• Mjenjač
• Motor
• Motor
• Tečnosti
• Mjenjač

Regulator brzine za komutatorski motor iz mašine za pranje veša. Vrste i dizajn regulatora brzine za komutatorske motore Regulator brzine rotacije za komutatorske motore

Prilikom rada sa električnim alatom (električna bušilica, uređaj za mljevenje itd.), poželjno je da možete nesmetano mijenjati njegovu brzinu. Ali jednostavno smanjenje napona napajanja dovodi do smanjenja snage koju razvija alat. Predložena shema (slika 1) koristi povratnu kontrolu struje motora, zbog čega se, kako raste opterećenje, povećava okretni moment. shodno tome

Na osovini. Otporničko-kapacitivno kolo R1-R2-C1 stvara podesivi referentni napon, koji iz motora R2 ulazi u kolo upravljačke elektrode tiristora VS1 i kompenzira zaostali povratni EMF motora M1 ako brzina rotacije motora padne do povećanja opterećenja, njegov povratni EMF se također smanjuje. Zbog toga se u sljedećem poluperiodu mrežnog napona tiristor otvara ranije zbog referentnog napona. Odgovarajuće povećanje napona motora dovodi do povećanja snage na osovini motora. Kada se brzina poveća, a opterećenje smanji, opisani proces se odvija obrnuto.

Podešavanje uređaja se praktički svodi na odabir otpora R1, tako da se pri minimalnoj brzini motor okreće glatko, bez trzaja, a istovremeno pruža čitav niz promjena brzine. Moguće je da će se mali otpornik morati spojiti na donji terminal R2 u krugu, ograničavajući minimalnu brzinu motora. Ako se tiristor VS1 jako zagrije, potrebno ga je ugraditi na hladnjak.

Pojednostavljena verzija regulatora prikazana je na Sl.. 2. Ako stegnete nastavak šrafcigera u steznu glavu električne bušilice, možete koristiti ovaj nastavak za zatezanje vijaka i samoureznih vijaka.

Književnost

1 I. Semenov. Regulator snage sa povratnom spregom. - Radio-amater, 1997, N12, str.21.

2 R.Graf. Elektronska kola 1300 primjera - M Mir, 1989, P 395.

3. U Shcherbatyuku zavijamo vijke električnom bušilicom. - Radio amater, 1999. N9, S 23

Motor iz mašine za pranje rublja, koji je odličan za domaće proizvode, ima previsoke brzine i kratak vijek trajanja pri maksimalnim brzinama. Stoga koristim jednostavan domaći regulator brzine (bez gubitka snage). Shema je testirana i pokazala je odlične rezultate. Brzina je podesiva od približno 600 do max.

Potenciometar je električno izoliran od mreže, što povećava sigurnost korištenja regulatora.

Triac se mora postaviti na radijator.

Gotovo svaki optospojnik (2 kom), ali EL814 ima 2 brojač LED diode unutra, i pogodan je za ovo kolo.

Može se ugraditi visokonaponski tranzistor, na primjer, IRF740 (iz napajanja računala), ali bi bilo šteta ugraditi tako moćan tranzistor u niskostrujni krug. Tranzistori 1N60, 13003, KT940 rade dobro.

Umjesto KTs407 mosta, sasvim je prikladan most 1N4007 ili bilo koji sa >300V i strujom >100mA.

Signet u .lay5 formatu. Pečat je nacrtan “Pogled sa strane M2 (lemljenje)”, dakle Prilikom izlaza na štampač, mora biti preslikan. Boja M2 = crna, pozadina = bijela, nemojte štampati druge boje. Obris ploče (za rezanje) je napravljen na M2 strani, i pokazat će granice ploče nakon graviranja. Treba ga ukloniti prije brtvljenja dijelova. Na pečat je dodan crtež dijelova sa strane za montažu za prijenos na pečat. Tada poprima lijep i gotov izgled.

Podešavanje od 600 o/min pogodno je za većinu domaćih proizvoda, ali za posebne slučajeve predlaže se krug s germanijevim tranzistorom. Minimalna brzina je smanjena na 200.

