Σχεδιασμός συστήματος ελέγχου για συσκευή ρύθμισης ταχύτητας μοτέρ συνεχούς ρεύματος που βασίζεται σε μικροϋπολογιστή μόνου τσιπ
Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες εισήχθησαν στο πρακτικό στάδιο, ενώ οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος με τετραγωνικό κύμα και ημιτονοειδές κύμα έχουν ελεγχθεί με επιτυχία. Η έννοια του "κινητήρα συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες" εξελίχθηκε από τον αρχικό ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ρεύματος με ηλεκτρονικό μετατροπέα φάσεων στον ηλεκτρονικά μεταβαλλόμενο κινητήρα με τα εξωτερικά χαρακτηριστικά ενός συμβατικού κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Σήμερα, οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες ενσωματώνουν τους κινητήρες, τους μηχανισμούς μετατόπισης, τα εξαρτήματα ανίχνευσης, το λογισμικό ελέγχου και το υλικό σε μια νέα γενιά συστημάτων ελέγχου της ταχύτητας. Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος χωρίς βούρτσα έχει την ανώτερη απόδοση ρύθμισης της ταχύτητας, κυρίως σε: βολική ρύθμιση της ταχύτητας (ευελιξία ταχύτητας), ευρεία ταχύτητα, καλή απόδοση χαμηλών ταχυτήτων (μεγάλη ροπή εκκίνησης, μικρό ρεύμα εκκίνησης), σταθερή λειτουργία, χαμηλό θόρυβο, οι αιτήσεις από τη βιομηχανία προς τους πολίτες είναι εξαιρετικά εκτεταμένες. Όπως τα ηλεκτρικά ποδήλατα, τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, οι ανελκυστήρες, οι κουκούλες, οι μηχανές γάλακτος σόγιας, οι μικρές μηχανές καθαρισμού, τα μηχανήματα CNC, τα ρομπότ κτλ. Δεδομένου ότι τα ηλεκτροκίνητα μοτέρ χωρίς ψήκτρες έχουν αυτά τα πλεονεκτήματα, προτάθηκαν στο Διεθνές Συνέδριο Μηχανών του 2004. Ο κινητήρας θα αντικατασταθεί από έναν κινητήρα χωρίς ψήκτρες. Στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού, οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ιαπωνία, η Βρετανία και η Γερμανία έχουν συνειδητοποιήσει τη μετατροπή των κινητήρων συνεχούς ρεύματος χωρίς ψήκτρες αντί των βουρτσισμένων κινητήρων.
Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε μηχανήματα παραγωγής με ρύθμιση υψηλής ταχύτητας λόγω της ευρείας κλίμακας ρύθμισης της ταχύτητας, της εύκολης και ομαλής ρύθμισης της ταχύτητας, της μεγάλης εκκίνησης, της πέδησης και της ροπής υπερφόρτωσης, του εύκολου ελέγχου και της υψηλής αξιοπιστίας. Για τη ρύθμιση της ταχύτητας του κινητήρα DC, η πιο συνηθισμένη μέθοδος είναι η αλλαγή της τάσης του άκρου οπλισμού, δηλαδή η ρύθμιση της αντίστασης της αντίστασης R για να αλλάξει η τάση του ακροδέκτη για να επιτευχθεί ο σκοπός της ρύθμισης της ταχύτητας. Ωστόσο, αυτή η συμβατική μέθοδος ελέγχου της ταχύτητας είναι αναποτελεσματική επειδή η συνδεδεμένη αντίσταση καταναλώνει μέρος της τάσης.
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας ηλεκτρονικών ισχύος, έχουν προκύψει πολλές νέες μέθοδοι ελέγχου τάσης οπλισμού, μεταξύ των οποίων ο έλεγχος PWM (PulseWidth Modulation) είναι μια μέθοδος ελέγχου της ταχύτητας που χρησιμοποιείται συνήθως. Ο έλεγχος PWM αναφέρεται σε μία τεχνική ρύθμισης του πλάτους παλμών ρυθμίζοντας τον χρόνο κατά τον οποίο ο διακόπτης είναι ενεργοποιημένος διατηρώντας παράλληλα την περίοδο Τ, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό της ρύθμισης της ταχύτητας του κινητήρα. Στο σύστημα ρύθμισης της ταχύτητας πλάτους παλμού, η τάση κατά μήκος του οπλισμού του κινητήρα είναι μια τάση παλμού με ρυθμιζόμενο πλάτος παλμού. Όταν η συχνότητα παλμών εξόδου είναι αρκετά γρήγορη, λόγω της ύπαρξης αδράνειας, είναι απαραίτητο μόνο να αλλάξετε την ώρα ενεργοποίησης και απενεργοποίησης σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο νόμο. Η ταχύτητα του κινητήρα μπορεί να επιτευχθεί και να διατηρηθεί σε σταθερή τιμή [2]. Για τον κινητήρα συνεχούς ρεύματος, το σύστημα βαθμιαίας ρύθμισης ταχύτητας που αποτελείται από τεχνολογία ελέγχου PWM δεν έχει επίπτωση στο σύστημα DC κατά τη διάρκεια της έναρξης λειτουργίας και έχει τα χαρακτηριστικά της μικρής κατανάλωσης ρεύματος εκκίνησης και της σταθερής λειτουργίας. Σε αυτό το έγγραφο, έχει σχεδιαστεί μια συσκευή ελέγχου της ταχύτητας του κινητήρα DC που βασίζεται στον μικροϋπολογιστή ενός τσιπ. Ο μικροεπεξεργαστής AT89C2051 με χαμηλή τιμή είναι ο πυρήνας και η συσκευή ελέγχου ταχύτητας διαμορφώνεται μαζί με το κύκλωμα οδήγησης πληκτρολογίου και κινητήρα για να πραγματοποιήσει την απρόσκοπτη ρύθμιση ταχύτητας του κινητήρα συνεχούς ρεύματος.
