التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور

بعد الآنتهاء من هذا المشروع تكون قد حصلت علي دائرة عملية جدا يمكن
بها التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور دون
أي حركة ميكانيكية طبعا انا افترض معرفة مسبقة بـ dc motor.

الفكرة الأساسية:

‏ في الشكل fig.1 نلاحظ استخدام MOSFET ليعمل كمفتاح

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور Fig10oc

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور Fig10oc

ومن خصائص هذا النوع من الترانزيستور انة بتغيير التيار iG وهو ما يسمي ب Gate current
يتغير الجهد V (الذي يتعرض لة الموتور)كما بالشكل fig2

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 10641718

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 10641718

وبعملية حسابية بسيطة نجد ان
Average voltage Va = (t1/T)*t1
f= 1/T
حيث f هو تردد الموجة المربعة الشكل(ان جاز التعبير) square wave ويكون من KHz1 --->10KHz
ومن هنا نلاحظ انة بتغيير عرض الموجة المربعة square wave يتغير الحهدv الذي يتعرض لة الموتور
أي كلما ذاد عرض الموجة المربعة تزداد سرعة الموتور و العكس .
طبعا لاحظنا ان اكبر سرعة يمكن ان يصل لها الموتور هي عندما يصبح شكل الموجة المربعة خط افقي دون تقطعات
أي عندMax average value
هنا نصل الي الخطوة الأولي في مشروعنا(خطوة من إجمالي ثلاث خطوات).

الخطوة الأولي

الهدف:
تجميع دائرة كهربية تقوم بتوليد موجة مربعة square wave يمكن التحكم في عرضها بالزيادة او النقصان
في البداية سوف اقوم بتوضيح الفكرة ثم نصل الي الدائرة النهائية

الفكرة ببساطة:
اذا قمنا بدمج موجة مثلثة مع جهد ثابت Dc voltage تنتج موجة مربعة الشكل square wave كما بالشكل fig.3

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 71494096

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 71494096

وبتغيير قيمة الجهد الثابت بالزيادة او النقصان يتغير عرض ال square wave كما هو موضح بالشكل في الحالتين
case1 & case2 وهو ما يسمي بـ PWM أو Pulse Width Modulation
كيف يمكن تحقيق هذه الفكرة؟
هناك طريقتين عمليتين لذلك

الطريقة الأولي

كما في الشكل fig.4

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 18176430

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 18176430

المكونات:
1) باستخدام op-amp أو ما يسمي بـ operational amplifier وهو متوفر في الأسواق برقم 741
2) ‏مجزيء للجهد وهو عبارة عن مقاومة متغيرة و مصدر للجهد بالقيمة الموضحة بالرسم
3)Diodes
4)مقاومة ثابتة
5)function generator وذلك لتوليد الموجة المثلثة

***ملحوظة هامة***
هذه الدائرة الصغيرة يمكن استخدامها في تطبيقات اخري غير التطبيق الذي نحن بصددة
مثل Light dimer

الطريقة الثانية

كما بالشكل fig5

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 83835579

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 83835579

المكونات:
1) Ic برقم 555
2)باقي المكونات الموضحة بالرسم

يجب ملاحظة أن
T = 0.7 ( Ra + 2Rb ) C
f = 1/T
ومن ذلك يتم اختيار قيم Ra,Rb,C

ملحوظة:
من الواضح ان الطريقة الثانية أوفر ماديا و أصغر حجما حيث انها لا تحتاج الي Function Generator

تبقي هنا شيء واحد يجب ذكرة حتي تكتمل الصورة و هو كما يلي:-
في بعض الأحيان تكون الموجة المربع الناتجة مشوهة بعض الشء لأسباب لا يتسع المجال هنا لذكرها
لذلك نمرر هذه الموجة مرتين داخل Inverter وهو نوع من انواع الـ Digitl ics ييقوم بتغيير قيمة الموجة
بجعلها تساوي صفر اذا كانت قيمتها أصلا لا تساوي صفر و العكس و هو متاح بأرقام
TTL7404
أو
TTL7414
__________________

بناء علي ما سبق شرحه فإنه بتوصيل الـ output لإحدي الدائرتين السابق شرحهم في الحلقه الأولي بطرفي
الترانزيستور (الـ MOSFET ) بالتحديد بالـ Gate & Source نكون قد استطعنا تغيير تيار iG وبالتالي
تغيير V ( تم توضيح ذلك في fig.2 ) هنا نكون قد تحكمنا في سرعة الموتور بنجاح ولكن!!!
هل لاحظت يا أخي العزيز ان الدائرة التي قمنا ببنائها للتحكم في الموجة المربعة في الحلقة الأولي
تعمل في حدود تيارات صغيرة جدا ( mA ) وفولت في حدود ( 15 volt )؟وكيف يمكن توصيلها بدائرة الموتور
والترانزيستورالتي تعمل عند ( 100 volt )مثلا ؟

