Вернуться в раздел электроники

Упрощеный ШИ регулятор Игоря Корхова (МС 33033)

      Статья продолжает тему создания устройств управления мощными электродвигателями. В данном случае рассматривается устройство для управления электродвигателем с напряжением питания 24 вольта и мощностью до 2-х киловатт. Но регулятор можно применить и для других напряжений и мощностей, для этого его требуется дополнить устройством понижения напряжения питания электронной части, а транзисторы заменить на другие подходящие по мощности и допустимым напряжениям и токам. Выходной каскад устройства способен управлять десятком указанных на схеме транзисторов.

      Представлена несколько упрощенная схема ШИ регулятора разработанная Игорем Юрьевичем Корховым, для его первого электромобиля на базе автомобиля Таврия. Над схемой поработали участники форумов электромобилестроителей, результат предлагается для повторения. Вариант схемы неоднократно повторен, рекомендуется для тиражирования.

      Принципиальная схема регулятора:

      Верхнее положение задатчика оборотов соответствует максимальной помощи. Нижнее положение - отсутствию импульсов. Резисторами в цепи питания потенциометра можно изменить сектор работы рабочего органа потенциометра.

     Схема разрабатывалась и испытывалась на электротрайке с напряжением тяговой батареи 24 вольта. Поэтому некоторые элементы расчитаны на питание от 24 вольт, в частности узел питания на интегральном стабилизаторе DA1. При использовании более высокого напряжения необходимо позаботиться о понижении питания до разумной величины (30-18 вольт) или запитать от отдельной батареи аккумуляторов. Силовые выходные транзисторы должны иметь рабочее напряжение не менее 2-х кратно большее напряжения тяговой батареи, а суммарный ток сборки транзисторов в 2-4 раза больше номинального тока нагрузки.

      В качестве главного управляющего элемента устройства используется микросхема типа МС33033. Она имеет встроенный узел защиты по перегрузке.

      Разводка печатной платы регулятора:

      На рисунке должно быть все понятно. Размер печатной платы из одностороннего фольгированного стеклотекстолита
80 х 55 мм. Печатная плата может быть размещена в непосредсвенной близости от силовых транзисторов. В этом случае не лишне позаботиться об экранировании платы управления. Хотя это не является непременным условием. Либо плату управления разнести в пространстве с силовым блоком. На фотографии изображён реальный контроллер автора статьи.

Силовой модуль изготавливается отдельно с тщательным соблюдением требований к силовым устройствам. А демпферный диод вообще рекомендую ставить вблизи электродвигателя или на его клеммы, снабдив небольшим радиатором с площадью пластин 30-50 кв.см.

     Обратите внимание на подвод токосьемных проводников. После запаивания транзисторов и резисторов, надо уделить особое внимание прокладке электрических проводов. Необходимо проложить медные жилы непосредственно до выводов транзисторов. И чем толще, тем лучше. Удельные сопротивления припоя и меди различаются почти в десять раз. Поэтому в силовых цепях на припой как на проводник электричества расчитывать не следует. Он создает значительное падение напряжения, что является причиной неравномерной загрузки силовых транзисторов и как следствие ведет к проблемам с качественной работой всего устройства в целом. Чтобы не быть голословным приведу удельные сопротивления: медь - 0.0175 Ом*мм2/м, припой - 0.167 Ом*мм2/м (олово-0.115, свинец-0.221)

      Управляющий сигнал к силовому блоку подвести витым проводом и в центр сборки, а еще лучше для каждого транзистора свою витую пару, но это уже как идеальный вариант.

      Демпферный диод можно установить как в силовом блоке (если есть место) так и непосредственно на электродвигатель, либо по пути прокладки силовых кабелей.

     Схема разрабатывалась с помощью программы Splan v5.0, печатная плата программой SprintLayOut v4.0. Их легко найти на просторах Интернета. Программы также можно скачать здесь на сайте в разделе "Архивы". Они легко и быстро осваиваются в работе даже начинающими.

     Для удобства работы с документацией предлагается возможность скачать исходные файлы СХЕМЫ и ЧЕРТЕЖА платы.

     Для управления драйвером (ШИМ регулятором) традиционно применяю датчик положения дроссельной заслонки типа 39.3855 от ВАЗовских автомобилей. (Спрашивать в магазине резистивный, электронный не годится) Он устроен не совсем так как хотелось бы. Была попытка разобрать его и усовершенствовать. Разобрать удалось, но усовершенствовать не представляется возможным. Может быть кому-то удастся это сделать. Вот его конструкция (по контуру крышки залит компаунд, он легко колется резаком):

     После сборки крышечку залить селиконовым герметиком, излишки удалить до высыхания.

Устройство многократно тиражировалось любителями электротранспорта, ниже приведены фотографии одного из вариантов. Обратите внимание, выполнено на планарном варианте микросхемы.

Вернуться в раздел электроники, к другим схемам ШИМ