Minimalna brzina bila je 200 o/min (170-210, elektronski tahometar ne mjeri dobro pri malim brzinama), T3 tranzistor je ugrađen GT309, direktna je provodljivost, a ima ih mnogo. Ako stavite MP39, 40, 41, P13, 14, 15, brzina bi se trebala dodatno smanjiti, ali više ne vidim potrebu. Glavna stvar je da su takvi tranzistori poput prljavštine, za razliku od MP37 (vidi forum).

Meki start radi odlično, Istina, osovina motora je prazna, ali zbog opterećenja na vratilu prilikom pokretanja, po potrebi ću izabrati R5.

R5 = 0-3k3 u zavisnosti od opterećenja;; R6 = 18 Ohm - 51 Ohm - ovisno o trijaku, sada nemam ovaj otpornik;; R4 = 3k - 10k - T3 zaštita;; RP1 = 2k-10k - regulator brzine, priključen na mrežu, potrebna zaštita od mrežnog napona operatera!!!. Postoje potenciometri sa plastičnom osovinom, preporučljivo ih je koristiti!!!Ovo je veliki nedostatak ove sheme, a ako nema velike potrebe za malim brzinama, savjetujem vam da koristite V17 (od 600 o/min).

C2 = meki start, = vrijeme kašnjenja za uključivanje motora;; R5 = punjenje C2, = nagib krive punjenja, = vrijeme ubrzanja motora;; R7 - C2 vrijeme pražnjenja za sljedeći ciklus laganog pokretanja (na 51k to je otprilike 2-3 sekunde)

Spisak radioelemenata

Nije svaka moderna bušilica ili brusilica opremljena tvorničkim regulatorom brzine, a najčešće kontrola brzine uopće nije predviđena. Međutim, i brusilice i bušilice su izgrađene na bazi komutatorskih motora, što omogućava svakom njihovom vlasniku, čak i ako zna da rukuje lemilom, da napravi svoj regulator brzine od dostupnih elektronskih komponenti, domaćih ili uvoznih.

U ovom članku ćemo pogledati dijagram i princip rada najjednostavnijeg regulatora brzine motora za električni alat, a jedini uslov je da motor mora biti komutatorskog tipa - sa karakterističnim lamelama na rotoru i četkama (koje ponekad zaiskre ).

Gornji dijagram sadrži minimum dijelova i pogodan je za električne alate do 1,8 kW i više, za bušilicu ili brusilicu. Sličan krug se koristi za regulaciju brzine u automatskim mašinama za pranje rublja koje imaju komutatorske brze motore, kao i u dimmerima za žarulje sa žarnom niti. Takvi krugovi će vam u principu omogućiti regulaciju temperature grijanja vrha lemilice, električnog grijača na bazi grijaćih elemenata itd.

Biće potrebne sledeće elektronske komponente:

Konstantni otpornik R1 - 6,8 kOhm, 5 W.

Varijabilni otpornik R2 - 2,2 kOhm, 2 W.

Konstantni otpornik R3 - 51 Ohm, 0,125 W.

Filmski kondenzator C1 - 2 µF 400 V.

Filmski kondenzator C2 - 0,047 uF 400 volti.

Diode VD1 i VD2 - za napon do 400 V, za struju do 1 A.

Tiristor VT1 - za potrebnu struju, za obrnuti napon od najmanje 400 volti.

Kolo je bazirano na tiristoru. Tiristor je poluvodički element sa tri terminala: anodom, katodom i kontrolnom elektrodom. Nakon što se kratki impuls pozitivnog polariteta primijeni na kontrolnu elektrodu tiristora, tiristor se pretvara u diodu i počinje provoditi struju sve dok se ova struja u njegovom krugu ne prekine ili promijeni smjer.

Nakon što struja prestane ili kada se promijeni njen smjer, tiristor će se zatvoriti i prestati provoditi struju sve dok se sljedeći kratki impuls ne primijeni na kontrolnu elektrodu. Pa, budući da je napon u kućnoj mreži naizmjenični sinusoidan, tada će svaki period sinusoidne mreže tiristor (kao dio ovog kola) raditi striktno počevši od postavljenog trenutka (u zadatoj fazi), a što je tiristor manji otvoren tokom svakog perioda, to je manja brzina električnog alata, a što je duže tiristor otvoren, to će biti veća brzina.

Kao što vidite, princip je jednostavan. Ali kada se primjenjuje na električni alat s komutatorskim motorom, krug radi pametnije, a o tome ćemo govoriti kasnije.