الأجابة:
أنه يجب القيام يثلاث عمليات قبل ان يكون التوصيل ممكن

1)Interfacing
2)Isolation
3)Buffering

وهو ما تقوم به الدائرة الموضحة بالشكل Fig.6

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 75093225

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 75093225

الي هنا نكون قد قمنا ببناء دائرة تتحكم بسرعة الموتور بنجاح تام ولكن كيف سنتحكم في اتجاة دوران
الموتور و فرملته؟

رقم الـ ic التي تسمي بالـ‏ MOSFET ام لا ؟
هو irf840

إذا أردنا التحكم في اتجاة الدوران و فرملة الموتور

الفكرة الأساسية:

لو تخيلنا ان هناك موتور تم وضعه بين اربع مفاتيح switch كما بالشكل fig7

لو قمنا بإغلاق المفاتيح S1 و S2 و فتح الباقي فإن التيار الذي يمر بالموتور يمر من اليسار لليمين ( الاتجاة المحدد بالأزرق)
ويمر في الأتجاة العكسي إذا قمنا بإغلاق المفاتيح S3 و S4 وفتح الباقي (الاتجاه المحدد بالأحمر)
وطبعا يختلف اتجاة الدوران علي حسب اتجاه التيار
أما اذا عكسنا اتجاه دوران الموتور لفترة زمنية قصيرة(يتم حسابها علي حسب سرعة الدوران)ثم قمنا بفتح جميع المفاتيح
نكون بذلك قد قمنا بفرملة الموتور

****هيا لندخل في صلب الموضوع****
طبعا لن نستخدم مفاتيح عادية حيث اننا سوف نستخدم اربع ترانزيستورات (من نوع MOSFET )
(كل ترانزيستور يتم توصيل الـ Gate و الـSource له بدائرة Interfacing Circuit أي نحن بحاجة الي اربع دوائر Interfacing Circuit
التي قمنا بشرحها في الحلقة السابقة شكل fig.6 )
نحتاج الآن الي دائرة منطقية Logic circuit للتحكم في فتح و غلق الترانزيستورات الأربعة لكي تعمل بنفس فكرة المفاتيح الأربعة
السابق ذكرها في الفكرة الأساسية،

دائرة التحكم

تعتمد علي بناء دائرة منطقية تقوم بتوليد أربع اشارات ( signals ) هم T1 T2 T3 T4 كما بالشكل fig.8

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 78336616

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 78336616

من الواضح انه يمكن بناء تلك الدائرة بعدة طرق الأمر متروك لمهارتك الشخصية.
سأقوم بتوضيح إحدي تلك الطرق فإذا لم تعجبك فقم بتصميم داائرتك بنفسك الأمر سهل
الشكل Fig.9 يوضح الدائرة التي نبحث عنها.

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 84575849

التحكم في سرعة دوران الموتور واتجاه الدوران وفرملة الموتور 84575849

كل ذلك جميل ولكن ما علاقة هذه الدائرة بباقي الدوائر التي قمنا ببنائها؟ وكيف يمكن توصيلهم معا لتحقيق الهدف الأساسي للمشروع؟
لا تتعجل، الأجابة في الطريق.
الـ input للدائرة المنطقية هو T الذي هو نفسه الـoutput للدائرة التي أستخدمناها لتوليد الموجة المربعة(لنسميها SWG )

الخلاصة

اننا نحتاج الي دائرة SWG و دائرة التحكم و اربع دوائر Interfacing Circuit

تجميع الدائرة الكاملة للمشروع

وصلنا الي المرحلة الأخيرة التي سيظهر فيها ثمرة جهدنا حيث سنري مشروعنا مكتمل
حتي لا نضيع وقتنا الثمين هيا ننهي المشروع

1) نقوم بتوصيل الخرج (output )للدائرة SWG بالدخل (Input )لدائرة التحكم.
2)توصيل كل طرف من أطراف الخرج (output) الأربعة لدائرة التحكم بإحدي دوائر Interfacing Circuit
(أي نصل كل طرف بدائرة Interfacing circuit مستقلة والسبب كما ذكرنا سابقا هو ان دائرة التحكم تعمل عند جهد منخفض جدا بالنسبة لباقي الدائرة لذلك لا نستطيع توصيلها مباشرة)
3)وكما تتوقع تتصل كل دائرة Interfacing circuit بأحد الترانزيستورات الأربعة الموضحة بالشكلFig.7
لو أستبدلنا المفاتيح الأربعة بترانزيستورات(MOSFET)برقم irf840 .

وبذلك نكون قد تحكمنا في سرعة الموتور بتغيير قيمة المقاومة المتغيرة
ونكون قد تحكمنا في أتجاة الدوران عن طريق الـ Direction Switch الموجود في دائرة التحكم

الموضوع منقول للامانة

_________________
لا إلــه إلا أنت سبحانك إنى كنت من الظالمين

جزاكم الله خيرا على هذا العرض الرائع

_________________
I am so far behind, I think i am first

» التحكم في سرعة محركين
» استفسار عن سرعة التحكم فى الانفرتر
» السلام عليكم .. مطلوب شرح التحكم بمحرك سرعة 3000
» ماذا يحدث لو سقطت احد فازات المحرك وهو فى وضع الدوران؟
» مبادىء التحكم الالكترونى فى العمليات الصناعية -اولا: التحكم فى درجة الحرارة