EN
12 V dəyişməz cərəyan (DC) mühərrikinin sürətini idarə etmək 12v dc motor sənaye avtomatlaşdırmasında, robototexnikada və yerləşdirilmiş sistemlərin dizaynında ən yayılmış tələblərdən biridir. Siz konveyer lentini, soyutma ventilyatorunu və ya dəqiq mövqe təyin edən stansiyonu idarə edirsinizsə, enerji itirmədən mühərrikin sürətini dəyişdirmək qabiliyyəti çox vacibdir. Adətən PWM adlandırılan impuls genişliyi modulyasiyası (PWM), 12 V dəyişməz cərəyan (DC) mühərriki tətbiqlərində bu idarəetməni effektiv və etibarlı şəkildə həyata keçirmək üçün əsas üsul halına gəlib.
PWM-un bir 12v dc motor mühəndislər və dizaynerlər üçün sürücü dövrələri, istilik idarəetməsi və ümumi sistem performansı ilə bağlı daha ağıllı qərarlar qəbul etməyə kömək edir. Bu məqalə PWM mexanizmini, onun 12 V dəyişən cərəyan (dc) motorlarının işinə necə fayda verdiyini və real dünyada müxtəlif tətbiq sahələrində onu necə effektiv şəkildə tətbiq etmək olacağını izah edir.
PWM-nin 12 V dəyişən cərəyan (dc) motorunu necə idarə etməsi
Əsas PWM mexanizmi
PWM, 12 V dəyişən cərəyan (dc) motoruna gələn gərginliyi yüksək tezlikdə açmaq və söndürməklə işləyir. Azaldılmış gərginlik əvəzinə PWM, müxtəlif enliyə malik tam gərginlik impulsları verir. İş vaxtı ilə ümumi dövr arasındakı nisbət iş dövrü adlanır. 50% iş dövrü, 12 V dəyişən cərəyan (dc) motorunun hər bir dövrün yarısında gərginlik aldığını, yəni motorun orta gücünün azaldıldığını göstərir. 100% iş dövrü motorun tam sürətlə işləməsini, 10% iş dövrü isə sürətin xeyli azalmasını göstərir.
12 V dəyişməz cərəyan mühərriki öz sarım induktivliyi səbəbilə aşağı keçirici süzgəc kimi işləyir. Mühərrik hər bir ayrı-ayrı impulsa reaksiya verməz, əvəzində zamanla orta gərginliyə cavab verir. Bu, 12 V dəyişməz cərəyan mühərrikinin millərinin PWM tezliyi mühərrikin elektrik vaxt sabitinə nisbətən kifayət qədər yüksək olduqda, siqnalın açıb-bağlanma xarakterinə baxmayaraq, hamar fırlanmasını təmin edir.
12 V dəyişməz cərəyan mühərriki üçün tezlik seçimi
12 V dəyişməz cərəyan mühərriki üçün uyğun PWM tezliyini seçmək vacibdir. Aşağı tezliklərdə 12 V dəyişməz cərəyan mühərriki eşidilən səs, moment dalğalanması və ya tırtıllı fırlanma göstərə bilər. 12 V dəyişməz cərəyan mühərriki tətbiqlərinin əksəriyyəti 1 kHz ilə 25 kHz arasında PWM tezliklərindən istifadə edir. Daha yüksək tezliklər səsi azaldır və mühərrikin fırlanmasını hamarlaşdırır, lakin sürücü tranzistorunda açıb-bağlanma itkilərini artırır. Standart 12 V dəyişməz cərəyan mühərriki üçün 5 kHz-dən 20 kHz-ə qədər tezlik adətən hamar işləmə və sürücünün səmərəliliyi arasında ən yaxşı balansı təmin edir.
