Circuit d'optimisation automatique de couple dans les moteurs électriques

Dans cet article, nous discutons d'une conception de circuit qui aidera à optimiser le couple d'un moteur à induction utilisé dans les véhicules électriques, en analysant sa consommation de courant.

Utilisation d'un onduleur IC 555 pour le contrôle du travail

La conception est spécifiquement destinée à véhicules électriques qui sont conçus pour fonctionner avec des moteurs à induction, et donc ici un inverseur est inclus pour faire fonctionner le moteur à induction à partir d'une batterie.

Le circuit d'optimisation automatique de couple proposé pour le moteur à induction peut être vu dans le diagramme suivant. Puisqu'il est conçu pour un véhicule électrique, un circuit inverseur est inclus et construit à l'aide d'un IC 555.

L'IC 555 ainsi que les mosfets et transformateurs associés forment un circuit onduleur décent pour piloter le moteur à induction monophasé spécifié à partir d'une batterie 12V ou 24V. Pour une batterie 24 V, la section IC devra être étagée
jusqu'à 12 V grâce à un étage régulateur de tension approprié.

Pour en revenir à la conception réelle, nous devons ici nous assurer que le moteur à induction connecté au transformateur démarre avec une vitesse inférieure et commence à gagner en élan, en vitesse et en couple à mesure qu'il est chargé.

Utilisation de la technique PWM

Fondamentalement, pour mettre en œuvre cela, un PWM devient la meilleure technique et dans cette conception aussi, nous profitons du Optimisation PWM intégrée de l’IC 555 fonctionnalité. Comme nous le savons tous, la broche n ° 5 de l'IC 555 forme la tension de commande
entrée du circuit intégré, qui répond à une tension variable pour ajuster le niveau de largeur d'impulsion sur sa broche n ° 3, ce qui signifie que pour des niveaux de potentiel plus élevés sur la broche n ° 5, la largeur d'impulsion sur la broche n ° 3 devient plus large et pour des potentiels plus bas sur la broche n ° 5 , la largeur d'impulsion à la broche n ° 3 se rétrécit.

Afin de traduire la spécification de charge en une tension variable à la broche n ° 5, nous avons besoin d'un étage de circuit capable de convertir la charge croissante sur le moteur à induction en un potentiel proportionnellement croissant
différence à la broche n ° 5 de l'IC 555

Rôle du capteur de limite de courant

Cela se fait en introduisant un résistance de détection de courant Rx , qui transforme le courant croissant consommé par la charge en une différence de potentiel proportionnellement croissante sur elle-même.

Cette différence de potentiel est détectée par le BC547 et transféré les données à la LED connectée, qui est en fait la LED à l'intérieur d'un Coupleur optique LED / LDR fait à la maison manuellement.
À mesure que la luminosité de la LED augmente en réponse à une consommation de courant croissante par une charge connectée, la résistance LDR diminue proportionnellement.

Le LDR peut être vu faisant partie du réseau de diviseur de potentiel à travers l'entrée non inverseuse d'un Opamp, par conséquent, lorsque la résistance LDR chute, le potentiel à la broche n ° 3 de l'amplificateur opérationnel augmente, ce qui provoque à son tour une tension croissante en sortie. de l'opamp.

Cela se produit parce que l'amplificateur opérationnel est configuré comme un circuit suiveur de tension, ce qui signifie que les données de tension à sa broche n ° 3 seront exactement répliquées à sa broche de sortie n ° 6 et de manière amplifiée.

Cette tension croissante correspondante sur la broche n ° 6 de l'amplificateur opérationnel en réponse à la charge croissante sur le moteur à induction alimente un potentiel croissant sur la broche n ° 5 de l'IC555. Ceci entraîne à son tour l'élargissement du PWM initial plus étroit à la broche n ° 3 de l'IC 555.

Lorsque cela se produit, les mosfets de l'onduleur commencent à conduire plus de courant vers le transformateur, permettant une puissance proportionnellement plus élevée au moteur à induction, et le processus permet à la charge de fonctionner avec plus de puissance et avec une puissance optimale.
performance.

Inversement, dès que la charge est réduite, le courant traversant Rx est également réduit, ce qui réduit la luminosité de la LED, et le potentiel de sortie des amplificateurs opérationnels diminue en conséquence, ce qui conduit finalement l'IC 555 à réduire son PWM pour les mosfets et à réduire la puissance d'entrée à le transformateur.

Utilisation de l'optimiseur de couple pour les moteurs de tapis de course

Le circuit d'optimisation de couple expliqué ci-dessus pour les moteurs à induction est destiné aux véhicules électriques, mais si vous êtes intéressé à faire fonctionner un moteur à courant continu ordinaire de haute puissance tel qu'un moteur de moulin à bande de roulement , dans ce cas, la section du transformateur pourrait être simplement supprimée et le moteur pourrait être directement connecté comme indiqué dans le schéma suivant:

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