Stejnosměrné motory jsou všude.
Přeměňují elektrickou/magnetickou energii generovanou vodiči přenášejícími proud v magnetickém poli na pohyb a objevují se v různých elektrických spotřebičích a aplikacích, např. g.
, Existují v malých ventilátorech, stropních ventilátorech, čističkách vzduchu, lapačích kouře ze svařování, čtvercových letadlech, malých helikoptérách a dalších dronech, ručních
ručních rotačních nástrojích, kulatých pilách, vrtácích, soustruzích, bruskách, autech, robotech (
mohou otáčet pneumatikami nebo pohybovat rameny robotů atd.)
Akvarijní vzduchová čerpadla, projekty výrobců a mnoho dalších oblastí.
Nejpopulárnější motor má obvykle kruhovou hřídel nebo ve tvaru \'d \' (tj
. Ploché na jedné straně)
Ploché na obou stranách nebo ozubené kolo (tj
. Udělejte ozubené kolo přímo do hřídele nebo jej nainstalujte na hřídel).
Příklady těchto oblíbených stylů os naleznete na fotografiích.
Přestože motor může běžet ze stejnosměrného, střídavého proudu, v případě provozu General Motors ze stejnosměrného i střídavého proudu, tento tutoriál podrobně pojednává pouze o stejnosměrném motoru.
Proud a magnetický jdou ruku v ruce
, protože bez druhého to nejde.
Jak je vidět z fotografie, proud drátem pohybuje střelkou kompasu, protože proud drátem vytváří kolem drátu magnetické pole.
Dánský fyzik Hans Christian Oster objevil toto spojení mezi elektřinou a magnetismem v roce 00 let. [
Některé zajímavé, ale nedůležité informace: \'O\' ve zde zobrazeném jméně může být použito s velkým dánským O (tj. , Ø)
Někdy si lidé myslí, že jeho jméno je ø rsted].
Magnetické vlastnosti generované proudem procházejícím drátem jsou slabé.
Pokud je tento drát navinutý v online kruhu, magnetické pole zesílí.
Pokud je tato cívka navinuta kolem jádra feritového těla, její magnetické pole zesílí.
Pokud si připomeneme přitažlivost k pólovým magnetům a zrušení podobných pólů, není teorie stejnosměrných motorů příliš složitá na pochopení.
Princip činnosti stejnosměrného motoru spočívá v tom, že proud protéká póly rotoru a vytváří tak magnetické pole, které je ovlivňováno dalším magnetickým polem, které přitahuje magnetické pole rotoru.
Zajímavé je, že opak je pravdou.
To znamená, že když se motor otáčí, interakce magnetického pole vytváří napětí.
To je vidět na videu výše
Otočte napětí krokového motoru a rozsviťte LED, tzn.
, Kde se motor používá jako generátor.
V tomto tutoriálu probereme několik typů stejnosměrných motorů: kontinuální stejnosměrný motor, převodový motor, stejnosměrný servomotor, stejnosměrný motor Coreless, vibrační motor a stejnosměrný krokový motor, ačkoli existuje mnoho dalších typů motorů, tyto jsou pro uživatele Arduina pravděpodobně nejoblíbenější.
Motor je zařízení, které může přenášet pohyb. E.
Začněte s naším projektem
Můžete vidět dva z mých předchozích pokynů: \'osobní, přenosný, lehký, klimatizace: levný a efektivní projekt pro kutily\', \'vytváření hypnotizovaných disků pomocí Arduina a malých DC motorů \'.
Poskytují příklady stejnosměrných motorů používaných v projektech Arduino.
Některé další projekty Arduino využívající motory mají \'humanoidního robota založeného na Arduinu pomocí servomotorů\' od BlackStar Vvek, \'Arduino K'Nex Motors\' link2-thepast a tak dále.
Ve skutečnosti lze nalézt mnoho návodů na použití Arduina a jednoho nebo více motorů.
