Servo Motor Systems

Servo Basic Concepts (Iunie 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Servo Motor Systems

Circuite integrate analogice


Intrebarea 1

Explicați funcționarea acestui circuit de control al motorului "H-bridge":

La un moment dat, câte tranzistoare sunt pornite și câte sunt dezactivate "# 1"> Răspuns dezvăluiți Ascunde răspunsul

Două tranzistoare sunt activate la un moment dat, iar celelalte două sunt oprite. Dacă R1 nu se deschide, motorul nu va putea merge în direcția "înainte" (Fwd).

Întrebare provocare: ce tip de motor DC este acest circuit de antrenare proiectat? Șanț de rang, rang în serie, compus sau magnet permanent? Explică-ți răspunsul.

Note:

Circuitul "H-drive" este o metodă foarte obișnuită de inversare a polarității la un motor DC (sau la o altă sarcină sensibilă la polaritate), folosind doar un întrerupător cu un singur pol. Motoarele electrice "foarte", foarte mari, au fost bazate pe același design.

intrebarea 2

Prezintă modul în care funcția motorului din acest circuit va fi afectată ca urmare a următoarelor defecțiuni. Luați în considerare fiecare defecțiune independent (adică unul câte unul, fără multiple defecte):

Tranzistorul Q1 nu funcționează (colector-emițător):
Tranzistor Q 2 nu se deschide (colector-emițător):
Transistor Q 3 nu funcționează (colector-emițător):
Transistor Q 4 nu funcționează deschis (colector-emițător):
Rezistorul R 1 nu este deschis:
Rezistor R 2 nu funcționează deschis:
Rezistor R 3 nu funcționează deschis:
Tranzistor Q 3 nu funcționează scurt (colector-emițător):
Tranzistor Q 4 nu este scurt (colector-emițător):

Pentru fiecare dintre aceste condiții, explicați de ce se vor produce efectele rezultate.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Tranzistor Q 1 nu se deschide (colector-emițător): motorul nu reușește să se rotească în direcția "inversă", poate totuși să dea direcția "înainte".
Tranzistor Q 2 nu se deschide (colector-emițător): motorul nu reușește să se rotească în direcția "înainte", poate totuși să se întoarcă în direcția "inversă".
Tranzistorul Q 3 nu se deschide (colector-emițător): motorul nu reușește să se rotească în direcția "înainte", poate totuși să se întoarcă în direcția "inversă".
Tranzistorul Q 4 nu se deschide (colector-emițător): Motorul nu reușește să se rotească în direcția "inversă", poate totuși să se întoarcă în direcția "înainte".
Rezistorul R 1 nu este deschis: motorul nu reușește să se rotească în direcția "înainte", poate totuși să se rotească în direcția "inversă".
Rezistor R 2 nu se deschide: motorul nu se rotește în direcția "inversă", poate totuși să se întoarcă în direcția "înainte".
Rezistor R 3 nu funcționează deschis: motorul nu se poate roti în nici una din direcții.
Tranzistorul Q 3 nu este scurtcircuitat (colector-emițător): Motorul se rotește în direcția "înainte" chiar și atunci când comutatorul se află în poziția centrală (oprit).
Tranzistorul Q 4 nu este scurtcircuitat (colector-emițător): Motorul se rotește în direcția "inversă" chiar și atunci când comutatorul se află în poziția centrală (oprit).

Note:

Scopul acestei întrebări este abordarea domeniului de depanare a circuitelor dintr-o perspectivă de a ști ce este vina, mai degrabă decât să știm doar ce sunt simptomele. Deși aceasta nu este neapărat o perspectivă realistă, aceasta îi ajută pe elevi să construiască cunoștințele fundamentale necesare pentru a diagnostica un circuit defect din datele empirice. Întrebări precum acest lucru ar trebui să fie urmate (în cele din urmă) de alte întrebări care îi cer elevilor să identifice greșelile posibile pe baza măsurătorilor.

Întrebarea 3

Dacă capetele unei bucșe de sârmă sunt atașate la două benzi metalice semi-circulară, aranjate astfel încât cele două benzi aproape să formeze un cerc complet, iar aceste benzi sunt contactate de două "perii" care se conectează la poli opuși ai unei baterii, va roti buclă de sârmă "/ / www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00384x01.png">

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

În sensul acelor de ceasornic, continuu.

Note:

Provocați elevilor dvs. această întrebare: există vreo modalitate prin care putem obține o bucla de sârmă să se rotească continuu fără a folosi acele benzi metalice de jumătate de cerc pentru a face și a rupe contactul cu bateria? Adresați-vă studenților ce se cheamă cele două benzi metalice de semicerc, în terminologia motorului electric / generatorului.

Întrebarea 4

Când întrerupătorul se închide, ampermetrul va înregistra inițial o cantitate mare de curent, apoi curentul se va diminua la o valoare mult mai mică în timp, pe măsură ce motorul se va accelera:

Având în vedere Legea lui Ohm, în care curentul ar trebui să fie o funcție directă de tensiune și rezistență (I = E / R ), explicați de ce se întâmplă acest lucru. La urma urmei, rezistența de înfășurare a motorului nu se schimbă pe măsură ce se rotește, iar tensiunea bateriei este destul de constantă. De ce, atunci, curentul variază atât de mult între pornirea inițială și viteza maximă de operare "# 4"> Dezvăluiți răspunsul Ascundeți răspunsul

Curentul motorului este invers proporțional cu viteza, datorită contra-EMF produsă de armătură în timp ce se rotește.

Următoarea întrebare: trageți o diagramă schematică care arată circuitul echivalent al bateriei, al comutatorului, al ampermetrului și al motorului, cu un EMF al motorului reprezentat ca un alt simbol al bateriei. În ce mod trebuie să se confrunte tensiunea contra-EMF, spre deosebire de tensiunea bateriei sau de a ajuta tensiunea acumulatorului?

