Регулировка оборотов коллекторного двигателя с обратной связью. Как устроен регулятор оборотов дрели: схема. Изготовление своими руками

Если в вашем арсенале есть старенькая угловая шлифовальная машина, не спешите списывать её со счетов. Используя несложную электрическую схему, прибор можно легко модернизировать, добавив к нему функцию изменения частоты оборотов. Благодаря простому регулятору, который реально собрать своими руками за несколько часов, функциональность аппарата значительно возрастёт. Снизив частоту вращения, болгарку можно применить как шлифовальный и заточный станок для различных видов материалов. Появляются новые возможности для применения дополнительных насадок и оснастки.

Для чего болгарке низкие обороты?

Встроенная функция регулирования скорости диска позволит деликатно обрабатывать такие материалы, как пластмасса или древесина. На низких оборотах повышается комфортность и безопасность работы. Особенно полезна такая функция в электро- и радиомонтажной практике, в автосервисах и реставрационных мастерских.

Кроме того, среди профессиональных пользователей электроинструмента существует устойчивое мнение, что чем проще устроен аппарат, тем он надёжнее. А дополнительный сервисный «фарш» лучше вынести за пределы силового агрегата. При таком раскладе ремонт техники значительно упрощается. Поэтому некоторые компании специально выпускают выносные отдельные электронные регуляторы, которые подключаются к сетевому шнуру машины.

Регулятор оборотов и плавный пуск — для чего нужны

В современных болгарках применяют две важные функции, повышающие надёжность и безопасность инструмента:

• регулятор оборотов — прибор, предназначенный для изменения количества оборотов двигателя в различных режимах работы;
• плавный пуск — схема, обеспечивающая медленное увеличение оборотов двигателя от нуля до максимального при включении устройства.

Применяются в электромеханических инструментах, в конструкции которых используется коллекторный двигатель. Способствуют уменьшению износа механической части агрегата во время включения. Снижают нагрузку на электрические элементы механизма, запуская их в работу постепенно.

Как показали исследования свойств материалов, наиболее интенсивная выработка трущихся узлов происходит во время резкого перехода из состояния покоя в режим быстрого движения. К примеру, один запуск двигателя внутреннего сгорания в автомобиле приравнивается по износу поршневой группы к 700 км пробега.

При включении питания происходит скачкообразный переход от состояния покоя до вращения диска со скоростью 2,5–10 тысяч оборотов в минуту. Тем, кто работал с болгаркой, хорошо известно ощущение, что машинка просто «вырывается из рук». Именно в этот момент и происходит подавляющее количество поломок, связанных с механической частью агрегата.

Не меньшую нагрузку испытывают и обмотки статора и ротора. Коллекторный двигатель стартует в режиме короткого замыкания, электродвижущая сила уже толкает вал вперёд, но инерция ещё не позволяет ему вращаться. Возникает скачок пускового тока в катушках электромотора. И хотя конструктивно они рассчитаны на такую работу, рано или поздно наступает момент (например, при скачке напряжения в сети), когда изоляция обмотки не выдерживает и происходит межвитковое замыкание.

При включении в электрическую схему инструмента схем плавного пуска и изменения частоты вращения двигателя, все вышеизложенные проблемы автоматически исчезают.
Кроме всего прочего, решается проблема «провала» напряжения в общей сети в момент запуска ручного инструмента. А это значит, что холодильник, телевизор или компьютер не будут подвержены опасности «перегорания». А предохранительные автоматы на счётчике не будут срабатывать и отключать ток в доме или квартире.

Схема плавного пуска используется в болгарках средней и высокой ценовой категорий, блок регулировки оборотов — преимущественно в профессиональных моделях УШМ.

Регулировка оборотов позволяет обрабатывать болгаркой мягкие материалы, выполнять тонкую шлифовку и полировку — на большой скорости дерево или краска просто сгорят.

Дополнительные электросхемы повышают стоимость инструмента, но увеличивают срок службы и уровень безопасности при работе.

Как собрать схему регулятора своими руками

Простейший регулятор мощности, подходящий для болгарки, паяльника или лампочки, легко собрать своими руками.

Принципиальная электрическая схема

Для того чтобы собрать простейший регулятор оборотов для болгарки, необходимо приобрести детали, изображённые на этой схеме.

• R1 — резистор, сопротивлением 4,7 кОм;
• VR1 — подстроечный резистор, 500 кОм;
• C1 — конденсатор 0,1 мкФ х 400 В;
• DIAC — симистор (симметричный тиристор) DB3;
• TRIAC — симистор BT-136/138.

