•   Girkasse
• Motor
• Motor 
• Væsker
• Girkasse 

Hastighetsregulator for kommutatormotoren fra vaskemaskinen. Typer og utforming av hastighetsregulatorer for kommutatormotorer Rotasjonshastighetsregulator for kommutatormotorer

Når du arbeider med et elektroverktøy (elektrisk drill, slipeenhet, etc.), er det ønskelig å kunne endre hastigheten jevnt. Men en enkel reduksjon i forsyningsspenningen fører til en reduksjon i kraften utviklet av verktøyet Den foreslåtte ordningen (fig. 1) bruker tilbakemeldingskontroll av motorstrømmen, som et resultat av at dreiemomentet øker når belastningen øker. tilsvarende

På skaftet. Den resistive-kapasitive kretsen R1-R2-C1 genererer en justerbar referansespenning, som fra motoren R2 går inn i kontrollelektrodekretsen til tyristoren VS1 og kompenserer for den gjenværende tilbake-EMF til motoren M1 Hvis motorens rotasjonshastighet faller til en økning i belastningen, reduseres også dens bak-EMF. På grunn av dette, i neste halvsyklus av nettspenningen, åpner tyristoren tidligere på grunn av referansespenningen. En tilsvarende økning i motorspenningen fører til en økning i effekten ved motorakselen. Når hastigheten øker og belastningen avtar, skjer den beskrevne prosessen i revers.

Å sette opp enheten kommer praktisk talt ned på å velge motstand R1, slik at motoren ved minimumshastighet roterer jevnt, uten rykk, og samtidig gir et komplett utvalg av hastighetsendringer. Det er mulig at en liten motstand må kobles til den nedre terminalen R2 i kretsen, noe som begrenser minimumsmotorhastigheten. Hvis tyristor VS1 blir veldig varm, må den installeres på en kjøleribbe.

En forenklet versjon av regulatoren er vist i fig.. 2. Hvis du klemmer et skrutrekkerfeste inn i chucken på en elektrisk drill, kan du bruke dette festet til å stramme skruer og selvgjengende skruer.

Litteratur

1 I. Semenov. Strømregulator med tilbakemelding. - Radioamatør, 1997, N12, s.21.

2 R.Graf. Elektroniske kretser 1300 eksempler - M Mir, 1989, P 395.

3. I Shcherbatyuk driver vi skruene med en elektrisk drill. - Radioamatør, 1999 N9, S 23

Motoren fra en vaskemaskin, som er ypperlig til hjemmelagde ting, har for høye hastigheter og kort levetid ved maksimal hastighet. Derfor bruker jeg en enkel hjemmelaget hastighetsregulator (uten tap av strøm). Opplegget ble testet og viste utmerkede resultater. Hastigheten kan justeres fra ca. 600 til maks.

Potensiometeret er elektrisk isolert fra nettverket, noe som øker sikkerheten ved bruk av regulatoren.

Triacen må plasseres på radiatoren.

Nesten hvilken som helst optokobler (2 stk), men EL814 har 2 teller-LED inni, og passer for denne kretsen.

En høyspenttransistor kan installeres, for eksempel IRF740 (fra en datamaskins strømforsyning), men det ville være synd å installere en så kraftig transistor i en lavstrømskrets. Transistorer 1N60, 13003, KT940 fungerer bra.

I stedet for KTs407-broen er en 1N4007-bro, eller hvilken som helst med >300V, og en strøm på >100mA, ganske passende.

Signett i .lay5-format. Signet er tegnet "Utsikt fra M2-siden (lodding)", så Når du skriver ut til en skriver, må den speiles. Farge M2 = svart, bakgrunn = hvit, ikke skriv ut andre farger. Omrisset av brettet (for skjæring) er laget på M2-siden, og vil angi grensene til brettet etter etsning. Den bør fjernes før forsegling av deler. Tegning av deler fra monteringssiden er lagt til signet for overføring til signet. Den får da et vakkert og ferdig utseende.

Justering fra 600 rpm er egnet for de fleste hjemmelagde produkter, men for spesielle tilfeller foreslås en krets med en germaniumtransistor. Minimumshastigheten ble redusert til 200.

