Двигуни постійного струму всюди.
Вони перетворюють електричну/магнітну енергію, що генерується дротами, через які проходить струм у магнітному полі, на рух і з’являються в різних електричних приладах і програмах, наприклад g.
, Вони існують у невеликих вентиляторах, стельових вентиляторах, очищувачах повітря, зварювальних димоуловлювачах, квадратних літаках, невеликих вертольотах та інших безпілотних літальних апаратах, ручних
ручних обертових інструментах, круглих пилках, свердлах, токарних верстатах, шліфувальних машинах, автомобілях, роботах (
вони можуть обертати шини або переміщувати руки роботів тощо),
повітряних насосах для акваріумів, проектах виробників та багатьох інших областях.
Найпопулярніший двигун зазвичай має круглий вал, або \'d \'-подібний (тобто
плоский з одного боку)
плоский з обох боків, або шестерню (тобто
врізати шестерню безпосередньо у вал або встановити її на вал).
Приклади цих популярних стилів осі дивіться на фотографіях.
Хоча двигун може працювати від постійного та змінного струму, у випадку роботи General Motors від постійного та змінного струму, у цьому посібнику детально розглядається лише двигун постійного струму.
Струм і магніт йдуть рука об руку
, тому що вони неможливі без іншого.
Як видно з фото, струм через дріт переміщує стрілку компаса, тому що струм через дріт створює навколо дроту магнітне поле.
Датський фізик Ханс Крістіан Остер виявив цей зв’язок між електрикою та магнетизмом у 2000 році. [
Деякі цікаві, але неважливі відомості: \'O\' у наведеному тут імені може використовуватись у великій данській літері O (тобто Ø).
Іноді люди думають про його ім'я як ø rsted].
Магнітні властивості, створювані струмом, що протікає по дроту, слабкі.
Якщо цей дріт намотати на мережне коло, то магнітне поле посилиться.
Якщо цю котушку намотати навколо феритового сердечника, її магнітне поле посилиться.
Якщо згадати тяжіння до полюсних магнітів і скасування подібних полюсів, теорію двигунів постійного струму зрозуміти не так вже й важко.
Принцип роботи двигуна постійного струму полягає в тому, щоб струм проходив через полюси ротора, таким чином створюючи магнітне поле, на яке впливає інше магнітне поле, яке притягує магнітне поле ротора.
Цікаво, що все навпаки.
Тобто, коли двигун обертається, взаємодія магнітного поля створює напругу.
Це можна побачити на відео вище.
Увімкніть напругу крокового двигуна та запаліть світлодіод, тобто.
, Де двигун використовується як генератор.
У цьому підручнику ми обговоримо кілька типів двигунів постійного струму: безперервний двигун постійного струму, редукторний двигун, серводвигун постійного струму, двигун постійного струму без сердечника, вібраційний двигун і кроковий двигун постійного струму, хоча існує багато інших типів двигунів, але вони, ймовірно, найпопулярніші для користувачів Arduino.
Мотор - це пристрій, який може передавати рух. д.
Дійте над нашим проектом.
Ви можете переглянути дві мої попередні інструкції: \'персональний, портативний, легкий, кондиціонер: дешевий і ефективний проект DIY\', \'створення загіпнотизованих дисків за допомогою Arduino та маленьких двигунів постійного струму\'.
Вони надають приклади двигунів постійного струму, які використовуються в проектах Arduino.
У деяких інших проектах Arduino, що використовують двигуни, є \'Гуманоїдний робот на базі Arduino, що використовує серводвигуни\' BlackStar Vvek, \'Arduino K'Nex Motors\' від link2-thepast тощо.
Насправді можна знайти багато інструкцій щодо використання Arduino та одного чи кількох двигунів.
На щастя, для двигуна постійного струму, який використовується виробником, нам не потрібно надто піклуватися про напругу (
хоча нам потрібно переконатися, що двигун працює під нашою існуючою напругою) або струм (
хоча нам потрібно переконатися, що у нас є перемикач для обробки струму двигуна, оскільки струм двигуна зазвичай більше, ніж доступний струмg.
, Від цифрових або аналогових контактів Arduino).
Наша головна увага до двигуна - швидкість і крутний момент.
