MOSFET உடன் மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு

பல பயன்பாடுகள் உள்ளன MOSFET தொழில்துறைத் துறையிலிருந்து வீட்டு உபயோகப் பொருட்களான மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு, ஒளி மங்குதல், மின்னணு சாதனங்களுக்குள் மின்னணு சிக்னல்களைப் பெருக்கி & மாறுதல், இன்வெர்ட்டர், உயர் அதிர்வெண் பெருக்கி மற்றும் பல. பொதுவாக, இவை பல்வேறு மின்னணுத் திட்டத் தேவைகளுக்குப் பொருந்த பல்வேறு அளவுகளில் கிடைக்கின்றன. பெரிய மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் மின்னோட்டங்களை சிறிய சிக்னலுடன் கட்டுப்படுத்தும் போது MOSFETகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த கட்டுரை MOSFET பயன்பாடுகளில் ஒன்றை எவ்வாறு வடிவமைப்பது போன்ற சுருக்கமான தகவலை வழங்குகிறது MOSFET உடன் மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு .

MOSFET உடன் மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு

நவீன சமுதாயத்தில், மின்சார மோட்டார்களின் வேகக் கட்டுப்பாடு எல்லா இடங்களிலும் உள்ளது, ஏனெனில் இது வெவ்வேறு இயந்திரங்களுக்கு குறிப்பிடத்தக்கது. மின்சார மோட்டார்களின் தேவையான செயல்பாடு மற்றும் செயல்திறன் பரந்த அளவில் உள்ளன. மோட்டாரின் வேகக் கட்டுப்பாட்டுப் பகுதியில் நாம் கவனம் செலுத்தும்போது, ​​ஸ்டெப்பர் & சர்வோ மோட்டார்களின் வேகக் கட்டுப்பாட்டை ஒரு பல்ஸ் ரயிலின் மூலம் செய்ய முடியும், அதேசமயம் தூரிகை இல்லாத DC & தூண்டல் மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டை DC மின்னழுத்தம் அல்லது வெளிப்புற மின்தடை மூலம் செய்ய முடியும். தற்போது பல தொழில்களில், மின் மோட்டார்கள் இன்றியமையாத ஆற்றல் மூலமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஆனால், மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு அவசியம், ஏனெனில் இது இயந்திரத்தின் செயல்பாடு, தரம் மற்றும் வேலையின் விளைவை நேரடியாக பாதிக்கிறது.

ஒரு சுற்று வடிவமைப்பதே இதன் முக்கிய நோக்கம் ஒரு DC மோட்டார் வேகத்தை கட்டுப்படுத்துகிறது ஒரு MOSFET உடன். MOSFET என்பது ஒரு வகை டிரான்சிஸ்டர் ஆகும், இது சுற்றுகளுக்குள் மின்னழுத்தங்களை பெருக்க அல்லது மாற்ற பயன்படுகிறது. இந்த சர்க்யூட்டில் பயன்படுத்தப்படும் MOSFET வகை, விரிவாக்க பயன்முறை MOSFET ஆகும், இது மேம்படுத்தல் பயன்முறையில் மட்டுமே செயல்படும். இதன் பொருள், கேட் டெர்மினலுக்கு மின்னழுத்தம் வழங்கப்படாத போதெல்லாம் இந்த டிரான்சிஸ்டர் அணைக்கப்படும் மற்றும் மின்னழுத்தம் வழங்கப்படும் போதெல்லாம் அது இயக்கப்படும். எனவே டிசி மோட்டாரைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு டிரான்சிஸ்டரை சுவிட்ச் போல பயன்படுத்துவதற்கு ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.

ரோபோக்கள், உபகரணங்கள், பொம்மைகள் போன்ற பல்வேறு பயன்பாடுகளில் DC மோட்டார் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எனவே பல DC மோட்டார் பயன்பாடுகளில், மோட்டார் வேகம் & திசைக் கட்டுப்பாடு அவசியம். MOSFET மூலம் ஒரு எளிய DC மோட்டார் கன்ட்ரோலரை எப்படி வடிவமைப்பது என்பதை இங்கே விளக்கப் போகிறோம்.

