Diseño y análisis sin sensor de un sistema de regulación de velocidad de motor de corriente continua con escobillas para corte de ramas
Autores: Cheng, Shangshang; Zeng, Huijun; Li, Zhen; Jin, Qingting; Lv, Shilei; Zeng, Jingyuan; Yang, Zhou
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño y análisis sin sensor de un sistema de regulación de velocidad de motor de corriente continua con escobillas para corte de ramas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Velocidad de rotación
Fuerza de corte
Calidad de la superficie
Método de detección sin sensor
Ondulación de corriente
Sistema de control de velocidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
La velocidad de rotación de la sierra influye críticamente en la fuerza de corte y la calidad de la superficie, pero a menudo se ve desestabilizada por la resistencia variable de corte. El método de detección sin sensor para calcular la velocidad de rotación basado en la ondulación actual puede evitar el contacto de virutas de madera y polvo con los sensores Hall. Este artículo presenta un sistema de control de velocidad para motores de corriente continua con escobillas que aprovecha la relación lineal entre la frecuencia de la ondulación de corriente y la velocidad de rotación. El sistema logra la regulación de velocidad a través de la medición indirecta de velocidad y control PID. Utiliza un circuito en puente H controlado por el chip controlador EG2014S para regular la dirección y frenado del motor. La detección de la ondulación de corriente se logra a través de un resistor de muestreo de 0.02 Ohm y un amplificador de señal AMC1200SDUBR, seguido de una transformada wavelet y un filtrado de Savitzky-Golay para la extracción refinada de la señal. Los resultados experimentales indican que el sistema mantiene velocidades estables en el rango de 2000-6000 RPM, con un error máximo del 2.32% a 6000 RPM. El algoritmo de detección de ondulación mejorado preserva de manera efectiva las señales críticas mientras reduce el ruido. Esto permite que el motor recupere rápidamente la velocidad cuando se encuentra resistencia, asegurando una superficie de corte suave. En comparación con los sistemas tradicionales de sensores Hall, este diseño sin sensor mejora la adaptabilidad en aplicaciones agrícolas.
Descripción
La velocidad de rotación de la sierra influye críticamente en la fuerza de corte y la calidad de la superficie, pero a menudo se ve desestabilizada por la resistencia variable de corte. El método de detección sin sensor para calcular la velocidad de rotación basado en la ondulación actual puede evitar el contacto de virutas de madera y polvo con los sensores Hall. Este artículo presenta un sistema de control de velocidad para motores de corriente continua con escobillas que aprovecha la relación lineal entre la frecuencia de la ondulación de corriente y la velocidad de rotación. El sistema logra la regulación de velocidad a través de la medición indirecta de velocidad y control PID. Utiliza un circuito en puente H controlado por el chip controlador EG2014S para regular la dirección y frenado del motor. La detección de la ondulación de corriente se logra a través de un resistor de muestreo de 0.02 Ohm y un amplificador de señal AMC1200SDUBR, seguido de una transformada wavelet y un filtrado de Savitzky-Golay para la extracción refinada de la señal. Los resultados experimentales indican que el sistema mantiene velocidades estables en el rango de 2000-6000 RPM, con un error máximo del 2.32% a 6000 RPM. El algoritmo de detección de ondulación mejorado preserva de manera efectiva las señales críticas mientras reduce el ruido. Esto permite que el motor recupere rápidamente la velocidad cuando se encuentra resistencia, asegurando una superficie de corte suave. En comparación con los sistemas tradicionales de sensores Hall, este diseño sin sensor mejora la adaptabilidad en aplicaciones agrícolas.