Мотор с постоянными магнитами - электронное управление скоростью
Автомобильная промышленность использует моторы с постоянными магнитами (permanent magnet — РМ), потому что они экономичны в производстве и имеют хорошие показатели в эксплуатации. Изменить скорость такого двигатели можно с помощью обычного ограничивающего ток резистора или регулятора напряжения. Эти простые методы часта используются для управлении скоростью моторов. Однако управлять скоростью мотора, который на максимальной скорости потребляет 20 А и около 10 А на половинной скорости — это уже проблема. На панной скорости средняя эффективность систем управления мотором (кпд.) — около 80%. Вели скорость уменьшается до половины полной скорости, то эффективность составит только 40% вследствие потерь тепла 70 Вт в последовательном резисторе и 14 Вт в моторе. Следовательно, необходима более эффективная система управления скоростью. Один из путей решения проблемы состоит в том, чтобы с определенной цикличностью прерывать полачу напряжения на мотор. Выла разработана система, известная как широтно-импульсная модуляция (pulse width modulation — PWM). Описание этого метода приведено ниже. Поскольку якорь
РМ-мотора действует как инерционный маховик, частота прерывания напряжения может быть 1 кГц или менее без появления пульсаций скорости мотора. Проблема использования этой или других звуковых частот - шум, появляющийся внутри мотора. на более высоких частотах, например, 16 кГц,, шум становится минимальным. Другая проблема - существенное электромагнитное излучение (electromagnetic radiation —
EMR). Оно образуется вследствие высоких скоростей переключения и может быть уменьшено за счет замедления спада сигналя переключения. Компромиссное решение лежит в оптимальном выборе режима работы между скоростями спада и потерями
на тепло, выделяемое в устройствах коммутации. Когда проблемы EMR благополучно разрешатся, нужно рассмотреть условие блокировки мотора. Медные обмотки мотора имеют положительный температурный коэффициент 0,00393 Ом/'С. Поэтому 0,25 Ом сопротивления мотора при 25 “С были бы раины примерно 0,18 Ом при—40 *С. Рассматривая типичный 20-амперный мотор как нагрузку, можно рассчитать максимальный ток остановки или блокировки ротора, который окажется рапным 77 А:
где - максимальное напряжение электропитания (14,4 В), и R— минимальное сопротивление мотора (0,18 Ом). После вычисления максимального тока мотора. могут быть определены требования к мощному транзистору. В данном случае ключевой транзистор выбирается на основе средне к оценки тока, по крайней мере, порядка 77 А. Однако при дальнейшем рассмотрении требований к транзистору с точки зрения его надежной работы требуется учесть худший случай рассеяния тепла. Худший случай включает максимальные значения
для напряжения питания, окружающей температуры и тока мотора. Температура перехода 150 "С для мощных транзисторов рассматривается как максимальное значение. Следующее уравнение позволяет вычислить максимально допустимое выделение теп
ла транзистором при температуре окружающей среды 85 °С, тепловом сопротивлении радиатора транзистора 2,7 "С/Вт и тепловом сопротивлении между переходом мощного полевого транзистора и его корпусом 1 *С/Вт: Используя данные цифры, приходим к значению около 17,1 Вт. Этот показатель потерь значительно лучше, чем при использовании понижающего резистора, но чтобы добиться такого режима работы, необходимо соединить параллельно несколько ключевых транзисторов. Также необходимо отводить тепло радиатором. этот технический прием может стать распространенным вследствие его более высокой эффективности по сравнению с обычными методами и широких возможностей регулирования скорости моторов с постоянными магнитам».
уменьшил» ударную нагрузку. Замедление также уменьшает шум от реверсирования щеток и увеличивает срок службы лезвий щеток. Электронная система управления очистителем
уменьшает влияние встречного ветра и дождя на частоту- движения щеток и размер очищаемой поверхности. Таким обратом, электронная система
всегда обеспечивает максимальную область обзора
при постоянной скорости очистки. Когда очистители выключаются, щетки и рычаги щетководителей паркуются под ветровым стеклом, что улучшает аэродинамику. Систему очистителя можно заставить работать автоматически, если соединить ее с датчиками дождя и освещения, Два привода «дворников» могу? быть настроены так, чтобы максимально соответствовать конкретным особенностям транспортного средства. Тот факт, что между щетками отсутствуют механические связи, предоставляет изготовителям существенные
преимущества с точки зрения компоновки передней части автомобиля. Эти преимущества особенно важны в автомобилях со встречным движением щеток. На рис. 12.21 и 12.23 приведены системы стеклоочистителей с одним и двумя моторами. На рис. 12.22 показана система стеклоочистителя с электронным управлением.