Motorskyddskretsar - Överspänning, överhettning, överström

I det här inlägget diskuterar vi några DC-motorskyddskretsar från skadliga förhållanden som överspänning och under spänningssituationer, överström, överbelastning etc.

DC-motorfel upplevs ofta av många av användarna, särskilt på platser där den aktuella motorn körs i många timmar om dagen. Att byta motordelar eller själva motorn efter ett fel kan vara ganska kostsamt, något som ingen uppskattar.

En begäran från en av mina anhängare kom till mig angående lösning av ovanstående fråga, låt oss höra det från Mr.Gbenga Oyebanji, alias Big Joe.

Tekniska specifikationer

'Med tanke på den skada vår strömförsörjning har gjort för de flesta av våra elektriska apparater är det nödvändigt att konstruera en skyddsmodul för våra apparater som skyddar dem mot fluktuationer i kraft.

Syftet med projektet är att designa och konstruera en skyddsmodul för likströmsmotorer. Därför är projektets mål

• Designa och konstruera en överspänningsskyddsmodul för likströmsmotorer med indikator (LED).
• Utforma och konstruera en underspänningsskyddsmodul för likströmsmotorer med indikator (LED).
• Designa och konstruera en temperaturskyddsmodul för motorn (Thermistor) med indikator (LED).

Kretsen skyddar DC-motorn från över- och underspänning. Ett relä kan användas för att slå på och av lasten (12V likströmsmotor). En komparator används för att upptäcka om den är antingen hög eller låg. Överspänningen ska vara 14V medan underspänningen ska vara 10V.

Den nödvändiga korrigerings- och filtreringskretsen bör också konstrueras.

När något av felet upptäcks ska de nödvändiga indikationerna dyka upp.

När motorns fältlindning är öppen bör dessutom kretsen kunna upptäcka detta och stänga av motorn, för när fältlindningen är öppen finns det inte längre magnetiskt flöde i motorn och all kraft matas direkt till ankaret .

Detta gör att motorn går tills den går sönder. (Jag hoppas har rätt?). Jag skulle vara tacksam att få ditt svar snart.

Tack Swagatam. Skål'

1) Kretsdiagram för DC-motorns spänningsskyddsmodul

Följande hög- och lågspänningsavbrott som tidigare diskuterades av mig i ett av mina inlägg passar perfekt till ovanstående applikation för att skydda likströmsmotorer från hög- och lågspänningsförhållanden.

Hela kretsförklaringen tillhandahålls över / under avstängningsspänningskrets

2) DC-motor övervärmeskyddsmodul krets

Det tredje problemet med motorhöjning av motorn kan lösas genom att integrera följande enkla temperaturindikatorkrets.
Denna krets behandlades också i ett av mina tidigare inlägg.

Ovanstående överhettningsskyddskrets tillåter förmodligen aldrig att lindningen misslyckas, eftersom någon lindning värms upp först innan den smälter. Ovanstående krets stänger av motorn om den känner av onormal uppvärmning av enheten och därmed undviker sådant missöde.

Hela dellistan och kretsförklaringen tillhandahålls HÄR

Hur man skyddar motorn från överström

Den tredje idén nedan analyserar en automatisk kretsdesign för motorströmöverbelastningsregulator. Idén begärdes av Ali.

Tekniska specifikationer

Jag behöver lite hjälp för att slutföra mitt projekt. Detta är en enkel 12-voltsmotor som måste skyddas när den överbelastas.

Data visas och kan hjälpa till att utforma den.

Överbelastningsskyddskretsen bör ha minimikomponenter på grund av inte tillräckligt med utrymme för att lägga till den.

Ingångsspänningen är variabel från 11 volt till 13 volt på grund av ledningslängden, men den avskurna överbelastningen bör ske när V1 - V2 => 0,7 volt.

Pls titta på det bifogade överbelastningsdiagrammet som ska avbrytas om förstärkarna ökar mer än 0,7 Amp. Vad är din idé om detta diagram. Är det en komplicerad krets eller behöver du lägga till några komponenter?

Kretsanalys

Med hänvisning till ovan ritade 12v motorströmstyrningsscheman verkar konceptet vara korrekt, men kretsimplementeringen, särskilt i det andra diagrammet, ser fel ut.

Låt oss analysera diagrammen en efter en:

Det första diagrammet förklarar de grundläggande strömstyrningsberäkningarna med hjälp av en opamp och några passiva komponenter, och det ser bra ut.

Såsom anges i diagrammet så länge V1 - V2 är mindre än 0,7V, ska utgången från opamp vara noll, och i det ögonblick den når över 0,7V, ska utgången gå hög, även om detta skulle fungera med en PNP-transistor vid utgången, inte med en NPN, ... hur som helst, låt oss gå vidare.