12 V dəyişməz cərəyan mühərriki tətbiqlərində PWM-in üstünlükləri
Enerji Səmərəliliyi və Isı İdarəetmə
12 V dəyişən cərəyan mühərriki üçün PWM istifadə etməyin əsas üstünlüklərindən biri enerji səmərəliliyidir. Artıq gərginliyi istilik kimi рассея edən xətti gərginlik tənzimləyicilərinin əksinə, PWM sürücüsü tamamilə açıq və ya tamamilə bağlı vəziyyətdə işləyir. MOSFET və ya tranzistor tamamilə açıq olduqda, onun müqaviməti sıfıra yaxındır və bu səbəbdən güc itirilməsi minimal olur. Tamamilə bağlı olduqda isə heç bir cərəyan keçməz. Bu o deməkdir ki, sürücü dövrəsi 12 V dəyişən cərəyan mühərriki azaldılmış sürətlə işləsə belə, istilik kimi çox az enerji itirir. Batareyalı sistemlər üçün bu səmərəlilik qazancı bir dəfə yüklənmədən sonra işləmə müddətini birbaşa artırır.
12 V dəyişən cərəyan mühərrikinin özünün istilik idarə edilməsi də PWM ilə yaxşılaşır. Çünki motor sarğılarına hələ də tam gərginlik impulsları verilir, buna görə də aşağı sürətlərdə maqnit sahəsinin güclü qalması təmin olunur. Bu, 12 V dəyişən cərəyan mühərrikinin azaldılmış iş vaxtı dövründə də kifayət qədər burucu momentini saxlamasına kömək edir və beləliklə, orta yük altında aşağı sürət rejimində motorun aşırı yüklənməsini və istiləşməsini qarşısını alır.
Dəqiq sürət və burucu momentinin idarə edilməsi
PWM mühəndislərə 12 V dəyişən cərəyan (DC) mühərrikinin sürətini yalnız kiçik addımlarla dövrün dəyərini tənzimləyərək dəqiq nəzarət etməyə imkan verir. Mikrokontroller və ya xüsusi PWM idarəetmə qurğusu 12 V DC mühərrikinin sürətini demək olar ki, sıfır sürətdən tam sürətə qədər hamar, proqramlaşdırıla bilən addımlarla dəyişdirə bilər. Bu, 12 V DC mühərrikinin sürət profilini izləməsi, sensor geri əlaqəsinə cavab verməsi və ya qapalı döngəli idarəetmə sisteminə daxil olması tələb olunan tətbiqlər üçün PWM-in ideal seçim olmasını təmin edir. Məsələn, PID idarəetmə qurğuları müxtəlif yüklər şəraitində sabit sürəti saxlamaq üçün PWM ilə idarə olunan 12 V DC mühərrik sistemləri ilə təbii şəkildə uyğunlaşır.
12 V DC mühərriki üçün praktik PWM tətbiqi
İdarəetmə sxemi ilə bağlı nəzərə alınmalı məqamlar
12 V dəyişən cərəyan (dc) matoru mikrokontrollerin PWM çıxışı vasitəsilə birbaşa idarə edilə bilməz, çünki mator çıxış pinindən təmin edilə bilən cərəyandan xeyli daha çox cərəyan çəkir. Xüsusi mator sürücü IC və ya MOSFET əsaslı H-köprüsxə dövrəsi tələb olunur. H-köprüsxə 12 V dc matorunu hər iki istiqamətdə idarə etməyə imkan verir, PWM siqnalı isə sürəti nəzarət edir. 12 V dc matoru üçün sürücü seçərkən davamlı cərəyan reytinqinə, zirvə cərəyan reytinqinə və cihazın dəstəkləyə biləcəyi maksimum PWM tezliyinə diqqət yetirilməlidir. Qeyt sürücü sürəti də əhəmiyyətlidir, çünki yavaş açılan/yığılan MOSFET yüksək tezlikdə işləyən 12 V dc mator tətbiqlərində açma-qapama itkilərini və istiliyi artırır.
12 V dc matorun sarğısı söndürülərkən yaranan induktiv geri sıçrayış gərginliyini udmaq üçün flyback diodları və ya MOSFET-in bədən diodları kifayət qədər gücə malik olmalıdır. Kifayət qədər qoruma olmazsa, bu gərginlik zirvələri sürücünü zədələyə bilər və bütün 12 V dc mator idarəetmə dövrəsinin ömrünü azalda bilər.
