De uitgebreide gids voor de motorcontroller

Wat is een motorcontroller?

Een motorcontroller verwijst naar een elektrisch apparaat dat het koppel, de motorsnelheid en de output van de apparatuur regelt. Motorcontrollers worden over het algemeen geleverd met handmatige of automatische middelen om de motor te stoppen of te starten.

Wat maakt motorcontrollers zo essentieel? Welnu, zonder deze apparaten heeft de motor niet de nodige bescherming tegen overbelasting. Een overbelasting kan leiden tot elektrische storingen die mogelijk elektronische apparatuur kunnen beschadigen.

De meeste motoren hebben minstens enkele ampère nodig om goed te kunnen werken. Helaas kunnen microcontrollers slechts ongeveer 0,1 Ampère leveren, wat te weinig is. Een motorcontroller kan u helpen om het benodigde aantal Ampères te bereiken.

Typen motorcontroller

Er zijn vier hoofdtypen motorcontrollers. Laten we ze allemaal eens nader bekijken.

2.1 AC-motorcontrollers

AC-motorcontrollers wijzigen het ingangsvermogen naar motoren. Ze bereiken dit door de frequentie van de energie die in de motor komt aan te passen. Het doel daarvan is om de snelheid en het koppel te regelen. Andere namen voor AC-controllers zijn AC-omvormers, stuurprogramma's met variabele snelheid en frequentieomvormers.

2.2 DC-motorcontroller

Net als AC-motorcontrollers, passen DC-motorcontrollers ook het ingangsvermogen aan. DC-motorcontrollers veranderen of wijzigen de stroombron om de stroom of frequentie direct uit te voeren. Een DC-motorcontroller regelt efficiënt het koppel en de snelheid van de motor.

2.3 servomotorcontroller

Een servomotorcontroller verwijst naar een elektronisch apparaat dat het ingangsvermogen wijzigt door de stroombron aan te passen of te regelen op de gewenste frequentie, gepulseerde of stroomuitgang. Net als AC- en DC-motorcontrollers zijn servo-moto-controllers ideaal voor specifieke toepassingen. Een servomotorcontroller is geschikt voor motion control-toepassingen, met name in de productie- en constructie-industrie. Deze controllers regelen posities, koppels en motorsnelheden.

2.4 Stappenmotorcontrollers

Een stappenmotorcontroller is een elektronisch apparaat dat het ingangsvermogen regelt. De regelaar doet dit door de stroombron in te stellen op een getrapte stroomuitgang. Stappenmotorcontrollers zijn vooral ideaal in productie- en constructieomgevingen. Net als andere controllers in deze lijst, regelen stappenmotorcontrollers de positie, het koppel en de snelheid van de motoren. Een andere naam voor stappenmotorcontrollers is motorindexeerders.

Hoe werkt een motorcontroller?

De meeste beginnende ontwerpers en ingenieurs begrijpen niet hoe motorcontrollers werken. Interessant is dat het een stuk eenvoudiger is dan je misschien denkt. Laten we dieper ingaan op het onderwerp.

3.1 Richtingscontroller via H-brug

Dit DC-motorbesturingsproces is een van de meest rechttoe rechtaan. Het proces omvat twee paar schakelaars. Elke keer dat je een paar knoppen aansluit, is het circuit compleet en wekt het stroom op.

Om een ​​4-delige motor te maken, kun je de schakelaars mixen en matchen of hun polariteit veranderen. Gebruikers kunnen ook de grootte van H-bruggen wijzigen zodat ze op kleinere systemen passen.

3.2 Snelheidsregelaar via pulsbreedtemodulatie (PWM)

PWM-circuits regelen de snelheid van de motor door de spanning van de PCB-voeding op te starten of te beperken. Deze circuits hebben een afvlakkingseffect door spoelinductie. Het is mogelijk om PWM-circuits te combineren met H-bruggen wanneer u van snelheid, richting of remmen wilt veranderen.

3.3 Armatuurcontroller via variabele weerstand

Een andere manier om de snelheid van de gelijkstroommotor te wijzigen, is het wijzigen van de valuta die door de spoel of het anker loopt. De assnelheid kan variëren afhankelijk van de stroomtoevoer. Dat komt omdat het evenredig is met het magnetische veld dat wordt gegenereerd door de stroom die in het anker aanwezig is.