Работа схемы

Подстроечный резистор VR1 изменяет время заряда конденсатора C1. При подаче напряжения на схему, в первый момент времени (первый полупериод входной синусоиды) симисторы DB3 и TRIAC закрыты. Напряжение на выходе равно нулю. Конденсатор C1 заряжается, напряжение на нём возрастает. В определённый момент времени, задаваемый цепочкой R1-VR1, напряжение на конденсаторе превышает порог открытия симистора DB3, симистор открывается. Напряжение с конденсатора передаётся на управляющий электрод симистора TRIAC, который также открывается. Через открытый симистор начинает протекать ток. В начале второго полупериода синусоиды симисторы закрываются до тех пор, пока конденсатор C1 не перезарядится в обратную сторону. Таким образом, на выходе получается импульсный сигнал сложной формы, амплитуда которого зависит от времени работы цепи C1-VR1-R1.

Порядок сборки

Сборка этой схемы не затруднит даже начинающего радиолюбителя. Запчасти доступны, купить их можно в любом магазине. В том числе и выпаять со старых плат. Порядок сборки регулятора на тиристорах следующий:

Как подключить прибор к болгарке, варианты

Подключение регулятора зависит от того, какой вид прибора выбран. Если используется простая схема, достаточно вмонтировать её в канал сетевого питания электроинструмента.

Установка самодельной платы

Не существует готовых рецептов по монтажу. Каждый, кто решил оборудовать УШМ регулятором, располагает его сообразно своим целям и модели инструмента. Кто-то вставляет прибор в ручку держателя, кто-то в специальную дополнительную коробку на корпусе.

В различных моделях пространство внутри корпуса болгарки может быть разным. В некоторых достаточно свободного места для установки управляющего блока. В других приходится выносить его на поверхность и крепить иным способом. Но хитрость в том, что, как правило, в задней части инструмента всегда существует определённая полость. Предназначена она для циркуляции воздуха и охлаждения.

Обычно именно здесь и располагается заводской регулятор оборотов. Сделанную своими руками схему можно поместить в это пространство. Чтобы регулятор не перегорел, тиристоры следует установить на радиатор.

Видео: плавный пуск плюс и регулировка оборотов двигателя

Особенности монтажа готового блока

При покупке и установке заводского регулятора внутрь болгарки, чаще всего приходится модифицировать корпус — прорезать в нём отверстие для вывода регулировочного колеса. Но это может неблагоприятно отразиться на жёсткости кожуха. Поэтому предпочтительной является установка прибора снаружи.

Цифры на регулировочном колесе обозначают количество оборотов шпинделя.
Значение это не абсолютное, а условное. «1» — минимальные обороты, «9» — максимальные. Остальные цифры служат для ориентировки при регулировании. Расположение колеса на корпусе бывает различным. Например, на УШМ Bosch PWS 1300–125 CE, Wortex AG 1213–1 E или Watt WWS-900, оно расположено у основания рукояти. В других моделях, таких как Makita 9565 CVL, регулировочное колесо находится в торце кожуха.

Схема подключения регулятора к болгарке не сложная, но иногда не так просто протянуть кабели к кнопке, которая располагается на другом конце корпуса прибора. Задача может решиться подбором оптимального сечения провода или выводом его на поверхность кожуха.

Хороший вариант — установка регулятора на поверхности прибора или крепление к сетевому кабелю. Не всегда всё получается с первой попытки, иногда прибор приходится протестировать, после чего внести некоторые коррективы. А это легче делать, когда доступ к его элементам открыт.

Важно! Если отсутствует опыт работы с электротехническими схемами, целесообразнее приобрести готовый заводской регулятор или УШМ, оснащённую этой функцией.

Руководство по эксплуатации устройства

Основное правило при эксплуатации болгарки с самодельным регулятором оборотов — соблюдение режима работы и отдыха.
Дело в том, что двигатель, работающий на «отрегулированном» напряжении, особенно сильно греется. При шлифовании на пониженных оборотах важно делать частые перерывы, чтобы обмотки коллектора не сгорели.

Также крайне не рекомендуется включать инструмент, если регулятор оборотов выставлен на минимум — пониженного напряжения не хватит на прокрутку ротора, ламели коллектора останутся в режиме короткого замыкания, обмотки начнут перегреваться. Открутите переменный резистор на максимум, затем, включив УШМ, снизьте обороты до нужной величины.

