Motorbeskyttelseskredsløb - Overspænding, overvarme, overstrøm

I dette indlæg diskuterer vi et par DC-motorbeskyttelseskredsløb fra skadelige forhold som overspænding og under spændingssituationer, over strøm, overbelastning osv.

DC-motorfejl opleves ofte af mange af brugerne, især på steder, hvor den relevante motor køres i mange timer om dagen. At udskifte motordele eller selve motoren efter en fejl kan være ret dyrt affære, noget som ingen sætter pris på.

En anmodning fra en af ​​mine tilhængere blev sendt til mig angående løsning af ovenstående problem, lad os høre det fra Mr.Gbenga Oyebanji, alias Big Joe.

Tekniske specifikationer

'Når vi ser den skade, som vores strømforsyning har gjort for de fleste af vores elektriske apparater, er det nødvendigt at konstruere et beskyttelsesmodul til vores apparater, der beskytter dem mod udsving i strøm.

Formålet med projektet er at designe og konstruere et beskyttelsesmodul til jævnstrømsmotorer. Derfor er målene for projektet

• Design og konstruer et overspændingsbeskyttelsesmodul til jævnstrømsmotorer med indikator (LED).
• Design og konstruer et underspændingsbeskyttelsesmodul til jævnstrømsmotorer med indikator (LED).
• Design og konstruer et temperaturbeskyttelsesmodul til motoren (Thermistor) med indikator (LED).

Kredsløbet beskytter jævnstrømsmotoren mod overspænding og underspænding. Et relæ kan bruges til at tænde og slukke for belastningen (12V jævnstrømsmotor). En komparator bruges til at registrere, om den enten er høj eller lav. Overspændingen skal være 14V, mens underspændingen skal være 10V.

Det nødvendige afhjælpnings- og filtreringskredsløb skal også konstrueres.

Når en af ​​fejlene opdages, skal de nødvendige indikationer komme op.

Derudover, når feltviklingen af ​​motoren er åben, skal kredsløbet være i stand til at detektere dette og lukke motoren ned, fordi når feltviklingen er åben, er der ikke længere magnetisk flux inden i motoren, og al kraft tilføres direkte til ankeret .

Dette får motoren til at køre, indtil den går i stykker. (Jeg håber har det rigtigt?). Jeg ville være taknemmelig for at få dit svar snart.

Tak Swagatam. Skål

1) DC-motorspændingsbeskyttelsesmodul kredsløbsdiagram

Følgende høj- og lavspændingsafbrydelse, som tidligere blev diskuteret af mig i et af mine indlæg, passer perfekt til ovennævnte ansøgning til beskyttelse af jævnstrømsmotorer mod høje og lave spændingsforhold.

Hele kredsløbsforklaringen er tilvejebragt over / under cut-off spændingskredsløb

2) DC motorovervarmebeskyttelsesmodul kredsløb

Det tredje problem, der involverer temperaturstigning af motoren, kan løses ved at integrere følgende enkle temperaturindikatorkredsløb.
Dette kredsløb blev også dækket af et af mine tidligere indlæg.

Ovenstående overvarmebeskyttelseskredsløb vil sandsynligvis aldrig lade feltviklingen mislykkes, fordi enhver vikling opvarmes først, før den smelter sammen. Ovenstående kredsløb slukker for motoren, hvis den registrerer unormal opvarmning af enheden og således undgår et sådant uheld.

Hele delelisten og kredsløbsforklaring findes HER

Sådan beskyttes motoren mod overstrøm

Den tredje idé nedenfor analyserer et automatisk design af motorstrømoverbelastningsregulatorens kredsløb. Ideen blev anmodet om af Mr. Ali.

Tekniske specifikationer

Jeg har brug for hjælp til at gennemføre mit projekt. Dette er en simpel 12 volt motor, der skal beskyttes, når den overbelastes.

Dataene vises og kan hjælpe med at designe dem.

Overbelastningsbeskyttelseskredsløbet skal have minimale komponenter på grund af ikke nok plads til at tilføje det.

Indgangsspændingen er variabel fra 11 volt til 13 volt på grund af ledningslængde, men den afskårne overbelastning skal ske, når V1 - V2 => 0,7 volt.

Se på det vedhæftede overbelastningsdiagram, der skal afbrydes, hvis forstærkerne stiger mere end 0,7 amp. Hvad er din idé om dette diagram. Er det et kompliceret kredsløb eller skal der tilføjes nogle komponenter?

Kredsløbsanalyse

Idet der henvises til de ovenstående tegnede 12v motorstrømsstyringsskemaer, ser konceptet ud til at være korrekt, men kredsløbsimplementeringen især i det andet diagram ser forkert ud.

Lad os analysere diagrammerne en efter en:

Det første diagram forklarer de grundlæggende aktuelle beregningstrinberegninger ved hjælp af en opamp og et par passive komponenter, og det ser godt ud.