Overweeg om weerstanden aan het anker toe te voegen als u de motorsnelheid wilt beperken. Voeg een statorweerstand toe om het tempo op te voeren.

Door weerstanden aan de ankerspoel toe te voegen, genereert u meer warmte en verliest u energie. Daarom kan deze methode inefficiënt zijn.

3.4 De motor uitschakelen

Om de motor uit te schakelen, schakelt u eenvoudig de spanningstoevoer naar de printplaat uit. Je zou ook de schakelaars in de motor kunnen openen. U kunt een schakelaar openen die op twee is aangesloten.

3.5 Motorremmen

Als het gaat om motorremmen, kunt u een van de drie methoden gebruiken. De eerste is dynamisch remmen. Bij deze methode wordt de voeding van de motor afgesloten.

Het tweede type remmen staat bekend als injectieremmen. Deze methode is alleen van toepassing op AC-motorbesturing. Na het loskoppelen van de stroom en het leveren van gelijkstroom; in plaats daarvan creëer je een magnetisch veld dat de motor vertraagt ​​of stopt door de draairichting van de motor te veranderen.

Er is ook regeneratief remmen dat op dezelfde manier werkt als dynamisch remmen. Je onderbreekt de stroombron en stuurt vervolgens terug naar de voeding via de draaiende motor. Regeneratief remmen kan de batterij opladen. De accu levert dan stroom aan de motor.

Selectiecriterium motorcontroller

Welk criterium moet u gebruiken bij het selecteren van motorcontrollers? We bespreken er twee in deze sectie.

4.1 Elektrische specificatie

Als het gaat om elektrische specificatie, zijn enkele van de zaken waar u op wilt letten:

Maximale uitgangsspanning

De output van het apparaat in kwestie moet altijd overeenkomen met de output van het hele systeem.

Nominaal vermogen

Het hoogste vermogen dat de motor kan gebruiken.

AC/DC-voedingsspanning

AC/DC-voedingsspanning is gericht op het bereiken van een foutloze werking.

Continue uitgangsstroom

Gewoonlijk voert het apparaat stroom zonder de warmtebeperkingen te overschrijden.

Bustypes

Je hebt waarschijnlijk wel eens gehoord van bustypes, die bestaan ​​uit geavanceerde technologische hulpstukken.

Eenfasige/driefasige ingangen

Over het algemeen kan men lagedruk- of hogedruktoepassingen gebruiken.

Frequentie motorregelaar

Motorcontrollers gebruiken meestal frequenties van 50 Hz tot 400 Hz.

4.2 Bedrijfsspecificaties

De prestaties van motorcontrollers zijn afhankelijk van het besturingssysteem en de ontwerpconfiguratie. Men kan verschillende soorten handmatige bedieningselementen toevoegen, zoals knoppen, jumpers, potentiometers, enz. Als alternatief kan men computerbedieningen gebruiken zoals een joystick, een digitaal paneel, enzovoort.

4.3 Functies

De keuze van een motorcontroller is flexibel en hangt af van de functies die u erin wilt opnemen. Verschillende motorcontrollers hebben extra functies. U kunt bijvoorbeeld kiezen voor de softstart-functie, waarmee u kunt bepalen hoe lang uw apparaat moet opstarten.

Borstelloze DC-motorcontrollers VS geborstelde DC-motorcontroller

Er zijn twee hoofdtypen DC-motoren:geborsteld en borstelloos. Geborstelde DC-motorcontrollers behoren tot de oudste soorten motorcontrollers. Het gelijkrichten van borstelmotoren wordt over het algemeen intern uitgevoerd door de gelijkstroomvoeding. De controller heeft een rotor, enkele borstels en een as. De polariteit en lading van deze borstels bepalen de snelheid en richting van de motor.

Borstelloze DC-motorcontrollers zijn enorm populair geworden, vooral vanwege hun efficiëntie. Deze motorcontrollers hebben hetzelfde uiterlijk als brushed motorcontrollers maar dan zonder de borstels. De motoren hebben ook gespecialiseerde circuits die de richting en snelheid regelen. We moeten de efficiëntie verbeteren, borstelloze motoren die rond de rotormagneet zijn gemonteerd.

Het verschil tussen een motordriver en een motorcontroller?