தேவையான கூறுகள்:

இந்த DC மோட்டார் கன்ட்ரோலரை உருவாக்க தேவையான கூறுகளில் 12V பேட்டரி, 100K அடங்கும் பொட்டென்டோமீட்டர் , IRF540N E-MOSFET, ஒரு DC மோட்டார் மற்றும் ஒரு சுவிட்ச்.

இணைப்புகள்:

இந்த DC மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டின் இணைப்புகள் IRF540N EMOSFET பின்பற்றவும்;

IRF540 E-MOSFET கேட் டெர்மினல் பொட்டென்டோமீட்டருடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மூல முனையம் மோட்டாரின் நேர்மறை கம்பியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் MOSFET இன் வடிகால் முனையம் பேட்டரியின் நேர்மறை முனையத்துடன் சுவிட்ச் மூலம் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

மோட்டார் எதிர்மறை கம்பி பேட்டரியின் எதிர்மறை முனையத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.

பொட்டென்டோமீட்டர் அவுட்புட் டெர்மினல் MOSFET இன் கேட் டெர்மினலுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, GND ஆனது மோட்டாரின் நெகடிவ் வயர் மூலம் பேட்டரியின் நெகடிவ் டெர்மினலுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் VCC முள் MOSFET இன் வடிகால் முனையத்தின் மூலம் பேட்டரியின் நேர்மறை முனையத்துடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. மற்றும் மாறவும்.

வேலை

சுவிட்ச் 'S' மூடப்பட்டவுடன் MOSFET கேட் முனையத்தில் மின்னழுத்தம் வழங்குவதால், வடிகால் (D) முனையத்திலிருந்து மூலத்திற்கு (S) மின்னோட்டத்தை ஏற்படுத்துகிறது. அதன் பிறகு DC மோட்டார் முழுவதும் மின்னோட்டம் பாயத் தொடங்குகிறது & மோட்டார் திரும்பத் தொடங்குகிறது. DC மோட்டருக்கு வழங்கப்படும் மின்னோட்டத்தின் தொகையை பொட்டென்டோமீட்டரை சரிசெய்வதன் மூலம் எளிமையாகக் கட்டுப்படுத்தலாம், அதன் பிறகு அது MOSFET இன் கேட் டெர்மினலில் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை மாற்றுகிறது. எனவே MOSFET இல் உள்ள கேட் டெர்மினலில் உள்ள மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் DC மோட்டாரின் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்தலாம். DC மோட்டார் வேகத்தை அதிகரிக்க, MOSFET இன் கேட் டெர்மினலில் பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தை அதிகரிக்க வேண்டும்.

இங்கே, IRF540N MOSFET அடிப்படையிலான DC மோட்டார் கன்ட்ரோலர் சர்க்யூட் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மோட்டார் . MOSFET மற்றும் பொட்டென்டோமீட்டரைப் பயன்படுத்தி இந்த சுற்று வடிவமைக்க மிகவும் எளிதானது. MOSFET இன் கேட் டெர்மினலில் பயன்படுத்தப்படும் மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் நாம் மோட்டார் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்தலாம்.

மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டுக்கான MOSFET களின் நன்மைகள்:

மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகளில் டிரான்சிஸ்டர்கள் அடிப்படைப் பங்கு வகிக்கின்றன, மேலும் MOSFETகள் (மெட்டல்-ஆக்சைடு-செமிகண்டக்டர் ஃபீல்ட்-எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர்கள்) பல காரணங்களுக்காக BJTகள் (பைபோலார் ஜங்ஷன் டிரான்சிஸ்டர்கள்) மற்றும் IGBTகள் (இன்சுலேட்டட் கேட் பைபோலார் டிரான்சிஸ்டர்கள்) போன்ற பிற வகை டிரான்சிஸ்டர்களை விட பெரும்பாலும் விரும்பப்படுகின்றன. . இந்தக் கட்டுரையில், மற்ற டிரான்சிஸ்டர்களைக் காட்டிலும் மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டிற்கு MOSFETகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள் மற்றும் பயன்பாடுகளை ஆராய்வோம்.