Naštěstí se u stejnosměrného motoru používaného výrobcem nemusíme příliš starat o napětí (
Zatímco se musíme ujistit, že motor funguje pod naším stávajícím napětím) nebo proud (
I když se musíme ujistit, že máme spínač pro ovládání proudu motoru, protože proud motoru je obvykle větší než dostupný proudg.
, Z digitálních nebo analogových pinů Arduino).
Naším hlavním zaměřením na motor je rychlost a točivý moment.
Měří se rychlost motoru, rozdíl je v tom, že když měříme rychlost auta na hodinovou míli nebo hodinový kilometr, rychlost otáčení za minutu (RPM)
nebo radián/sekundu.
, 3 000 ot./min nebo 450 rad/s.
Všimněte si, že toto jsou pouze dva příklady rychlosti motoru.
Neznamenají, že 3 000 RPM odpovídá 450 rad/s; není.
Naštěstí je snadné se skrýt z RPM na radiány/s nebo stupně/SEC nebo naopak.
Rychlost je označena řeckým písmenem omega.
Druhý pohybový zákon sira Newtona je, že síla se rovná hmotnosti vynásobené zrychlením a síla a zrychlení jsou ve směru, i když hmotnost není ve směru.
Točivý moment je \'síla zkroucená/otočená \'.
Newton se často používá pro sílu (N)
Když sílu vynásobíme délkou, dostaneme točivý moment. G. , Newton-metry (Nm), Newton-centimetry (N-cm) nebo unce-palce (oz-in).
V motoru je točivý moment vždy tečný ke kružnici se středem na hřídeli, I . E. e.
Je v pravém úhlu k průměru.
Symbol označující točivý moment je řecké písmeno tau, τ malým písmenem a frekvence anglického velkého písmene T je nižší.
Technický list stejnosměrného motoru obvykle uvádí otáčky, radiány nebo stupně/sekundu.
Točivý moment je v datovém listu obvykle prezentován ve více formách (např.
jako špičkový točivý moment a točivý moment převodovky (
Více bude uvedeno později) Jmenovitý
atd.
Datový list stejnosměrného motoru je obvykle velmi obsáhlý a jsou zde uvedeny i další parametry motoru.
Je třeba poznamenat, že motor může mít stejný výkon, ale rychlost a točivý moment se liší, protože otáčky lze změnit na točivý moment (
informací o tom, viz příklad převodovky a hmotnosti
točivý moment
jsou často uvedeny níže. Informace o kvalitě a hmotnosti jsou uvedeny níže).
Měsíc, hmotnost motoru
Pro mnoho
Více
stejnosměrných motorů s kontinuálním kartáčem
je stejná jako na Zemi, ale jeho hmotnost se bude lišit
jsou čtyři hlavní části
rotor (rotující část) nebo kotva (Ve strojírenství
je vinutí nedílnou součástí
Zde je rotor stejný jako stator,
jejich název je stator. který zajišťuje magnetické pole kolem
sestavy hlavní proudové cívky, která se otáčí/otáčí a generuje magnetické pole)
rotoru ( Je-li stator vyroben z permanentního magnetu, je obvykle rozdělen na
dvě části, je-li tomu tak, magnet statoru je
magnet magnetického pole, protože magnetická pole zůstávají na konstantní úrovni, i
skutečný měděný „kartáč“, který byl podepřen pružinou a přitlačen na
když se jejich magnetická pole mohou časem snižovat
Permanentní magnety byly nalezeny v mnoha kartáčových motorech. Pokud je stator vytvořen ze dvou částí, které tvoří magnetické pole Kartáčový motor je měnič a kartáč/kontakt Před několika desítkami let používal stejnosměrný motor
motor v otáčení Dnes jsou kontakty
stejnosměrného motoru \'kartáč\' k měniči, ale skutečné kartáče nejsou běžné a tyto kartáče stále nejsou běžné životnost než zařízení, které obsahují,
měnič, aby přenesl proud do cívky a udržoval