U moet alle elektronica met wielen of andere gemotoriseerde onderdelen van de microcontroller bedienen. Zoals we eerder aangaven, kunnen standaardchips slechts kleine hoeveelheden stroom afgeven. Daarom kunt u motoren niet direct efficiënt aandrijven, ongeacht hun grootte. Dat is waar motorrijders binnenkomen.

Motordrivers gebruiken grotere chips om hogere stroomniveaus en hogere spanningen aan te kunnen dan de gebruikelijke 5V/3,3V van de microcontroller. Met een motordriver kun je een zwaardere belasting besturen.

Dus, hoe verschilt een motordriver van een motorcontroller? Welnu, motorrijders regelen gewoon het vermogen om de motoren aan te drijven. Aan de andere kant hebben motorcontrollers alle logische schakelingen ingebouwd. U kunt motorcontrollers besturen met behulp van een hogere interface, bijvoorbeeld een PWM-signaal, analoge ingang, USB, enz.

Variabele snelheidsregelaar

Is variabele snelheidsaandrijving

De regelbare snelheidsaandrijvingen

Microdrives

Frequentieregelaars

Omvormers

7.1 Variabele snelheidsregelaar voor AC-motor

Zoals we eerder lieten doorschemeren, werken AC variabele snelheidsregelaars door de spanning en frequentie van elektromotoren af ​​te wisselen. Deze frequentieregelaars hebben veel toepassingen, waaronder transportbanden, zwembadpompen, draaibanken, molens, luchtcompressoren, HVAC-ventilatoren, enz. AC-snelheidsregelaars zijn zeer energiezuinig, in tegenstelling tot frequentieregelsystemen voor gelijkstroommotoren. Het is geen wonder dat veel ontwerpers er nu voor kiezen om DC-snelheidsregelaars achteraf uit te rusten met AC-opties.

Verschillende spanningen van de motorsnelheidsregelaar

Motortoerentalregelaars zijn verkrijgbaar in verschillende spanningsopties, waaronder 12V, 24V en 90V. Hoewel ze alle drie veel overeenkomsten hebben, zijn er ook duidelijke verschillen. Over het algemeen zijn alle drie de ontwerpkenmerken bijna op dezelfde manier. Het belangrijkste verschil is dat een 12V-motorcontroller meestal twee keer zoveel stroom trekt dan een 24V-motor. Een 90V-motorcontroller verwijdert op zijn beurt de minste hoeveelheid stroom uit zijn volttoevoer. Voor elke mechanische belasting is er een vergelijkbare voeding voor de drie. Bij het kiezen tussen de drie moet de bedrijfsvertegenwoordiger meer specifieke details kunnen verstrekken, zodat u gemakkelijker de juiste beslissing kunt nemen.

In veel gevallen verschilt de prijs van motortoerentalregelaars niet significant, ondanks hun spanningsverschillen. Dit is vooral het geval wanneer u de motorcontroller voor dezelfde toepassing koopt.

De motoren verschillen echter in bedrading. De draden voor een 24V-motorcontroller zijn doorgaans kleiner dan die van een 12V-motorcontroller. Ondanks hun formaat kunnen kleinere draden efficiënt stroom leveren.

Motorstarters

Motorstarters behoren momenteel tot de topuitvindingen voor motorbesturing. Starters zijn elektrische apparaten die het elektrische vermogen regelen dat nodig is om een ​​motor te starten. De gereedschappen helpen ook bij het stoppen, omkeren en beschermen van elektrische motoren.

Over het algemeen bestaat een start uit twee hoofdcomponenten:

• Schakelaar

De contactor regelt de stroom die naar de motor gaat. Dit onderdeel kan de stroom naar het elektrische circuit maken of breken.

• Overbelastingsrelais

Wanneer de motor te veel elektrische stroom trekt en oververhit raakt, kan deze doorbranden. De functie van een overbelastingsrelais is om ervoor te zorgen dat dit niet gebeurt.

9.1 Soorten motorstarters?

Over het algemeen zijn er twee soorten motorstarts. Dit zijn:

• Handmatige starters

Zoals de naam al doet vermoeden, zijn handmatige starters apparaten die handmatige bediening vereisen. De starters zijn aanzienlijk eenvoudig te bedienen en vereisen meestal geen tussenkomst van een expert. Het toestel zelf heeft een knop die je gebruikt bij het in- en uitschakelen van apparatuur. Enkele van de kenmerken die handmatige starters wenselijker maken dan andere typen starters zijn:

Veilig en zuinig in gebruik.

