moteurs à courant continu sont utilisés dans une variété d'appareils modernes. De robots high-tech aux rasoirs électriques et les voitures de contrôle à distance, chacun de ces dispositifs utilise un moteur électrique pour entraîner son mouvement. Pour de nombreuses applications, il est suffisant pour être capable de tourner un moteur électrique et hors tension. Mais, pour certaines applications, telles que la robotique, la vitesse variable est nécessaire.
Comment fonctionnent-ils
Essentiellement un moteur à courant continu fonctionne en forçant un courant électrique à travers une bobine qui se trouve entre deux aimants de polarité opposée. Ceci génère un champ électromagnétique qui fait tourner un arbre. Plus la tension d'un moteur a fourni à elle, plus le moteur tourne.
Donc, il est logique que si vous voulez couper la vitesse d'un moteur 12V dans la moitié, vous réduisez la tension à 6 volts. Cependant, comme Paul Hills de robots.freehostia.com explique, ce n'est pas la méthode la plus efficace de contrôle de la vitesse. Hills explique qu'un régulateur de vitesse fonctionne réellement en tournant la tension et hors rapidement, de sorte que tous les avis de moteur est l'effet moyen. La vitesse du moteur est proportionnelle à la durée pendant laquelle la tension est activé. Il compare l'effet à celui du cerveau humain en regardant un film. Ce que nous voyons en réalité est une série d'images fixes sautant rapidement de l'un à l'autre, mais notre cerveau remplit le reste.
Types de systèmes de contrôle
Il existe plusieurs types de systèmes de commande qui peuvent être utilisés pour faire varier la vitesse des moteurs à courant continu. Ces systèmes comprennent boucle ouverte, boucle fermée et PID.
Boucle ouverte
Selon Rick Bickle, de Dallas Robotics Group (Personal dprg.org), systèmes en boucle ouverte sont moins fréquents aujourd'hui que les systèmes en boucle fermée. Les systèmes en boucle ouverte ne pas utiliser la rétroaction. Un exemple d'un système en boucle ouverte serait un moteur du convoyeur qui doit rester à une vitesse constante. Il n'y a pas besoin d'accélérer ou vers le bas, de sorte que le système reçoit aucune rétroaction. Pour les systèmes qui répondent à différents paramètres de fonctionnement d'un système en boucle fermée est nécessaire.
Boucle fermée
Les systèmes à boucle fermée utilisent la rétroaction pour contrôler l'entrée. Un exemple d'un système en boucle fermée est un thermostat et un climatiseur. Lorsque la température atteint un certain point de consigne, le thermostat indique le climatiseur pour l'allumer. Lorsque la basse température est atteinte, le climatiseur arrête. Dans un contrôle de vitesse pour moteurs, une boucle fermée mesurerait une sorte de rétroaction, comme couple, et ajuster en conséquence.
PID
Le système PID est le plus complexe et mesure trois variables pour faire des ajustements. Selon expertune.com, PID signifie proportionnelle intégrale, dérivée.
Extune dit que PIDs travaillent en ayant un point de consigne et la mesurer. Rien en dehors de ce point de consigne, le système considère comme une «erreur» et ajuste en conséquence. Puisque nous parlons de contrôle de la vitesse du moteur, supposons que le système PID consiste à mesurer la vitesse d'un panier. Par exemple, si nous voulons le chariot de se déplacer à une vitesse constante, le PID maintiendra cette vitesse. Si le panier va vers le haut, le PID peut augmenter la vitesse du moteur pour le garder assez vite. Si le panier est en descendant une pente, le PID sera le ralentir.
Le système PID utilise l'une des variables proportionnelle, intégrale, ou dérivés de faire des ajustements. La mesure proportionnelle est basé sur l'erreur. Extune représente ce point comme jeu (moins) erreur. Ou en d'autres termes, si nous voulons que notre panier dans l'exemple ci-dessus pour passer à 5 mph et il va à 4 ou 6 mph, le régulateur proportionnel ajuste en conséquence.
Avec entrée intégrale, ce n'est pas une question de l'erreur, mais le temps que l'erreur est présente. Un contrôleur intégré peut permettre au panier de se déplacer à une vitesse autre de 5 mph pendant plusieurs secondes avant de corriger l'erreur.
actes d'entrée dérivés basée non pas sur l'erreur ou le temps de l'erreur, mais plutôt sur la mesure de l'erreur est éteint à partir du point de consigne.
Choix d'un système
Le système de contrôle de la vitesse dont vous avez besoin dépend du type d'équipement que vous avez et les opérations que vous effectuez. Pour simple rotation des arbres à une vitesse constante, un système ouvert qui fonctionne le mieux. Dans des domaines tels que la robotique, les systèmes PID sont souvent utilisés. Si votre opération n'a pas besoin d'être constamment affiné, mais nécessite encore l'ajustement automatique occasionnel, un système simple fermée est le meilleur.