PWM ilə qapalı döngə sürət idarəetməsi
Çoxsaylı real dünya 12 V dəyişən cərəyan (dc) mühərriklərinin tətbiqlərində, həqiqi milli sürəti ölçmək üçün enkoder və ya Hall effekti sensorundan istifadə olunur. Ölçülən sürət idarəediciyə geri qaytarılır və bu da 12 V dc mühərrikinin təyin edilmiş nöqtədə işləməsini təmin etmək üçün PWM iş dövrünü avtomatik olaraq tənzimləyir. Bu qapalı dövr yanaşması yük pozuntularını kompensasiya edir ki, bu da əks halda 12 V dc mühərrikinin gözlənilmədən yavaşlamasına və ya sürətlənməsinə səbəb olardı. Konveyer sistemlərində, CNC maşınlarında və avtomatlaşdırılmış montaj avadanlıqlarında 12 V dc mühərrikinə qarşı qapalı dövr PWM idarəetməsi hər bir dövrədə təkrarlanan, dəqiq hərəkəti təmin edir.
Daha sadə tətbiqlər üçün açıq dövr PWM kifayət edir. Sabit iş dövrü 12 V dc mühərrikinin hədəf sürətə çatmasını təmin edir və operator lazım olduqda əl ilə tənzimləmə aparır. Bir çox kiçik ev avadanlıqları, ventilyasiya fanları və hobbilər üçün robotika platformaları 12 V dc mühərrikinin idarə edilməsi üçün geri əlaqə sensorlarının dəyərini və mürəkkəbliyini artırmadan açıq dövr PWM-dən istifadə edirlər.
Tez-tez verilən suallar
12 V dc mühərrikinin hamar başlaması üçün hansı iş dövründən istifadə etməliyəm?
Çox aşağı dövrü dəyərdə 12 V dəyişməz cərəyan (dc) motorunu işə salmaq və onu postepen olaraq artırmaq, girişi zərbəsi cərəyanının piklərini və mexaniki zərbəni qarşısını alır. İnertial yükləri idarə edən və ya başlanğıcda dəqiq yerləşdirmə tələb edən 12 V dc motor sistemləri üçün bir neçə onda bir saniyə ərzində təxminən 10% -dən hədəf dövrü dəyərinə qədər yumşaq başlanğıc rampası ümumiyyətlə qəbul edilən praktikadır.
PWM 12 V dc motoru vaxt keçdikcə zədələyə bilərmi?
PWM özü, tezliyi düzgün seçildiyi halda, 12 V dc motoru əsasən zədələmir. Bununla belə, çox aşağı PWM tezlikləri, sürtünməli 12 V dc motorlarda fırça və kommutatorun aşınmasını sürətləndirən artıq cərəyan dalğalanmasına səbəb ola bilər. PWM tezliyinin 5 kHz-dən yuxarı olması və düzgün geri qayıtma qorunmasının təmin edilməsi, 12 V dc motorun və sürücü dövrəsinin uzun xidmət müddəti ərzində yaxşı vəziyyətdə qalmasını təmin edir.
Yükləmə 12 V dc motorun PWM idarəsini necə təsir edir?
12 V dəyişən cərəyan mühərrikinə tətbiq olunan mexaniki yük artırılanda, mühərrik daha çox cərəyan çəkir və əgər iş dövrü sabit qalırsa, sürəti azala bilər. Açığ-çevrimli PWM sistemlərində bu sürət düşüşü tanınmış bir məhdudiyyətdir. Qapalı-çevrimli sistemlərdə isə idarəedici, 12 V dəyişən cərəyan mühərrikinin sürət nöqtəsini saxlamaq üçün avtomatik olaraq iş dövrünü artırır, əlavə yükü kompensasiya edir və performansı sabit saxlayır.