Соблюдение правильного порядка включения и регулировки позволит эксплуатировать болгарку неограниченно долгое время.

Кроме того, следует понимать, что регулировка скорости оборотов на болгарке происходит по принципу водопроводного крана. Прибор не увеличивает количество оборотов, он может только понижать их. Из этого следует, что если максимальная паспортная скорость 3000 об/мин,то при подключении регулятора оборотов, болгарка будет работать в диапазоне ниже, чем максимальная скорость.

Внимание! Если УШМ уже содержит в себе электронные схемы, например, уже оборудована регулятором оборотов, то тиристорный регулятор работать не будет. Внутренние схемы прибора просто не включатся.

Видео: самодельный регулятор оборотов УШМ

Оснащение болгарки схемой регулировки оборотов двигателя, повысит эффективность использования прибора. и расширит его функциональный диапазон. Также это сэкономит технологический ресурс шлифовальной машины и увеличит срок её службы.

Коллекторные двигатели часто можно встретить в бытовых электроприборах и в электроинструменте: стиральная машина, болгарка, дрель, пылесос и т. д. Что совсем не удивительно, ведь коллекторные двигатели позволяют получать и высокие обороты, и большой крутящий момент (в том числе высокий пусковой момент) — что и нужно для большинства электроинструментов.

При этом коллекторные двигатели могут питаться как постоянным током (в частности — выпрямленным), так и переменным током от бытовой сети. Для управления скоростью вращения ротора коллекторного двигателя применяют регуляторы оборотов, о них и пойдет речь в данной статье.

Для начала вспомним устройство и принцип работы коллекторного двигателя. Коллекторный двигатель включает в себя обязательно следующие части: ротор, статор и щеточно-коллекторный коммутационный узел. Когда питание подается на статор и на ротор, их магнитные поля начинают взаимодействовать, ротор начинает в итоге вращаться.

Питание на ротор подается через графитовые щетки, плотно прилегающие к коллектору (к ламелям коллектора). Для изменения направления вращения ротора, необходимо изменить фазировку напряжения на статоре или на роторе.

Обмотки ротора и статора могут питаться от разных источников или же могут быть соединены параллельно либо последовательно друг с другом. Так различаются коллекторные двигатели параллельного и последовательного возбуждения. Именно коллекторные двигатели последовательного возбуждения можно встретить в большинстве бытовых электроприборов, поскольку такое включение позволяет получить устойчивый к перегрузкам двигатель.

Говоря о регуляторах оборотов, прежде всего остановимся на самой простой тиристорной (симисторной) схеме (смотрите ниже). Данное решение применяется в пылесосах, стиральных машинах, болгарках, и показывает высокую надежность при работе в цепях переменного тока (особенно от бытовой сети).

Работает данная схема достаточно незатейливо: на каждом периоде сетевого напряжения заряжается через резистор до напряжения отпирания динистора, присоединенного к управляющему электроду основного ключа (симистора), после чего открывается и пропускает ток к нагрузке (к коллекторному двигателю).

Регулируя время зарядки конденсатора в цепи управления открыванием симистора, регулируют среднюю мощность подаваемую на двигатель, соответственно регулируют обороты. Это простейший регулятор без обратной связи по току.

Симисторная схема похожа на обычный , обратной связи в ней нет. Чтобы появилась обратная связь по току, например чтобы удерживать приемлемую мощность и не допускать перегрузок, необходима дополнительная электроника. Но если рассмотреть варианты из простых и незатейлевых схем, то за симисторной схемой следует реостатная схема.

Реостатная схема позволяет эффективно регулировать обороты, но приводит к рассеиванию большого количества тепла. Здесь требуется радиатор и эффективный отвод тепла, а это потери энергии и низкий КПД в итоге.

Более эффективны схемы регуляторов на специальных схемах управления тиристором или хотя бы на интегральном таймере. Коммутация нагрузки (коллекторного двигателя) на переменном токе осуществляется силовым транзистором (или тиристором), который открывается и закрывается один или несколько раз в течение каждого периода сетевой синусоиды. Так регулируется средняя мощность, подаваемая на двигатель.

Схема управления питается от 12 вольт постоянного напряжения от собственного источника или от сети 220 вольт через гасящую цепь. Такие схемы подходят для управления мощными двигателями.

Принцип регулирования с микросхемами на постоянном токе — это конечно . Транзистор, например, открывается с строго заданной частотой в несколько килогрец, но длительность открытого состояния регулируется. Так, вращая ручку переменного резистора, устанавливают скорость вращения ротора коллекторного двигателя. Данный метод удобен для удержания малых оборотов коллекторного двигателя под нагрузкой.