Ze zijn compact genoeg om een ​​breed scala aan toepassingen mogelijk te maken.

Overbelasting aanbod laag. Detectie voor de motor, dus beschermd tegen schade.

Hun initiële kosten zijn laag.aanzienlijk

Ze worden geleverd met een eindeloze keuze aan behuizingen.

• Magnetische motorstarters

Magnetische motorstarters vereisen elektromagnetische besturing. Gewoonlijk vereist de motorstarter een lagere, veiligere spanning om te starten in vergelijking met de motorspanning. Magnetische motorstarters hebben elektrische schakelaars en overbelastingsrelais om overmatige stroom en oververhitting te voorkomen.

Meer over motorcontrollers

Zoals je hebt gezien aan de hand van wat we in de vorige secties hebben behandeld, is het onderwerp van motorcontrollers enorm. Hier zijn nog een paar dingen die u mogelijk interesseren.

10.1 Arduino-motorcontroller

Met Arduino-motorcontrollers kunt u stepper DC, stappenmotoren, elektromagneten en relais aansturen. De motorcontrollers zijn dubbele full-bridge drivers die inductieve motoren aandrijven. Met een Arduino-bord kun je twee gelijkstroommotoren aandrijven en elke richting en snelheid regelen. Met deze motorcontroller kun je onder andere de stroomopname van individuele motoren meten.

10.2 Sabertooth-motorcontroller

Sabertooth-motorcontrollers behoren tot de meest veelzijdige en efficiënte dubbele motordrivers die er zijn. Deze motorcontrollers werken goed met krachtige apparatuur, bijvoorbeeld robots met een gewicht tot 300 lbs. Met Sabertooth motorcontrollers kan men binnen enkele seconden piekstromen tot 50A per kanaal bereiken. Deze motorcontrollers zijn voorzien van thermische en overstroombeveiliging, wat betekent dat u zich geen zorgen hoeft te maken over onbedoelde stallen die de bestuurder kunnen doden.

10.3 vonkmotorcontroller

De Spark-motorcontroller is een van de meest betaalbare geborstelde DC-motorfrequentieregelaars die er zijn. Deze controller beschikt over een continue stroom van 60A en heeft passieve koeling. Andere indrukwekkende functies zijn onder meer bidirectionele eindschakelaars die slimme bediening mogelijk maken en LED-statusindicatoren. Deze en andere kenmerken maken deze motorcontrollers tot de meest populaire op de markt.

10.4 Vex-motorcontroller

Een van de onderscheidende kenmerken van Vex-motorcontrollers is het gebruik van standaard PWM-signalen om de draadmotor aan te drijven. Wanneer u deze motorcontrollers gebruikt, kunt u er het beste voor zorgen dat u slechts één 3-draads verlengkabel gebruikt tussen de microcontroller en de motorcontroller. De onderscheidende kenmerken van U Controllers hebben mogelijk langere uitbreidingen nodig; u kunt echter wel 2-aderige verlengkabels gebruiken tussen de controller en de motor.

10.5 Talon-motorcontroller

Talon-motorcontrollers beschikken over geïntegreerde PID-regeling en indrukwekkende communicatieprotocollen. Wat deze controllers zo aantrekkelijk maakt, is hoe compact en lichtgewicht ze zijn.

10.6 Tesla-motorcontroller

Tesla-motorcontrollers behoren tot de recente inzendingen op de markt. Elk van deze controllers bevat een AC-inductie-voortstuwingsmotor die tot 16.000 tpm draait voor grote eenheden en 18.000 tpm voor kleinere, energiezuinige opties.

Tesla-motorcontrollers beschikken ook over de controller/omvormer en differentieel. Elke unit heeft een stealth EV-controllerkaartvervanging voor efficiënte CAN-buscommunicatie.

10.7 Raspberry Pi-motorcontroller

Raspberry-motorcontrollers hebben een dubbele H-Bridge Power IC die inductieve belastingen tot 5A per enkele brug regelt. De apparaten ondersteunen een indrukwekkend breed spanningsbereik (6V – 8V).

10.8 Curtis-motorcontroller

De Curtis-motorcontroller biedt een soepele en efficiënte snelheidsregeling voor verschillende voertuigtoepassingen op de weg. Deze controllers zijn ook opmerkelijk stil en kosteneffectief. Moderne Curtis-motorcontrollers gebruiken MOSFET-technologie, vandaar de vele voordelen die voorheen niet beschikbaar waren in oudere modellen.

