Panduan Lengkap Pengontrol Motor: Fungsi, Perlindungan, dan Penggunaan

Apa itu Pengontrol Motor?

Pengontrol motor merujuk pada perangkat listrik yang mengatur torsi, kecepatan motor, dan output peralatan. Pengontrol motor biasanya datang dengan cara manual atau otomatis untuk menghentikan atau memulai motor.

Apa yang membuat pengontrol motor begitu penting? Nah, tanpa perangkat ini, motor tidak memiliki perlindungan yang diperlukan dari beban berlebih. Beban berlebih dapat mengakibatkan kesalahan listrik yang potensial dapat merusak peralatan elektronik.

Sebagian besar motor membutuhkan setidaknya beberapa Ampere untuk beroperasi dengan baik. Sayangnya, mikrokontroler hanya dapat menyediakan sekitar 0,1 Ampere, yang terlalu sedikit. Pengontrol motor dapat membantu Anda mencapai jumlah Ampere yang diperlukan.

Jenis-jenis Pengontrol Motor

Ada empat jenis utama pengontrol motor. Mari kita lihat lebih dekat masing-masingnya.

2.1 Pengontrol Motor AC

Pengontrol motor AC memodifikasi input daya ke motor. Mereka mencapai ini dengan menyesuaikan frekuensi energi yang masuk ke mesin. Tujuannya adalah untuk mengatur kecepatan dan torsi. Nama lain untuk pengontrol AC termasuk inverter AC, variable speed drivers, dan adjustable frequency drives.

2.2 Pengontrol Motor DC

Sama seperti pengontrol motor AC, pengontrol motor DC juga menyesuaikan input daya. Pengontrol motor DC mengubah atau mengubah sumber arus ke output arus atau frekuensi langsung. Pengontrol motor DC secara efisien mengontrol torsi dan kecepatan motor.

2.3 Pengontrol Motor Servo

Pengontrol motor servo merujuk pada perangkat elektronik yang memodifikasi input daya dengan menyesuaikan atau mengatur sumber arus ke output frekuensi, pulsa, atau arus yang diinginkan. Sama seperti pengontrol motor AC dan DC, pengontrol motor servo ideal untuk aplikasi tertentu. Pengontrol motor servo cocok untuk aplikasi kontrol gerakan, terutama di industri manufaktur dan konstruksi. Pengontrol ini mengontrol posisi, torsi, dan kecepatan motor.

2.4 Pengontrol Motor Stepper

Pengontrol motor stepper adalah perangkat elektronik yang mengontrol input daya. Pengontrolnya melakukannya dengan menyesuaikan sumber arus ke output arus bertingkat. Pengontrol motor stepper sangat ideal di lingkungan manufaktur dan konstruksi. Sama seperti pengontrol lain dalam daftar ini, pengontrol motor stepper mengontrol posisi, torsi, dan kecepatan motor. Nama lain untuk pengontrol motor stepper adalah motor indexers.

Bagaimana Cara Kerja Pengontrol Motor?

Sebagian besar desainer dan insinyur pemula tidak memahami cara kerja pengontrol motor. Menariknya, itu jauh lebih mudah daripada yang Anda pikir. Mari kita lihat topik ini secara mendalam.

3.1 Pengontrol Arah Melalui H Bridge

Proses kontrol motor DC ini adalah yang paling sederhana. Prosesnya melibatkan dua pasang saklar. Setiap kali Anda menghubungkan sepasang saklar, rangkaian lengkap dan menghasilkan daya.

Untuk membuat motor 4-bagian, Anda dapat mencampur dan mencocokkan saklar atau mengubah polaritas mereka. Pengguna juga dapat mengubah ukuran H bridges agar cocok untuk sistem yang lebih kecil.

3.2 Pengontrol Kecepatan Melalui Pulse Width Modulation (PWM)

Rangkaian PWM mengontrol kecepatan motor dengan meningkatkan atau membatasi tegangan pasokan PCB. Rangkaian ini memiliki efek halusan melalui induksi gulungan. Kemungkinan untuk menggabungkan rangkaian PWM dengan H bridges ketika Anda ingin mengubah kecepatan, arah, atau rem.

