Ad
  Регуляторы оборотов электродвигателя

Регуляторы оборотов электродвигателя

Силовые ключи

Если вам попадутся старые схемы регуляторов, вы заметите, что обычно в них используются очень мощные биполярные транзисторы в выходном каскаде или даже несколько в параллель. Это было необходимо, потому что электродвигатель модели потребляет достаточно большой ток (до десятков ампер), а в моменты разгона пиковый ток достигает сотен ампер. К тому же устройство должно быть компактным, а это исключает возможность использования громоздких радиаторов. И всё равно старые схемы на биполярных транзисторах очень ненадёжны, а потери в них могут даже превосходить потери в механических регуляторах. А всё из-за особенностей таких транзисторов - падение напряжения на p-n переходе не может быть меньше 0.6В для кремниевых (а в подобном случае скорее даже 1В), что при токах в десятки ампер даёт выделяемую мощность (причём это всё потери!) десятки ватт. Вот и получается, что надо впаять очень много транзисторов параллельно (дополнительный вес и габариты) и при этом они всё равно греются и горят (допустимая рассеиваемая мощность транзисторов в пластмассовом корпусе TO-220 - транзисторы КТ818-819 - составляет 2,5 Ватт без дополнительных радиаторов или обдува).

Сейчас все электронные регуляторы делаются на мощных полевых транзисторах - MOSFET. В отличие от биполярных, ток в них не протекает через p-n переход, поэтому можно достичь очень малых значений падения напряжения (и рассеиваемой мощности). К тому же, ток автоматически ограничивается неким предельным значением (естественно, разным для разных типов транзисторов), соответствующим напряжению затвор-исток. Ток затвора полевых транзисторов очень мал, поэтому ими легко управлять. Единственным препятствием были лишь трудности в технологии, а следовательно - высокая цена. Но сейчас уже мощные полевые транзисторы стали доступны и почти также дёшевы, как и биполярные. Параметр, на который в первую очередь надо обращать внимание при создании (или покупке) регулятора - это сопротивление сток-исток в открытом состоянии (внутреннее сопротивление регулятора). Чем меньше это значение, тем лучше транзистор. Конечно, не стоит забывать и о предельном напряжении сток-исток - оно должно быть примерно в 2-3 раза выше максимального напряжения вашей батареи (чтобы индуктивные выбросы напряжения не вывели их из строя). Например, у n-канального транзистора IRL3803 сопротивление в открытом состоянии - 0,006 Ома, что позволяет им отдавать в нагрузку ток до 20А без радиаторов (а пиковый ток - 120А). Соответственно, в регуляторе мотора класса speed-400 и 480 достаточно применить один такой транзистор и ещё иметь при этом приличный запас по надёжности. Для более мощных двигателей или для нескольких параллельно соединённых моторов можно применить несколько таких транзисторов, включённых параллельно. Комплементарные к n-канальным транзисторам p-канальные имеют однако не столь выдающиеся характеристики и более высокую цену. Вот почему обычно параметры реверсивных регуляторов (способных менять направление вращения мотора) гораздо хуже, чем "односторонних", либо габариты больше и конструкция сложнее. К тому же в реверсивных оказываются соединёнными последовательно с нагрузкой два транзистора, а не один (мостовая схема включения), поэтому даже для транзисторов с одинаковыми параметрами требуется включить четыре вместо одного в "односторонней" схеме, чтобы внутреннее сопротивление регулятора осталось прежним (От него зависят не только потери в регуляторе, но и разгонные характеристики двигателя, а для гоночных моделей это очень важно). Поэтому обычно регуляторы для соревнований бывают не реверсивными. Краткая таблица полевых транзисторов, которые можно с успехом применить в регуляторах - см. в конце. Отмечу ещё, что по уровню управляющего сигнала они делятся на 3 типа - "стандартные" (номинальное напряжение затвор-исток - 10В), "логические" (номинальное напряжение затвор-исток 4,5В) и "3-х вольтовые" - (аналогичное напряжение - 2,7В). При этом как правило (но это лишь некая общая тенденция, а не правило) у них меняется и максимальное напряжение сток-исток - если у "стандартных" оно около 60-70В (для транзисторов, пригодных для регуляторов), у "логических" - уже около 30В, а у "3-х вольтовых" может быть совсем низким - около 12В - всегда смотрите справочные данные по конкретному типу. Для стандартного питания "борта" конечно лучше "логические" транзисторы, которые не требуют дополнительного каскада усиления по напряжению, но и "стандартные" транзисторы даже при управляющем напряжении 4,5В вполне хорошо открываются, так что их сопротивление бывает всего на 30-50% выше номинального. "3-х вольтовые" можно применить только для миниатюрных регуляторов совсем маленьких моделей (потому что они обычно маломощные и имеют миниатюрные корпуса типа SO8).

Василий Яйлиян

Оглавление:


Танколет ЛИСУ-152 - настоящий летающий танк (1667)

Четырех-лопастная модель вертолета 'Gyrosaucer' (4950)

Гигантская модель стратегического бомбардировщика B52 (5262)

Программы для рисования электронных схем и печатных плат (3658)

Знакомимся с бесколлекторными моторами (2555)






Рекомендуемое разрешение - 800х600 и выше
Copyright © SkyFlex Interactive 1997-2018
E-Mail: webmaster