Elektronika

Edukativni tekstovi iz sveta elektronike

Komponente

Opisi komponenata koje se koriste u elektronici

Novosti

Najnovije vesti iz elektronike i ostalih srodnih oblasti

Projekat

Projekti iz elektronike za samogradnju

Rečnik

Rečnik pojmova iz elektronike i računarstva

Početna » Motori

Princip rada H-mosta 1

Autor | Četvrtak, 11. Oktobar 2007.Nema komentara

U daljem tekstu opisan je princip upravljanja jednosmernim motorom tj. promena brzine i smera obrtanja vratila motora pomoću H-mosta.

Upravljanje jednosmernim motorom sa stalnim magnetom se zasniva na promeni vrednosti napona i polariteta na krajevima rotora. Kada napon na rotoru raste od nulte do maksimalne vrednosti brzina obrtanja vratila takođe raste od nulte do maksimalne vrednosti. Za promenu smera obrtanja vratila motora potrebno je obrnuti polaritet napona na rotoru.

Jedna od mogućih realizacija promene efektivne vrednosti napona i polariteta na rotoru je moguće ostvariti pomoću H-mosta. Izgled napona i struja na rotoru i upravlajčkom sklopu H-mosta prikazan je i opisan u ovom tekstu.

Oblici struje i napona na rotoru motora

Kada želimo da pokrenemo vratilo motora u jednom smeru (npr. Smer = 1 stuja teče od VoA ka VoB) gornji mosfet T1 je neprekidno uključen (VoA = Vcc) (VoA je napon na levom kraju rotora motora) videti sliku 1. a) dok se pomoću mosfeta T4 kontroliše srednja vrednost napona na motoru dovođenjem PWM-a na gejt mosfeta T4. U trenutku kada provode tranzistori T1 i T4, ekvivalentnu električnu šemu predstavlja redna veza otpornika, induktora i elektromotorne sile slika 1. b).

Slika 1. a) Punjenje induktivnosti motora; b) Ekvivalentna el. šema pri punjenju induktivnosti

Induktivnost motora ne dozvoljava da se struja trenutno promeni. Struja motora raste po eksponenijalnom zakonu. U ustaljenom načinu rada ova struja tj. njen maksimum IMmax može se opisati sledećom formulom (f 1):

(f 1)

gde su:
Rm – otpornost rotora,

τ – vremenska konstanta (τ = L/Rm),

a – faktor ispune,

T – perioda PWM-a,

Vcc – napon baterije.

Sve dok tranzistori T1 i T4 provode, struja raste videti sliku 2. Ako je faktor ispune jedan tj. praktično je na motor priključen napon baterije bez PWM-a struja će biti konstantna i jednaka asimptotskoj vrednosti (VccE)/Rm.

Slika 2. Talasni oblici PWM-a, napona motora (VoA-VoB) i struje motora

Kada PWM postane neaktivan, odnosno kada se isključi mosfet T4, motor prelazi u režim kočenja. Zbog induktivnosti struja se ne menja trenutno, a pošto se T4 isključio dolazi do provođenja diode D3 tranzistora T3 slika 3.c). Krajevi motora su kratko spojeni, što znači da je struja motora posledica samo elektromotorne sile.

Slika 3. c) kočenje motora; d) ekvivalentna el. šema pri kočenju

Prema formuli (f 2), usled ukidanja pobudnog napona počeće da opada EMS i struja rotora slika 2. U slučaju nepostojanja PWM-a, konačna vrednost struje bi bila nula. Ako su krajevi motora ostali na istom potencijalu, motor je u ukočenom stanju i suprostavlja se spoljašnjim uticajima do određene granice. Međutim, struja će opadati do trenutka kada PWM postane ponovo aktivan tj. do trenutka kada provede mosfet T4. U ovom trenutku dostiže se minimalna struja motora IMmin. Vrednost IMmin data je formulom (f 2):

(f 2)

gde su: Rm, τ, a, T i Vcc kao u formuli (f 1).

Kada se promeni smer obrtanja vratila motora mosfet T3 se trajno uključuje (VoB = Vcc) dok se PWM dovodi na mosfet T2.

Poželjno je pri upravljanju motora kod promene smera obrtanja vratila prvo zaustaviti vratilo i tek tada izvršiti promenu smera i kontinualno ubrzanje obrtanja vratila u suprotnom smeru.

Više o upravljanju jednosmernim motorom možete videti u nastavku teksta Princip rada H-mosta 2.

Leave your response!

You must be logged in to post a comment.