3.3 Pengontrol Armatur Melalui Resistensi Variabel

Cara lain untuk mengubah kecepatan motor DC adalah dengan mengubah arus yang mengalir melalui gulungan atau armatur. Kecepatan poros dapat bervariasi tergantung pada pasokan arus. Itu karena itu proporsional terhadap medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang ada di armatur.

Pertimbangkan untuk menambahkan resistor ke armatur jika Anda ingin membatasi kecepatan motor. Untuk meningkatkan kecepatan, tambahkan resistansi stator.

Menambahkan resistor ke gulungan armatur berarti Anda menghasilkan lebih banyak panas dan kehilangan energi. Itulah sebabnya metode ini dapat tidak efisien.

3.4 Mematikan Motor

Untuk mematikan motor, cukup potong pasokan tegangan ke PCB. Anda juga dapat membuka saklar di motor. Anda dapat membuka saklar yang terhubung ke dua.

3.5 Rem Motor

When it comes to motor braking, you can adopt one of three methods. The first is dynamic braking. This method involves cutting off the power supply from the motor.

The second type of braking is known as injection braking. This method only applies to AC motor control. After disconnecting power and supplying DC power; instead, you create a magnetic field that either slows down or stops the motor by changing the direction the motor rotates.

There’s also regenerative braking that operates in the same manner as dynamic braking. You cut off the power source and then send back to the supply via the rotating motor. Regenerative braking can charge the battery. The battery will then supply current to the engine.

Kriteria Seleksi Pengontrol Motor

Kriteria apa yang harus Anda gunakan saat memilih pengontrol motor? Kami membahas dua di bagian ini.

4.1 Spesifikasi Listrik

When it comes to electrical specification, some of the issues you want to pay attention to include:

Maximum Output Voltage

The output of the device in question should always comply with the entire system’s output.

Rated Power

The highest power that the motor can use.

AC/DC Supply Voltage

AC/DC supply voltage aims at achieving flawless operation.

Continuous Output Current

Usually, the device carries current without surpassing heat limitations.

Bus Types

You’ve probably heard about bus types, which consist of cutting-edge technology attachment.

Single Phase/ Three Phase Inputs

Generally, one can use low pressure or high-pressure applications.

Motor Controller Frequency

Motor controllers usually use frequencies ranging from 50 Hz to 400 Hz.

4.2 Spesifikasi Operasi

The performance of motor controllers depends on the control system and design setup. One can add different types of manual controls, such as knobs, jumpers, potentiometers, etc. Alternatively, one can use computer controls like a joystick, a digital pane, and so on.

4.3 Fitur

A motor controller’s choice is flexible and depends on the functions you’d like to include in it. Different motor controllers have additional features. For instance, you can opt for the soft-start feature, which lets you decide your device’s amount of time to power up.

Pengontrol Motor DC Brushless vs Pengontrol Motor DC Brushed

 Ada dua jenis utama motor DC: brushed dan brushless. Pengontrol motor DC brushed adalah salah satu jenis pengontrol motor yang paling tua. Rectifying brush motors generally carried out internally by the DC power supply. The controller features a rotor, some brushes, and an axle. The polarity and charge of these brushes determine the motor’s speed and direction.

Brushless DC motor controllers have become wildly popular mainly because of their efficiency. These motor controllers have the same appearance as brushed motor controllers but without the brushes. The motors also feature specialized circuitry that controls direction and speed. We need to improve efficiency, brushless motors fitted around the rotor magnet.

Perbedaan Antara Motor Driver dan Pengontrol Motor?

You need to control any electronics that contain wheels or other motorized parts from the microcontroller. As we pointed out earlier, standard chips can only output small amounts of current. Hence you cannot efficiently drive motors directly, regardless of their size. That’s where motor drivers come in.

Motor drivers use larger chips to handle greater current levels and higher voltages than the microcontroller’s usual 5V/3.3V. With a motor driver, you can control a more massive load.