Более качественное управление — именно регулировка по постоянному току. Когда ШИМ работает на частоте порядка 15 кГц, регулируя ширину импульсов, управляют напряжением при примерно одном и том же токе. Скажем, регулируя постоянное напряжение в диапазоне от 10 до 30 вольт, получают разные обороты при токе порядка 80 ампер, добиваясь требуемой средней мощности.

Если вы хотите изготовить простой регулятор для коллекторного двигателя своими руками без особых запросов к обратной связи, то можно выбрать схему на тиристоре. Потребуется лишь паяльник, конденсатор, динистор, тиристор, пара резисторов и провода.

Если же нужен более качественный регулятор с возможностью поддержания устойчивых оборотов при нагрузке динамического характера, присмотритесь к регуляторам на микросхемах с обратной связью, способным обрабатывать сигнал с тахогенератора (датчика скорости) коллекторного мотора, как это реализовано например в стиральных машинах.

Андрей Повный

Электродвигателя необходим для плавного разгона и торможения. Широкое применение получили такие устройства в промышленности. С их помощью изменяют скорость движения вращения вентиляторов. Двигатели на 12 Вольт используются в системах управления и автомобилях. Все видели переключатели, которыми изменяется скорость вращения вентилятора печки в машинах. Это один из типов регуляторов. Только он не предназначен для плавного запуска. Изменение скорости вращения происходит ступенчато.

Применение частотных преобразователей

В качестве регуляторов оборотов и 380В используются частотные преобразователи. Это высокотехнологичные электронные устройства, которые позволяют кардинально изменить характеристики тока (форму сигнала и частоту). В их основе находятся мощные полупроводниковые транзисторы и широтно-импульсный модулятор. Вся работа прибора управляется блоком на микроконтроллере. Изменение скорости вращения ротора двигателя происходит плавно.

Поэтому используются в нагруженных механизмах. Чем медленнее разгон, тем меньшие нагрузки будет испытывать конвейер или редуктор. Все частотники оснащены несколькими степенями защиты — по току, нагрузке, напряжению и прочими. Некоторые модели частотных преобразователей питаются от однофазного делают из него трехфазное. Это позволяет подключать асинхронные моторы дома без использования сложных схем. И не потеряется мощность при работе с таким устройством.

Для каких целей используются регуляторы

В случае с асинхронными двигателями регуляторы оборотов необходимы для:

1. Существенной экономии электроэнергии
   . Ведь не в каждом механизме требуется большая скорость вращения мотора — порой ее можно уменьшить на 20-30%, а это позволит сократить расходы на электроэнергию вдвое.
2. Защиты механизмов и электронных цепей
   . С помощью преобразователей частоты можно осуществлять контроль температуры, давления и многих других параметров. Если двигатель работает в качестве привода насоса, то в емкости, в которую он накачивает воздух или жидкость, нужно установить датчик давления. И при достижении максимального значения мотор просто отключится.
3. Совершения плавного пуска
   . Нет необходимости использовать дополнительные электронные устройства — все можно сделать с помощью изменений настроек частотного преобразователя.
4. Снижения расходов на техническое обслуживание
   . При помощи подобных регуляторов оборотов электродвигателей 220В снижается риск выхода из строя привода и отдельных механизмов.

Схема, по которой построены частотные преобразователи, широко распространена во многих бытовых приборах. Нечто подобное можно встретить в источниках бесперебойного питания, сварочных аппаратах, стабилизаторах напряжения, блоках питания компьютеров, ноутбуков, зарядниках телефонов, блоках розжига ламп подсветки современных ЖК-телевизоров и мониторов.

Как работают регуляторы вращения

Можно сделать своими руками регулятор оборотов электродвигателя, но для этого потребуется изучить все технические моменты. Конструктивно можно выделить несколько основных компонентов, а именно:

1. Электродвигатель.
2. Микроконтроллерную систему управления и блок преобразователя.
3. Привод и механизмы, связанные с ним.

В самом начале работы, после подачи напряжения на обмотки, происходит вращение ротора двигателя с максимальной мощностью. Именно эта особенность отличает асинхронные машины от других. К этому прибавляется нагрузка от механизма, который приводится в движение. В итоге на начальном этапе мощность и потребляемый ток возрастают до максимума.

