بررسی کنترل کننده سرعت موتور PWM XY-1250 با توان ۱۰-۵۰ آمپر، ۶۰ آمپر، ۳۰۰۰ وات مدل XY-1260
این راهنما یک بررسی جامع و آزمایش عملی کنترل کننده سرعت موتور PWM مدل XY-1250 (که به عنوان XY-1260 نیز شناخته میشود) را ارائه میدهد. این ماجیول برای کنترل سرعت موتورها DC با قدرت بالا طراحی شده است و با تغییر سیگنال مدولاسیون عرض پالس (PWM) کار میکند. این یک راه حل قوی و چندمنظوره برای دامنه وسیعی از کاربردها است که در آن کنترل دقیق سرعت یک موتور DC بزرگ مورد نیاز است. ما یک آموزش جداگانه داریم که نشان میدهد چگونه از Arduino برای کنترل سرعت این کنترلکننده استفاده کنیم.اینجا ببینید
این کنترلر بهویژه برای پروژههایی که نیاز به مدیریت جریان بالا دارند، بسیار مفید است. برخی از کاربردهای عملی شامل:
- کنترل سرعت یک موتور DC بزرگ در یک گواهینامه الکتریکی یا اسکوتر.
- ساخت یک درایو با سرعت متغیر برای موتوردستگاه تردمیل در یک کارگاه ابزارDIY، مانند یک دستگاه تراش یا اره باند.
- ایجاد یک کنترلکننده موتور با توان بالا برای یک نوار نقاله صنعتی یا سیستم دروازه خودکار.
- ارتقاء یک سیستم کنترل موتور موجود که نیاز به یک رابط PWM ساده و با جریان بالا دارد.
- تأمین و کنترل یک وینچ سنگین با تنظیمات دقیق سرعت.
این بررسی شامل اجزای سختافزار، یک نمایش دقیق از عملکرد ماجیول با یک موتور کوچک، و یک امتحان استرس دقیق با استفاده از بار الکترونیکی برای تعیین محدودیتهای واقعی جریان و توان آن خواهد بود.
بررسی اجمالی سختافزار
ماجیول XY-1250 یک ماجیول قابل توجه است که برای مدیریت توان قابل توجهی ساخته شده است. سازنده آن را برای حداکثر ولتاژ ورودی 50 ولت و حداکثر جریان 60 آمپر ارزیابی کرده است. توان کل با ضرب کردن ولتاژ ورودی در جریان محاسبه میشود. بنابراین، در حداکثر ولتاژ 50 ولت، به طور نظری میتواند 3000 وات تأمین کند (50 ولت × 60 آمپر). اگر ولتاژ کمتری، مانند 24 ولت، استفاده کنید، حداکثر توان به طرز متناسبی کمتر خواهد بود (24 ولت × 60 آمپر = 1440 وات).
بیایید اجزای کلیدی روی تخته را بررسی کنیم:
پایههای ورودی و خروجی:ماجیول دارای پایههای پیچ سنگینکار برای ورودی برق (باتری) و خروجی موتور (با برچسب M+ و M-) است. این پایهها به گونهای طراحی شدهاند که کانکتورهای چنگال یا حلقهای را به منظور یک اتصال مطمئن و قابل اعتماد پذیرایی کنند.
پتانسیومتر و سوئیچ:یک پتانسیومتر با یک سوئیچ روشن/خاموش یکپارچه گنجانده شده است. این قطعه به شما اجازه میدهد تا با تنظیم مقاومت، سرعت موتور را کنترل کنید و همچنین به عنوان سوئیچ اصلی برق برای کنترلر عمل میکند.
مرحله قدرت - MOSFETها:قلب کنترلکننده، مرحله خروجی آن است که شامل هشت عدد MOSFET قدرت NCE7190 به صورت موازی است. بر اساس دیتاشیتی که در ویدیو ذکر شده، هر MOSFET میتواند تا 90 آمپر را تحمل کند. با این حال، با استفاده از هشت تایی به صورت موازی، بار حرارتی توزیع میشود و به ماجیول اجازه میدهد تا با یک هیتسینک نسبتاً کوچک جریانهای بالا را مدیریت کند. ویدیو اشاره میکند که حتی اگر یکی از MOSFETها خراب شود و حذف شود، دیگر MOSFETها هنوز میتوانند بار را تقسیم کنند، هرچند که حداکثر ظرفیت توان کاهش مییابد. MOSFETها به طور جداگانه با مقاومتهای گیت خود برای تقسیم جریان متعادل بایاس شدهاند.
حفاظت از برگشت - دیودهای شاتکی:برای محافظت از مدار در برابر افزایش ولتاژ ناشی از بار القایی موتور، چهار جفت دیود شاتکی 20100CT در خروجی قرار داده شده است. این دیودها مسیر جریان "عکسالعمل" را هنگام خاموش شدن موتور فراهم میکنند و از آسیب به MOSFETها جلوگیری میکنند.
مدار کنترلسیگنال PWM توسط دو چیپ IC تایمر 555 تولید میشود. پتانسیومتر مقاومت را در مدار زمانبندی تغییر میدهد که به نوبه خود چرخه وظیفه سیگنال PWM و بنابراین سرعت موتور را تنظیم میکند.
ابعاد فیزیکی:ابعاد ماجیول حدود ۱۲۲ میلیمتر × ۸۶.۶ میلیمتر است و عمق آن ۲۸ میلیمتر میباشد. وزن آن حدود ۱۷۹.۶ گرم است.
