Specjalizowany sterownik do obsługi zestawu silników prądu stałego DC maszyn tribologicznych

• Autorzy: Mrozek M.

Warianty tytułu

EN

Specialized controller to DC motors set for tribotesters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono sterownik silnika prądu stałego DC do obsługi zestawu silników DC. Silniki elektryczne prądu stałego są elementami wykonawczymi bardzo często stosowanymi w układach regulacji. Podstawowymi zaletami tych silników są: duży moment obrotowy, dobra sprawność oraz małe wymiary [L. 1, 2]. Dzięki temu mogą być stosowane do regulacji siły, momentu, przemieszczenia w różnego typu testach tribologicznych [L. 3]. Opisywany sterownik charakteryzuje się pracą w podwójnej pętli sprzężenia zwrotnego. Umożliwia on stabilizację prędkości obrotowej silnika i/lub zachowanie stałej, zadanej odległości od obiektu badanego lub przeszkody. Pozwala on na współbieżną pracę wielu silników elektrycznych. Może sterować silnikiem ze zintegrowaną przekładnią mechaniczną, wbudowanym enkoderem, tachoprądnicą lub hamulcem. Posiada izolowane galwanicznie wejścia i wyjścia cyfrowe oraz wejścia analogowe do współpracy z optycznymi czujnikami odległości. Przedstawiono przykład zastosowania sterownika w repozytorium z regałami przesuwnymi o napędzie elektrycznym. Sterownik ten może być również wykorzystany do budowy aparatury do badań tribologicznych, która jest projektowana i produkowana w ITeE – PIB. W testerach T-17 i T20 stosowane są silniki DC, lecz zdecydowana większość wytwarzanych urządzeń tribologicznych (T-01, T-05, T-10, T-11, T-15, T-20) posiada asynchroniczne silniki prądu zmiennego.

EN

A motor controller that allows for concurrent operation of many electric motors is described in the article. The motor controller is characterized by working in a dual feedback loop. It allows one to stabilize the engine speed and/or maintain a constant, predetermined distance from the test object or obstacle. This controller provides high quality control, with long, troublefree operation while maintaining the safety of both people and controlled objects. Further work will be carried out towards the optimization of the control algorithms in order to reduce the number of lines of communication between controllers. The presented controller can also be used in drives of battery-powered electric vehicles, appliances controlled by DC motors, and machines and devices with DC motors with extended demands on energy supply and the dynamics of movement. The controller can also be used to build tribological test apparatus, which is designed and manufactured in ITeE – PIB. There is an alternative solution in tribological testers in which asynchronous AC motors and control inverter (T-01, T-05, T-10, T-11, T-15, and T-20) are currently used. It can also be used to automate the setup load on test rigs.

Słowa kluczowe

PL

sterownik silnika prądu stałego DC; silnik DC; pętla sprzężenia zwrotnego; maszyna tribologiczna

EN

motor controller DC; DC motor; closed loop feedback; tribotester

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 6
• Strony: 71--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Mrozek M.

• Instytut Technologii Eksploatacji – PIB, Zakład Tribologii, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom, Polska

Bibliografia

• 1. Kalus M., Skoczkowski T.: Sterowanie napędami asynchronicznymi i prądu stałego, Pracownia Komputerowa Jacka Skalmierskiego 2003.
• 2. Łastowiecki J., Duszczyk K., Przybylski J., Ruda A., Sidorowicz J., Szulc Z.: Laboratorium podstaw napędu elektrycznego w robotyce, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2001.
• 3. Piekoszowski W., Szczerek M.: Aparatura do badań tribologicznych – Metoda i urządzenie do badania tribologicznych właściwości środków smarowych, rozdział w monografii „Aparatura badawcza oraz unikatowe urządzenia techniczne dla zaawansowanych technologii zrównoważonego rozwoju”, wyd. ITeE – PIB Radom 2015.
• 4. Chiu Choi H., „Applications of embedded controllers in speed and position controls”, International Conference on Industrial Electronics and Control Applications, ICIECA 2005, pp. 6–7.
• 5. El Din A.S.Z, „PLC-Based Speed Control of DC Motor”, CES/IEEE 5th International Power Electronics and Motion Control Conference, IPEMC 2006, Vol. 2, pp. 1–6.
• 6. Guo-Shing Shing Huan, „PC-based PID speed control in DC motor”, International Conference on Audio, Language and Image Processing, ICALIP 2008, pp. 400–407.
• 7. Weber H.F., Pulse-Width Modulation DC Motor Control, Industrial Electronics and Control Instrumentation, 2006.
• 8. Xueqin Lu, The Pulse Width Modulation and its Use in Induction Motor Speed Control. Computational Intelligence and Design (ISCID), 2011 Fourth International Symposium.
• 9. Zhijun Liu, „PWM speed control system of DC motor”, International Conference Electronic and Mechanical Engineering and Information Technology (EMEIT), 2011, Vol. 3, pp. 1301–1303.
• 10. Abdollah Khoei R., „Microprocessor based closed-loop speed control system for DC motor using power MOSFET”, Proceedings of the Third IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems, ICECS 1996, Vol. 2, 1996, pp. 1247–1250.
• 11. Noor Ali Y.S.E., Samsal Bahari Mohd, Bashi Hassan S.M., „Microcontroller performance for DC motor speed control system”, Power Engineering Conference, PECon 2003, pp. 104–109.
• 12. Moor S.B.M., Bashi Senan M., Hasan M.K., „Microcontroller based adjustable closed-loop dc motor speed control”, Proceedings of Student Conference on Research and Development, SCORED 2003, pp. 59–63.
• 13. Abu Zaharin, „A study on the DC motor speed control by using back-EMF voltage”, Asian Conference on Sensors, 2003, pp.359-364.
• 14. Zhu Haishui, „Design on a DC Motor Speed Control”, International Conference Intelligent Computation Technology and Automation (ICICTA), 2010, Vol. 2, pp. 59–63.
• 15. Munje R.K., Roda M.R., Kushare B. E., „Speed control of DC motor using PI and SMC”, Conference Proceedings (IPEC), 2010, pp. 943–950.
• 16. Radu Duma, „Embedded control of electrical motors”, 16th International Conference System Theory, Control and Computing (ICSTCC), 2012, pp. 1–6.
• 17. Meshram P.M., „Tuning of PID controller using Ziegler-Nichols method for speed control of DC motor”, International Conference on Advances in Engineering Science and Management ICAESM 2012, pp. 117–122.
• 18. SHARP application note: http://www.sharpsma.com/webfm_send/1489.
• 19. Mrozek M., Multi-agent control system for the movement of uniaxial objects. Solid State Phenomena 2015 (Volume 237, 183–188).