Выделяется очень много тепла. Перегреваются и обмотки, и провода. Применение частотного преобразователя поможет избавиться от этого. Если установить плавный пуск, то до максимальной скорости (которая также регулируется устройством и может быть не 1500 об./мин, а всего 1000) двигатель будет разгоняться не сразу, а на протяжении 10 секунд (каждую секунду по 100-150 оборотов прибавлять). При этом нагрузка на все механизмы и провода уменьшится в разы.

Самодельный регулятор

Самостоятельно можно сделать регулятор оборотов электродвигателя 12В. Для этого потребуется переключатель на несколько положений и проволочные резисторы. С помощью последних меняется напряжение питания (а вместе с ним и частота вращения). Аналогичные системы можно использовать и для асинхронных двигателей, но они менее эффективны. Много лет назад широко применялись механические регуляторы — на основе шестеренчатых приводов или вариаторов. Но они были не очень надежными. Электронные средства намного лучше себя показывают. Ведь они не такие громоздкие и позволяют более тонко настраивать привод.

Для изготовления регулятора вращения электродвигателя потребуется несколько электронных устройств, которые можно либо приобрести в магазине, либо снять со старых инверторных приборов. Неплохие результаты показывает симистор ВТ138-600 в схемах таких электронных устройств. Чтобы произвести регулировку, потребуется включить в схему переменный резистор. С его помощью изменяется амплитуда входящего на симистор сигнала.

Внедрение системы управления

Чтобы улучшить параметры даже самого простого устройства, потребуется в схему регулятора оборотов электродвигателя включить микроконтроллерное управление. Для этого нужно выбрать процессор с подходящим числом входов и выходов — для подключения датчиков, кнопок, электронных ключей. Для экспериментов можно применить микроконтроллер AtMega128 — самый популярный и простой в использовании. В свободном доступе можно найти множество схем с использованием этого контроллера. Самостоятельно их отыскать и применить на практике не составит труда. Чтобы он правильно работал, потребуется в него записать алгоритм — отклики на определенные действия. Например, при достижении температуры в 60 градусов (замер происходит на радиаторе прибора) должно произойти отключение питания.

В заключение

Если решите не делать самостоятельно устройство, а приобрести готовое, то обратите внимание на основные параметры, такие как мощность, тип системы управления, рабочее напряжение, частоты. Желательно произвести расчет характеристик механизма, в котором планируется использовать регулятор напряжения электродвигателя. И не забудьте сопоставить с параметрами частотного преобразователя.

Каждый из нас дома имеет какой-то электроприбор, который работает в доме не один год. Но со временем мощность техники слабеет и не выполняет своих прямых предназначений. Именно тогда стоит обратить внимание на внутренности оборудования. В основном проблемы возникают с электродвигателем, который отвечает за функциональность техники. Тогда стоит обратить свое внимание на прибор, который регулирует обороты мощности двигателя без снижения их мощности.

Виды двигателей

Регулятор оборотов с поддержанием мощности — изобретение, которое вдохнет новую жизнь в электроприбор, и он будет работать как только что приобретенный товар
. Но стоит помнить о том, что двигатели бывают разных форматов и у каждого своя предельная работа.

Двигатели разные по характеристикам. Это значит то, что та или иная техника работает на разных частотах оборота вала, запускающего механизм. Мотор может быть
:

1. однофазным,
2. двухфазным,
3. трехфазным.

В основном трехфазные электромоторы встречаются на заводах или крупных фабриках. В домашних условиях используются однофазные и двухфазные. Данного электричества хватает на работу бытовой техники.

Регулятор оборотов мощности

Принципы работы

Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.

С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее
. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.

Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора. Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма. Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.

Вращение вала

Двигатели делят на
:

1. асинхронные,
2. коллекторные.

Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах. И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен. Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.

Коллекторный двигатель используется очень часто
. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.

Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.

Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.

Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм
. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.

Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера. Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме. Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.

Все бюджетные варианты УШМ имеют несколько недостатков. Во-первых, не имеется системы плавного пуска. Это очень важная опция. Наверняка все из вас включали этот мощный электроинструмент в сеть, и при запуске наблюдали, как падает накал лампочки, которая также подключена к этой сети.

Такое явление происходит по той причине, что мощные электродвигатели в момент запуска потребляют огромные токи, из-за которых проседает напряжение сети. Это может вывести из строя сам инструмент, особенно китайского производства с ненадежными обмотками, которые могут в один прекрасный день сгореть во время пуска.

То есть система мягкого старта защитит и сеть, и инструмент. К тому же в момент запуска инструмента происходит мощная отдача или толчок, а в случае внедрения системы мягкого старта такого, разумеется, не будет.