Här är 0,7 V med hänvisning till dioden ansluten till en av ingångarna på opampen, och tanken är helt enkelt att se till att spänningen på denna stift överstiger 0,7 V-gränsen så att denna uttagspotential passerar den andra kompletterande ingångsstiftet på op-förstärkaren vilket resulterar i en OFF-avtryckare som ska genereras för den anslutna motordrivtransistorn (en NPN-transistor som föredras i designen)

Men i det andra diagrammet kommer detta tillstånd inte att köras, faktiskt kommer kretsen inte att svara alls, låt oss se varför.

Fel i andra schemat

I det andra diagrammet när strömmen slås PÅ kommer båda ingångsstiften som är anslutna över 0,1 ohm-motståndet att utsättas för nästan lika mycket spänning, men eftersom det icke-inverterande stiftet har en droppdiod kommer det att få en potential som kan vara 0,7 V lägre än IC: s inverterande stift2.

Detta kommer att resultera i att (+) ingången får en nyans lägre spänning än (-) stift på IC, vilket i sin tur kommer att producera en nollpotential vid pin6 på IC direkt vid starten. Med noll volt vid utgången kommer den anslutna NPN inte att kunna starta och motorn förblir avstängd.

När motorn är avstängd dras ingen ström av kretsen och ingen potentialskillnad genereras över avkänningsmotståndet. Därför kommer kretsen att vara vilande utan att något händer.

Det finns ett annat fel i det andra diagrammet, motorn i fråga måste anslutas över kollektorn och det positiva av transistorn för att göra kretsen effektiv, ett relä kan orsaka plötslig omkoppling eller chatter, och är därför inte nödvändigt.

Om överhuvudtaget ett relä hänvisas kan det andra diagrammet korrigeras och modifieras på följande sätt:

I ovanstående diagram kan ingångsstiften på op-förstärkaren ses växlas så att op-förstärkaren kan producera en HÖG utgång i början och låta motorn aktiveras. Om motorn börjar dra hög ström på grund av överbelastning kommer strömavkänningsmotståndet att orsaka en högre negativ potential att utvecklas vid pin3, vilket sänker pin3-potentialen än referensen 0,7 V vid pin2.

Detta kommer i sin tur att återställa op-förstärkarens utgång till noll volt som stänger av reläet och motorn, vilket skyddar motorn från ytterligare överströms- och överbelastningssituationer.

Tredje motorskyddsdesignen

Med hänvisning till det tredje diagrammet så snart strömmen slås PÅ kommer pin2 att utsättas för en 0,7 V mindre potential än pin3 på IC, vilket tvingar utgången att gå högt vid början.

När utgången går hög kommer motorn att starta och få fart, och om motorn försöker dra en ström mer det angivna värdet, kommer en ekvivalent mängd potentialskillnad att genereras över 0,1 ohm-motståndet, nu när denna potential börjar stigande pin3 kommer att börja uppleva en fallande potential, och när den faller under pin2-potentialen kommer utgången snabbt att återgå till noll, avbryta basenheten för transistorn och stänga av motorn omedelbart.

När motorn är avstängd under det ögonblicket tenderar potentialen över stiften att normaliseras och återställas till det ursprungliga tillståndet, vilket i sin tur slår PÅ motorn och situationen kommer att fortsätta självjustera genom en snabb PÅ / AV av drivartransistorn och bibehåller en korrekt strömkontroll över motorn.

Varför LED läggs till vid Op Amp-utgången

LED-lampan som introduceras vid utgången på förstärkaren kan i princip se ut som en vanlig indikator för att indikera överbelastningsskyddet avstängt för motorn.

Det gör emellertid växelvis en annan avgörande funktion för att förbjuda offset- eller läckage-förstärkarutgången från att slå PÅ transistorn permanent.

Cirka 1 till 2 V kan förväntas som förskjutningsspänning från valfri IC 741 som är tillräcklig för att få utgångstransistorn att vara påslagen och göra ingångsväxlingen meningslös. Lysdioden blockerar effektivt läckaget eller förskjutningen från op-förstärkaren och gör det möjligt för transistorn och belastningen att växla korrekt enligt ingångsdifferensändringarna.

Beräkning av avkänningsmotståndet

Avkänningsmotståndet kan beräknas enligt följande:

R = 0,7 / ström

Här, som anges för en 0,7 ampere strömgräns för motorn, bör värdet på strömgivarmotståndet R vara

R = 0,7 / 0,7 = 1 ohm