So, how does a motor driver differ from a motor controller? Well, motor drivers simply handle the ability to drive the motors. On the other hand, motor controllers have all the logic circuitry built within them. You can control motor controllers using a higher-level interface, e.g., A PWM signal, analog input, USB, etc.

Variable Speed Controller

Is variable speed drives

The adjustable speed drives

Microdrives

AC drives

Inverters

7.1 Variable Speed Controller for AC Motor

As we hinted earlier, AC variable speed controllers work by alternating electric motors’ voltage and frequency. These frequency drives have many applications, including conveyor belts, swimming pool pumps, lathes, mills, air compressors, HVAC fans, etc. AC speed controllers are highly energy-efficient, unlike DC motor frequency control systems. It’s no wonder that many designers now opt to retrofit DC speed controllers with AC options.

Berbagai Tegangan Pengontrol Kecepatan Motor

Pengontrol kecepatan motor tersedia dalam berbagai opsi tegangan, termasuk 12V, 24V, dan 90V. Meskipun ketiganya memiliki banyak persamaan, ada juga perbedaan yang jelas. Secara keseluruhan, semua tiga fitur desain hampir sama. Perbedaan utama adalah pengontrol motor 12V biasanya menarik dua kali arus daripada motor 24V. Pengontrol motor 90V, dalam gilirannya, menghilangkan jumlah arus paling sedikit dari pasokan voltannya. Untuk beban mekanik apa pun, ada pasokan daya yang serupa untuk ketiganya. Saat memilih antara ketiganya, perwakilan perusahaan harus dapat memberikan detail yang lebih spesifik, sehingga lebih mudah bagi Anda untuk membuat keputusan yang tepat.

Dalam banyak kasus, harga pengontrol kecepatan motor tidak berbeda secara signifikan, meskipun perbedaan tegangan mereka. Itu terutama terjadi saat Anda membeli pengontrol motor untuk aplikasi yang sama.

Motor berbeda dalam pemasangan kabel, meskipun. Kabel untuk pengontrol motor 24V biasanya lebih kecil daripada kabel pengontrol motor 12V. Meskipun ukurannya kecil, kabel yang lebih kecil dapat menyampaikan daya secara efisien.

Starter Motor

Starter motor saat ini termasuk dalam inovasi teratas untuk kontrol motor. Starter adalah perangkat listrik yang mengontrol daya listrik yang diperlukan untuk memulai motor. Alat-alat ini juga membantu menghentikan, membalikkan, dan melindungi motor listrik.

Secara umum, starter terdiri dari dua komponen utama:

•  Contactor

The contactor controls the current going into the motor. This component can either make or break power into the electric circuit.

•  Overload Relay

When the motor draws too much electric current and overheats, it can burn out. The function of an overload relay is to ensure this doesn’t happen.

9.1 Jenis-jenis Starter Motor?

Secara umum, ada dua jenis starter motor. Ini adalah:

•  Manual Starters

Sama seperti yang namanya saran, starter manual adalah perangkat yang memerlukan operasi manual. Starter ini cukup mudah dioperasikan dan biasanya tidak memerlukan intervensi ahli. Perangkat itu sendiri memiliki tombol yang Anda gunakan saat menyalakan dan mematikan peralatan. Beberapa fitur yang membuat starter manual diinginkan dibandingkan jenis starter lain termasuk:

Aman dan hemat untuk dioperasikan.

Mereka cukup kompak untuk memungkinkan berbagai aplikasi yang luas.

Menawarkan deteksi beban berlebih rendah untuk motor, jadi aman dari kerusakan.

Biaya awalnya rendah.signifikan

Mereka datang dengan pilihan penutup yang tak terbatas.

•  Magnetic Motor Starters

Magnetic motor starters require electromagnetic control. Usually, the motor starter requires a lower, safer voltage to start compared to the motor voltage. Magnetic motor starters have electrical contactors and overload relays to keep them from excessive current and overheating.