Во-вторых, отсутствует регулятор оборотов, который позволит долго работать инструментом, не нагружая его.

Схема, представленная ниже, от промышленного образца:

Она внедряется производителем в дорогие приборы.

К схеме можно подключать не только «болгарку», но и, в принципе, любые приборы – дрель, фрезерные и токарные станки. Но с учетом того, что в инструменте должен стоять именно коллекторный двигатель.

С асинхронными двигателями такое не пройдет. Там необходим частотный преобразователь.

Итак, необходимо сделать печатную плату и приступить к сборке.

В качестве регулирующего элемента задействован сдвоенный операционный усилитель LM358, который с помощью транзистора VT1 управляет силовым симистором.

Итак, силовым звеном в этой схеме является мощный симистор типа BTA20-600.

Такого симистора не оказалось в магазине и пришлось купить BTA28. Он чуть мощнее того, что по схеме. В общем, для двигателей с мощностью до 1 кВт можно использовать любой симистор с напряжением не ниже 600 В и током от 10-12 А. Но лучше иметь некоторый запас и взять симисторы на 20 А, все равно они стоят копейки.

Во время работы симистор будет греться, поэтому на него необходимо установить теплоотвод.

Чтобы не было вопросов по поводу того, что двигатель при пуске может потреблять токи, которые значительно превышают максимальный ток симистора, и последний может попросту сгореть, помните, что схема имеет мягкий старт, и пусковые токи можно не принимать во внимание.

Наверняка всем знакомо явление самоиндукции. Этот эффект наблюдается при размыкании цепи, к которой подключена индуктивная нагрузка.

То же самое и в этой схеме. Когда резко прекращается подача питания на двигатель, ток самоиндукции с него может спалить симистор. А снабберная цепь гасит самоиндукцию.

Резистор в этой цепи имеет сопротивление от 47 до 68 Ом, а мощность от 1 до 2 Вт. Конденсатор пленочный на 400 В. В данном варианте самоиндукция как побочный эффект.

Резистор R2 обеспечивает токогашение для низковольтной цепи управления.

Сама схема в какой-то мере является и нагрузкой, и стабилизирующим звеном. Благодаря этому после резистора можно не стабилизировать питание. Хотя в сети есть такие же схемы с дополнительным стабилитроном, использовать его бессмысленно, поскольку напряжение на выводах питания операционного усилителя в пределах нормы.

Возможные варианты замен для маломощных транзисторов можно увидеть на следующей картинке:

Печатная плата, которая упоминалась ранее, представляет собой только плату для устройства плавного пуска, и в ней нет компонентов для регулировки оборотов. Это сделано специально, поскольку в любом случае регулятор нужно выводить с помощью проводов.

Настройка регулятора выполняется с помощью многооборотного подстроечного резистора на 100 кОм.

Если нужен более мощный регулятор, то его можно собрать по следующей схеме:

Если все в порядке, то после отключения от сети сразу же нужно проверить симистор на ощупь – он должен быть холодным.

Если все работает нормально – «болгарка» запускается плавно, и регулируются обороты, — то пора приступать к тестам под нагрузкой.

Прикрепленные файлы
:

Схема подключение аналоговой камеры видеонаблюдения к телевизору, компьютеру
Подключение цифровой камеры видеонаблюдения

Шим контроллер двигателя постоянного тока BMD-20DIN.

Регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Заказать

Описание в PDF

Технические характеристики

Скачать паспорт .pdfОписание .pdf 3D модель .step

Блок управления BMD‑20DIN ver. 2 — это регулятор оборотов коллекторного двигателя постоянного тока. Блок управления BMD‑20DIN ver. 2 предназначен для управления коллекторным двигателем c напряжением питания до 30 В и мощностью до 500 Вт. Возможно управление скоростью коллекторного двигателя аналоговым сигналом 0…5В, −10…+10В, 4…20мА (токовая петля), ШИМ с частотой 50Гц, либо встроенным или внешним потенциометром. Разгон и торможение двигателя задаются внутренними регуляторами, входящими в конструкцию устройства.

Габаритные размеры блоков управления коллекторным двигателем постоянного тока BMD‑20DIN&nbspver.&nbsp2

Крепление блока BMD-20DIN ver.2 осуществляется на DIN-рейку ТН-35-7,5 ГОСТ Р МЭК 60715-2003

Схема подключения блоков управления коллекторным двигателем постоянного тока BMD‑20DIN&nbspver.&nbsp2

При больших токах рекомендуется располагать источник питания в непосредственной близости от блока и использовать обе линии как питающих, так и фазных клемм.