Швидкість двигуна вимірюється, різниця полягає в тому, що коли ми вимірюємо швидкість автомобіля в годинну милю або годинний кілометр, швидкість обертання за хвилину (RPM)
або радіан/секунда.
, 3000 об/хв або 450 рад/с.
Зверніть увагу, що це лише два приклади швидкості двигуна.
Вони не означають, що 3000 об/хв дорівнює 450 рад/с; це не так.
На щастя, це легко приховати від RPM до радіан/сек або градусів/сек або навпаки.
Швидкість позначається грецькою буквою омега.
Другий закон руху сера Ньютона полягає в тому, що сила дорівнює масі, помноженій на прискорення, а сила та прискорення спрямовані, хоча маса не спрямована.
Крутний момент - це \'поворотна сила\'.
Ньютон часто використовується для сили (Н).
Коли ми помножимо силу на довжину, ми отримаємо крутний момент. g. , Ньютон-метри (Нм), Ньютон-сантиметри (Н-см) або унції-дюйми (oz-in).
У двигуні крутний момент завжди дотичний до кола з центром на валу, I . E. e.
Він розташований під прямим кутом до діаметра.
Символом, що вказує крутний момент, є грецька літера tau, τ у нижньому регістрі, а частота англійської великої літери T є нижчою.
У технічному паспорті двигуна постійного струму зазвичай наводиться швидкість, радіан або градус/секунду.
Крутний момент зазвичай представлений у таблиці даних у різних формах (наприклад
, як максимальний крутний момент і крутний момент редуктора (
докладніше буде введено пізніше)
Номінальний крутний момент тощо . Технічні дані двигуна постійного
зазвичай дуже вичерпні, а також надаються інші параметри двигуна. Слід зазначити, що двигун може мати однакову потужність, але швидкість і крутний момент
оскільки швидкість можна змінити на крутний момент (
отримання додаткової інформації про це дивіться редукторний двигун нижче).
відрізняються,
в неофіційних розмовах.
струму
Якість і вага є різними.
Для
Хоча часто обмінюються
Наприклад, на Місяці маса двигуна буде такою ж, як і на Землі.
Усі вони є обертовими частинами .
Статор є статичним, що створює магнітне поле навколо ротора (
Є чотири основні частини для багатьох безперервних
якщо це так, то магніт статора
є надійним, оскільки магнітне поле з часом може зменшуватися
двигунів постійного струму. e.
статор зроблений з магніту, котушка, яка використовується для створення такого магнітного поля, називається обмоткою збудження або котушкою поля.
Решта двох частин типового щіткового двигуна – це щітка/контакт. Кілька десятиліть тому
підтримувалася на перетворювачі для передачі струму на
в двигуні постійного струму використовувалася фактична мідна \'щітка\', яка
пристрої все ще
ці
котушку та підтримки обертання двигуна \'Щітка\' для чейнджера, хоча справжні щітки не є поширеними,
двигун також може використовуватися , коли щітка/контакт зношується, і
низькою, і
називаються щітковими двигунами. Однак, як згадувалося раніше, безщітковий
, як було сказано раніше, двигун зростає Вартість виробництва щіткового двигуна є
. Однак важливо знати, чи обертаються ротори у втулці чи
кульковому підшипнику, оскільки втулка має менший термін служби. У простому
він зазвичай використовується для виробника
, щоб подолати цей «дефект» до першого, так що частина динамічного кола завжди піддається впливу вищого магнітного моменту
до джерела живлення постійного струму Ортогонально до статора, обертальний момент ротора зазвичай не підштовхує
У більшості працюючих двигунів постійного
двигуні постійного струму обмотка підключається
є кілька котушок, які зміщують одна одну
, чим вищий опір, тим більший крутний момент, але чим повільніша швидкість обертання двигуна,
струму
яка завжди створює високий крутний момент для постійного обертання, щоб змінити полярність.
підключається до джерела постійного струму через контакт
У
Перетворювач
із «щіткою» на чейнджері.
багатьох невеликих двигунах постійного струму використовується статор постійного струму.
В інших двигунах постійного струму та багатьох двигунах постійного струму статор намагнічується одним
із двох способів: паралельне виробництво
постійного струму .