Lebih Lanjut Tentang Pengontrol Motor

Seperti yang Anda lihat dari apa yang telah kami bahas di bagian-bagian sebelumnya, subjek pengontrol motor sangat luas. Berikut adalah beberapa hal lain yang mungkin menarik bagi Anda.

10.1 Pengontrol Motor Arduino

 Pengontrol motor Arduino memungkinkan Anda untuk memindah stepper DC, stepper motors, solenoids, dan relays. Pengontrol motor ini adalah dual full-bridge drivers yang memindah motor indiktif. Dengan papan Arduino, Anda dapat memindah dua motor DC dan mengontrol setiap arah dan kecepatan. Pengontrol motor ini juga memungkinkan Anda untuk mengukur absorpsi arus dari masing-masing mesin, di antara hal lain.

10.2 Pengontrol Motor Sabertooth

Pengontrol motor Sabertooth adalah salah satu dual motor driver yang paling serbaguna dan efisien yang tersedia. Pengontrol motor ini berfungsi baik dengan peralatan daya tinggi, misalnya, robot yang berat hingga 300lbs. Dengan pengontrol motor Sabertooth, seseorang dapat mencapai arus puncak hingga 50A per saluran dalam beberapa detik. Pengontrol motor ini memiliki perlindungan termal dan overcurrent, berarti Anda tidak perlu khawatir tentang stalling tidak sengaja yang dapat membunuh driver.

10.3 Pengontrol Motor Spark

Pengontrol motor Spark adalah salah satu pengontrol frekuensi brushed DC motor yang paling terjangkau di luar sana. Pengontrol ini memiliki arus kontinu 60A dan memiliki pendinginan pasif. Fitur menarik lainnya termasuk limit switch dua arah yang memungkinkan kontrol pintar dan indikator status LED. Fitur-fitur ini dan lainnya membuat pengontrol motor ini salah satu yang paling populer di pasar.

10.4 Pengontrol Motor Vex

Salah satu fitur membedakan pengontrol motor Vex adalah menggunakan sinyal PWM standar untuk memindah kabel motor. Saat menggunakan pengontrol motor ini, sebaiknya memastikan Anda hanya menggunakan satu kabel extensi 3-kabel antara mikrokontroler dan pengontrol motor. U Kontrollers’ fitur membedakan mungkin memerlukan extensi yang lebih lama; namun, Anda dapat menggunakan kabel extensi 2-kabel antara pengontrol dan motor.

10.5 Pengontrol Motor Talon

Pengontrol motor Talon memiliki kontrol PID terintegrasi serta protokol komunikasi yang menakjubkan. Apa yang membuat pengontrol ini begitu diinginkan adalah seberapa kompak dan ringan mereka.

10.6 Pengontrol Motor Tesla

Pengontrol motor Tesla adalah salah satu entri terbaru di pasar. Setiap pengontrol ini memiliki motor propulsi AC induksi yang berputar hingga 16.000 RPM untuk unit besar dan 18.000 RPM untuk opsi daya rendah yang lebih kecil.

Pengontrol motor Tesla juga memiliki controller/Inverter serta diferensial. Setiap unit memiliki pengganti Board controller EV stealth untuk komunikasi CAN bus yang efisien.

10.7 Pengontrol Motor Raspberry Pi

Pengontrol motor Raspberry memiliki dual H-Bridge Power IC yang mengontrol beban induktif hingga 5A per single bridge. Perangkat ini mendukung rentang tegangan yang luas (6V – 8V).

10.8 Pengontrol Motor Curtis

Pengontrol motor Curtis menawarkan kontrol kecepatan yang halus dan efisien untuk berbagai aplikasi kendaraan darat. Pengontrol ini juga sangat diam dan hemat biaya. Pengontrol motor Curtis modern menggunakan teknologi MOSFET, sehingga banyak manfaat yang sebelumnya tidak tersedia di model lama.

10.9 Pengontrol Motor SCR

Pengontrol daya SCR ada sejak lebih dari separuh abad. Awalnya, pengontrol daya ini hanya dapat menangani beberapa ratus watt. Saat ini, pengontrol motor SCR dapat menangani megawatt daya. Saat ini, pengontrol motor SCR memiliki aplikasi dalam berbagai industri signifikan.

