Электронный тормоз для электромотора


Полезным свойством двигателей постоянного тока является то, что они могут работать как генераторы. А в свою очередь, важное свойство генераторов: чем больше генератор электрически нагружен, тем большее механическое сопротивление он создает. Это явление можно использовать для остановки двигателя практически мгновенно – достаточно закоротить между собой клеммы мотора после отключения питания. В электромеханических устройствах для этой цели использовались концевые выключатели. А если двигатель подключен к Н-мосту, достаточно открыть либо оба верхних транзистора, либо оба нижних. Но если мотор управляется одним транзистором, можно сделать такую схему:

Электронный тормоз для электромотора

Данная схема учитывает ограничение тока для двигателя. Параллельно двигателю подключен оптрон VO1 с дополнительным резистором и транзистором, управляющим функцией Стоп. Когда нужно остановить электродвигатель, то устанавливаем низкое состояние на входе «Пуск», а затем высокое состояние на входе «Стоп». Оптрон начнет проводить, закоротив двигатель. Даже после того, как вход Стоп отключен, состояние проводимости оптрона будет продолжаться до тех пор, пока ток через симистор не упадет ниже тока удержания (Ift). В этой схеме высокое состояние одновременно на входах Start и Stop недопустимо – может выйти из строя оптрон и двигатель не будет вращаться. Эту схему можно немного упростить:

Электронный тормоз для электромотора

Здесь вместо дополнительного управляющего входа и сопутствующих ему транзистора и резистора, стоит стабилитрон D1. Напряжение стабилитрона должно быть равно напряжению питания минус напряжение, управляющее двигателем. Когда вход высокий, напряжение между анодом и катодом D1 будет слишком низким чтобы диод начал проводить – оптрон не будет проводить. Когда устанавливаем низкое состояние на входе, обычно 0 В, стабилитрон начнет проводить, и, таким образом, загорится оптронный светодиод. Это состояние будет длиться до тех пор, пока напряжение на входе не превысит значение 2 В – напряжение проводимости светодиода Vf. Для типичных значений Vf это будет 0,5 – 0,85 В.

У этой схемы есть еще одно преимущество – электродвигатель активно тормозится, потому что оптрон начинает проводить как только ток удержания (Ih) превышен. Конечно в предыдущей схеме можно было активно тормозить когда входное состояние Stop имеет высокий уровень. Обычно ток удержания значительно ниже тока фиксации. Для MOC3023 Ift составляет максимум 5 мА, а Ih всего 250 мкА.

Такое решение с оптроном будет подходящим только для небольших электродвигателей, потому что, если токи короткого замыкания мотора слишком велики – деталь сгорит! Для более высоких мощностей можно добавить симистор согласно принципиальной схеме ниже:

Полезное:  Драйвер для лазерного диода - схема подключения лазера

Электронный тормоз для электромотора

Оптрон заменен на симистор. Когда на входе высокий уровень, диод D1 не проводит ток, а ток через R2 слишком мал чтобы напряжение, достаточное для отключения симистора, попало на него. Когда вход низкий, диод будет проводить, и к резистору будет приложено достаточное напряжение чтобы открыть симистор. В этой конфигурации допустимо работать с более мощными двигателями и более высокими токами короткого замыкания.


НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