двигунів
Статор може бути підключений послідовно або паралельно джерелу живлення постійного струму до статора/ротора ротор
і статор, щоб ротор можна було легко обертати.
простір називається \'повітряним зазором\' між двома \.
, але є двигуни, де обертальний рух перетворюється на лінійний рух.
пристрої називаються \'лінійними двигунами\' або \'лінійними приводами ( хоча привід
Цей
Більшість двигунів обертаються
відмінних від постійного струму\). Більшість двигунів
Ці
може отримувати
енергію від джерел,
Подивіться зображення двох постійних магнітів постійного струму, які складають статор/статор, на додаткових фотографіях двигуна.
Двигуни постійного струму зазвичай вимагають кращого струму, ніж максимальні 40 мА, 20 мА, надані
, що використовуються в Проект виробника має недостатню потужність (FHP).
за допомогою аналогових або
цифрових контактів Проблема при використанні світлодіода,
але проблема при використанні двигуна постійного струму. Тут
використовувалися транзистори, які коштують менше 20 доларів США
, і
в представленому тут проекті 2N2222
необхідний струм двигуна. У таблиці даних зазначено, що максимальна напруга між емітером і базою. 6.
може легко вмикати і вимикати
, інакше ви ризикуєте пошкодити
транзистор.
Обов’язково тримайте напругу нижче цього максимуму
На прикладеному малюнку
конфігурації 2N2222
/2N2222A також називається P2N2222 або pn222222
вказано нижчу ціну в упаковці 2N2222-92, а не в оригінальній упаковці metal18. У цій
також можемо використовувати механічні пристрої, такі як реле, або
Ми
якщо вам не потрібно працювати з більшою потужністю, то 2N2222 може безпечно розсіюватися, і транзистор TIP120 буде працювати належним чином Для більшої кількості ампер, канал N-RFP30N06LE (P30NO6LE, P30N06) Коли дренажний фланець МОП-транзистора правильно
транзистор може витримувати струми понад 30 А. Цей МОП-транзистор з N-
підключений до металевого радіатора, МОП -
може керуватися від Arduino і є корисним для великих двигунів постійного струму Для
цього pnp-транзистора, коли базовий висновок налаштований на вмикання транзистора, як у цьому проекті,
2N2222, бути більшим, ніж
каналом
колектора та емітера
транзисторний перемикач дозволяє струму, що протікає між контактами
для запобігання збудження , щоб забезпечити шлях для енергії,
зазвичай не проходить через нього як діод
потік між його базою та емітером і лінія на діоді
розташована в протилежному напрямку від нормального струму, тому
1N4001
досить високу напругу в діапазоні напруги
100 вольт, достатню, щоб пошкодити транзистор.
що генерується магнітним полем аварії двигуна, коли живлення вимкнено .
Якщо ви не знаєте положення діода, його важко розташувати неправильно. Хоча це може статися лише
за кілька мікросекунд, він може створити
Таким чином, коли вони використовуються з Arduino, транзисторами, BJP або MOSFET тощо, потрібен перемикач, який може обробляти додатковий струм
, необхідний для двигуна, і це можуть бути
-вольтовий контакт Arduino може подаватись на живлення від USB-роз’єму, і, можливо, 5-вольтовий контактний
5
діоди проти збудження.
На щастя,
ланцюг використовується для живлення безперервного двигуна в наступному ескізі наприклад,
потужність двигуна менша, ніж джерело живлення Arduino. Після 5 секунд роботи двигуна
досягне
який може обробляти широтно-імпульсні сигнали Використовуйте ШІМ-сигнал, починаючи з 255, щоб уповільнити швидкість двигуна з кроком 3, поки він не
,
0. Використання ШІМ-модуля дозволяє моделювати напругу від 0
до
момент на ескізі світлодіодний індикатор не обертається.
У якийсь момент аналогова напруга на двигуні занадто низька, щоб активувати двигун
5 В.
30. У цей
Тут прикріплено
пропелер
, а не кручений дріт, оскільки це дозволяє нам легко бачити його дію
під час балансування двигуна, оскільки він забезпечує кращий
двигуна, ніж асиметричний дріт. Однак,
баланс
Це
в
робиться
коду
рядках
якщо у вас немає пропелера, кручений дріт дасть відповідні результати не можна збалансувати з обох боків вала, вам, ймовірно, слід прочитати кроки вібрації двигуна, незбалансоване навантаження на двигуні може спричинити вібрацію двигуна (видно на відео) Зі швидкістю двигуна він вмикається і повністю вимикається.
