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:


Прототип самого маленького летательного робота uFR (Micro Flying Robot) от Seiko Epson (4855)

Обзор пилотажного самолета Katana из потолочной плитки (5876)

Обзор мотопланера Kyosho Stratus 2000S (4904)

Самодельные модули расширения для RC аппаратуры (3564)

Знакомимся с бесколлекторными моторами (2460)

Крепеж для моделей (1491)






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