Jak napájet motory?

[HonzaD]

Už dlouho přemýšlím o tom, jak je to s motory. Hlavně mám na mysli "obyčejné malé" DC motorky do hraček jako autíčka.
U takových motorků se většinou udává napětí, na které jsou určeny. Co to ale doopravdy znamená? Myslel bych si, že napětí je limitované ztrátovým výkonem v motorku, který je limitovaný zase jeho teplotou. Ztrátový výkon motoru je I^2 * R, přičemž proud je úměrný zátěži. Domnívám se tedy, že nominální napětí odpovídá rozumné zátěži, kdežto při velké zátěži může motor shořet i při nominálním napětí. Na druhou stranu, když se bude točit naprázdno, nemělo by mu vadit ani větší napětí, protože to se "spotřebuje" na EMF generované vyšší rychlostí a proud je stále relativně malý.

Mám takovou představu, že třeba v robotovi/autíčku na dálkové ovládání je rozumné monitorovat proud motorem, aby se zabránilo poškození v případě, že se zasekne. Pak už by mělo být poměrně snadné odhadovat aktuální ztráty v motoru a v případě, že chci zrychlit, tak do něj na chvíli pustit větší napětí, než by odpovídalo jmenovitému napětí, pokud mám ještě "teplotní rezervu." Stejně tak, pokud je variabilní zátěž (např. lokomotiva jedoucí naprázdno vs ta samá s 10 vagónky), tak se mi zdá rozumnější omezovat proud než napětí na motoru - tj. prázdná může jet rychleji bez rizika pro motor, i když napětí je vyšší. (Nebo naopak, plně naložená pojede raději pomaleji, i když nominální napětí ještě nebylo dosaženo.)

(Předpokládám, že mám baterie, které mají vyšší napětí než nominální napětí motoru a variabilní napětí z nich vyrábím PWM modulací H-můstku, což je skoro ve všech ohledech ekvivalentní nižšímu DC napětí.)

[DavidO]

Snad to nebude znít moc trpce, ale ... zrovna právě poslední sobotu na Robodoupěti o DC motorkách mluvil Martin. To byla skvělá příležitost na položení právě takových dotazů (a i na dozvědění se odpovědí na ně).

[fulda]

Jak píše David, zrovna "včera" se o tom mluvilo.

Ano, pro motor ja důležitá energie, která se na něm realizuje na teplo. Podívej se na nějaká profesionální řešení. Sleduje se proud a teplota motoru. Teplota se ti totiž dokáže akumulovat. A ano, zrovna u vláčků je docela běžné, že se používá "rozjezdový pulz", který je mnohem větší, než provozní pulzy. Ano, větší napětí nehraje roli, počítá se energie, ta se dá rychle indikovat proudem a dlouhodobě teplotou. Takže přímé připojení baterky do můstku a regulace šířkou pulzu.

[aladin]

To je právě ono - přednášky jsou skvělé, přednášející se snaží předat důležité informace... ale kolik lidí ho poslouchá, chápe, a hlavně si pamatuje?
Škoda, že není aspoň surový záznam přednášek, klidně bez sestříhání a bez slyšitelných otázek publika... Vím, že David toho má nad hlavu a dík za Robodoupata

[petr-kubac]

Heslo pro Google je "H-Můstek". To je de facto dvoukanálový zesilovač, který nepatrné proudy z pinů Arduina převede na proud a napětí dostatečné pro roztočení motoru. Prastarý ale velice blbuvzdorný je L293D - nahlédnout do katalogového listu může být inspirací.
Dnes se místo sólo integrovaných obvodů používají celé moduly na malém plošném spoji. Například ten, na jehož jméno si nemohu zrovna vzpomenout, který se používá do 3D tiskáren, Má 4 kanály, takže může pohánět jeden krokový motor, nebo dva obyčejné DC motory s kartáčky.