Как правило, двигатели постоянного тока служат источником тяги в моделях. Они приводят конструкцию в движение. Устройство должно уметь двигаться вперед и назад, а так же изменять скорость своего движения, разгоняться и останавливаться. В этой статье мы рассмотрим основные принципы управления двигателями постоянного тока.

Мостовая схема отвечает за изменение направления движения. Она представлена на рисунке ниже.

Состоит из четырех ключей, электродвигателя и источника питания. Когда все ключи разомкнуты (а) ток через электродвигатель не течет. При коммутации первого и четвертого ключа ток через двигатель течет слева на право (б) и двигатель вращается в одном направлении. А при коммутации второго и третьего ключей ток течет справа налево, и двигатель вращается в обратном направлении.

Так как рукой коммутировать по два переключателя неудобно, усложним задачу. Вместо ключей подключим транзисторы. Транзисторы могут быть разной проводимости, могут быть полевые или биполярные. Работают в ключевом режиме. Электродвигатели постоянного тока потребляют до 1 А тока. Это необходимо учитывать при выборе транзисторов, особенно биполярных. Ток коллектора должен быть около 2 А с запасом, коэффициент передачи тока около 2000. Такими параметрами обладают только составные транзисторы (вначале маломощный h₂₁ около 100 и током коллектора 100 мА, затем мощный h₂₁ около 20 и током пару ампер). Можно использовать транзисторы Дарлингтона – это составные транзисторы в одном корпусе. Например КТ829 или КТ972.

В базу этим транзисторам нужно подключить токоограничивающие резисторы R_б сопротивлением 1…4,7 кОм. Ниже представлена мостовая схема с использованием транзисторов (Т1, Т2, Т3, Т4 – составные транзисторы). Четыре обратно включенных диода защищают транзисторы от выхода из строя. Так как в момент выключения электродвигателя возникает ЭДС самоиндукции.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) представляет собой последовательность импульсов определенной частоты, которая зависит от необходимой скорости вращения. ШИМ отвечает за скорость вращения двигателя. Высокий уровень сигнала на временной диаграмме означает включение двигателя. Уровень нуля значит, что двигатель выключен. Так как частота импульсов очень велика, двигатель не может полностью остановиться, он лишь замедляется. Причем скорость обратно пропорциональна скважности (скважность – это отношение между периодом и длительностью импульса). Скорость изменяется от минимальной до максимальной при изменении напряжения от 0 до Vcc.