Режимы работы блока управления BMD‑20DIN&nbspver.&nbsp2

Регулирование скорости встроенным потенциометром «SPEED»

При управлении скоростью коллекторного двигателя с использованием встроенного потенциометром «SPEED» дополнительных подключений не требуется. Крайнее положение регулятора оборотов по часовой стрелке соответствует максимальной скорости вращения коллекторного двигателя. Крайнее положение регулятора против часовой стрелки соответствует минимальной скорости.

Регулирование скорости внешним потенциометром

В случае регулирования оборотов двигателя с использованием внешнего потенциометра, максимальная скорость соответствует крайнему положению регулятора, при котором на вход «SPEED» поступает напряжение 5 В. Минимальная скорость вращения соответствует положению потенциометра, при котором на вход «SPEED» подаётся напряжение 0 В. Рекомендуемое сопротивление внешнего потенциометра: 2,2…4,7 кОм.

Регулирование скорости аналоговым сигналом — напряжение 0…5 В

В случае управления коллекторным двигателем с использованием внешнего аналогового сигнала 0…5В, В случае управления коллекторным двигателем с использованием внешнего аналогового сигнала 0…5В, скорость вращения пропорциональна уровню напряжения на входе «SPEED». Максимальная скорость двигателя соответствует уровню сигнала 5 В, минимальная скорость —
0 В.

Регулирование скоростинапряжением внешнего сигнала -10…+10В

При управлении скоростью аналоговым сигналом — 10…+10В, минимальная скорость (остановка двигателя) соответствует уровню сигнала 0 В, максимальная скорость в прямом направлении соответствует уровню сигнала +10В. Максимальная частота вращения в реверсном направлении соответствует уровню сигнала — 10В. Данный вид регулирования оборотов двигателя является стандартным для большинства промышленных систем управления.

Регулирование скорости аналоговым сигналом 4…20 мА

При управлении скоростью токовым сигналом
4…20 мА, максимальная частота оборотов коллекторного двигателя соответствует уровню сигнала 20 мА, минимальная частота — уровню 4 мА.
Регулирование скорости с использованием аналогового токового сигнала имеет ряд преимуществ, принципиально важных в промышленных системах: высокая помехозащищённость, точность передачи сигнала и независимость качества связи от длины линии.

Регулирование скорости скважностью внешнего сигнала ШИМ

Регулирование скорости вращения коллекторного двигателя может осуществляться сигналом ШИМ с частотой 50Гц. Минимальная скорость (остановка двигателя) соответствует длительности импульса 1540 мкс. Максимальная скорость вращения в прямом направлении соответствует длительности импульса 544 мкс. Максимальная скорость вращения в реверсном направлении соответствует длительности импульса 2400 мкс.

Снятие характеристик шаговых двигателей. Зависимость крутящего момента от скорости вращения.

Применение блока управления BMD‑20DIN&nbspver.&nbsp2 обеспечивает сохранение крутящего момента при значительном снижении скорости двигателя. На видео показана работа коллекторного двигателя постоянного тока на испытательном динамометрическом стенде НПО Электропривод. Лаболаторно измеренные значения крутящего момента двигателя не изменяются при понижении частоты вращения. Регулировка оборотов двигателя на стенде выполнялась в диапазоне 50–2000 об/мин.

С этим товаром покупают

• LM18‑33016NA‑L

  Индуктивные бесконтактные датчики

  подробнее

• Источники питания постоянного тока

  подробнее

• ОВЕН ПР200

  Программируемые реле с дисплеем

  подробнее

Заполните, пожалуйста, форму обратной связи,
и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

ФИО

E-mail

Телефон

Комментарий

Подтверждаю согласие на обработку персональных данных
и принимаю политику конфиденциальности

Как осуществляется регулировка оборотов коллекторного двигателя без потери мощности

Содержание

• 1 Общие параметры 
• 2 Регуляторы стандартные 
  • 2.1 Схема симисторная 
  • 2.2 Реостатная схема
  • 2.3 Интегральная 
• 3 Самостоятельное создание регулятора 
  • 3.1 Способ 2 
• 4 Частотная регулировка 
• 5 Изменение числа полюсов 
• 6 Проведение регулирование в моторах АС
  • 6.1 При помощи напряжения
  • 6.2 Определение сопротивления 
  • 6.3 Применение двойного питания 
• 7 Вывод 

При эксплуатации коллекторных электродвигателей нередко возникает необходимость в регулировании оборотов устройства. Важно при этом не снизить общие показатели мотора, чтобы работа не пошла насмарку. Рассмотрим же детально особенности самостоятельного регулирования.     

