat. Biroq, boshqa dvigatellardan farqli o'laroq, Step vosita rotori elektromagnitlar tomonidan yaratilgan maydonlarda aylanadigan doimiy magnitdir. Stator vosita korpusida joylashgan bir nechta sariqlardan iborat. Oqim lasan orqali o'tib ketganda, dvigatelning harakatlanuvchi mili (aslida doimiy magnit) hosil bo'lgan elektromagnit bobin maydoniga muvofiq joylashgan. Lasan ma'lum bir ketma-ketlikda zaryadlanganida, vosita mili yangi pozitsiyalarni tanlaydi va shuning uchun aylana boshlaydi.
Rotor sariqlarga ketma-ket kuchlanish bilan boshqariladi. Step vosita impulsning o'lchamiga qarab rotorni ma'lum bir qadamga aylantirish qobiliyatiga ega.
Stepper motorlari bir necha sabablarga ko'ra Arduino (va nafaqat) loyihalari uchun ajoyib tanlovdir. Ular nisbatan arzon, ular kichik xatolarga ega, shuning uchun ochiq boshqaruv tizimi bilan nazorat qilish uchun ideal tanlovdir (ishchi organning qo'shimcha joylashuvi sezgichisiz). Step motorlari rotorning belgilangan holatini faqat taqdim etilgan oqimga qarab ta'minlaydi.
Ushbu motorlar bir yo'nalishda va teskari yo'nalishda aylanish uchun mo'ljallangan. Agar siz elektr ta'minotini Step vosita kontaktlariga ulasangiz, mil aylana boshlaydi. Aksincha, o'tkazgichlarni ulasangiz, u teskari yo'nalishda aylanadi. To'g'ri, ba'zi Step motorlarida qarama-qarshi yo'nalishda aylanish mumkin emasligini hisobga olish kerak. Uni ishga tushirishdan oldin, bu fikrni belgilang.

Servo motorlar

Servo vosita-umumiy ko'rinish
Modelchilar uchun an'anaviy servo motorlar 0 dan 180 darajagacha bo'lgan masofani bosib o'tish va ushlab turish uchun ishlatiladi. Buning natijasida ular robotika, joylashishni aniqlash aktuatorlarida keng qo'llaniladi. Ishlab chiqarishda servo motorlar zamonaviy video kameralarning markazlashtirilgan mexanizmlarida avtomobillarni boshqarish modullarida, qayiqlarda qo'llaniladi.
Aksariyat hollarda servo motorlar uchta simga ega: quvvat, er va signal. Odatda, qizil, er – qora yoki jigarrang quvvat kabeli. Signal-sariq, to'q sariq yoki oq.
Masalan, radio boshqariladigan mashinalarni boshqarish tizimlarida ishlatiladigan servo motorlarda elektr qidiruvi potansiyometrga ulangan. Standart qabul qiluvchi / transmitter servuga PWM signallarini yuboradi. Servo vosita ichidagi elektronika (kichik boshqaruv paneli) pulsning kengligini joyiga qo'yadi. Servo qaytib kelganda, potansiyometr qabul qilgich / transmitter orqali oldindan belgilangan joyga mos keladigan joyga etib kelguniga qadar kuch vosita tomonidan beriladi.
Nazorat signal 50Hz bir chastota bilan raqamli PWM signal hisoblanadi. Har bir 20 millisekundda raqamli nazorat pulsi beriladi. Pulsning davomiyligi (kengligi) 1.0 millisekunddan 2.0 millisekundgacha. 1.5-oraliqning o'rtasi. Katta zarba kengligi normal ish doirasidan tashqariga chiqadigan qo'shimcha harakat uchun ishlatilishi mumkin. PWM (Pulse kengligi modulyatsiyasi) signal ba'zan SPM (kenglik holati modulyatsiyasi)

Vibratsiyali motorlar

Vibratsiyali vosita
Vibratsiyali motorlar tez-tez mobil qurilmalarda harakat mavjudligini qayd etish uchun ishlatiladi.
Dizayn dizayni uchun tebranish motorlari ko'plab Step motorlari va shahar motorlari kabi ko'rinadi. Farqi shundaki, rotorning oxirida eksantrik o'rnatilgan. Rotor harakat bo'lsa, g'alati motor uy-joy ichida mexanizmi tebranish qiladi. Vibratsiyaning intensivligi ham dvigatel hajmiga, ham eksantrik hajmiga bog'liq.
Yuqoridagi videoda metall taglikka o'rnatilgan vosita ko'rsatilgan. Vibratsiyali vosita tebranish ta'siri ostida to'lqin harakatlarini qanday amalga oshirayotganiga e'tibor bering.
Loyiha uchun vositani qanday tanlash kerak
Arduino va Step vosita
Sizning loyihangiz uchun vosita turini tanlash siz avtomatlashtirmoqchi bo'lgan narsaga bog'liq. Agar kamerani o'rnatish va chap va o'ng tomonga burilishni xohlasangiz, ideal tanlov servo vosita bo'ladi. Agar reversalni ta'minlash zarurati bilan tishli g'ildiraklarga harakat qilsangiz, eng yaxshi tanlov Step vosita bo'ladi.

Tabiiyki, Sizning Dvigatelingizni boshqarish uchun ajoyib tanlov Arduino taxtasi yoki uning klonlari bo'ladi. Ushbu taxtalarning o'ziga xos ijobiy xususiyati shundaki, ularning pinlari keng ko'lamli loyihalar uchun, shu jumladan sensor dvigatellari, nazorat qilish tizimlari va boshqalar uchun qo'shimcha ulanish uchun ishlatilishi mumkin.

