Regulacja obrotów silnika prądu stałego

Regulacja obrotów silnika prądu stałego
Regulacja obrotów silnika prądu stałego
+9V
+12V
+6V
+6V
100K
R1
silnik DC
100 Ω
R
100K
E
silnik DC
rys. 1a
R2
silnik DC
B2
2N4819
1K
rys. 1b
Najprostszą metodą regulacji obrotów silnika
DC-motor (zasilanego prądem stałym), wydaje
się być regulacja dostarczanej mocy, poprzez
ograniczenie prądu szeregowym rezystorem/
potencjometrem. To najprostsze rozwiązanie,
okazuje się jednocześnie najgorszym, i może mieć
zastosowanie w nielicznych aplikacjach silników
bardzo małych mocy.
Obniżenie prądu poprzez zwiększenie rezystancji szeregowej, przerzuca gro mocy na tą
rezystancję. Nie dość, że cierpi na tym sprawność
układu, to moc/ciepło przerzucane jest na element,
który „bardzo tego nie lubi”, na potencjometr. Drugi
schemat-cik na rysunku 1b jest nieco lepszy, lecz
pod względem energetycznym nic nie poprawia.
Przerzuca jedynie „ciepło” z potencjometru na
tranzystor.
Jest to w sumie, sterowane źródło prądowe,
w którym wartość rezystorów (szczególnie w emiterze tranzystora) należy dobrać stosownie do wymogów (zakresu prądowego) silnika. Elementem
regulacyjnym jest tranzystor, pracuje on liniowo,
„zbierając” energię zgodnie z zależnością U xI.
Nie jest wielkim odkryciem, że lekarstwem na
tego typu bolączki, jest impulsowa praca układu
sterowania, i elementu wykonawczego. To właśnie
to „odkrycie” zaowocowało taką popularnością
przetwornic, i równocześnie wymieraniem zasilaczy liniowych.
Silnik prądu stałego, jak najbardziej można
sterować metodą PWM (modulacja szerokości
impulsów). To element o impedancji indukcyjnej.
Z wielu możliwych rozwiązań, na rysunku 2 poka-
C
3.3µF
B1
G
SCR
100 Ω
rys. 2
zano układ z „zapomnianym już”, rzadko stosowanym tranzystorem jednozłączowym i tyrystorem
SCR. Obwód z UJT (UniJunction Transistor), jest
tu prostym oscylatorem. Zauważmy, tranzystor ten
ma dwie bazy i emiter! Jego charakterystyka jest
zdecydowanie różna od „zwykłego tranzystora”,
i umożliwia wykonanie multiwibratora na jednym
tranzystorze. Wykazuje „ujemną impedancję”.
Układ „przeskakuje” między dwoma stabilnymi
punktami (na charakterystyce), a czas „przejść”
wyznacza stała czasowa widocznych na schemacie elementów RC. W ten sposób potencjometr reguluje częstotliwość tego oscylatora, który
podaje impulsy na bramkę tyrystora. W układzie
tym, wzbudza jednak wątpliwości zastosowanie
tyrystora.
Tyrystory sprawdzają się dobrze, jako regulatory „fazowe” (kąta zapłonu) w obwodach zasilanych
napięciem zmiennym. W przypadku silnika prądu
stałego (zasilanego stałym napięciem), klucz musi
być „wyłączalny”, np. tranzystor lub tyrystor GTO
(gate rurn-off thyristor – wyłączalny obwodem
Karol Świerc
bramki).
SERWIS ELEKTRONIKI