Control de velocidad del motor de CC cuando el relé cambia de dirección

Primero haga un controlador de velocidad PWM unidireccional, como este:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

M1 es un FET de 'nivel lógico' clasificado para encenderse completamente con 5 V en la puerta y manejar fácilmente el voltaje y la corriente aplicados. R1 mantiene M1 apagado si la salida PWM de Arduino está flotando o desconectada. Lm y Rm representan la inductancia interna y la resistencia del motor.

D1 es un diodo Schottky de conmutación rápida que evita los picos de alto voltaje (provocados por la energía magnética almacenada en la inductancia del motor) que, de otro modo, destruirían el FET. También mejora la eficiencia al recircular la corriente a través del motor mientras el campo magnético colapsa.

Para cambiar de dirección, solo tiene que invertir los cables del motor como lo hizo antes. Los contactos del relé deben conectarse entre el controlador de velocidad y el motor, así:-

^{simular este circuito}

El motor avanza cuando se opera un relé y retrocede cuando se opera el otro relé. Cuando se liberan ambos relés, el motor tiene un cortocircuito, por lo que se detendrá rápidamente y resistirá la rotación mecánica.

Antes de cambiar de dirección, debe detener el motor reduciendo lentamente el PWM a cero y luego liberando ambos relés. De lo contrario, consumirá una corriente muy alta al invertirse, porque mientras sigue girando en la dirección original, genera un voltaje que se suma al voltaje aplicado.

No puede controlar la velocidad directamente con los relés, porque son mecánicos y no puede cambiarlos a alta velocidad. Prácticamente tiene dos soluciones: use un puente H o use los relés para cambiar de dirección y un solo transistor para controlar la velocidad.

Hay puentes H que controlan un motor de 24V, 5A. Por lo general, no puede encontrarlos en una tienda local. Si los componentes de la tienda local son un requisito, tiene la opción de construir su propio puente H con componentes discretos. La parte más difícil suele ser el lado alto, ya que su Arduino tiene como máximo 0-5 V y su motor es de 24 V, y los P-MOSFET son más difíciles de encontrar en amperios más grandes, pero generalmente puede resolverlo con optoacopladores. Por cierto, por lo general, desea aislar con optoacopladores de todos modos. También recuerde calcular correctamente los requisitos de conducción, ya que es posible que Arduino no maneje las capacitancias actuales de la puerta. El circuito más bajo en este hilo parece un buen punto de partida.

Como ya tiene los interruptores de relé funcionando, puede ser más fácil optar por la segunda opción. Para eso, la forma más sencilla es usar un MOSFET de canal N entre los relés "tierra" y la tierra real. No olvide calcular correctamente los requisitos de conducción también. Dado que no proporcionó esquemas reales, es difícil dar un mejor consejo, pero el esquema de esta página se ve bien (reproducido para completar):

Puedes cambiar el relé DPDT por el que ya tienes, y el TIP120 por un MOSFET más potente.

La unidad y los relés mosfet PWM no deberían ser un problema si

• su motor cambia de dirección cuando cambia la polaridad; existen motores de una sola dirección que no tienen imanes permanentes sino una bobina de magnetización.
• has pensado cuidadosamente qué sucede si cambias la dirección a toda velocidad
• Ha agregado algunos supresores de chispas para que sus relés duren más. Un motor tan grande tiene una inductancia parásita sustancial que provoca chispas al abrir los interruptores de relé. Ver el apéndice:
• usted sabe que un motor puede tomar muchas veces más corriente cuando arranca en comparación con un funcionamiento constante.

Apéndice para supresión de chispas:

Si se quita un cable de alimentación de CC de un motor en marcha, se ve una chispa. Esto es común para piezas altamente inductivas como relés, motores, imanes eléctricos, etc. La chispa es causada por inducción. En las bobinas que están conectadas a un voltaje de CC, significa que la corriente de la bobina nunca comienza o se detiene en tiempo cero, solo ocurre gradualmente. Cuando se quita un cable de alimentación de CC, la corriente aún continúa y se degrada gradualmente hasta que se disipa toda la energía magnética. . La corriente elige el camino que se rompe más fácilmente. A menudo es el aire y eso lo vemos como una chispa.

Suprime la chispa dando una forma más fácil para ese pico inductivo. Tome dos diodos zener de más de 12 V, digamos 15 V cada uno. Conéctelos en serie, pero en direcciones opuestas. Conecte este supresor dual zener en paralelo con su motor. No corta el suministro de 12 V porque se necesitan 15 V para cualquier corriente. Pero su relé no recibe tratamiento de soldadura cuando el contacto se abre porque la corriente de pico inductivo se desperdicia en un diodo zener.

Nota complementaria aceptada:

También se puede utilizar un limitador de corriente inductivo. Cuando un motor en marcha recibe repentinamente voltaje inverso, la corriente de suministro aumentará. Un inductor en la fuente de energía limitará el pico de corriente momentáneo y esto será menos abusivo para la fuente de energía.