dříve, bezkomutátorový motor lze použít i dnes a
mohou se generovat jiskry, protože se
nicméně, jak již bylo zmíněno
jsou nízké a
obvykle se používá pro výrobce, protože je důležité vědět, zda se jejich
kartáč/kontakt opotřebovává, a motor se zdá být na vzestupu Jak již bylo zmíněno, výrobní náklady na kartáčový motor
, aby generovalo magnetické pole,
V jednoduchém stejnosměrném motoru je vinutí připojeno ke zdroji stejnosměrného proudu
návodu
rotory otáčí bez kulového pouzdra v pouzdru motoru dále v tomto
když proud teče, ale když se vinutí pohybuje kolmo ke statoru,
dynamického kruhu je vždy vystavena vyššímu
není k dispozici téměř žádná hybnost rotoru, aby mohl pokračovat v otáčení v pravém úhlu že část
magnetickému momentu, E. e , Když je rotor v silné části magnetického pole statoru, je
viz přiložené fotografie)
přijímací výkon u většiny pracujících stejnosměrných motorů (
(
Obecně lze říci, že
čím více je cívka vinutá, tím vyšší je odpor, tím vyšší otáčky motoru jsou vždy plynulejší a tím pomalejší rotace je připojena k převodníku, což je součást, která umožňuje kontinuální otáčení cívky rotoru podle potřeby pro změnu polarity.
fotografie
Přepínač
přiložené
je obvykle jen jednoduchý válec s izolační mezerou mezi kontakty, což umožňuje připojit vodivý prvek \'kartáč\' k stejnosměrnému napájení
viz
, to znamená, že
spínač pro přepínání stejnosměrného napájení přes kontakt ' na stejnosměrný vstup).
poskytuje jednoduchý
\'
měniče Mnoho malých stejnosměrných motorů používá
vzduchová mezera\' mezi těmito dvěma \
malých stejnosměrných motorů a mnoha velkých stejnosměrných motorů je stator
stator s permanentním magnetem, příklad je vidět na přiložené fotografii U jiných
magnetizován stejným napájením jako rotor Tento prostor se nazývá
se otáčí, ale existují motory, kde se rotační pohyb
'. Většina motorů
převádí na lineární pohyb.
Tato zařízení se nazývají \'lineární motory\' nebo \'lineární aktuátory (I když aktuátor může získávat energii z jiných zdrojů než DC)'. Většina motorů
cívku , lze snadno vidět
výkon než výrobce. koňský výkon Podívejte se na
obrázek rozebraného malého kontinuálního stejnosměrného
má menší
na dalších fotografiích motoru Kontinuální stejnosměrné motory obvykle vyžadují lepší proud než maximální 40mA, 20mA poskytované pomocí analogových nebo digitálních
motoru zde Dva permanentní magnety, které tvoří stator, rotor/stator a
a v projektu zde
Arduino pinů, při použití tohoto omezení není problém 2.2 zde, které stojí méně než 0 $ každý Fungují jako spínače
2N2222 snadno zapnout a vypnout požadovaný proud motoru Balení 2N2222-92, ne originální balení metal18 V této konfiguraci se 2N2222/
uvedeném může
abyste zajistili maximální
2N2222A také nazývá P2N2222
nebo pn222222,
k emitoru relé, nebo
pokud nepotřebujete řídit jednoduchý přepínač z Arduina Pokud se potřebujete vypořádat s větším výkonem, může se
přijatelné napětí a proud od základny
2N2222 bezpečně rozptýlit a tranzistor TIP120, který doplňuje Darlington, zvládne teploty až 5A, pokud
kolektoru a vysílače 2n2222
je správně zahřátý. vypouštěcí příruba MOSFETu je správně připojena ke
kovovému radiátoru, MOSFET zvládne proudy nad 30 ampérů Tento N-kanálový MOSFET lze řídit z Arduina a je užitečný pro velké stejnosměrné motory Vyšší proud teče mezi piny