Minimumshastigheten var 200 rpm (170-210, den elektroniske turtelleren måler ikke godt ved lave hastigheter), T3-transistoren ble installert GT309, det er direkte ledning, og det er mange av dem. Hvis du setter MP39, 40, 41, P13, 14, 15, så burde hastigheten synke ytterligere, men jeg ser ikke lenger behovet. Det viktigste er at slike transistorer er som skitt, i motsetning til MP37 (se forum).

Mykstart fungerer utmerket, Riktignok er motorakselen tom, men på grunn av belastningen på akselen under oppstart vil jeg velge R5 om nødvendig.

R5 = 0-3k3 avhengig av belastningen;; R6 = 18 Ohm - 51 Ohm - avhengig av triacen, jeg har ikke denne motstanden nå;; R4 = 3k - 10k - T3 beskyttelse;; RP1 = 2k-10k - hastighetsregulator, koblet til nettverket, beskyttelse mot operatørens nettspenning er nødvendig!!!. Det finnes potensiometre med plastakse, det er lurt å bruke dem!!!Dette er en stor ulempe med denne ordningen, og hvis det ikke er stort behov for lave hastigheter, anbefaler jeg deg å bruke V17 (fra 600 rpm).

C2 = myk start, = forsinkelsestid for å slå på motoren;; R5 = ladning C2, = ladekurvehelling, = motorakselerasjonstid;; R7 - C2 utladningstid for neste mykstartsyklus (ved 51k er dette omtrent 2-3 sekunder)

Liste over radioelementer

Ikke alle moderne borer eller kverner er utstyrt med en fabrikkhastighetsregulator, og oftest er hastighetskontroll ikke gitt i det hele tatt. Imidlertid er både kverner og boremaskiner bygget på basis av kommutatormotorer, som gjør at hver av deres eiere, selv om de vet hvordan de skal håndtere en loddebolt, kan lage sin egen hastighetsregulator fra tilgjengelige elektroniske komponenter, enten innenlands eller importert.

I denne artikkelen vil vi se på diagrammet og operasjonsprinsippet til den enkleste motorhastighetsregulatoren for et elektroverktøy, og den eneste betingelsen er at motoren må være en kommutatortype - med karakteristiske lameller på rotoren og børstene (som noen ganger gnister ).

Diagrammet ovenfor inneholder et minimum av deler og er egnet for elektroverktøy opp til 1,8 kW og over, for en drill eller sliper. En lignende krets brukes til å regulere hastigheten i automatiske vaskemaskiner som har kommutator høyhastighetsmotorer, samt i dimmere for glødelamper. Slike kretser vil i prinsippet tillate deg å regulere oppvarmingstemperaturen til en loddejernspiss, en elektrisk varmeovn basert på varmeelementer, etc.

Følgende elektroniske komponenter vil være nødvendige:

Konstant motstand R1 - 6,8 kOhm, 5 W.

Variabel motstand R2 - 2,2 kOhm, 2 W.

Konstant motstand R3 - 51 Ohm, 0,125 W.

Filmkondensator C1 - 2 µF 400 V.

Filmkondensator C2 - 0,047 uF 400 volt.

Dioder VD1 og VD2 - for spenning opptil 400 V, for strøm opp til 1 A.

Tyristor VT1 - for den nødvendige strømmen, for en reversspenning på minst 400 volt.

Kretsen er basert på en tyristor. En tyristor er et halvlederelement med tre terminaler: anode, katode og kontrollelektrode. Etter at en kort puls med positiv polaritet er påført kontrollelektroden til tyristoren, blir tyristoren til en diode og begynner å lede strøm til denne strømmen i kretsen blir avbrutt eller endrer retning.

Etter at strømmen stopper eller når dens retning endres, vil tyristoren lukkes og slutte å lede strøm til neste korte puls tilføres kontrollelektroden. Vel, siden spenningen i husholdningsnettverket er vekslende sinusformet, vil hver periode av nettverkets sinusformede tyristoren (som en del av denne kretsen) fungere strengt tatt fra det innstilte øyeblikket (i innstilt fase), og jo mindre tyristoren er åpen i hver periode, jo lavere hastighet vil være elektroverktøy, og jo lenger tyristoren er åpen, jo høyere vil hastigheten være.