راهنمای سیمکشی
نصب سیمکشی XY-1250 ساده است. پایههای ورودی به وضوح برای سیمهای مثبت و منفی منبع تغذیه شما (به عنوان مثال، یک باتری) علامتگذاری شدهاند. پایههای خروجی M+ و M- علامتگذاری شدهاند و مستقیماً به موتور DC شما متصل میشوند.
در اینجا یک نمودار سیمکشی ساده برای ماجیول آورده شده است:
در این تنظیم، منبع تغذیه به پایههای ورودی در سمت چپ متصل است و موتور به پایههای خروجی در سمت راست متصل است. پتانسیومتر گنجانده شده به کانکتور اختصاصی روی برد متصل میشود و این امکان را به شما میدهد که ماجیول را خاموش و روشن کنید و سرعت موتور را کنترل کنید.
نمایش با موتور DC
ویدئو آزمایش عملی را با اتصال ماجیول به یک موتور DC کوچک آغاز میکند. با ورودی ۱۲.۱ ولت، کنترلر توانست سرعت موتور را از حداقل به حداکثر تغییر دهد. سپس آزمایش به یک موتور DC بزرگتر ۱۳۰ ولتی (از تردمیل) که با منبع ۱۲ ولت کار میکرد، منتقل شد. کنترلر توانست این موتور را بهطور روان راه اندازی و کار کند، و سرعت با افزایش ولتاژ ورودی به ۲۰ ولت و سپس ۳۰ ولت افزایش یافت که توانایی ماجیول در مدیریت بارهای بزرگتر را نشان میدهد.
پروژه زنده: امتحان استرس با بار الکترونیکی
برای آزمایش واقعی محدودیتهای کنترلر، ارائهدهنده آن را به یک بار الکترونیکی متصل کرد. این دستگاه میتواند مقدار دقیقی از انرژی را با ثبات بکشاند و امکان انجام یک آزمایش تنش کنترلشده را فراهم کند. این تنظیمات شامل یک واتمتر برای نظارت بر ولتاژ ورودی، جریان و توان بود و بار الکترونیکی در حالت توان ثابت تنظیم شده بود.
آزمایش در ولتاژ ۱۲ ولت انجام شد، با بار ۱۰۰ وات که حدود ۹ آمپر کشید. کنترلکننده خنک باقی ماند. سپس بار به تدریج افزایش یافت. در ۲۰۰ وات و ۲۵۰ وات، ماجیول هنوز هم به شدت خنک به حس میرسید. در ۳۰۰ وات، حدود ۲۸ آمپر کشید و توان ورودی ۳۲۶ وات اندازهگیری شد که نشاندهنده حدود ۲۶ وات اتلاف توان است. آزمایش تا ۳۵۰ وات ادامه یافت که حد بار الکترونیکی بود. در این نقطه، جریان ۳۳ آمپر بود و ماجیول شروع به گرم شدن کرد. ویدیو افت ولتاژ در خروجی تحت بار بالا را یادداشت میکند که برای این نوع کنترلکننده عادی است. در طول این آزمایش، یکی از MOSFETها به طور غیرعادی داغ شد و خراب شد. ارائهدهنده آن را برداشت و کنترلکننده به کار خود ادامه داد و مقاومت طراحی موازی را ثابت کرد. آزمایش ادامه یافت و کنترلکننده توانست ۴۰ آمپر را در ۱۲ ولت مدیریت کند، در حالی که MOSFETها نسبتاً خنک باقی ماندند و دیودهای شاتکی شروع به گرم شدن کردند.
آزمایش در ۲۴ ولت
یک آزمایش کوتاه نیز با منبع ۲۴ ولتی انجام شد. کنترلر توانست بدون مشکل ۲۰ آمپر را مدیریت کند و قابلیت خود را در ولتاژهای بالاتر نیز نشان داد.
توضیح شِفر (کود)
برای این پروژه نیازی به کدنویسی نیست. XY-1250 یک ماجیول سختافزاری مستقل است که با استفاده از مدارهای تولید PWM داخلی خود که بر اساس IC های تایمر 555 طراحی شدهاند، عمل میکند. در عملکرد آن هیچ پارامتر نرمافزاری قابل تنظیم توسط کاربر یا مراحل برنامهنویسی وجود ندارد.
نتیجهگیری و پیشنهادات
بر اساس آزمایشهای دقیق، ماجیول XY-1250 بسیار محکم و به خوبی ساخته شده است. در ۱۲ ولت، میتواند به طور قابل اعتمادی تا ۳۰ آمپر را به صورت مداوم بدون نیاز به فن خنککننده مدیریت کند. ارائهدهنده توصیه میکند که در هنگام کار با ولتاژهای بالاتر (مانند ۲۴ ولت یا ۳۶ ولت) محدودیت جریان را به ۲۰ آمپر یا حتی ۱۵ آمپر کاهش دهید تا از داغ شدن جلوگیری شود. اضافه کردن یک فن خنککننده فعال میتواند به ماجیول اجازه دهد تا حتی جریانهای بالاتری را مدیریت کند. طراحی ماجیول، با MOSFETهای موازی و ساخت محکم آن، این ماجیول را برای کاربردهای کنترل سرعت موتور DC پرقدرت به شدت توصیه میکند.
فصلها
- [00:00] مقدمه و مرور کلی محصول
- [01:27] توضیحات سختافزار
- [06:03] توضیحات با موتور DC
- [09:17] نمایش با بار الکترونیکی
- بارگذاری الکترونیکی با ۲۴ ولت
- [18:33] نتیجهگیری
تصاویر
منابع و مراجع
-
خارجی
-
خارجی
-
خارجیبرگه دادههای NCE7190A MOSFET (8 قطعه) (PDF)datasheet.lcsc.com
-
خارجی
-
خارجی
فایلها📁
هیچ فایلی موجود نیست.