a je řízen základnou a piny vysílače, když je
u tohoto pinu tranzis nastaven na transtor. tranzistorový spínač umožňuje, aby proud protékající mezi piny kolektoru a emitoru 2N2222 byl větší, než je tok
dvou pinech motoru je umístěna dioda 1N4001 a vedení na diodě je
mezi jeho základnou a emitorem Na
nasměrováno na kladné napětí, je tedy umístěna v opačném směru, než je proud pro diodu 1N40 energie generovaná magnetickým polem motoru, když je vypnuté
napájení
Pokud neznáte polohu diody, je obtížné ji umístit nesprávně, protože když ji takto
nastavíte, dojde k odvedení proudu
do
100 voltů, což je v podstatě dost
poměrně vysoké napětí v rozsahu
motoru a motor se nebude točit, i když se to může stát jen několik mikrosekund, může produkovat
napětí
na to, aby došlo k poškození stejnosměrného motoru. tranzistor, BJP nebo MOSFET nebo relé atd. , Potřebujete spínač,
který zvládne extra proud požadovaný motorem, a může být uživatel-
asi cucma, a pokud se
Anti-excitační diody jsou přidány naštěstí z USB
použije bucket Jack, může být použito více, možná až 5 v pinu
v další části motoru funkce cyklu náčrtu se na
motor ( 5000 MS, velmi vysoký signál e. [ Zde použitý
5 sekund zapne stejnosměrný
motor je menší než proud dodávaný
větší proud motoru
napájecím zdrojem Arduino 5 V, pokud však používáte
, budete potřebovat napájení oddělené od napájení, které je k dispozici na 6 pinu, postupně zpomalte 6 dokáže zpracovat signály pulsní šířkové modulace (PWM
) Zde se motor otáčí jedním směrem
. Použijte signál PWM od 255 ke zpomalení rychlosti motoru a snížení v krocích 3, dokud nedosáhne 0. Použití PWM nám umožňuje simulovat napětí mezi 0 a 5 v. V tomto případě je analogové
Zde je připojena
vypnutá,
napětí motoru příliš nízké, aby se motor otočil přibližný bod je, když pracovní cyklus
protože se motor neotáčí
dosáhne 30. V tomto bodě na náčrtu je však
.
LED
vrtule, nikoli zkroucený drát, protože nám umožňuje snadno sledovat jeho činnost
při vyvažování otáčení
.
motoru, protože poskytuje lepší vyvážení motoru než
asymetrický drát
Pokud však nemáte vyvážený drát, bude to mít pouze jeden zkroucený
vibračního
Při rychlosti motoru se
Viditelné na videu
motoru, nevyvážené zatížení motoru
drát strany hřídele, pravděpodobně byste si měli přečíst druhou část tohoto návodu, která obsahuje kroky
může způsobit vibrace motoru A červená LED (
)
rozsvítí a zhasne až do úplného vypnutí. ----------Sketch--------- /Rozběhněte motor na plné otáčky /Fade LED podle rychlosti motoru = 6 Int delay2 = 5000 void void OUTPUT(){PUT; loop(){ /
Digitální zápis pro zpoždění2/1000 sekund (ledPin, HIGH digitalWrite( MotorInputPin, high delay(delay2); /Zpoždění pauzy 2/1000 sekund (zpoždění2 } Není-li uveden H-můstek, nebude uvedení stejnosměrného motoru do konce) Teorie za můstkem
který
,
H
může
je jednoduchá a snadno pochopitelná, svůj název získává podle konfigurace svých hlavních součástí: 4 spínací prvky a stejnosměrný motor
být velkými písmeny \'h \'- a S2 zůstávají zapnuté a
proud S1 je vypnutý k zemi, pak je jeho provoz jednoduchý, pokud jsou S2 a S3
vypnuty, když jsou S1 a S4 zapnuté ,
proud teče z motoru do země v opačném směru (viz obrázek, který se chová jako konstantní zapnutý spínač
e. Všimněte si, že tyto spínače musí být vypnuty
určitým způsobem, například S2 a S2.
