描述

介紹

警告！！！首先，我會寫一個報價：

停止！！！該電路連接到 110-220 電壓。并成功重復了這個項目。我的車間里有同樣的馬達。只剩下一件事 - 電機速度控制器。沒有它，電機將以最大 15000-19000 RPM 的速度旋轉。這對木車床來說太多了。為了控制電機速度，我們可以使用 SCR 穩壓器，但在低 RPM 時電機會很弱，沒有扭矩。幸運的是，這種電機有轉速傳感器，我們可以做一個閉環系統，即使在負載和控制扭矩的情況下也能保持穩定的轉速。

尋找解決方案

眾所周知的芯片TDA1085是專門設計用于控制帶有速度傳感器速度的電機。但我沒有這個芯片，要查看 RPM，我必須制作一個轉速表。在 Chinese stories 中，我發現了一款??具有 RPM 穩定功能的廉價交流電機速度控制器。我買了一個并測試了。一切都很好，除了幾件事：

• 只有400W。（可以通過改變三端雙向可控硅開關來增加）
• 最大轉速為 1450！在我用過的滑輪之后，轉速將只有 480 RPM 左右！
• 無轉速顯示。

在網上沖浪后，我發現了幾個速度控制器項目，并決定使用找到的想法制作我自己的控制器。

有一個我使用的資源列表：

• 很多理論。我還使用了這里的轉速傳感電路部件。
• 還有 NXP 應用說明。很多有用的信息。
• 一些理論、有用的代碼和原理圖在這里。
• 有了一些想法并從這里（俄語）獲取了一些代碼。
• 我從這里使用的調光代碼（恕我直言，最好的調光器）。
• RPM 計數代碼取自此處（俄語）。
• 從這里拿了一些 PID 使用代碼。
• PID庫。
• PID 庫描述。也在這里。
• 有關PID 庫使用的一些有用信息。

原理圖和元件

我不會給出交流切相如何工作的理論，因為沒有什么新東西。我在上面提供了一些與調光和電機控制理論的鏈接（第一個和第二個鏈接）。NXP 和 Microchip 有很多關于控制電機的有用信息。

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分塊繪制的示意圖：

• Arduino 納米 V3
• 帶PCF8574 I2C模塊的 16x2 HD44780 LCD 。（給定的模塊示意圖不準確！）。
• 測速脈沖檢測。使用 LM393 比較器將測速脈沖轉換為微控制器電平。
• 過零檢測。每次交流線路越過零點時，微控制器都會收到一個信號。高壓電路通過光耦與單片機隔離。
• 用簡單的NPN型開關管制作的繼電器控制電路。
• 電機控制電路采用光耦隔離，采用帶緩沖電路（C4、R14）的雙向晶閘管。可以使用無緩沖器三端雙向可控硅開關（那時不需要 C4 和 R14）。
• 交流/直流電源模塊。5V，0.5-1A就夠了。我用的是舊手機 USB 充電器。
• 旋轉編碼器、帶指示的 10A 電源線開關、用于 RPM 范圍切換的任意 3 位置開關。

所有組件都焊接在原型板上。對于更多控制器，我將跟蹤 PCB。一些照片：

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我使用了 BTA41 三端雙向可控硅開關因為我的庫存里有這個。可以使用 10-16 安培的三端雙向可控硅開關。即BTA16。

您可以在 zip 存檔的 txt 文件中找到已用組件的完整列表。

建造

我的車間里有符合我要求的塑料外殼。所以我將它用于這個項目。盒子尺寸：H 150mm (~5.9"), W 70mm (~2.76"), L 110mm (~4.33"),

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注意LCD上的I2C模塊

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關于代碼的幾句話

我嘗試了很多電機控制和切相同步算法，但大多數都有自己的缺點。電機控制不穩定。有時它在啟動時跳躍，有時在運行時跳躍。有時由于不明原因，電機會一直運行到最大 RPM。最后我決定使用并了解一種PID控制方法。

該代碼使用 2 個外部中斷。一個用于過零，一個用于轉速傳感器。用于三端雙向可控硅脈沖延遲控制的定時器。用于與設定值和輸入相關的輸出控制的 PID 算法。對于軟電機啟動，我做了一個 RAMP 加速算法。在啟動期間 PID 參數具有較低的值并在電機運行期間恢復到正常值。這可以防止硬電機啟動（跳躍）。

LCD 刷新間隔為 2 秒。觀察真實的 RPM 變化就足夠了。使其更快會影響系統穩定性。這是因為 LCD 庫使用了延遲函數。

我使用了很多全局變量來根據您的需要和不同的電機來簡化系統調整。稍后我會將測試和調整草圖包含到存檔中。

所有使用的庫都可以在 zip 存檔中找到。

結論

我很高興我的 DIY 控制器的工作方式。現在我需要將電機安裝在車床上并在真實環境中進行測試。

我要感謝 Facebook 上 Arduino 小組的同事提供的幫助。感謝我妻子的耐心 :D

歡迎評論提問。

對不起我的英語不好。;-)

更新

我在我的代碼中添加了一個新參數。是滑輪比。在我的例子中是 2.96。電機上較小的皮帶輪和主軸上較大的皮帶輪之間的區別。我使用的滑輪是從廢棄車輛中回收的。如果不使用滑輪，則使用不帶比率參數的草圖或將其設置為 1。

我將電機安裝在我的車床上并進行了一些測試。我很高興。一切都按預期工作。即使在低速時扭矩也足夠。

很快我會制作電機蓋、控制盒支架等。

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