Dakle, mreža ovdje uključuje paralelno: mjerni kontrolni krug i strujni krug. Mjerni krug se sastoji od konstantnih i varijabilnih otpornika R1 i R2, kondenzatora C1 i diode VD1. Čemu služi ovaj lanac? Ovo je razdjelnik napona. Napon iz razdjelnika, i ono što je bitno, povratni EMF iz rotora motora, sabiraju se u antifazi i formiraju impuls za otvaranje tiristora. Kada je opterećenje konstantno, tada je vrijeme otvorenog tiristora konstantno, stoga je brzina stabilizirana i konstantna.

Čim se poveća opterećenje alata, a samim tim i motora, vrijednost povratnog EMF-a se smanjuje, jer se brzina smanjuje, što znači da se signal kontrolnoj elektrodi tiristora povećava, a otvaranje se događa s manjim kašnjenjem , odnosno snaga koja se dovodi do motora se povećava, povećavajući smanjenu brzinu. Na taj način brzina ostaje konstantna čak i pod opterećenjem.

Kao rezultat kombinovanog djelovanja signala povratnog EMF-a i otpornog razdjelnika, opterećenje ne utječe mnogo na brzinu, ali bez regulatora bi ovaj utjecaj bio značajan. Dakle, korištenjem ovog kola, stabilna kontrola brzine je postignuta u svakom pozitivnom poluperiodu sinusoida mreže. Pri srednjim i malim brzinama rotacije ovaj efekat je izraženiji.

Međutim, s povećanjem brzine, odnosno s povećanjem napona koji se uklanja s promjenjivog otpornika R2, smanjuje se stabilnost održavanja konstantne brzine.

U ovom slučaju, bolje je osigurati prekidač SA1 paralelno s tiristorom. Funkcija dioda VD1 i VD2 je da osiguraju polutalasni rad regulatora, jer se naponi iz razdjelnika i iz rotora upoređuju samo u odsustvu struje kroz motor.

Kondenzator C1 proširuje kontrolnu zonu pri malim brzinama, a kondenzator C2 smanjuje osjetljivost na smetnje zbog iskrenja četkice. Tiristor mora biti visoko osjetljiv kako bi ga mogla otvoriti struja manja od 100 μA.

Za obavljanje mnogih vrsta radova na drvetu, metalu ili drugim vrstama materijala nisu potrebne velike brzine, već dobra vuča. Ispravnije bi bilo reći - trenutak. Zahvaljujući njemu, planirani posao može biti završen efikasno i uz minimalne gubitke struje. U tu svrhu se kao pogonski uređaj koriste istosmjerni (ili komutatorski) motori u kojima sam uređaj ispravlja napon napajanja. Zatim, da bi se postigle potrebne karakteristike performansi, potrebno je podesiti brzinu komutatorskog motora bez gubitka snage.

Karakteristike kontrole brzine

Važno je znati, šta svaki motor troši pri rotaciji ne samo aktivna, već i reaktivna snaga. U ovom slučaju, nivo reaktivne snage će biti veći, što je zbog prirode opterećenja. U ovom slučaju, zadatak projektiranja uređaja za regulaciju brzine rotacije komutatorskih motora je smanjenje razlike između aktivne i reaktivne snage. Stoga će takvi pretvarači biti prilično složeni i nije ih lako napraviti sami.

Svojim rukama možete konstruirati samo neki privid regulatora, ali nema smisla govoriti o uštedi energije. Šta je moć? U električnom smislu, to je povučena struja pomnožena naponom. Rezultat će dati određenu vrijednost koja uključuje aktivne i reaktivne komponente. Za izolaciju samo aktivnog, odnosno smanjenje gubitaka na nulu, potrebno je promijeniti prirodu opterećenja u aktivnu. Ove karakteristike imaju samo poluvodički otpornici.

dakle, potrebno je zamijeniti induktivnost otpornikom, ali to je nemoguće, jer će se motor pretvoriti u nešto drugo i očito ništa neće pokrenuti. Cilj regulacije bez gubitaka je održavanje obrtnog momenta, a ne snage: i dalje će se mijenjati. Samo se pretvarač može nositi s takvim zadatkom, koji će kontrolirati brzinu promjenom trajanja impulsa otvaranja tiristora ili tranzistora snage.