10.9 SCR-motorcontroller

SCR-vermogensregelaars bestaan ​​al meer dan een halve eeuw. Aanvankelijk konden deze vermogensregelaars slechts enkele honderden watts aan. Tegenwoordig kunnen SCR-motorcontrollers megawatt aan vermogen opnemen. Momenteel hebben SCR-motorcontrollers toepassingen in een groot aantal belangrijke industrieën.

SCR-controllers hebben een regelcircuit en thyristors. Deze controllers kunnen stroom schakelen binnen milliseconden, ontelbare keren. Over het algemeen zijn SCR-controllers betaalbaarder en betrouwbaarder dan variabele transformatoren en magneetschakelaars.

10.10 Eenfasige AC-motorsnelheidsregelaar/dubbele motorregelaar/3-fasen motorregelaar

Met de vooruitgang van de technologie worden motorcontrollers steeds geavanceerder. Moderne motorcontrollers hebben hogere, comfortabelere en kosteneffectievere prestaties dan eerdere modellen. Deze controllers zijn ook verkrijgbaar in verschillende oplossingen. Tegenwoordig kunt u enkelfasige, dubbele en driefasige motorcontrollers vinden.

Enkelfasige AC-motorcontrollers zijn nog steeds de toonaangevende oplossing als het gaat om luchtbewegings- en compressortoepassingen. Dat komt omdat ze overal verkrijgbaar en kosteneffectief zijn. De meeste low-performance systemen maken gebruik van deze controllers.

Dual- en 3-fase motorcontrollers zijn ter plaatse gekomen en hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt, hoewel relatief complexer en duurder dan hun enkelfasige tegenhangers. De laatste tijd hebben ingenieurs er echter aan gewerkt om alle fasemotorcontrollers zo efficiënt mogelijk te maken.

Motorcontroller-toepassingen

Je kunt bijna elk gebied bedenken met een motorcontroller. Hieronder staan ​​enkele van de belangrijkste toepassingen van deze apparaten.

11.1 Meerassige controllers

Deze apparaten bepalen, controleren en bewaken bewegingsvereisten.

11.2 Robotachtige bewegingscontrollers

Robotic motion controllers zijn voorzien van hardware en software die zeer nuttig zijn in mechanische systemen.

11.3 servoversterkers

Motorcontrollers helpen bij het genereren van analoge signalen die vervolgens meer vermogen of elektrische stroom kunnen creëren.

11.4 Inverter-drives

Inverteraandrijvingen zijn essentieel bij het omzetten van wisselstroominvoer in gelijkstroom.

11.5 Microcontroller

Een microcontroller helpt bij het reguleren van de stroom van digitale gegevens.

11.6 Siliciumgestuurde gelijkrichters (SCR's)

Een SCR werkt met een gelijkstroommotor om wisselstroom naar gelijkstroom af te stemmen.

11.7 digitale signaalprocessors

Een microprocessor kan gegevens in realtime manipuleren.

Dat omvat audiovisuals, druk, hitte en locatie. Het apparaat voert deze gegevens vervolgens uit met behulp van verschillende bedieningselementen.

11.8 Pulsbreedtemodulatie

Pulsbreedtemodulatie wordt ook wel scalaire besturing genoemd. Motorcontrollers kunnen AC-spanning en -frequentie omzetten in DC, waarvan de werking op een sinuscurve is.

Conclusie

Motorcontroller zal een integraal onderdeel blijven van allerlei industrieën, gezien de enorme rol in verschillende elektrische apparatuur en machines. Met alle informatie die we in deze uitgebreide gids hebben opgenomen, zou het gemakkelijker moeten zijn om te beslissen welke motorcontroller het meest geschikt is voor uw toepassingen. Houd er rekening mee dat verschillende controllers verschillende functies, stroomvereisten en toepassingen hebben.

Natuurlijk is het altijd nuttig om professionele hulp te zoeken als je het gevoel hebt dat je vastzit. Een belangrijke stap om ervoor te zorgen dat de motorcontroller die u kiest van topkwaliteit is, is samenwerken met een gerenommeerde fabrikant van motorcontrollers. Als je meer informatie wilt over de controller, kun je contact met ons opnemen, dan kunnen we samen meer kennis bespreken.