файл
текстовий
30
, і його можна побачити тут. Щоб переглянути ескіз повністю, завантажте
----------Sketch---------- /Постійно зменшуйте швидкість двигуна; Int delay3 = 50; pinMode(ledPin, OUTPUT){ delay2/1000 seconds (ledPin, high); delay (int i = 255; i = i -2);
analogwrite(
.
, i) delay
ledpin
(затримка двигуна) 3/1000 секунд 2/1000 секунд (
свою назву від
затримка 2); } Якщо H-міст не буде повним. Теорія, що лежить в основі моста H, отримала
Якщо S2 і S4 увімкнені, струм тече від двигуна
конфігурації його основних компонентів, які можуть бути написані великими літерами \'h' (див. вище
).
в протилежному напрямку.
це забезпечить коротке замикання між S1 і S2, коли S3 і S4 залишаються ввімкненими
, тому що S1 і S2 підключені до однієї позитивної напруги
цьому випадку S3 і S4 підключені до землі.
, і тому немає струму, залишаючи S1 і S2 відкритими, і в
S3 і S4, навпаки, зупиняються . Перемикаючий елемент також може бути реле, іншим механічним пристроєм
біполярним транзистором (BJT), або металооксидним польовим транзистором (MOSFET) .
, наприклад
струму. На практиці діод розміщується на лінії
Це те, що вони можуть перемикати велике навантаження, тоді як для його ввімкнення
позитивної напруги, наприклад, коли двигун працює , і струм, який генерується двигуном
, має шлях через збій магнітного поля. Виробники перемикачів
потрібна лише невелика кількість
використовують інтегральні схеми (ICs)
перед
, реле, транзисторів MOSFET , мостових плат H
всі комутаційні елементи
, наприклад, плату на основі L298 IC, показану вище. Якщо ви використовуєте модуль H-bridge з вашим власним ескізом Arduino, можливо, буде гарною ідеєю
зміною напрямку,
ввімкнути
.
Вони часто використовуються для приводу
оскільки це забезпечить відсутність короткого замикання навіть тимчасово для інверторів, роботів, контролерів двигунів і т. д
крокових двигунів. Більшість безперервних двигунів постійного струму зазвичай працюють на швидкості 1000 обертів на хвилину (об/хв).
зменшувати швидкість , форма і
Загалом, чим більше ви будете
,
їм важко не насолоджуватися
у годиннику повинен обертатися лише на 1 обертах за хвилину Шина в машині-редукторі також має обертатися
. Мотор
, двигун-
розмір редуктора постійного струму
коли швидкість
редуктор може забезпечувати значний крутний момент,
уповільнюється
лебідки, конвеєрні стрічки. Вони можуть швидко обертатися
зі швидкістю понад 1000 об/хв.
Редуктори в автомобілях, пральних машинах, кухонних міксерах, таких як крани,
і на
може пошкодити двигун якщо двигун не обертається ,
на різних швидкостях. Попередження: спроба запустити двигун вище або нижче напруги
дотик може бути занадто висока напруга.
Зазвичай їхня вісь обертання не збігається з центром головного двигуна, але не завжди
(див. фото, швидкість двигуна зростає (див. відео, яке додається). Чим вище напруга, тим швидше Мотор-редуктор обертається з низького на високий
На останньому відео показано, що мотор-редуктор працює з напругою
менше
, а потім знову на низький.
12 В. Якщо ви досягли цього моменту, ви маєте зрозуміти Сподіваюся, що перша частина цього посібника
вам сподобається,
ви можете продовжити, прочитавши другу частину, яка, можливо, розділена на три частини, лише «подряпавши поверхню двигуна постійного струму
». Будь ласка, додайте свої коментарі щодо цієї частини підручника. Якщо у вас є якісь ідеї або запитання щодо двигунів постійного струму, які не описані в цьому підручнику, я радий почути від вас. Ви можете зв’язатися зі мною за адресою transiintbox. (Дякую, замініть друге «I»