Generalizirano kolo kontrolera

Primjer kontrolera koji implementira princip upravljanja motorom bez gubitka snage je tiristorski pretvarač. Ovo su proporcionalna integrisana kola koja obezbeđuju stroga regulativa karakteristike, u rasponu od ubrzanja i kočenja do unazad. Najefikasnija je kontrola faze impulsa: stopa ponavljanja impulsa za otključavanje je sinhronizovana sa frekvencijom mreže. Ovo vam omogućava da zadržite obrtni moment bez povećanja gubitaka u reaktivnoj komponenti. Generalizirani dijagram se može predstaviti u nekoliko blokova:

• ispravljač kontroliran snagom;
• upravljačka jedinica ispravljača ili pulsno-fazni kontrolni krug;
• povratne informacije tahogeneratora;
• upravljačka jedinica struje u namotajima motora.

Prije nego što uđemo u precizniji uređaj i princip regulacije, potrebno je odlučiti se o vrsti komutatorskog motora. O tome će ovisiti kontrolna shema za njegove performanse.

Vrste komutatorskih motora

Poznata su najmanje dva tipa komutatorskih motora. Prvi uključuje uređaje s armaturom i pobudnim namotom na statoru. Drugi uključuje uređaje s armaturom i trajnim magnetima. Takođe je potrebno odlučiti, za koju svrhu je potrebno dizajnirati regulator:

Dizajn motora

Strukturno, motor iz Indesit perilice rublja je jednostavan, ali pri dizajniranju kontrolera za kontrolu njegove brzine potrebno je uzeti u obzir parametre. Motori mogu imati različite karakteristike, zbog čega će se promijeniti i upravljanje. U obzir se uzima i način rada koji će odrediti dizajn pretvarača. Komutatorski motor se strukturno sastoji od sljedećih komponenti:

• Armatura, ima namotaj položen u žljebove jezgre.
• Kolektor, mehanički ispravljač naizmjeničnog mrežnog napona, preko kojeg se prenosi na namotaj.
• Stator sa namotajem polja. Potrebno je stvoriti konstantno magnetsko polje u kojem će se armatura rotirati.

Kada se struja u krugu motora, spojenom prema standardnom krugu, poveća, namotaj polja se povezuje serijski s armaturom. Ovim uključivanjem povećavamo i magnetsko polje koje djeluje na armaturu, što nam omogućava da postignemo linearnost karakteristika. Ako polje ostane nepromijenjeno, tada će biti teže postići dobru dinamiku, a da ne spominjemo velike gubitke snage. Bolje je koristiti takve motore pri malim brzinama, jer ih je pogodnije kontrolirati pri malim diskretnim pokretima.

Organiziranjem odvojenog upravljanja pobudom i armaturom moguće je postići visoku tačnost pozicioniranja osovine motora, ali će se tada upravljački krug znatno zakomplicirati. Stoga ćemo detaljnije pogledati kontroler koji vam omogućava promjenu brzine rotacije od 0 do maksimalne vrijednosti, ali bez pozicioniranja. Ovo bi moglo dobro doći, ako će se od motora mašine za pranje rublja napraviti punopravna mašina za bušenje sa mogućnošću rezanja navoja.

Izbor šeme

Nakon što ste saznali sve uvjete pod kojima će se motor koristiti, možete započeti proizvodnju regulatora brzine za komutatorski motor. Trebali biste započeti odabirom odgovarajuće sheme koja će vam pružiti sve potrebne karakteristike i mogućnosti. Trebali biste ih zapamtiti:

• Regulacija brzine od 0 do maksimuma.
• Pruža dobar obrtni moment pri malim brzinama.
• Glatka kontrola brzine.

Gledajući mnoge šeme na Internetu, možemo zaključiti da malo ljudi stvara takve "jedinice". To je zbog složenosti principa upravljanja, jer je potrebno organizirati regulaciju mnogih parametara. Ugao otvaranja tiristora, trajanje kontrolnog impulsa, vreme ubrzanja-usporavanja, brzina porasta obrtnog momenta. Ovim funkcijama upravlja sklop na kontroleru koji izvodi složene integralne proračune i transformacije. Razmotrimo jednu od shema, koja je popularna među samoukim majstorima ili onima koji jednostavno žele dobro iskoristiti stari motor iz perilice rublja.

