投稿では、モーターの負荷に関係なく一定の速度でモーターを実行できるようにするための一定のトルク補償を備えたDCモーターコントローラーについて説明しています。

通常のスピードコントローラーの欠点

大多数の1つの欠点シンプルなスピードコントローラーそれらはモーターに所定の定電圧を提供するだけです。その結果、トルク補償がないため、速度は一定に保たれず、モーターの負荷に応じて変化します。

たとえば、鉄道模型では、単純なコントローラーを使用すると、列車の速度は上昇勾配に応じて徐々に低下し、下り坂に向かって加速します。

したがって、鉄道模型の場合、選択されたモーター速度を維持するためのポット制御調整は、エンジンが引っ張っている可能性のある負荷に応じて同様に逸脱します。

この記事で説明する定トルクモーター速度コントローラー回路は、モーターにかかる負荷に関係なく、モーター速度を追跡し、所定の制御設定で一定に維持することで、この問題を解決します。

この回路は、DC永久磁石モーターを使用するほとんどのモデルに適用できます。

逆起電力係数の計算

モーター端子間の電圧は、いくつかの要因で構成されています。モーターによって生成され、電機子抵抗の両端で電圧が低下しました。

後ろのe.m.f.モーター巻線によって生成されるのは通常、モーター速度に比例します。つまり、この逆起電力の内容を測定することでモーター速度を監視できます。しかし、主な問題は、バックe.m.fを分離して検出することです。電機子抵抗電圧から。

別の抵抗器がモーターと直列に接続されているとすると、共通の単一電流がこの抵抗器と電機子抵抗を通過することを考慮すると、2つの直列抵抗器の両端の電圧降下は電機子抵抗の両端の電圧降下とほぼ同じです。

実際には、これら2つの抵抗値が同じである場合、各抵抗の両端の2つの電圧の大きさも同様であると想定できます。このデータを使用して、モーター電圧からR3の電圧降下を差し引き、処理に必要な逆e.m.f値を取得できる場合があります。

提案された回路は、バックe.m.fを継続的に監視します。それに応じてモーター電流を調整し、割り当てられたポット制御設定に対して、モーター速度とともに逆起電力が一定のトルクに維持されるようにします。

“コンデンサをバイパスできますか ”

回路の説明を簡単にするために、P2が調整されて中心位置に保持されていると見なされ、抵抗R3がモーター電機子の抵抗値に相当するものとして選択されます。

モーター電圧は、逆起電力を加算することで計算できます。モーター内部抵抗Vrの両端で電圧が低下したVa。

R3が電圧Vrを降下させることを考慮すると、出力電圧VoはVa + 2Vに等しくなります。

IC1の反転入力（-）の電圧はVa + Vrになり、非反転入力（+）の電圧はVi +（Va + 2Vr-Vi）/ 2になります。

上記の2つの電圧の大きさは等しいと想定されているため、上記の式を次のように整理します。

“並列鉛蓄電池でバッテリーを充電する ”

Va + Vr = Vi +（Va + 2Vr-Vi）/ 2

この方程式を単純化すると、Va = Viが得られます。

上記の式は、バックe.m.f.モーターの電圧は常に制御電圧と同じレベルに保たれます。これにより、モーターは、P1速度調整の指定された設定に対して一定の速度とトルクで動作することができます。

P2は、R3抵抗と電機子抵抗の間に存在する可能性のある差レベルを補償するために含まれています。これは、非反転入力オペアンプの正帰還の大きさを調整することによって実行されます。

オペアンプLM3140は基本的に、モーター電機子に発生する電圧をモーターに相当する逆起電力と比較し、T12N3055のベース電位を調整します。

T1はとして構成されていますエミッタフォロワベース電位に応じてモーターの速度を調整します。オペアンプがより高い逆起電力を検出すると、モーターの両端の電圧が上昇し、モーター速度が上昇します。その逆も同様です。

T1は、適切に機能するために適切なヒートシンクに取り付ける必要があります。

定トルクモーター速度コントローラー回路のセットアップは、負荷条件に関係なくモーターが一定トルクに達するまで、負荷が変化するモーターでP2を調整することによって行われます。

鉄道模型に回路を適用する場合は、P2をP1に向けすぎないように注意する必要があります。これにより、鉄道模型の速度が低下する可能性があります。逆に、P2を反対方向に回転させすぎると、上り坂を登っている間、列車の速度は実際に速くなっています。