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Informe Control PWM para Motor Dc

Abstract—Mediante el control PWM podemos controlar la velocidad de un motor Dc, es un sistema de control electrónico de lazo cerrado muy utilizado en la actualidad debido que dichos motores tienen características de velocidad y torque muy interesantes, y pueden ser aprovechadas mediante un sistema de control.

I. INTRODUCCIÓN El método más común para el control de velocidades es PWM o pulso de modulación en ancho, que es el proceso de cambiar la potencia y a una frecuencia determinada de acuerdo al ciclo establecido.

II. MARCO TEÓRICO

mediante la luz emitida por un diodo led que satura un componente optoelectrónico. De este modo se combinan en un solo dispositivo semiconductor, un fotoemisor y un fotorreceptor cuya conexión entre ambos es óptica. Características Eléctricas del integrado LM555C    

Circuito de control PWM La finalidad del controlador es mantener la velocidad constante del motor a cambios bruscos de carga, Típicamente el control de la velocidad de los motores DC se realiza de manera continua mediante la utilización de un reóstato, operacionales, temporizadores, micro controladores, etc. La modulación por anchos de pulsos es una técnica en la que se modifica el ciclo de trabajo de una señal periódica. El ciclo de trabajo de una señal periódica es el ancho relativo de su parte positiva en relación al período.

  

Voltaje de alimentación: 4.5 V a 16 V. Máximo voltaje de alimentación: 18v. Máxima disipación de potencia: Capsula DIP de 760 mW. Consumo de corriente (sim carga y Vcc=5V): 3mA a 6mA. Máximo voltaje de salida en bajo (con Vcc=5v): 0.35v. Mínimo voltaje de salida en alto: 2.75v. Máxima corriente de salida: 200mA.

Fig2: Conexiones para el 555 III. FUNCIONAMIENTO El pin de reinicio está conectado a +V, por lo que no tiene ningún efecto sobre la operación del circuito. Capacitor 1:

Fig 1: Relación del ciclo de trabajo LM555

El temporizador 555 en el circuito PWM se configura como oscilador estable. Esto significa que su mayor aplicación es como timer (temporizador), generador de señales, modulación, etc. Opto acoplador

Es un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado

Capacitor 1uF: Empieza el ciclo del oscilador, causando la salida ir alto usamos este capacitor debido al tiempo en alto necesario en el control PWM. Cuando la salida está en alto, C1 comienza a cobrar por el lado derecho R1 y a su vez por el D2. Diodo 2: 1N4148: Cuando el voltaje de C1 alcanza 2/3 +V el umbral (PIN 6) está activado, que a su vez provoca la salida (PIN 3) y descarga (PIN 7) ir en baja. Cuando la salida (PIN 3) va en baja, el condensador C1 comienza a cumplir por el lado izquierdo de R1 y D1.Cuando el voltaje de C1 cae por debajo de 1/3 de +V, la salida pasado de descarga (PIN 7) van en tiempo alto y el ciclo se repite.

Pin 5 no se utiliza para un voltaje externo de entrada, por lo que se omite al suelo con un capacitor 0.1uF.

IV. MATERIALES

Cálculos de la frecuencia:

1 LM 555

2 Resistencias de 1 KΩ 2 Diodos 1N4148 1 Potenciómetro 100k 1 Capacitor 1 uF 1 Capacitor 0.1 uF 5 Borneras de dos entradas 4 Borneras de tres entradas 1 LED 1 Batería 1 Resistencia de 8,2Ω a 10 W

1 Diodo 1N5822 1 Mosfet es el IRFP460 1 Fusible de 10 A 1 Diodo 10 MIC para 6A V. PROCEDIMIENTO 1. Probamos el circuito de control ya simulado en un proto como parte inicial. 2. A continuación comprobamos la señal de pulsos a la salida del circuito. 3. Desarrollamos el circuito en una placa impresa para obtener mejores resultados. 4. Después comprobamos la frecuencia a la salida comprobando con los cálculos realizados observando la señal de impulso emitida por el 555 . 5. Empezamos a desarrollar el circuito de fuerza aplicando un opto acoplador para proteger la parte de control y la parte de fuerza. 6. Para desarrollar el circuito de fuerza debemos dimensionar el mosfet para que soporte la corriente y el voltaje que consume el motor en sus valores máximos o picos. 7. Proteger si se necesita mediante el uso de fusibles, comprobar el resultado del control de velocidad del motor DC. 8. Conectar los circuitos al motor y observar el funcionamiento si el mosfet se calienta usar un disipador. 9. Comprobar la eficacia del circuito cuando encendemos el motor y genera los voltajes y corrientes en pico

VI. CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL CIRCUITO variable

(

) (

(

))

Cálculos del periodo

seg =ciclo de trabajo=50% = D

(

)

Calculo de la

(

)

Calculo de la

Tiempo de encendido (

)

(

)(

Tiempo de apagado

(

)(

)

)

Gráfico 2: Comprobación del circuito PWM en

el motor Circuito comprobado en el laboratorio usando el motor para la realizar el control de las velocidades mediante el circuito PWM.

Tiempo en alto

(

)

Tiempo de baja Gráfico 3: Simulaciones del circuito para imprimir (

)

Circuito simulado para realizar las comprobaciones de las respectivas señales para obtener el control de la velocidad.

VII. GRAFICOS Y SIMULACIONES DEL CIRCUITO

Gráfico 5: Placa del circuito de control Placa impresa del circuito de control con pistas de 4mm de ancho.

Gráfico 1: Señal de pulsos a la salida del circuito de control PWM Simulación de la señal en el osciloscopio a la salida del circuito de control obteniendo una señal de pulsos

Gráfico 6: Circuito de control terminado Circuito en el que se realizó la comprobación de pulsos en el motor shount.

[3] «http://expoelectronica.upbbga.edu.co/pdf_2003/0801.p [En línea].

Gráfico 7: Proyecto de control de velocidades PWM terminado VIII. CONCLUSIONES 





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Comprobamos experimentalmente la modulación por ancho de pulso (PWM) para el control del motor Dc en el cual debemos dimensionar el mosfet para la parte de potencia. Al realizar las medidas del motor con el amperímetro nos da una corriente pico de 15 A, por lo que utilizamos un mosfet que soporta 20 A, si aumentamos la velocidad del motor el voltaje pico aumenta. En el circuito de control usamos un condensador de 1uF para tener un tiempo alto para la señal PWM. Usamos el potenciómetro de 100K para poder controlar la velocidad del motor , si usábamos uno de 200k nos daba un rango muy alto que impedía controlar la velocidad del motor Al momento de comenzar a disminuir la tensión el mosfet comienza a calentar por que la bobina del motor pierde electrones y se ve en la obligación de conmutar ,y esta conmutación es mucho más rápida que con un motor fijo IX. BIBLIOGRAFÍA

[1] «http://www.pesadillo.com/pesadillo/?p=5879,» [En línea].

[2] «http://es.scribd.com/doc/47572179/Practica-de-ControlPWM-de-Motor-DC,» [En línea].