انواع موتورهای DC

✅انواع موتورهای DC:

موتور DC یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که به دلیل نوع تغذیه آن که برق DC می‏باشد به موتور DC شهرت یافته است. در این پست قصد داریم انواع موتورهای DC را معرفی کنیم. موتورهای DC را بر اساس نوعی تقسیم بندی میتوان به دو گروه موتورهای براشلس یا بدون جاروبک (brushless motor) و موتورهای براش دار یا با جاروبک(brush motor) تقسیم بندی نمود.
✳️موتورهای با جاروبک:
این نوع موتورها در ساختمان خود دارای جاروبک هستند و از طریق این جاروبک ها برق DC به صورت مکانیکی AC میشود و موجب میشود و موجب می‏شود که از تعامل میدانهای AC در موتور DC گشتاور ایجاد شود. در موتورهای براش دارای یک سیم پیچی آرمیچر است که به صورت متحرک میباشد و بر روی آرمیچر موتور قرار دارد و یک سیم پیچی ساکن نیز دارد که به آن سیم پیچی میدان میگویند و نقش یک آهنربا را دارد بر اساس نحوه ی تغذیه ی همین سیم پیچی میدان ، موتورهای با جاروبک به 4 دسته تقسیم میشوند:
1- آهنربای دائم (Permanent Magnet) : در این نوع از موتورهای جای سیم پیچ تحریک و تولید میدان با استفاده از سیم پیچ از یک آهنربای دائم استفاده میشود که میدان الکتریکی را تولید میکند.
2- موتور شانت: در یک موتور شنت، میدان بطور موازی (شنت) به سیم پیچ آرمیچر متصل می شود. موتور اتصال شنت، تنظیم خوبی از سرعت را ارائه می دهد. سیم پیچ میدان می تواند به طور جداگانه تحریک شده و یا مانند آرمیچر به همان منبع متصل شود.
3- موتور سری: در سری موتورهای DC میدان بصورت سری به آرمیچر متصل می شود. میدان با چند دور سیم بزرگ پیچیده می شود تا بتواند کل جریان آرمیچر را تحمل کند. یکی از مشخصات موتورهای سری، این است که موتور، با مقدار گشتاور شروع زیادی، به پیش می رود. با این حال، سرعت به طور گسترده ای بین حالت بدون بار و بار کامل دائما تغییر می کند. زمانی که به یک سرعت ثابت تحت بارهای متفاوت نیاز باشد، نمی توان از موتور سری استفاده کرد.
4- موتورهای کمپوند : موتور ترکیبی دارای یک میدان اتصال سری با آرمیچر و یک میدان تحریک شنت جداگانه است. میدان سری، گشتاور بهتر شروع و میدان شنت تنظیم بهتر سرعت را فراهم می کند.
معایب موتورهای براش دار:
معایب این موتورها عبارتند از:
براشها و محل تماس آنها به مرور زمان سائیده میشوند.
براشها و محل تماس آنها باید هر از چند گاهی تمیز شوند.
اصطکاک براشها باعث کند کردن چرخش موتور میشود.
اصطکاک براشها باعث اتلاف انرژی و کمتر شدن زمان پرواز میشوند.
اصطکاک براشها باعث کمتر شدن نسبت توان به وزن میشود.

✳️موتورهای بدون جاروبک:
با توجه به معایبی که جاروبکها (براشها) در موتورهای DC ایجاد میکردند ، محققان به فکر حذف آن و جایگزینی برای آن بر آمدند.محققان برای رفع این مشکل مدارات الکترونیکی و سنسورها را جایگزین جاروبک کردند و نحوه کار این موتورها به این صورت است که جای سیم پیچ متحرک روی آرمیچر و سیستم تحریک ثابت روی استاتور با یکدیگر عوض شده اند به این ترتیب که یک آهنربا که نقش سیستم تحریک را دارد بر روی آرمیچر قرار میگیرد و سیم پیچی که روی استاتور قرار دارد با استفاده از پالسهایی که به آن داده میشود یک میدان AC را تولید میکند و درست مشابه اصول عملکرد موتور DC با براش میباشد. از آنجائی که سیم پیچ در این موتورها ساکن است، نیازی به براشها وجود ندارد. کار تقسیم ولتاژ بین سیم پیچها را کنترل کننده سرعت موتور یا ESC انجام میدهد.معمولا موتورهای براشلس دارای 3 سیم میباشند و یکی از نشانه های تشخیص دادن اینکه موتور براشلس یا براش است همین است و اگر دارای دو سیم بود یعنی موتور براش میباشد. ساختمان یک موتور بدون براش در تصویر نشان داده شده است.

