П3. Разработка модели двигателя в соответствии с параметрами ТЗ

В пакете EWB имеется возможность пополнять библиотеку компонент своими моделями. Воспользуемся этим для создания математической модели двигателя в соответствии конкретными параметрами, заданными в ТЗ. Для этого в меню DC Motor Properties, выделив модель DC Motor “Ideal”, копируем параметры идеальной модели, нажав кнопку Copy. Создадим свою библиотеку (например, “My”), нажав кнопку New Library. Откроем созданную библиотеку “My” и копируем в папку параметры модели “Ideal”, щелкнув кнопку Paste. В открывшемся окне переименуем созданную модель (например, 24В,1А). Щелкнув кнопку “Edit”, отредактируем параметры модели в соответствии с ТЗ – напряжение, ток и скорость вращения. Остальные параметры оставим без изменения. Соберем схему для исследования динамических характеристик П2.12 с новой моделью двигателя и источником питания 24 В. Результат моделирования в режиме Analysis/Transient показаны на рис П3.1а.

а)

б)

Рис П3.1. Динамические характеристики двигателя DC Motor “24V,1A”. а – характеристики промежуточной модели двигателя с неоптимизированной нагрузкой; б) характеристики модели двигателя “24V,1A” с оптимизированной нагрузкой.

Характеристики рис П3.1а соответствуют промежуточной модели, когда отредактированы только электрические параметры модели – ток, напряжение, остальные параметры оставлены без изменения, что и у модели “Ideal”. Очевидно, что у характеристики слишком большое время разгона. Фактически отсутствует участок номинальной скорости; двигатель за две секунды не успевает разогнаться до номинальных оборотов. Время торможение приблизительно в норме. Такой результат возможен, если слишком большой момент инерции. Момент трения можно не корректировать. После коррекции модели двигателя (уменьшение момента инерции) динамическая характеристика приблизительно соответствует динамической характеристике модели DC Motor “Ideal” и показана на рис П3.1б.

Рис П3.2. Параметры разработанной модели двигателя DC Motor “24V,1A”

На основе отлаженной математической модели двигателя DC Motor “24V,1A” в дальнейшем разрабатываются электронные схемы управления.

П4. Драйвер двигателя DC Motor “24V,1A”

Для управления двигателем выберем мостовую схему (драйвер DC) (раздел П2.4), позволяющую менять направление вращения двигателя вправо/влево, коммутируя соответствующую пару ключей, и запирая все ключи одновременно реализовать режим Старт/Стоп и ШИМ-модуляцию тока в обмотках двигателя. Драйвер состоит из пары нижних ключей, пары верхних ключей и логической схемы управления.