Automatische Drehmomentoptimierungsschaltung in Elektromotoren

In diesem Artikel diskutieren wir ein Schaltungsdesign, das dazu beiträgt, das Drehmoment eines in Elektrofahrzeugen verwendeten Induktionsmotors durch Analyse seines Stromverbrauchs zu optimieren.

Verwendung eines IC 555-Wechselrichters zur Haubensteuerung

Das Design ist speziell für elektrische Fahrzeuge die für die Arbeit mit Induktionsmotoren ausgelegt sind, und daher hier ein Umrichter zum Betreiben des Induktionsmotors aus einer Batterie enthalten ist.

Die vorgeschlagene automatische Drehmomentoptimierungsschaltung für den Induktionsmotor ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Da es für ein Elektrofahrzeug ausgelegt ist, ist eine Wechselrichterschaltung enthalten, die mit einem IC 555 gebaut wurde.

Der IC 555 bildet zusammen mit den zugehörigen Mosfets und dem Transformator a anständige Wechselrichterschaltung zum Antreiben des angegebenen Einphasen-Induktionsmotors aus einer 12-V- oder 24-V-Batterie. Bei einer 24-V-Batterie muss der IC-Bereich abgestuft werden
bis zu 12V durch eine geeignete Spannungsreglerstufe.

Um auf das eigentliche Design zurückzukommen, müssen wir hier sicherstellen, dass der mit dem Transformator verbundene Induktionsmotor mit einer niedrigeren Drehzahl startet und bei Belastung an Impuls, Drehzahl und Drehmoment gewinnt.

Verwenden der PWM-Technik

Um dies zu implementieren, wird eine PWM zur besten Technik, und auch bei diesem Design nutzen wir den Vorteil der Die integrierte PWM-Optimierung des IC 555 Merkmal. Wie wir alle wissen, bildet der Pin # 5 des IC 555 die Steuerspannung
Eingang des IC, der auf eine variierende Spannung reagiert, um den Impulsbreitenpegel an Pin 3 einzustellen. Dies bedeutet, dass für höhere Potentialpegel an Pin 5 die Impulsbreite an Pin 3 breiter und für niedrigere Potentiale an Pin 5 wird wird die Impulsbreite an Pin 3 enger.

Um die Lastspezifikation an Pin 5 in eine variierende Spannung umzuwandeln, benötigen wir eine Schaltungsstufe, die die ansteigende Last des Induktionsmotors in ein proportional ansteigendes Potential umwandeln kann
Differenz an Pin 5 des IC 555

Rolle des Strombegrenzungssensors

Dies geschieht durch Einführung von a Stromerfassungswiderstand Rx , der den von der Last aufgenommenen ansteigenden Strom in eine proportional ansteigende Potentialdifferenz über sich selbst umwandelt.

Diese Potentialdifferenz wird vom BC547 erfasst und die Daten an die angeschlossene LED übertragen, die eigentlich die LED in einem ist LED / LDR-Optokoppler manuell zu Hause gemacht.
Wenn die LED-Helligkeit als Reaktion auf einen steigenden Stromverbrauch durch eine angeschlossene Last zunimmt, nimmt der LDR-Widerstand proportional ab.

Der LDR bildet einen Teil des Potentialteilernetzwerks über den nichtinvertierenden Eingang eines Opamps. Wenn also der LDR-Widerstand abfällt, steigt das Potential an Pin 3 des Opamps an, was wiederum eine entsprechend ansteigende Spannung am Ausgang verursacht des opamp.

Dies geschieht, weil der Operationsverstärker als Spannungsfolgerschaltung konfiguriert ist, was bedeutet, dass die Spannungsdaten an seinem Pin # 3 genau an seinem Ausgangspin # 6 und auf verstärkte Weise repliziert werden.

Diese entsprechend ansteigende Spannung an Pin 6 des Operationsverstärkers als Reaktion auf die ansteigende Last des Induktionsmotors speist ein ansteigendes Potential an Pin 5 des IC555. Dies wiederum bewirkt, dass die anfänglich schmalere PWM an Pin 3 des IC 555 breiter wird.

In diesem Fall leiten die Wechselrichtermosfets mehr Strom zum Transformator, wodurch dem Induktionsmotor eine proportional höhere Leistung ermöglicht wird, und der Prozess ermöglicht es der Last, mit mehr Leistung und optimal zu arbeiten
Performance.

Umgekehrt wird, sobald die Last reduziert wird, auch der Strom durch Rx reduziert, was die LED-Helligkeit verringert, und das Ausgangspotential der Operationsverstärker fällt entsprechend ab, was schließlich dazu führt, dass der IC 555 seine PWM für die Mosfets einschränkt und die Leistungsaufnahme auf reduziert der Transformator.

Verwenden des Drehmomentoptimierers für Laufbandmotoren

Die oben erläuterte Drehmomentoptimierungsschaltung für Induktionsmotoren ist für Elektrofahrzeuge vorgesehen, wenn Sie jedoch daran interessiert sind, einen gewöhnlichen Hochleistungs-Gleichstrommotor wie z Laufbandmotor In diesem Fall könnte der Transformatorabschnitt einfach weggelassen und der Motor direkt angeschlossen werden, wie in der folgenden Abbildung angegeben:

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