Circuite de protecție a motorului - supratensiune, supraîncălzire, supracurent

În această postare discutăm câteva circuite de protecție a motorului de curent continuu împotriva condițiilor dăunătoare, cum ar fi situațiile de supratensiune și sub tensiune, supracurent, suprasarcină etc.

Defecțiunile motorului de curent continuu sunt întâlnite în mod obișnuit de mulți dintre utilizatori, în special în locurile în care motorul relevant funcționează multe ore pe zi. Înlocuirea pieselor motorului sau a motorului în sine după o defecțiune poate fi o afacere destul de costisitoare, lucru pe care nimeni nu îl apreciază.

Mi-a fost adresată o cerere a unuia dintre urmașii mei cu privire la rezolvarea problemei de mai sus, să o auzim de la domnul Genga Oyebanji, alias Big Joe.

Specificatii tehnice

„Văzând daunele pe care alimentarea noastră le-a făcut majorității aparatelor noastre electrice, este necesar să construim un modul de protecție pentru aparatele noastre care să le protejeze împotriva fluctuațiilor de putere.

Obiectivul proiectului este de a proiecta și construi un modul de protecție pentru motoarele de curent continuu. Prin urmare, obiectivele proiectului sunt

• Proiectați și construiți un modul de protecție la supratensiune pentru motoare de curent continuu cu indicator (LED).
• Proiectați și construiți un modul de protecție sub tensiune pentru motoare de curent continuu cu indicator (LED).
• Proiectați și construiți un modul de protecție a temperaturii pentru motor (termistor) cu indicator (LED).

Circuitul protejează motorul de curent continuu de supratensiune și sub tensiune. Un releu ar putea fi utilizat pentru pornirea și oprirea sarcinii (motor 12v c.c.). Un comparator este folosit pentru a detecta dacă este ridicat sau scăzut. Supratensiunea ar trebui să fie de 14V, în timp ce subtensiunea ar trebui să fie de 10V.

Ar trebui construit și circuitul de rectificare și filtrare necesar.

Când se detectează oricare dintre defecțiuni, ar trebui să apară indicațiile necesare.

În plus, atunci când înfășurarea de câmp a motorului este deschisă, circuitul ar trebui să poată detecta acest lucru și să oprească motorul, deoarece atunci când înfășurarea de câmp este deschisă, nu mai există flux magnetic în interiorul motorului și toată puterea este alimentată direct în armătură .

Acest lucru face ca motorul să funcționeze până se defectează. (Sper că am dreptate?). Aș fi recunoscător să primesc răspunsul dvs. în curând.

Mulțumesc Swagatam. Noroc'

1) Schema circuitului modulului de protecție la tensiunea motorului DC

Următoarele întreruperi de înaltă și joasă tensiune, despre care am discutat mai devreme într-unul din posturile mele, se potrivesc perfect aplicației de mai sus pentru protejarea motoarelor de curent continuu de condițiile de înaltă și joasă tensiune.

Întreaga explicație a circuitului este furnizată peste / sub circuitul de tensiune de întrerupere

2) Circuitul modulului de protecție împotriva căldurii la motorul DC

A treia problemă care implică creșterea temperaturii motorului poate fi rezolvată prin integrarea următorului circuit simplu de indicare a temperaturii.
Acest circuit a fost, de asemenea, acoperit într-una din postările mele anterioare.

Circuitul de protecție împotriva căldurii de mai sus nu va permite niciodată ca înfășurarea câmpului să eșueze, deoarece orice înfășurare se va încălzi mai întâi înainte de fuzionare. Circuitul de mai sus va opri motorul dacă detectează o încălzire anormală a unității și astfel va evita orice astfel de accident.

Este furnizată întreaga listă de piese și explicația circuitului AICI

Cum se protejează motorul de supracurent

A treia idee de mai jos analizează un design automat al circuitului controlerului de supraîncărcare a curentului motorului. Ideea a fost cerută de domnul Ali.

Specificatii tehnice

Am nevoie de ajutor pentru a-mi finaliza proiectul. Acesta este un motor simplu de 12 volți care trebuie protejat atunci când merge la suprasarcină.

Datele sunt afișate și pot ajuta la proiectarea acestora.

Circuitul de protecție la suprasarcină ar trebui să aibă componente minime din cauza spațiului insuficient pentru al adăuga.

Tensiunea de intrare este variabilă de la 11 volți la 13 volți din cauza lungimii cablajului, dar supraîncărcarea întreruptă ar trebui să se întâmple atunci când V1 - V2 => 0,7 volt.

Vă rugăm să priviți diagrama de suprasarcină atașată care ar trebui să se întrerupă dacă amplificatorii cresc mai mult de 0,7 Amperi. Care este ideea ta despre această diagramă. Este un circuit complicat sau trebuie adăugate câteva componente?

Analiza circuitului

Referindu-ne la schemele de control ale curentului motorului de 12V desenate mai sus, conceptul pare a fi corect, cu toate acestea implementarea circuitului, în special în a doua diagramă, pare incorectă.

Să analizăm diagramele pe rând:

Prima diagramă explică calculele de bază ale stadiului de control al curentului utilizând un opamp și câteva componente pasive și arată minunat.