Som du kan se, er prinsippet enkelt. Men når den brukes på et elektroverktøy med en kommutatormotor, fungerer kretsen mer smart, og vi vil snakke om dette senere.

Så nettverket her inkluderer parallelt: en målekontrollkrets og en strømkrets. Målekretsen består av konstante og variable motstander R1 og R2, kondensator C1 og diode VD1. Hva er denne kjeden til? Dette er en spenningsdeler. Spenningen fra deleren, og det som er viktig, tilbake-EMF fra motorrotoren, summeres i motfase, og danner en puls for å åpne tyristoren. Når belastningen er konstant, er tyristorens åpnetid konstant, derfor er hastigheten stabilisert og konstant.

Så snart belastningen på verktøyet, og dermed på motoren, øker, reduseres verdien av bak-EMF, siden hastigheten synker, noe som betyr at signalet til kontrollelektroden til tyristoren øker, og åpningen skjer med mindre forsinkelse , det vil si at kraften som tilføres motoren øker, og øker den reduserte hastigheten . På denne måten forblir hastigheten konstant selv under belastning.

Som et resultat av den kombinerte virkningen av signaler fra bak-EMF og fra den resistive deleren, påvirker ikke belastningen hastigheten i stor grad, men uten en regulator ville denne påvirkningen vært betydelig. Ved å bruke denne kretsen kan stabil hastighetskontroll oppnås i hver positiv halvsyklus av nettverkets sinusoid. Ved middels og lav rotasjonshastighet er denne effekten mer uttalt.

Imidlertid, med økende hastighet, det vil si med økende spenning fjernet fra den variable motstanden R2, reduseres stabiliteten for å opprettholde en konstant hastighet.

I dette tilfellet er det bedre å gi en shuntknapp SA1 parallelt med tyristoren. Funksjonen til diodene VD1 og VD2 er å sikre halvbølgedrift av regulatoren, siden spenningene fra deleren og fra rotoren sammenlignes bare i fravær av strøm gjennom motoren.

Kondensator C1 utvider kontrollsonen ved lave hastigheter, og kondensator C2 reduserer følsomheten for interferens fra børstegnister. Tyristoren må være svært følsom slik at en strøm på mindre enn 100 μA kan åpne den.

For å utføre mange typer arbeid på tre, metall eller andre typer materialer er det ikke høye hastigheter som kreves, men god trekkraft. Det ville vært mer riktig å si - øyeblikket. Det er takket være ham at det planlagte arbeidet kan gjennomføres effektivt og med minimalt strømtap. Til dette formål brukes likestrømsmotorer (eller kommutatorer) som en drivenhet, der forsyningsspenningen blir rettet av selve enheten. Deretter, for å oppnå de nødvendige ytelsesegenskapene, er det nødvendig å justere hastigheten på kommutatormotoren uten tap av kraft.

Funksjoner av hastighetskontroll

Det er viktig å vite, hva hver motor forbruker når den roterer ikke bare aktiv, men også reaktiv effekt. I dette tilfellet vil nivået av reaktiv effekt være høyere, noe som skyldes belastningens natur. I dette tilfellet er oppgaven med å designe enheter for å regulere rotasjonshastigheten til kommutatormotorer å redusere forskjellen mellom aktiv og reaktiv effekt. Derfor vil slike omformere være ganske komplekse, og det er ikke lett å lage dem selv.

Du kan bare konstruere et utseende av en regulator med egne hender, men det er ingen vits i å snakke om å spare strøm. Hva er makt? I elektriske termer er det strømmen som trekkes multiplisert med spenningen. Resultatet vil gi en viss verdi som inkluderer aktive og reaktive komponenter. For å isolere bare den aktive, det vil si å redusere tapene til null, er det nødvendig å endre belastningens natur til aktiv. Bare halvledermotstander har disse egenskapene.

Derfor, det er nødvendig å erstatte induktansen med en motstand, men dette er umulig, fordi motoren vil bli til noe annet og åpenbart ikke sette noe i gang. Målet med tapsfri regulering er å opprettholde dreiemoment, ikke kraft: det vil fortsatt endre seg. Bare en omformer kan takle en slik oppgave, som vil kontrollere hastigheten ved å endre varigheten av åpningspulsen til tyristorer eller krafttransistorer.