• உயர் திறன் :
  • MOSFET கள் மிகக் குறைந்த ஆன்-ரெசிஸ்டன்ஸ் (RDS(on)) வெளிப்படுத்துகின்றன, இது குறைந்த சக்தி சிதறலுக்கும் மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகளில் அதிக செயல்திறனுக்கும் வழிவகுக்கிறது.
  • இந்த உயர் செயல்திறன் குறைந்த வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது, விரிவான குளிரூட்டும் அமைப்புகளின் தேவையை குறைக்கிறது, அதிக சக்தி பயன்பாடுகளுக்கு MOSFET களை ஏற்றதாக ஆக்குகிறது.
• வேகமாக மாறுதல் வேகம் :
  • MOSFETகள் மிக வேகமாக மாறுதல் வேகத்தைக் கொண்டுள்ளன, பொதுவாக நானோ விநாடி வரம்பில் இருக்கும்.
  • இந்த விரைவான பதில் மோட்டரின் வேகம் மற்றும் திசையை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது, விரைவான மாற்றங்கள் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.
• குறைந்த கேட் டிரைவ் பவர் :
  • MOSFET களுக்கு அவற்றின் ஆன் மற்றும் ஆஃப் நிலைகளுக்கு இடையில் மாறுவதற்கு குறைந்தபட்ச கேட் டிரைவ் பவர் தேவைப்படுகிறது.
  • இந்த பண்பு டிரான்சிஸ்டரைக் கட்டுப்படுத்தத் தேவையான சக்தியைக் குறைக்கிறது, இதன் விளைவாக ஆற்றல்-திறனுள்ள மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகள் உருவாகின்றன.
• கேட் மின்னோட்டம் தேவையில்லை :
  • BJTகளைப் போலல்லாமல், MOSFET களுக்கு அவற்றின் ஆன்-ஸ்டேட்டில் இருக்க தொடர்ச்சியான கேட் மின்னோட்டம் தேவையில்லை, இது கட்டுப்பாட்டு சுற்று மின் நுகர்வு குறைக்கிறது.
  • ஆற்றல் திறன் முக்கியமானதாக இருக்கும் பேட்டரியில் இயங்கும் பயன்பாடுகளில் இது குறிப்பாக சாதகமானது.
• வெப்பநிலை சகிப்புத்தன்மை :
  • MOSFET கள் ஒரு பரந்த வெப்பநிலை வரம்பில் செயல்பட முடியும், அவை கடுமையான குளிர் மற்றும் வெப்பமான சூழல்களுக்கு ஏற்றதாக இருக்கும்.
  • வாகன அமைப்புகள் மற்றும் தொழில்துறை இயந்திரங்கள் போன்ற பயன்பாடுகளில் இந்த அம்சம் மதிப்புமிக்கது.
• குறைக்கப்பட்ட EMI :
  • BJTகள் மற்றும் IGBTகளுடன் ஒப்பிடும்போது MOSFETகள் குறைவான மின்காந்த குறுக்கீட்டை (EMI) உருவாக்குகின்றன.
  • அருகிலுள்ள மின்னணு சாதனங்கள் அல்லது அமைப்புகளில் EMI குறுக்கிடக்கூடிய பயன்பாடுகளில் இது முக்கியமானது.

