Kako odrediti koji DC motor drajver koristiti za dati DC motor?

UVOD

Izbor DC motor drajvera se vrši na osnovu potrošnje DC motora pri određenim uslovima rada. Da bi odredili potreban DC motor drajver potrebno je posmatrati dijagram odnosa obrtnog momenta i brzine rotacije DC motora.

DC motor – obrtni moment i brzina rotacije

Zapravo stvari su jednostavne, sve što je potrebno da imate ispred sebe je dijagram odnosa obrtnog momenta i brzine rotacije DC motora, pri čemu je dovoljno da imate generalni dijagram, tj. ne od određenog modela DC motora, mada za svaki pojedinačno možete pronaći specifikaciju koja prikazuje pomenute odnose, slika 1. Iz dijagrama vidimo da je isti prikazan za širinsko impulsnu modulaciju ili ti PWM modulaciju. Da bi odredili koji nam je DC motor drajver potreban za dati DC motor potrebno je posmatrati 100% širinu impulsnog signala preko kog se DC motor napaja. Sa dijagrama možemo videti sledeće: ukoliko imamo impulsnu širinu signala od 100% pri maksimalnom opterećenju na osovini DC motora onda imamo i najveću potrošnju električne struje, to je zapravo ono što hoćemo i da izmerimo.

Slika 1. DC motor, obrtni moment - brzina rotacije.


Merenje jačine potrošnje električne struje

Pošto se radi o 100% impulsno širinskoj modulaciji (znači nemamo pravougaoni signal već pravolinijski signal +5VDC), DC motor ćemo direktno priključiti na izvor jednosmernog električnog napajanja. Za ovo merenje korišćeno je modifikovano ATX napajanje za računarski sistem od 350W, slika 2. DC motor za koga merimo potrošnju električne struje je deklarisan na +6VDC, ali pošto ATX napajanje nema izlaz od +6VDC, DC motor ćemo povezati na +5VDC, što je približno, ali dovoljno da pokažemo kako možemo izmeriti potrošnju DC motora. Iz specifikacije ATX napajanja vidimo da isto za +5VDC daje maksimum od 35 ampera, što je dovoljno za ovo merenje. Šema na osnovu koje je izvšeno merenje je prikazana na slici 3, kao što se vidi šema je vrlo jednostavna, DC motor je direktno priključen na izvor DC napajanja sa ampermetrom vezanim na red. Za dato merenje napravljen je video klip kojeg možete pogledati a koji ćemo analizirati.

Slika 2. ATX jednosmerno napajanje. Za +5VDC na izlazu daje 35 ampera.


Slika 3. Šema za merenje potrošnje električne struje DC motora pri 100% impulsno širinskoj modulaciji.


Kao što vidimo kad na osovini DC motora nemamo nikakvo opterećenje potrošnja električne struje je jako mala, približno 0.2 ampera. Razlog tome je što u tom slučaju DC motor radi kao generator te proizvodi povratnu elektromotornu silu čije postojanje je i razlog male potrošnje eleketrične energije. Čim na osovini DC motora imate opterećenje, brzina rotacije je manja a što je manja brzina rotacije to je i manja povratna elektromotrna sila koja se generiše, a samim tim potrošnja struje se povećava. Da bi izmerili koliko zapravo DC motor troši pri punom opterećenju na osovinu moramo da zaustavimo točak. Kad zaustavimo točak, DC motor rotor više ne rotira, brzina rotacije jednaka je nuli, što automatski znači da nema generisanja elektromotorne sile te je i potrošnja električne struje samim tim najveća, iz merenja vidimo da je ona približno 1 amper. Kako ATX napajanje na izlazu daje 35 ampera, imamo dovoljno struje da merimo potrošnju DC motora.

 
Video klip: Merenje potrošnje jednosmernog motor pri punom opterećenju na osovinu.

Zaključak

Iz merenja vidimo da pri punom opterećenju DC motor troši pribiližno 1 amper struje. To znači da nam je za upravljanje ovim DC motorom potreban drajver koji minimalno može da izdrži jačinu struje od 1 ampera. Međutim, u praktičnoj elektronici uvek se gleda da se radi takozvano predimenzionisanje, te se uzimaju DC motor drajveri koji mogu da izdrže i više od 1 ampera u ovom slučaju. Ukoliko bi u ovom slučaju izabrali DC motor drajver koji je deklarisan na 0.5 ampera isti ne bi mogao da izdrži puno opterećenje na osovini jer bi u tom slučaju proticala struja od približno 1 ampera. U tom slučaju DC motor drajver deklarisan na 0.5 ampera bi izgoreo od termalnog zagrevanja jer ne bi mogao da izdrži jačinu struje od približno 1 ampera. Recimo za ovaj konkretni slučaj BA6222 je sasvim dovoljan drajver za DC motor jer je isti deklarisan za maksimum  2.2 ampera, slika 4.


Slika 4. BA6222 DC motor drajver.

 
Primer mobilnog robota za koji je korišćen
BA6222 DC motor drajver.

Autor: Vladimir Savić
Napomena: ovaj tekst će biti preveden na engleski jezik by Nera Marković

Comments

Popular posts from this blog

Electrolytic capacitors and design rules