mezi kladným napětím a zemí nemá žádný vliv, když S3 a S4 zůstanou zapnuté, protože S1 a S2 jsou
Spínacím prvkem může být také relé
připojeny ke stejnému kladnému napětí
, a proto neprotéká proud zapnutý a naopak, motor se zastaví.
tranzistor s efektem pole (MOSFETy)
, jiný mechanický prvek nebo polovodičové zařízení, jako je bipolární přechodový tranzistor (BJTs) , Nebo metaloxidový polovodičový
Ve většině moderních
H můstků je spínacím prvkem polovodičové zařízení, obvykle výhodou B jsou hex.
mosfety k velké zátěži, přičemž
k jeho zapnutí je potřeba
. Po chodu motoru jsou všechny spínače
jen malé množství proudu V praxi je dioda umístěna na každém spínacím prvku a vedení na diodě je nasměrováno na kladné napětí. To se děje, když např
kvůli havárii magnetického pole Nepoužívají se však diskrétní součástky, přepínače HJdmos, relé použijte integrované obvody (IC) ,
Například deska založená na výše uvedeném IC L298 Pokud používáte modul H-bridge s vlastním náčrtem Arduino, může být dobré zapnout všechny spínací prvky
zapnuté a proud generovaný motorem
že nedojde ke zkratu ani dočasně
má dráhu
změnou směru, protože to zajistí,
před
atd 1 000 ot./min (RPM)
. U výkonových měničů, robotů, motorů se často používají k pohonu stejnosměrné motory
Méně než 1 000 a je snadné najít převodový motor s otáčkami menšími než 100. Jak název napovídá,
Převodové motory se obvykle používají ke
snížení otáček (otáček)
. Obecně řečeno, čím více budete snižovat
používají kombinaci převodů ke zpomalení převodového ústrojí, aby se toto
zpomalilo
otáčky motoru
rychlost, tím pomalejší jsou
hodinky, jako jsou analogové hodinky.
. Je pro ně těžké si to neužít Dobrým příkladem potřeby převodového motoru jsou
musí zajistit rotaci při nízké rychlosti. výkon být mnohem pomalejší. Převodový motor může poskytovat
Motor v hodinkách
se často vyskytují
moment
značný točivý moment při nízkých otáčkách Obecně řečeno, čím vyšší je proud, tím vyšší je točivý
robotických aut Upozornění: Pokud se motor neotáčí, může být
napětí příliš nízké, a
u robotů,
tak, že jejich osa otáčení obvykle není zarovnaná se středem hlavního motoru, ale ne vždy se zvyšuje napětí přiložené video). Jedno ze zde uvedených videí je rozsah napětí od 2 do 17 voltů Čím vyšší je napětí, tím rychleji se motor s převodovkou otáčí nejprve
pokud je dotyk příliš vysoký,
lze převodové motory obvykle identifikovat
z nízké na vysokou a poté zpět na nízkou. jste v tomto bodě, blahopřejeme
, nyní byste měli
mít základní znalosti
. Doufám, že první část této příručky
o některých klíčových prvcích stejnosměrného motoru, které jsou popsány v této části
bude pro vás zajímavá a hodnotná, možná budete chtít pokračovat čtením druhé části, která může být zřejmá, i když je tato příručka rozdělena do tří částí, pouze 'jejich část' stejnosměrného motoru
může poškrábat svou vlastní tutoriál, nebo možná celou učebnici Pokud máte nějaké připomínky, návrhy nebo dotazy
k této části tutoriálu, přidejte prosím své komentáře níže, pokud máte nějaké nápady nebo dotazy týkající se stejnosměrných motorů, které nejsou obsaženy v tomto návodu, nebo máte nějaké návrhy, jak mohu tento návod nebo jiné části tohoto návodu vylepšit, rád se mi ozvete \'e\' kontaktujte mě.)