سنسور جریان ACS712 (اثر هال)


سنسور جریان ACS712 (اثر هال)

  در این پست قصد داریم با آی سی های سری ACS712 سنسور جریان اثرهال از محصولات شرکت Allegro آشنا شویم. از این سنسورها میتوان برای اندازه گیری جریانهای AC و DC در صنعت، خودرو و سیستمهای ارتباطی و دیگر تجهیزات الکترونیک استفاده کرد. از عمده کاربردهای این سنسور میتوان به کنترل موتور، منابع تغذیه سوئیچینگ و سیستمهای محافظ در برابر اضافه جریان اشاره کرد.این سنسورها در سه رنج جریانی 5 آمپر، 20 آمپر و 30 آمپری در بازار موجود هستند." alt="" />

این قطعه شامل یک مدار اثر هال دقیق با آفست پایین و یک مسیر جریان از جنس مس با خلوص بالاست. مسیر جریان بگونه ای طراحی شده که از نزدیک چیپ اثر هال عبور میکند. عبور جریان از مسیر هادی مس میدانی مغناطیسی تولید میکند که بوسیله سنسور اثر هال مجتمع شده دریافت و به ولتاژی متناسب با شدت میدان تبدیل میشود. دقت این سنسور بواسطه نزدیکی سیگنال مغناطیس با مبدل اثر هال بهینه شده است. با عبور جریان و ایجاد میدان مغناطیسی ولتاژی متناسب با جریان عبوری توسط آی سی اثر هال ایجاد میشود. ضخامت مسیر جریان در این سنسور بگونه ای است که میتواند تا 5 برابر جریان نامی سنسور را تحمل کند. مقاومت الکتریکی مسیر جریان تنها 1.2 میلی اهم است که نتیجتا توان تلفاتی ناچیزی خوهد داشت. مسیر عبور جریان نیز از لحاظ الکتریکی از قسمت الکترونیک سنسور ایزوله است. این سنسور در قالب SOIC با 8 پایه تولید و عرضه شده است.
✳️مشخصات و مزایا:
مسیر سیگنال آنالوگ با نویز پذیری پایین
قابلیت تنظیم پهنای باند از طریق Filter
زمان پاسخ 5 میکروثانیه به جریان ورودی لحظه‏ای
پهنای باند 50 کیلوهرتز
خطای کلی 1.5 درصد در دمای TA=25
مقاومت 1.2 میلی اهم برای مسیر جریان
حداقل ایزولاسیون ولتاژ 2.1 کیلو ولت بین پینهای 1 تا 4 و پینهای 5 تا 8
ولتاژ تغذیه 5 ولت
ایجاد ولتاژ خروجی متناسب با جریانهای AC و DC
خروجی با پایداری بالا
هیسترزیس مغناطیسی نزدیک به صفر
✳️نحوه کار مدار:
برای آشنایی با نحوه کارکرد این مدار یک آی سی ACS712 ، 5 آمپری را در پروتوس استفاده کرده ایم (مطابق تصویر). ورودی جریان این آی سی بین 0 تا 5 آمپر میتواند باشد. ولتاژ کاری سنسور ACS712، 5+ ولت بوده وخروجی سنسور ولتاژی بین 0 تا 5+ ولت می باشد.
به ازای جریان صفر، ولتاژ خروجی سنسور 2.5+ ولت میباشد، که با ADC 10 بیتی میشود معادل عدد 512 و میزان حساسیت این آی سی 185 میلی ولت بر آمپر میباشد. یعنی به ازای 1 آمپر تغییرات به میزان 185 میلی ولت تغییرات در ولتاژ خروجی VIOUT خواهیم داشت. به این ترتیب با استفاده از مدار نشان داده شده میتوانید خروجی VIOUT را به یک میکروکنترلر دهید و متناسب با جریان و کاربردی که دارید فرامین موردنظر را صادر کنید.