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电动平衡车,数字式直流电机调速控制器

时间:2023-05-04 14:08:47 阅读:20043 作者:4973

目录1 .直流电机原理2 .减速机3 .电机实物接线图解4.TB6612FNG使用说明5.TB6612FNG原理图和PCB6.获取方式

本教程来自平衡小车之家,和大家一起学习直流电机的原理和控制、减速机的作用,介绍直流电机驱动芯片TB6612FNG。

1 .直流电机原理分析直流电机的物理模型图如下。 在此,固定部分有磁铁,在此称为主磁极; 固定部分也有刷子。 旋转部分有环形铁心和缠绕在环形铁心上的绕组。 (其中两个小圆圈是为了便于显示该位置的导体电位和电流方向而设置的。)

在其固定部分(定子)上安装有直流励磁的静止的一对主磁极n和s,在旋转部分(转子)上安装有电枢铁心。 在电枢铁心上放置两根导体相连的电枢线圈,线圈前端和前端分别与两个圆弧形铜片相连。 这个铜片叫转向片。 管段彼此绝缘,由管段构成的整体称为换向器。 换向器固定在旋转轴上,扇形体和旋转轴之间也相互绝缘。 扇形体上放置有一对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过扇形体和电刷与外部电路连接。

向电刷施加直流电压u时,电枢线圈中的电流,流过n极下有效边的电流总是一个方向,流过s极下有效边的电流总是另一个方向。 这样,两个有效边受到的nrdmg的方向一致(根据左手定律可以判定),电枢开始旋转。

具体来说,上图中的和-分别与电池的正极和负极连接,电机就会旋转;上图中的和-分别与电池的负极和正极连接,电机就会反向旋转。 电机的转速可以理解为与外部电压正相关(实际由电枢电流决定)。

总之,只要能够调节施加在电动机上表面的直流电压的大小,就能够进行直流电动机的调速,通过改变施加在电动机上表面的直流电压的极性,就能够进行电动机的换流。

2 .减速机的一般直流电机转速为每分钟数千万转,需要安装减速机。 减速机是比较精密的机械部件,以降低转速、增加转矩为目的。 减速后直流电机的转矩增大,控制性提高。 根据传递级数可分为单级和多级减速器; 根据传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器。

齿轮箱体积小,传递扭矩大,但有一定的回程间隙。

蜗杆减速器的主要特点是具有反自锁功能,可以有较大的减速比,但一般体积大、传动效率高、精度不高。

行星减速器的优点是结构比较紧凑,回程间隙小,精度高,寿命长,额定输出转矩可以增大,但价格稍高。

3 .电机实物接线图具体在我们的电机上。 看看电机后面的图。

上面介绍了很多,直流电机只有两条线。 为什么这个电机有六条线,而且有两个大焊点呢? 其实,从上面的图解也可以看出,那两个焊点分别与黄线和褐色线相连。 也就是说,只有6条线,但是在6P排线中,中间的4条线(红、绿、黑)是编码器的线,只是用于速度测量,与直流电机本身没有连接。 实现开环控制时不需要使用。

如上所述,只需控制施加在黄色线和棕色线两端的直流电压的大小和极性,即可进行调试和重定向。

4.TB6612FNG的使用说明实现上述调试和定向功能,可以通过单片机实现,但单片机IO负载能力弱,直流电机为大电流感性负载,需要功率放大器部件,这里

TB6612FNG是东芝半导体公司生产的直流电机驱动装置,具有大电流MOSFET-H桥结构,双通道电路输出,可同时驱动两个电机。 大家可能更了解L298N,其实这两者的使用几乎一致。 另外,与L298N的热耗性和周边二极管的回流电路相比,不需要外置散热片,周边电路简单,只需外置电源的平滑电容器就可以直接驱动电机,有利于系统的小型化。 对于PWM信号的输入频率范围,高达100 kHz的频率足以满足我们大部分的需要。

TB6612FNG的主要参数如下所示。

最大输入电压: VM=15V

最大输出电流: Iout=1.2A (平均/3.2A (峰值) ) ) ) ) ) ) )。

正反旋转/短路制动/停止功能模式

内置过热保护和低压检测电路

以下是TB6612模块测试一个电机的接线图。

虚拟机直接连接电池就可以了。 VCC是内部逻辑供电,一般也可以提供3.3或5V。 模块的3个GND连接到任意一个即可。 因为全部导通,所以STBY只有将模块放高才能正常工作。

上面的接线结束后,我们可以开始控制马达。 上图中红色部分的五个销控制一个电动机,蓝色部分控制另一个电动机。 这里只谈其中的a路。 b路的使用是一样的。 AO1和AO2分别与电机的和-连接。 然后,用PWMA、AIN2、AIN1控制电机。 其中PWMA与单片机的PWM引脚连接,通常可以是10Khz的PWM,通过改变占空比来调节电机的速度。 下面是真值表。

如果你手头没有单片机,同样可以测试的,直接连接电源的端子就可以了。

在AIN1上连接3.3~5V,在AIN2上连接GND,在PWMA上连接3.3~5V。 这相当于控制电动机全占空比正转;

在AIN1上连接GND,在AIN2上连接3.3~ 5V,在PWMA上连接3.3~ 5V。 这相当于控制电动机全占空比的反转;

5.TB661

2FNG原理图与PCB



6.获取方式

  原理图和PCB获取方式,关注微信公众号:果果小师弟,后套回复:TB6612。即可获取PCB工程文件。

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