Generalisert kontrollerkrets

Et eksempel på en kontroller som implementerer prinsippet om å kontrollere en motor uten effekttap er en tyristoromformer. Dette er tilbakemelding proporsjonale integrerte kretser som gir streng regulering egenskaper, alt fra akselerasjon og bremsing til revers. Den mest effektive er pulsfasekontroll: repetisjonshastigheten til opplåsingspulsene er synkronisert med nettverksfrekvensen. Dette lar deg opprettholde dreiemomentet uten å øke tapene i den reaktive komponenten. Det generaliserte diagrammet kan representeres i flere blokker:

• strømstyrt likeretter;
• likeretterkontrollenhet eller pulsfasekontrollkrets;
• fartsgenerator tilbakemelding;
• strømstyringsenhet i motorviklingene.

Før du går inn i en mer presis enhet og reguleringsprinsipp, er det nødvendig å bestemme seg for typen kommutatormotor. Kontrollskjemaet for ytelsesegenskapene vil avhenge av dette.

Typer kommutatormotorer

Minst to typer kommutatormotorer er kjent. Den første inkluderer enheter med en armatur og en eksitasjonsvikling på statoren. Den andre inkluderer enheter med armatur og permanente magneter. Det er også nødvendig å bestemme seg, for hvilket formål er det nødvendig å designe en regulator:

Motordesign

Strukturelt er motoren fra Indesit-vaskemaskinen enkel, men når du designer en kontroller for å kontrollere hastigheten, er det nødvendig å ta hensyn til parametrene. Motorer kan ha ulike egenskaper, derfor vil også kontrollen endres. Driftsmodusen tas også i betraktning, som vil bestemme utformingen av omformeren. Strukturelt består kommutatormotoren fra følgende komponenter:

• En armatur, den har en vikling lagt i sporene i kjernen.
• Collector, en mekanisk likeretter av vekselstrømspenning, gjennom hvilken den overføres til viklingen.
• Stator med feltvikling. Det er nødvendig å skape et konstant magnetfelt der ankeret vil rotere.

Når strømmen i motorkretsen, koblet i henhold til standardkretsen, øker, kobles feltviklingen i serie med ankeret. Med denne inkluderingen øker vi også magnetfeltet som virker på ankeret, noe som lar oss oppnå linearitet av karakteristikk. Hvis feltet forblir uendret, vil det være vanskeligere å oppnå god dynamikk, for ikke å nevne store effekttap. Det er bedre å bruke slike motorer ved lave hastigheter, siden de er mer praktiske å kontrollere ved små diskrete bevegelser.

Ved å organisere separat styring av eksitasjonen og ankeret er det mulig å oppnå høy posisjoneringsnøyaktighet av motorakselen, men styrekretsen vil da bli betydelig mer komplisert. Derfor skal vi se nærmere på kontrolleren, som lar deg endre rotasjonshastigheten fra 0 til maksimalverdien, men uten posisjonering. Dette kan komme godt med, hvis en fullverdig boremaskin med evne til å kutte tråder vil bli laget av en vaskemaskinmotor.

Oppleggsvalg

Etter å ha funnet ut alle forholdene som motoren skal brukes under, kan du begynne å produsere en hastighetsregulator for kommutatormotoren. Du bør starte med å velge et passende opplegg som vil gi deg alle nødvendige egenskaper og evner. Du bør huske dem:

• Hastighetsregulering fra 0 til maksimum.
• Gir godt dreiemoment ved lave hastigheter.
• Jevn hastighetskontroll.

Når vi ser på mange ordninger på Internett, kan vi konkludere med at få mennesker lager slike "enheter". Dette skyldes kompleksiteten til kontrollprinsippet, siden det er nødvendig å organisere reguleringen av mange parametere. Tyristoråpningsvinkel, kontrollpulsvarighet, akselerasjon-retardasjonstid, dreiemomentstigningshastighet. Disse funksjonene håndteres av en krets på kontrolleren som utfører komplekse integralberegninger og transformasjoner. La oss vurdere en av ordningene, som er populær blant selvlærte håndverkere eller de som bare ønsker å bruke en gammel motor fra en vaskemaskin.