MOSFETகளுடன் மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டின் பயன்பாடுகள்:

• மின்சார வாகனங்கள் (EVகள்) மற்றும் ஹைப்ரிட் வாகனங்கள் :
  • MOSFETகள் பொதுவாக மின்சார மற்றும் கலப்பின வாகனங்களின் மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
  • அவை மின்சார மோட்டார்கள் மீது திறமையான மற்றும் துல்லியமான கட்டுப்பாட்டை வழங்குகின்றன, மேம்பட்ட வாகன செயல்திறன் மற்றும் வரம்பிற்கு பங்களிக்கின்றன.
• தொழில்துறை ஆட்டோமேஷன் :
  • தொழில்களில், கன்வேயர் பெல்ட்கள், ரோபோடிக் ஆயுதங்கள் மற்றும் பிற தானியங்கு அமைப்புகளுக்கு MOSFET அடிப்படையிலான மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
  • MOSFET களின் விரைவான மாறுதல் வேகம், உற்பத்தி செயல்முறைகளில் துல்லியமான மற்றும் பதிலளிக்கக்கூடிய கட்டுப்பாட்டை உறுதி செய்கிறது.
• வீட்டு உபகரணங்கள் :
  • சலவை இயந்திரங்கள், ஏர் கண்டிஷனர்கள் மற்றும் மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டிற்கான மின்விசிறிகள் போன்ற வீட்டு உபயோகப் பொருட்களில் MOSFETகள் காணப்படுகின்றன.
  • அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் குறைந்த வெப்ப உற்பத்தி ஆகியவை ஆற்றல்-திறனுள்ள சாதனங்களுக்கு சிறந்தவை.
• HVAC அமைப்புகள் :
  • வெப்பமாக்கல், காற்றோட்டம் மற்றும் ஏர் கண்டிஷனிங் (HVAC) அமைப்புகள் மின்விசிறிகள் மற்றும் கம்ப்ரசர்களில் உள்ள மோட்டார்களின் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்த MOSFETகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
  • இது ஆற்றல் சேமிப்பு மற்றும் துல்லியமான வெப்பநிலை ஒழுங்குமுறைக்கு பங்களிக்கிறது.
• ட்ரோன் உந்துவிசை :
  • நிலைத்தன்மை மற்றும் சூழ்ச்சித்திறனைப் பராமரிக்க ட்ரோன்களுக்கு திறமையான மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது.
  • MOSFETகள் குறைந்த எடை மற்றும் அதிக செயல்திறன் காரணமாக ட்ரோன் மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு சுற்றுகளில் விரும்பப்படுகின்றன.
• கணினி குளிரூட்டும் அமைப்புகள் :
  • MOSFETகள், வெப்பநிலையின் அடிப்படையில் விசிறி வேகத்தை சரிசெய்ய கணினி குளிரூட்டும் விசிறிகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, குறைந்த சத்தத்துடன் உகந்த குளிரூட்டும் செயல்திறனை உறுதி செய்கிறது.
• மின்சார ரயில்கள் மற்றும் இன்ஜின்கள் :
  • MOSFETகள் மின்சார ரயில்கள் மற்றும் என்ஜின்களின் மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளில் வேகம் மற்றும் திசையை திறம்பட கட்டுப்படுத்த பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் அமைப்புகள் :
  • காற்றாலை விசையாழிகள் மற்றும் சூரிய கண்காணிப்பு அமைப்புகள் மோட்டார்களின் வேகத்தைக் கட்டுப்படுத்தவும், ஆற்றல் உற்பத்தியை மேம்படுத்தவும் MOSFETகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

சுருக்கமாக, அதிக செயல்திறன், வேகமான மாறுதல் வேகம், குறைந்த கேட் டிரைவ் பவர் தேவைகள் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட EMI உள்ளிட்ட மோட்டார் வேகக் கட்டுப்பாட்டிற்கு MOSFETகள் பல நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இந்த நன்மைகள், மின்சார வாகனங்கள் மற்றும் தொழில்துறை ஆட்டோமேஷன் முதல் வீட்டு உபயோகப் பொருட்கள் மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி அமைப்புகள் வரையிலான பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளில் அவற்றை விருப்பமான தேர்வாக ஆக்குகின்றன. MOSFET களின் பல்துறை மற்றும் நம்பகத்தன்மை அவற்றை நவீன மோட்டார் கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பத்தின் மூலக்கல்லாக ஆக்குகிறது.