Automatisk momentoptimeringskrets i elektriska motorer

I den här artikeln diskuterar vi en kretsdesign som hjälper till att optimera vridmomentet hos en induktionsmotor som används i elfordon genom att analysera dess strömförbrukning.

Använda en IC 555-växelriktare för toque-kontroll

Designen är speciellt avsedd för elektriska fordon som är konstruerade för att fungera med induktionsmotorer, och därför ingår här en växelriktare för manövrering av induktionsmotorn från ett batteri.

Den föreslagna automatiska momentoptimeringskretsen för induktionsmotor kan ses i följande diagram. Eftersom den är konstruerad för ett elfordon ingår en växelriktarkrets och byggd med en IC 555.

IC 555 tillsammans med tillhörande mygg och transformator bildar en anständig växelriktarkrets för att driva den specificerade enfasinduktionsmotorn från ett 12V eller ett 24V batteri. För ett 24V-batteri måste IC-sektionen stegas
ner till 12V genom ett lämpligt spänningsregulatorsteg.

När vi kommer tillbaka till den faktiska designen måste vi se till att induktionsmotorn ansluten till transformatorn startar med en lägre hastighet och börjar få fart, hastighet och vridmoment när den laddas.

Använda PWM-teknik

I grund och botten för att implementera detta blir en PWM den bästa tekniken och även i denna design tar vi fördelarna av IC 555: s inbyggda PWM-optimering funktion. Som vi alla vet att stift nr 5 på IC 555 bildar styrspänningen
ingång av IC, som svarar på en varierande spänning för att justera pulsbreddsnivån vid dess stift # 3, vilket betyder för högre potentialnivåer vid stift nr 5, blir pulsbredden vid stift # 3 bredare och för lägre potentialer vid stift # 5 blir pulsbredden vid stift nr 3 smalare.

För att översätta lastspecifikationen till en varierande spänning vid stift nr 5 behöver vi ett kretssteg som kan omvandla den stigande belastningen på induktionsmotorn till en proportionellt stigande potential
skillnad vid stift nr 5 i IC 555

Strömgränssensorns roll

Detta görs genom att införa en strömavkänningsmotstånd Rx , som omvandlar den stigande strömmen som dras av lasten till en proportionellt stigande potentialskillnad över sig själv.

Denna potentiella skillnad avkänns av BC547 och överförde data till den anslutna lysdioden, som faktiskt är lysdioden inuti en LED / LDR optokopplare hemma manuellt.
När LED-ljusstyrkan ökar som svar på en stigande strömförbrukning av en ansluten belastning, minskar LDR-motståndet proportionellt.

LDR kan ses som en del av det potentiella delningsnätet över en Opamps icke-inverterande ingång, därför när LDR-motståndet faller, stiger potentialen vid stift nr 3 på opampen, vilket i sin tur orsakar en motsvarande stigande spänning vid utgången av opampen.

Detta händer eftersom opampen är konfigurerad som en spänningsföljarkrets, vilket innebär att spänningsdata vid dess stift # 3 kommer exakt att replikeras vid dess utgångsstift # 6 och på ett förstärkt sätt.

Denna motsvarande stigande spänning vid stift nr 6 i opampen som svar på den stigande belastningen på induktionsmotorn matar en stigande potential vid stift nr 5 i IC555. Detta gör i sin tur att den initiala smalare PWM vid stift nr 3 i IC 555 blir bredare.

När detta händer, inverterar mosfetterna att leda mer ström till transformatorn vilket möjliggör proportionellt högre effekt till induktionsmotorn, och processen gör att lasten kan arbeta med mer effekt och med optimal
prestanda.

Omvänt så snart belastningen minskar minskar också strömmen genom Rx vilket sänker LED-ljusstyrkan, och opamps utsignalspotential sjunker på motsvarande sätt, vilket slutligen får IC 555 att begränsa sin PWM för mosfetterna och minska effektinmatningen till transformatorn.

Använda Torque Optimizer för löpbandsmotorer

Ovanstående förklarade momentoptimeringskrets för induktionsmotorer är avsedd för elektriska fordon, men om du är intresserad av att använda en vanlig likströmsmotor med hög effekt, såsom en slitbanemotor , i så fall skulle transformatorsektionen enkelt kunna elimineras och motorn kunde anslutas direkt enligt vad som anges i följande diagram:

Jag är säker på att du skulle få många berörda frågor, så var snäll och lägg dem fram genom dina värdefulla kommentarer. Alla dina relaterade frågor kommer att besvaras tidigast