Sve naše kriterije ispunjava sklop za kontrolu brzine rotacije brušenog motora, sastavljen na specijaliziranom mikrokrugu TDA 1085. Ovo je potpuno gotov drajver za upravljanje motorima koji vam omogućava da podesite brzinu od 0 do maksimalne vrijednosti , osiguravajući održavanje obrtnog momenta upotrebom tahogeneratora.

Karakteristike dizajna

Mikrokrug je opremljen svime što je potrebno za kvalitetno upravljanje motorom u različitim brzinama, od kočenja do ubrzanja i rotacije pri maksimalnoj brzini. Stoga, njegova upotreba uvelike pojednostavljuje dizajn, a istovremeno radi sve univerzalni pogon, budući da možete odabrati bilo koju brzinu sa konstantnim momentom na osovini i koristiti je ne samo kao pogon za pokretnu traku ili mašinu za bušenje, već i za pomicanje stola.

Karakteristike mikrokola mogu se pronaći na službenoj web stranici. Naznačit ćemo glavne karakteristike koje će biti potrebne za konstruiranje pretvarača. To uključuje: integrirano kolo za pretvaranje frekvencije u napon, generator ubrzanja, meki starter, jedinicu za obradu signala Tahoe, modul za ograničavanje struje, itd. Kao što vidite, krug je opremljen nizom zaštita koje će osigurati stabilan rad regulatora u različitim režimima.

Na slici ispod prikazan je tipičan dijagram strujnog kola za povezivanje mikrokola.

Shema je jednostavna, tako da se može potpuno reproducirati vlastitim rukama. Postoje neke karakteristike koje uključuju granične vrijednosti i način kontrole brzine:

Ako trebate organizirati rikverc motora, tada ćete za to morati dopuniti krug starterom koji će promijeniti smjer namota uzbude. Također će vam trebati krug za kontrolu nulte brzine da biste dali dozvolu za vožnju unazad. Nije prikazano na slici.

Princip kontrole

Kada se brzina rotacije vratila motora podesi otpornikom u izlaznom kolu 5, na izlazu se formira niz impulsa za otključavanje trijaka pod određenim uglom. Brzinu rotacije prati tahogenerator, koji se javlja u digitalnom formatu. Driver pretvara primljene impulse u analogni napon, zbog čega je brzina osovine stabilizirana na jednoj vrijednosti, bez obzira na opterećenje. Ako se napon iz tahogeneratora promijeni, unutarnji regulator će povećati razinu izlaznog kontrolnog signala triaka, što će dovesti do povećanja brzine.

Mikrokrug može kontrolisati dva linearna ubrzanja, omogućavajući vam da postignete dinamiku potrebnu od motora. Jedan od njih je instaliran na Ramp 6 pin kruga. Ovaj regulator koriste sami proizvođači mašina za pranje veša, tako da ima sve prednosti da se koristi u kućne svrhe. To je osigurano prisustvom sljedećih blokova:

Upotreba slična šema pruža potpunu kontrolu motora komutatora u bilo kojem načinu rada. Zahvaljujući kontroli prinudnog ubrzanja, moguće je postići potrebnu brzinu ubrzanja do zadate brzine rotacije. Takav regulator se može koristiti za sve moderne motore mašina za pranje veša koji se koriste u druge svrhe.

Svaki moderni električni alat ili kućanski aparat koristi komutatorski motor. To je zbog njihove svestranosti, odnosno mogućnosti rada i na naizmjeničnom i na jednosmjernom naponu. Još jedna prednost je efikasan startni moment.

Međutim, velika brzina komutatorskog motora ne odgovara svim korisnicima. Za nesmetan početak i mogućnost promjene brzine rotacije izmišljen je regulator, koji je sasvim moguće napraviti vlastitim rukama.

Princip rada i vrste komutatorskih motora

Svaki elektromotor se sastoji od komutatora, statora, rotora i četkica. Princip njegovog rada je prilično jednostavan:

Pored standardnog uređaja, tu su i:

Regulatorni uređaj

U svijetu postoji mnogo shema takvih uređaja. Ipak, svi se mogu podijeliti u 2 grupe: standardni i modificirani proizvodi.

