Двигатели постоянного тока

1. Двигатели постоянного тока

Урок 21

2. Двигатель постоянного тока

• Двигатель постоянного тока (ДПТ) - электрическая машина,
преобразующую энергию постоянного тока в механическую энергию

3. Различия постоянного и переменного тока

Постоянный ток – не
меняет направление
движения.
Стабильность, минимум
помех.
Переменный ток – меняет
направление и силу в
равные промежутки
времени.
Передача на большие
расстояния.

4. Устройство ДПТ

5. Устройство ДПТ

• Статор - неподвижные магниты
• Ротор или якорь - подвижная вращающаяся часть
• Обмотка - медная катушка
• Коллектор - набор контактов, состоящий из медных пластин ламелей
• Щетки - скользящие неподвижные контакты, прижатые к коллектору.
Подают ток на вращающийся якорь.

6. Принцип работы ДПТ

• Постоянный ток подается на щетки к полюсам соответственно
• Статор создает постоянное магнитное поле
• Ток проходит через коллекторы и попадает на обмотку катушки
• Когда ток проходит через катушку, в ней наводиться электромагнитная
сила
• В соответствии с правилом левой руки (законом Лоуренса) катушка
начинает вращаться
• Для изменения направления вращения нужно поменять
полярности местами
• Чем выше напряжение, тем выше скорость вращения вала

7. Принцип работы ДПТ

8. Принцип работы ДПТ

9. Принцип работы ДПТ

10. Простейшая схема подключения

11. Код работы двигателя

12. Обратная ЭДС

• Электродвижущая сила (ЭДС) - физическая величина, характеризующая
работу сторонних сил в цепях постоянного и переменного тока.
• Сторонние сили – неэлектрические силы, влияющие на движение
электронов
• При работе ДПТ образуется обратная ЭДС, толкающая электроны в
сторону источника питания, что, при высоком напряжении работы
двигателя, может его испортить, или повредить пины микроконтроллера

13. Подключение через MOSFET

14. Изменение скорости

15. Задания

• Задание 1. Задать скорость вращения двигателя – 200
• Задание 2. Управление скоростью вращения двигателя при помощи
потенциометра
• Задание 3. При помощи трех кнопок переключать 3 скорости вращения
двигателя. При максимальной скорости включать светодиод
• Задание 4. Двумя кнопками задавать направление вращения двигателя,
двумя кнопками включать и выключать двигатель

16. Подключение через драйвер

• Оба пина регулируют скорость мотора
• Чтобы двигать мотор в одну сторону, на один ставиться LOW, на второй
выставляется скорость

17. Подключение через драйвера

18.

19. Н мост

Н-мост - схема управления направлением вращения двигателя
постоянного тока

20. Н-мост

• В качестве переключателей выступают транзисторы
• Для вращения должны быть замкнуты 2 противолежащих транзистора
• При торможении 2 транзистора на земле замыкаются, чтобы ток из
двигателя ушел в землю, плавно остановив мотор
• Нельзя замыкать
Все транзисторы
Транзисторы на одной стороне (левой или правой)
Транзисторы на питание
• Во всех случаях этих случаях происходит короткое замыкание

21. Подключение Motor Shield

22.

23. Задания

• Задание 5. Вперёд медленно (скорость 80) → средне (150) → быстро (255)
• Задание 6. Повернуть налево 1 секунду → проехать прямо 2 секунды.
• Задание 7. Ехать вперёд 1 сек → поворот направо 0.7 сек → 4 раза →
должен получиться квадрат
• Задание 8. Изменять скорость двигателей в зависимости от падающего
света