Som angivet i diagrammet, så længe V1 - V2 er mindre end 0,7V, skal opampens output være nul, og i det øjeblik det når over 0,7V, skal outputen gå højt, selvom dette ville fungere med en PNP-transistor ved udgangen, ikke med en NPN, .... lad os alligevel gå videre.

Her er 0,7 V med henvisning til dioden, der er fastgjort til en af ​​indgangene på opampen, og ideen er simpelthen at sikre, at spændingen på denne pin overstiger 0,7V-grænsen, så dette pinout-potentiale krydser den anden supplerende input-pin på op-forstærkeren resulterer i en OFF-udløser, der skal genereres for den tilsluttede motordrivertransistor (en NPN-transistor som foretrukket i designet)

Men i det andet diagram bliver denne tilstand ikke udført, faktisk vil kredsløbet slet ikke svare, lad os se hvorfor.

Fejl i anden skematisk

I det andet diagram, når der tændes for strømmen, vil begge indgangsstifter, der er forbundet over 0,1 ohm-modstanden, blive udsat for næsten lige så stor spænding, men da den ikke-inverterende stift har en faldende diode, vil den modtage et potentiale, der kan være 0,7 V lavere end IC's inverterende pin2.

Dette vil resultere i, at (+) indgangen får en skygge lavere spænding end (-) stiften på IC'en, hvilket igen vil producere et nulpotentiale ved pin6 af IC'en lige ved starten. Med nul volt ved udgangen kan den tilsluttede NPN ikke starte, og motoren forbliver slukket.

Når motoren er slukket, trækkes der ikke strøm af kredsløbet, og der genereres ingen potentiel forskel over sensormodstanden. Derfor vil kredsløbet forblive i dvale, uden at der sker noget.

Der er en anden fejl i det andet diagram, den pågældende motor skal forbindes på tværs af samleren og det positive af transistoren for at gøre kredsløbet effektivt, et relæ kan forårsage pludselig omskiftning eller chattering og er derfor ikke påkrævet.

Hvis der overhovedet henvises til et relæ, kan det 2. diagram korrigeres og ændres på følgende måde:

I ovenstående diagram kan op-forstærkerens indgangsstifter ses udskiftet, så op-forstærkeren er i stand til at producere en HØJ udgang i starten og tillade, at motoren aktiveres. Hvis motoren begynder at trække høj strøm på grund af overbelastning, vil den nuværende følemodstand få et højere negativt potentiale til at udvikle sig ved pin3, hvilket sænker pin3-potentialet end referencen 0,7 V ved pin2.

Dette vil igen vende op-forstærkerens udgang til nul volt, der slukker for relæet og motoren, og beskytter således motoren mod yderligere strøm- og overbelastningssituationer.

Tredje motorbeskyttelsesdesign

Idet der henvises til det tredje diagram, så snart strømmen er tændt, vil pin2 blive udsat for et 0,7 V mindre potentiale end pin3 på IC'en, hvilket tvinger output til at gå højt ved starten.

Når udgangen går højt, får motoren til at starte og få fart, og hvis motoren forsøger at trække en strøm mere den specificerede værdi, genereres en ækvivalent mængdepotentialforskel over 0,1 ohm-modstanden, nu når dette potentiale begynder stigende pin3 vil begynde at opleve et faldende potentiale, og når det falder under pin2-potentialet, vil output hurtigt vende tilbage til nul, afskære basedrevet til transistoren og slukke motoren øjeblikkeligt.

Når motoren er slukket i det øjeblik, vil potentialet over stifterne have en tendens til at blive normaliseret og vil gendanne tilbage til den oprindelige tilstand, hvilket igen tænder motoren, og situationen vil fortsætte med at justere sig selv gennem en hurtig ON / OFF af førertransistoren og opretholder en korrekt strømstyring over motoren.

Hvorfor LED tilføjes ved Op Amp Output

Den LED, der introduceres ved op-amp-udgangen, kan stort set se ud som en almindelig indikator til indikering af overbelastningsbeskyttelse afskåret for motoren.

Imidlertid gør det skiftevis en anden vigtig funktion for at forbyde offset eller lækage op amp output at tænde transistoren permanent.

Omkring 1 til 2 V kan forventes som forskydningsspænding fra enhver IC 741, som er nok til at få udgangstransistoren til at forblive tændt og gøre indgangskoblingen meningsløs. LED'en blokerer effektivt lækagen eller forskydningen fra op-forstærkeren og gør det muligt for transistoren og belastningen at skifte korrekt i henhold til indgangsdifferentialændringerne.

Beregning af sensormodstanden

Følemodstanden kan beregnes som følger:

R = 0,7 / strøm

Her som specificeret for en 0,7 amp strømgrænse for motoren, skal værdien af ​​den aktuelle sensormodstand R være

R = 0,7 / 0,7 = 1 ohm