Alle våre kriterier oppfylles av en krets for å kontrollere rotasjonshastigheten til en børstet motor, satt sammen på en spesialisert TDA 1085-mikrokrets Dette er en helt ferdig driver for å kontrollere motorer som lar deg justere hastigheten fra 0 til maksimalverdien , som sikrer vedlikehold av dreiemoment gjennom bruk av en tachogenerator.

Designfunksjoner

Mikrokretsen er utstyrt med alt som er nødvendig for høykvalitets motorkontroll i ulike hastighetsmoduser, fra bremsing til akselerasjon og rotasjon ved maksimal hastighet. Derfor forenkler bruken designen betraktelig, samtidig som du gjør alt universaldrift, siden du kan velge hvilken som helst hastighet med konstant dreiemoment på akselen og bruke den ikke bare som drivkraft for et transportbånd eller boremaskin, men også for å flytte bordet.

Egenskapene til mikrokretsen finner du på den offisielle nettsiden. Vi vil indikere hovedfunksjonene som kreves for å konstruere omformeren. Disse inkluderer: en integrert frekvens-til-spenningskonverteringskrets, en akselerasjonsgenerator, en mykstarter, en Tacho-signalbehandlingsenhet, en strømbegrensningsmodul, etc. Som du kan se, er kretsen utstyrt med en rekke beskyttelser som vil sikre stabil drift av regulatoren i forskjellige moduser.

Figuren under viser et typisk kretsskjema for tilkobling av en mikrokrets.

Ordningen er enkel, så den er helt reproduserbar med egne hender. Det er noen funksjoner som inkluderer grenseverdier og hastighetskontrollmetode:

Hvis du trenger å organisere en motorrevers, må du for dette supplere kretsen med en starter som vil bytte retningen på eksitasjonsviklingen. Du trenger også en nullhastighetskontrollkrets for å gi tillatelse til reversering. Ikke vist på bildet.

Kontrollprinsipp

Når rotasjonshastigheten til motorakselen settes av en motstand i utgangskretsen 5, dannes en sekvens av pulser ved utgangen for å låse opp triacen med en viss vinkel. Rotasjonshastigheten overvåkes av en tachogenerator, som skjer i digitalt format. Driveren konverterer de mottatte pulsene til en analog spenning, som er grunnen til at akselhastigheten stabiliseres på en enkelt verdi, uavhengig av belastningen. Hvis spenningen fra tachogeneratoren endres, vil den interne regulatoren øke nivået på utgangskontrollsignalet til triacen, noe som vil føre til en økning i hastigheten.

Mikrokretsen kan kontrollere to lineære akselerasjoner, slik at du kan oppnå dynamikken som kreves av motoren. En av dem er installert på Ramp 6-pinneren til kretsen. Denne regulatoren brukes av vaskemaskinprodusenter selv, så den har alle fordelene for å brukes til husholdningsformål. Dette sikres ved tilstedeværelsen av følgende blokker:

Bruk lignende ordning gir full kontroll over kommutatormotoren i alle moduser. Takket være tvungen akselerasjonskontroll er det mulig å oppnå ønsket akselerasjonshastighet til en gitt rotasjonshastighet. En slik regulator kan brukes til alle moderne vaskemaskinmotorer som brukes til andre formål.

Ethvert moderne elektroverktøy eller husholdningsapparat bruker en kommutatormotor. Dette er på grunn av deres allsidighet, dvs. evnen til å operere på både veksel- og likespenning. En annen fordel er det effektive startmomentet.

Den høye hastigheten til kommutatormotoren passer imidlertid ikke alle brukere. For en jevn start og muligheten til å endre rotasjonshastigheten ble en regulator oppfunnet, som er ganske mulig å lage med egne hender.

Driftsprinsipp og typer kommutatormotorer

Hver elektrisk motor består av en kommutator, stator, rotor og børster. Prinsippet for driften er ganske enkelt:

I tillegg til standardenheten er det også:

Regulatorenhet

Det er mange ordninger for slike enheter i verden. Likevel kan de alle deles inn i 2 grupper: standard og modifiserte produkter.