Bundan tashqari, maqolada Arduino kartasidan foydalanib siz tanlagan oldindan tanlangan vositani tezda "jonlantirish" haqida ma'lumot berilgan.

Arduino bilan Step vosita foydalanish
Arduino va shagovik
Ta'kidlash joizki, Arduino kengashlari va Arduino IDE qobig'i yordamida o'z loyihalarini "jonlantirish" juda oson, chunki ko'plab tayyor kutubxonalar mavjud. Arduino kartasiga Step vosita ulanishi shahar motorini ulashdan farq qiladi. Arduino IDE-ga o'rnatilgan maxsus kutubxona va funksiya mavjud. Bu haqda batafsil ma'lumotni bu erda o'qishingiz mumkin.

Arduino IDE-ni ochganingizdan so'ng, Tab menyusiga o'ting

File -> Examples -> Stepper -> stepper_oneRevolution

Ushbu dastur Arduino kartasida 8-11 raqamli pinlarga ulangandan so'ng uni yoki bipolyar Step motorini boshqarish imkonini beradi. Sketchni Arduino kartasiga yuklaganingizdan so'ng, Step vosita soat yo'nalishi bo'yicha bir inqilobni amalga oshirishi kerak, shundan keyin soat sohasi farqli o'laroq bir burilish qiladi.

Ushbu misol ajoyib boshlanishdir. Tabiiyki, siz o'zingizning vazifangizga moslashtirib, dasturga tuzatishlar kiritishingiz mumkin. Kechikish millisekundlarda ko'rsatiladi, shuning uchun aylanishlar orasidagi pauzaga qarshi turishni istamasangiz, kechikish(10) ni belgilashingiz mumkin. Yoki, aylanish pasaytirishi uchun stepsperrevolution o'zgartirish va unga qiymatini belgilash mumkin, masalan, (1000000).

Sketch o'zgarishi siz amalga oshirishni istagan narsaga bog'liq. Step vosita va Arduino kartasi o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi qanday amalga oshirilayotganini yaxshiroq tushunish uchun boshqa misollar bilan tajriba o'tkazishni maslahat beraman.

Arduino bilan DC vosita / vibratsiyali vosita foydalanish
Vibratsiyali vosita ulanishi
Ba'zi loyihalarda Arduino kabi mikroprotsessorlardan foydalanish mantiqiy emas. Misol uchun, agar siz chaqaloq (yoki kattalar) uchun o'yinchoq qilsangiz va unga tebranish vositasini o'rnatmoqchi bo'lsangiz, vositani ishga tushirish uchun oddiy tugmani ishlatish ancha samarali va yaxshiroqdir.

Bunday holda, vosita to'g'ridan-to'g'ri elektr ta'minotiga sizning motoringizning ijobiy konnektoriga ulangan kalit orqali ulanadi.

Arduino bilan servo vosita foydalanish
Arduino Servo Vosita
Arduino IDE qobig'ida servo dvigatellarni ishlatish uchun Step motorlari bilan bir qatorda o'rnatilgan kutubxona mavjud.
Arduino IDE-ni ochganingizdan so'ng, Tab menyusiga o'ting
File -> Examples -> Servo -> Knob
Ushbu dastur 9-chi PWM PIN Arduino kengashi ulangan servo vosita nazorat beradi. Potansiyometr, o'z navbatida, 0 analog piniga ulangan va Arduino PIN A0 kartasiga qarshilik ko'rsatishga mutanosib kuchlanishni yuborib, servo vosita holatini nazorat qiladi. Arduino kengashida "suv bosgan" Sketch, signalni servo dvigatelga yuborilgan impulslarga sharhlaydi. Dvigatel potansiyometrning "burilish" holatiga ko'ra milning aylanishini ta'minlaydi.
Dvigatelni Arduino-ga ulash
Tarkib ►
Arduino kollektor motorini boshqarish
Kollektor vositasini Arduino-ga qanday ulash mumkin
Dvigatelni tranzistor orqali ulash
L298N drayveri orqali vosita ulanishi
Arduino mikrokontrollerida mashina yoki qayiqni yig'ishda dvigatelni Arduino (kollektor vosita) ga ulash talab qilinadi. To'g'ridan-to'g'ri bipolyar tranzistor orqali, shuningdek, L298N moduli yordamida to'g'ridan-to'g'ri kartaga: dvigatellarni ulash uchun turli xil variantlarni ko'rib chiqing.
Arduino motorini boshqarish

Kollektor vosita turli xil kuchlanish kuchlanishlari uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin. Agar vosita 3-5 Voltsdan ishlayotgan bo'lsa, vosita to'g'ridan-to'g'ri Arduino kartasiga ulanishi mumkin. Reduktorlar va g'ildiraklar bilan to'la bo'lgan Bluetooth nazoratidagi mashinalar uchun motorlar allaqachon 6 Volts yoki undan ko'p uchun mo'ljallangan, shuning uchun ular dala (bipolyar) tranzistor yoki L298N drayveri orqali boshqarilishi kerak.

Diagrammada DC vosita qurilmasi va uning ishlash printsipi ko'rsatilgan. Ko'rib turganingizdek, dvigatelning rotorini burish uchun quvvatni ulash kerak. Quvvat polaritesini o'zgartirganda, rotor teskari yo'nalishda aylana boshlaydi. L298N dvigatel drayveri fa 130 motorining aylanish yo'nalishini o'zgartirishi mumkin, shuning uchun uning loyihalarida foydalanish qulayroq.