Pengontrol SCR memiliki rangkaian kontrol dan tiristor. Pengontrol ini dapat mengalihkan arus dalam milidetik, hitungan kali. Secara umum, pengontrol SCR lebih terjangkau dan lebih andal dibandingkan transformator variabel dan contactor.

10.10 Single Phase AC Motor Speed Controller/ Dual Motor Controller/3-Phase Motor Controller

Dengan kemajuan teknologi, pengontrol motor terus menjadi lebih canggih. Pengontrol motor modern memiliki kinerja yang lebih tinggi, lebih nyaman, dan lebih hemat biaya daripada model sebelumnya. Pengontrol ini juga tersedia dalam berbagai solusi. Saat ini, Anda dapat menemukan pengontrol motor single phase, dual, dan 3-phase.

Pengontrol motor AC single-phase masih menjadi solusi terdepan ketika berkaitan dengan aplikasi pergerakan udara dan kompresor. Itu karena mereka tersedia secara luas dan hemat biaya. Sebagian besar sistem berkinerja rendah menggunakan pengontrol ini.

Pengontrol motor dual dan 3-phase telah hadir dan telah membuat kemajuan yang signifikan, meskipun relatif lebih kompleks dan mahal daripada samanannya single-phase. Namun akhir-akhir ini, insinyur telah bekerja untuk membuat semua pengontrol motor phase seefisien mungkin.

Aplikasi Pengontrol Motor

Anda dapat mengira hampir setiap area memiliki pengontrol motor. Berikut adalah beberapa aplikasi teratas dari perangkat ini.

11.1 Multi-Axis Controllers

Perangkat ini menentukan, mengontrol, dan memantau persyaratan gerakan.

11.2 Robotic Motion Controllers

Robotic motion controllers memiliki perangkat keras dan perangkat lunak yang sangat berguna dalam sistem mekanis.

11.3 Servo Amplifiers

Pengontrol motor membantu menghasilkan sinyal analog yang kemudian dapat menciptakan lebih banyak daya atau arus listrik.

11.4 Inverter Drives

Inverter drives sangat penting saat mengonversi input daya AC menjadi daya DC.

11.5 Microcontroller

Mikrokontroler membantu mengatur aliran data digital.

11.6 Silicon Controlled Rectifiers (SCRs)

SCR bekerja dengan motor DC untuk menyesuaikan AC ke DC secara halus.

11.7 Digital Signal Processors

Mikroprosesor dapat memanipulasi data secara real-time.

Itu termasuk audiovisual, tekanan, panas, dan lokasi. Perangkat kemudian menjalankan data ini menggunakan berbagai kontrol.

11.8 Pulse Width Modulation

Pulse width modulation juga dikenal sebagai scalar control. Pengontrol motor dapat mengonversi tegangan dan frekuensi AC menjadi DC, yang operasinya pada kurva sinus.

Kesimpulan

Pengontrol motor akan terus menjadi bagian integral dari semua jenis industri, mengingat peran besarnya dalam berbagai peralatan dan mesin listrik. Dengan semua informasi yang kami sertakan dalam panduan komprehensif ini, seharusnya lebih mudah untuk memutuskan pengontrol motor mana yang paling sesuai untuk aplikasi Anda. Hal yang perlu diingat adalah bahwa pengontrol yang berbeda memiliki fitur, persyaratan daya, dan aplikasi yang berbeda.

Tentu saja, selalu bermanfaat untuk mencari bantuan profesional setiap kali Anda merasa terjebak. Langkah signifikan untuk memastikan bahwa pengontrol motor yang Anda pilih adalah berkualitas tinggi adalah bekerja dengan produsen pengontrol motor terkemuka. Jika Anda ingin mendapatkan informasi lebih lanjut tentang pengontrol, Anda dapat menghubungi kami, dan kami dapat membahas lebih banyak pengetahuan bersama.