Standard enhet

Typiske produkter kjennetegnes ved den enkle produksjonen av idynistoren og god pålitelighet ved endring av motorhastighet. Som regel er slike modeller basert på tyristorregulatorer. Driftsprinsippet for slike ordninger er ganske enkelt:

Dermed justeres hastigheten til kommutatormotoren. I de fleste tilfeller brukes en lignende ordning i utenlandske husholdningsstøvsugere. Du bør imidlertid vite at en slik hastighetsregulator ikke har tilbakemelding. Derfor, når belastningen endres, må du justere hastigheten på den elektriske motoren.

Endrede ordninger

Selvfølgelig passer standardenheten mange fans av hastighetskontrollere til å "grave" i elektronikken. Men uten fremgang og forbedring av produktene ville vi fortsatt levd i steinalderen. Derfor blir det stadig oppfunnet mer interessante ordninger, som mange produsenter gjerne bruker.

De mest brukte er reostat og integrerte regulatorer. Som navnet tilsier, er det første alternativet basert på en reostatkrets. I det andre tilfellet brukes en integrert timer.

Reostatiske er effektive for å endre antall omdreininger til kommutatormotoren. Høy effektivitet skyldes krafttransistorer, som tar en del av spenningen. Dermed reduseres strømstrømmen og motoren fungerer med mindre innsats.

Video: hastighetskontrollenhet med strømvedlikehold

Den største ulempen med denne ordningen er den store mengden varme som genereres. Derfor, for jevn drift, må regulatoren avkjøles konstant. Dessuten må kjølingen av enheten være intensiv.

En annen tilnærming er implementert i en integrert regulator, der en integrert timer er ansvarlig for belastningen. Som regel brukes transistorer av nesten alle typer i slike kretser. Dette skyldes det faktum at den inneholder en mikrokrets med store utgangsstrømverdier.

Hvis belastningen er mindre enn 0,1 ampere, går all spenningen direkte til mikrokretsen og omgår transistorene. For at regulatoren skal fungere effektivt, er det imidlertid nødvendig at det er en spenning på 12V ved porten. Derfor må den elektriske kretsen og selve forsyningsspenningen tilsvare dette området.

Oversikt over typiske kretser

Du kan regulere rotasjonen av akselen til en laveffekt elektrisk motor ved å koble en kraftmotstand i serie med nr. Imidlertid har dette alternativet svært lav effektivitet og manglende evne til jevnt å endre hastighet. For å unngå en slik plage bør du vurdere flere regulatorkretser som brukes oftest.

Som du vet har PWM en konstant pulsamplitude. I tillegg er amplituden identisk med forsyningsspenningen. Følgelig vil den elektriske motoren ikke stoppe selv når den kjører med lave hastigheter.

Det andre alternativet ligner det første. Den eneste forskjellen er at en operasjonsforsterker brukes som masteroscillator. Denne komponenten har en frekvens på 500 Hz og produserer trekantede pulser. Justering utføres også ved hjelp av en variabel motstand.

Hvordan lage det selv

Hvis du ikke vil bruke penger på å kjøpe en ferdig enhet, kan du lage den selv. På denne måten kan du ikke bare spare penger, men også få nyttig erfaring. Så for å lage en tyristorregulator trenger du:

• loddebolt (for å sjekke funksjonalitet);
• ledninger;
• tyristor, kondensatorer og motstander;
• ordningen.

Som det fremgår av diagrammet, kontrollerer regulatoren kun 1 halvsyklus. For å teste ytelsen på en vanlig loddebolt vil dette imidlertid være nok.

Hvis du ikke har nok kunnskap til å tyde diagrammet, kan du gjøre deg kjent med tekstversjonen:

Bruken av regulatorer gir mulighet for mer økonomisk bruk av elektriske motorer. I visse situasjoner kan en slik enhet lages uavhengig. Men for mer seriøse formål (for eksempel overvåking av varmeutstyr), er det bedre å kjøpe en ferdig modell. Heldigvis er det et bredt utvalg av slike produkter på markedet, og prisen er ganske overkommelig.