Note:

Așa-numitul curent de "pornire" al unui motor electric în timpul punerii în funcțiune poate fi destul de substanțial, de peste zece ori mai mare decât curentul normal încărcat complet!

Întrebarea 5

Un motor electric DC centrifugat la 4500 RPM trage 3 amperi de curent cu 110 volți măsurată la bornele sale. Rezistența înfășurărilor armăturii, măsurată cu un ohmmetru atunci când motorul este în repaus, fără putere, este de 2, 45 ohmi. Cât de mult este contra-EMF generatorul de motor la 4500 RPM?

Cât de mult va fi "curentul de intrare" atunci când motorul este inițial alimentat în sus (turația armăturii = 0 RPM), presupunând încă o dată 110 volți la bornele?

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Contor E = 102.65 V @ 4500 RPM

Am inrush = 44, 9 A

Note:

Acest calcul îi ajută pe studenți să înțeleagă cât de semnificativ este curentul de intrare al unui motor electric.

Întrebarea 6

Explicați ce este un sistem servomotor, în cuvintele voastre.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Un servomotor este unul a cărui poziție este controlată de un sistem de feedback negativ. Știu, această definiție este foarte minimă, dar apoi vreau să exprimați răspunsul în propriile voastre cuvinte!

Note:

Servo-urile vin în mai multe tipuri și dimensiuni, dar toate au caracteristici similare. Elevii noștri ar trebui să aibă nici o problemă la găsirea de informații despre ei.

Întrebarea 7

Un tip comun de codificator rotativ este unul construit pentru a produce o ieșire quadrature :

Cele două perechi de LED-uri / fototranzistori sunt aranjate astfel încât ieșirile de impulsuri să fie întotdeauna între ele 90 ° . Quadrature output encoders sunt utile deoarece ne permit să determinăm direcția de mișcare, precum și poziția incrementală.

Construirea unui circuit de detectare a direcției quadrature este ușor, dacă utilizați un flip-flop de tip D:

Analizați acest circuit și explicați cum funcționează acesta.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Funcționarea acestui circuit este destul de ușor de înțeles dacă trageți o diagramă a impulsurilor și analizați ieșirea flip-flop-ului în timp. Când discul encoder se rotește în sensul acelor de ceasornic, ieșirea Q se ridică; când în sens contrar acelor de ceasornic, valoarea Q scade.

Următoarele întrebări: comentați notația utilizată pentru ieșirea acestui circuit. Ce anume vă spune eticheta "CW / (CCW)", fără a fi nevoie să analizați circuitul la toate "notele ascunse"> Note:

Liniile de detecție a direcției quadrature, cum ar fi acestea, devin importante atunci când encoderele sunt conectate la circuite digitale contra. Notația completă este, de asemenea, foarte frecventă în circuitele contra.

Elevii pot manifesta o reticență în a schița o diagramă de timp atunci când abordează această problemă, chiar și atunci când își dau seama de utilitatea unei astfel de diagrame. În schimb, mulți vor încerca să identifice circuitul doar dacă îl privesc. Rețineți accentul pus pe cuvântul "încercați". Acest circuit este mult mai dificil de constatat fără o diagramă de timp! Nu rețineți explicația acestui circuit până când fiecare student vă arată o diagramă de timp pentru aceasta. Subliniați faptul că acest pas, deși consumă un pic de timp, este de fapt un economizor de timp în cele din urmă.

Întrebarea 8

Vehiculele de jucărie controlate cu radio, avioanele și bărcile utilizează servomotoare mici pentru poziționarea mecanismelor de direcție, poziția clapetei motorului și altele asemenea. Aceste servomecanisme au motorul, senzorul de poziție și electronica de comandă adăpostite în același pachet de plastic, făcându-le foarte compacte.

Cercetați tipul / tipurile de semnale de comandă utilizate pentru comandarea acestor servo-unități. Cu alte cuvinte, aflați ce fel de semnal electronic au nevoie să-i "comandați" pentru a merge la anumite poziții. Apoi, sugerați un circuit care ar putea genera aceste semnale.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Nu voi da un raspuns aici, nu doar pentru ca vreau sa faceti toate cercetarile si sa va ganditi singuri, dar si pentru ca servo tehnologia RC se poate schimba de cand am scris aceasta intrebare!

Note:

Disponibilitatea servo-urilor RC ieftine le face ideale pentru utilizarea în experimente de laborator și proiecte de studenți. Este bine să meritați timpul studenților (și al dvs.!) Să aflați cum sunt controlate aceste dispozitive uimitoare mici!

Întrebarea 9

Determinați toate căderile de tensiune ale componentelor din acest circuit atunci când motorul funcționează în sens invers. Asigurați-vă că explicați cum ați efectuat toate analizele! Asimilați 0, 7 volți drept cădere standard de tensiune înainte pentru o joncțiune PN avansată și 0, 3 volți ca scădere de tensiune colector-emițător standard pentru un BJT saturat.

Revelați răspuns Ascundeți răspunsul

Îți dau un indiciu: folosiți legea de tensiune a lui Kirchhoff .

Întrebare cu privire la întrebare: ce tip de motor DC trebuie să fie acesta, pentru a fi inversat în direcția de rotație printr-o inversare a polarității "note notes hidden"> Note:

Scopul principal al acestei întrebări este de a oferi studenților mai multă practică folosind legea voltajului lui Kirchhoff. Asigurați-vă că lucrați prin analiza tuturor picăturilor de tensiune ale componentelor.

  • ← Foaia de lucru anterioară

  • Fișa foilor de lucru

  • Foaia de lucru următoare →