Așa cum este indicat în diagramă, atâta timp cât V1 - V2 este mai mic de 0,7 V, ieșirea opamp-ului ar trebui să fie zero, iar în momentul în care ajunge peste 0,7 V, ieșirea se presupune că va crește, deși acest lucru ar funcționa cu un tranzistor PNP la ieșire, nu cu un NPN, .... oricum să mergem mai departe.

Aici 0,7 V se referă la dioda atașată la una dintre intrările opampului, iar ideea este pur și simplu să ne asigurăm că tensiunea de pe acest pin depășește limita de 0,7V, astfel încât acest potențial de pinout să traverseze celălalt pin de intrare complementar al amplificatorul op care are ca rezultat o declanșare a comutatorului OFF pentru generarea tranzistorului driverului motorului atașat (un tranzistor NPN, așa cum este preferat în proiectare)

Cu toate acestea, în a doua diagramă, această condiție nu va fi executată, de fapt circuitul nu va răspunde deloc, să vedem de ce.

Erori în a doua schemă

În a doua diagramă, când este pornită puterea, ambii pini de intrare conectați la rezistența de 0,1 ohm vor fi supuși unei tensiuni aproape egale, dar din moment ce pinul care nu inversează are o diodă de cădere, acesta va primi un potențial care poate fi Cu 0,7 V mai mic decât pinul inversor2 al CI.

Acest lucru va avea ca rezultat intrarea (+) obținând o umbră mai mică de tensiune decât pinul (-) al IC-ului, care la rândul său va produce un potențial zero la pinul 6 al IC-ului chiar la debut. Cu zero volți la ieșire, NPN-ul conectat nu va putea porni și motorul va rămâne oprit.

Odată cu oprirea motorului, nu va exista curent aspirat de circuit și nu va fi generată nicio diferență de potențial pe rezistorul de detectare. Prin urmare, circuitul va rămâne inactiv fără să se întâmple nimic.

Există o altă eroare în a doua diagramă, motorul în cauză va trebui să fie conectat la colector și pozitivul tranzistorului pentru a face circuitul eficient, un releu poate provoca o comutare bruscă sau o conversație și, prin urmare, nu este necesar.

Dacă se face referire la un releu, atunci a doua diagramă ar putea fi corectată și modificată în modul următor:

În diagrama de mai sus, pinii de intrare ai amplificatorului operațional pot fi văzuți schimbați astfel încât amplificatorul operațional să poată produce o ieșire HIGH la pornire și să permită acționarea motorului. În cazul în care motorul începe să atragă curent mare din cauza supraîncărcării, rezistența de detectare a curentului va determina dezvoltarea unui potențial negativ mai mare la pinul 3, reducând potențialul pin3 decât valoarea de referință 0,7 V la pin2.

La rândul său, aceasta va readuce ieșirea amplificatorului op la zero volt oprind releul și motorul, protejând astfel motorul de situațiile de curent și suprasarcină.

Al treilea design de protecție a motorului

Referindu-ne la a treia diagramă imediat ce este pornită alimentarea, pinul 2 va fi supus unui potențial cu 0,7 V mai mic decât pinul 3 al IC, forțând ieșirea să crească la început.

Cu ieșirea ridicată, motorul va porni și va crește impulsul și, în cazul în care motorul încearcă să atragă un curent mai mult decât valoarea specificată, o diferență de potențial echivalentă va fi generată pe rezistorul de 0,1 ohmi, acum pe măsură ce acest potențial începe creșterea pinului 3 va începe să se confrunte cu un potențial de scădere și, atunci când cade sub potențialul pin2, ieșirea va reveni rapid la zero, întrerupând unitatea de bază pentru tranzistor și oprind motorul instantaneu.

Cu motorul oprit în acel moment, potențialul dintre știfturi va tinde să se normalizeze și va reveni la starea inițială, care la rândul său va porni motorul și situația va continua să se auto-regleze printr-un ON / OFF rapid. a tranzistorului șoferului, menținând un control corect al curentului asupra motorului.

De ce este adăugat LED-ul la ieșirea Amp Op

LED-ul introdus la ieșirea amplificatorului operațional poate arăta practic ca un indicator obișnuit pentru a indica protecția la suprasarcină întreruptă pentru motor.

Cu toate acestea, alternativ îndeplinește o altă funcție crucială de a interzice ieșirea amplificatorului offset sau de scurgere de la pornirea permanentă a tranzistorului.

Se poate aștepta în jur de 1 până la 2 V ca tensiune de offset de la orice IC 741, care este suficientă pentru a face ca tranzistorul de ieșire să rămână pornit și să facă comutarea de intrare fără sens. LED-ul blochează efectiv scurgerea sau decalajul de la amplificatorul operațional și permite tranzistorului și sarcinii să comute corect conform schimbărilor diferențiale de intrare.

Calculul rezistenței de detectare

Rezistența de detectare poate fi calculată după cum urmează:

R = 0,7 / curent

Aici, așa cum este specificat pentru o limită de curent de 0.7amp pentru motor, valoarea rezistenței senzorului de curent R ar trebui să fie

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