Standardni uređaj

Tipične proizvode odlikuje jednostavnost izrade idinistora i dobra pouzdanost pri promjeni brzine motora. U pravilu se takvi modeli temelje na tiristorskim regulatorima. Princip rada takvih shema je prilično jednostavan:

Tako se podešava brzina komutatorskog motora. U većini slučajeva, slična shema se koristi u stranim usisivačima za kućanstvo. Međutim, trebate znati da takav regulator brzine nema povratnu informaciju. Stoga, kada se opterećenje promijeni, morat ćete podesiti brzinu elektromotora.

Promijenjene šeme

Naravno, standardni uređaj odgovara mnogim ljubiteljima regulatora brzine da se "kopaju" po elektronici. Međutim, bez napretka i poboljšanja proizvoda, mi bismo i dalje živjeli u kamenom dobu. Stoga se stalno izmišljaju zanimljivije sheme koje mnogi proizvođači rado koriste.

Najčešće korišteni su reostat i integralni regulatori. Kao što naziv govori, prva opcija je bazirana na reostatskom kolu. U drugom slučaju koristi se integralni tajmer.

Reostatski su efikasni u promjeni broja okretaja komutatorskog motora. Visoka efikasnost je zahvaljujući tranzistorima snage, koji preuzimaju dio napona. Tako se smanjuje protok struje i motor radi sa manje napora.

Video: uređaj za kontrolu brzine sa održavanjem snage

Glavni nedostatak ove sheme je velika količina proizvedene topline. Stoga, za nesmetan rad, regulator mora biti stalno hlađen. Štaviše, hlađenje uređaja mora biti intenzivno.

Drugačiji pristup je implementiran u integralnom regulatoru, gdje je integralni tajmer odgovoran za opterećenje. U pravilu se u takvim krugovima koriste tranzistori gotovo svih vrsta. To je zbog činjenice da sadrži mikrokolo s velikim vrijednostima izlazne struje.

Ako je opterećenje manje od 0,1 ampera, tada sav napon ide direktno u mikrokrug, zaobilazeći tranzistore. Međutim, za efikasan rad regulatora potrebno je da na kapiji postoji napon od 12V. Stoga, električni krug i sam napon napajanja moraju odgovarati ovom rasponu.

Pregled tipičnih kola

Možete regulirati rotaciju osovine elektromotora male snage tako što ćete serijski spojiti strujni otpornik br. Međutim, ova opcija ima vrlo nisku efikasnost i nemogućnost glatke promjene brzine. Da biste izbjegli takvu smetnju, trebali biste razmotriti nekoliko regulatornih krugova koji se najčešće koriste.

Kao što znate, PWM ima konstantnu amplitudu impulsa. Osim toga, amplituda je identična naponu napajanja. Posljedično, električni motor se neće zaustaviti čak ni pri malim brzinama.

Druga opcija je slična prvoj. Jedina razlika je u tome što se kao glavni oscilator koristi operacioni pojačavač. Ova komponenta ima frekvenciju od 500 Hz i proizvodi impulse trokutastog oblika. Podešavanje se također vrši pomoću varijabilnog otpornika.

Kako sami napraviti

Ako ne želite da trošite novac na kupovinu gotovog uređaja, možete ga napraviti sami. Na ovaj način ne samo da možete uštedjeti novac, već i steći korisno iskustvo. Dakle, za izradu tiristorskog regulatora trebat će vam:

• lemilica (za provjeru funkcionalnosti);
• žice;
• tiristor, kondenzatori i otpornici;
• shema.

Kao što se može vidjeti iz dijagrama, regulator kontrolira samo 1 poluperiod. Međutim, za testiranje performansi na običnom lemilu to će biti sasvim dovoljno.

Ako nemate dovoljno znanja da dešifrujete dijagram, možete se upoznati s tekstualnom verzijom:

Upotreba regulatora omogućava ekonomičniju upotrebu elektromotora. U određenim situacijama, takav se uređaj može napraviti samostalno. Međutim, za ozbiljnije svrhe (na primjer, praćenje opreme za grijanje), bolje je kupiti gotov model. Srećom, na tržištu postoji širok izbor takvih proizvoda, a cijena im je prilično pristupačna.