Регулятор по схеме

Силовые агрегаты данного типа активно используются в бытовой электрической технике, инструментах: стиральных машинах, болгарках, пылесосах, дрелях, квадрокоптерах и др. это обусловливается высокой результативностью приборов, которые демонстрируют большое число оборотов и высоким крутящим моментом (также и пусковым). Данных технических характеристик с лихвой хватает на обеспечения работы техники и инструментов на требуемом уровне. 

Сами моторы работают от сетей как постоянного, так и переменного токов, от обычных бытовых сетей. Чтобы осуществить управление скоростями оборотов ротора такого двигателя, необходимо использовать специальные регуляторы. При этом потери в мощностях будут минимальными. 

Общие параметры 

Принцип работы и общая конструкция таких силовых агрегатов известны большинству, ведь при создании или модернизации конструкции не обойтись без познаний в данной категории. Состоит мотор из таких ключевых элементов:

• ротора;
• статора;
• коммутационного узла щеточно-коллекторного типа.

При подаче питания на ротор и статор, на каждом из них образовываются магнитные поля, которые  взаимодействуют между собой. Это в свою очередь вызывает вращения у ротора. 

Подача питания на этот компонент осуществляется с применением графитовых щеток, которые плотно прилегают к ламелям коллектора. Чтобы изменить направленность оборотов ротора, нужно поменять положение фаз напряжения на одном из двух элементов: статоре или роторе. 

Обмотки этих приспособлений могут получать питание от источников, или подключаться друг к другу параллельно. Именно на основе этой особенности силовые агрегаты классифицируются на параллельные и последовательные. От этого зависит способ возбуждения медных обмоток. 

Если говорить про коллекторные моторы последовательного типа, то именно они чаще всего применяются в бытовых электрических приборах. Это обусловливается тем, что именно такое возбуждение дает возможность получать самый устойчивый к перегрузкам мотор. 

Регуляторы стандартные 

Что касается данных компонентов, то они реализуются множеством способов. Первая и самая простая схема – тиристорная. Такая технология применяется в бытовых приборах: стиральных машинах, дрелях, шуруповертах, пылесосах, и др. С легкостью подключаются к сетям переменного тока, в том числе и бытового назначения.

Стандартная схема

Работа этой схемы довольно простая: на всех участках сетевых токов, конденсатор получает ток при помощи резистора. Зарядка осуществляется до уровня открытия динистора, который подключен к регулирующим электродам сисмстора. После этого последний открывается и через него проходит ток к нагрузкам КД. 

Схема дает возможность продуктивно регулировать время подзарядки конденсатора в управленческой цепи, а также определяя среднюю мощность напряжения, подаваемую на мотор. 

 Давайте упорядочим все шаги работы данной схемы. Вот они:

1. подача тока к конденсатору от источника питания на 220 вольт;
2. напряжение для пробоя динистора подается также, но уже через резистор переменного типа;
3. непосредственно пробой;
4. открытие симистора. Компонент работает непосредственно с показателями нагрузки;
5. чем выше напряжение – тем чаще симистор открывается.

Данная технология обеспечивает простое, но в то же время эффективное регулирование интенсивности оборотов. Но, в то же время применение стандартной схемы не обеспечивает обратной связи, что также стоит учитывать при ее реализации. Исходя из этого, нужно также знать, что при изменении показателей нагрузки, параллельно будут нуждаться в настройке обороты мотора. 

Схема симисторная 

  Этот механизм имеет много общих параметров с диммером, применяемом для регулирования уровня яркости ламп накалывания. Обратная связь также отсутствует. Реализовать реверс по току моно, но с применением вспомогательной электроники. Это делается для того, чтобы беспрепятственно удерживать мощность на заданных показателях, не допуская перегревов и перегрузок.  

Реостатная схема

Относится к модифицированным схемам, но, несмотря на это, ее реализация также отличается простотой. С помощью получается стабилизировать обороты, а также рассеивать огромное количество вырабатываемого тепла. Регулировка осуществляется с помощью радиатора, который нужно заранее заготовить. Надо обеспечить и эффективный отвод тепла, что приводит к потерям энергии и, как следствие – коэффициента полезного действия. Для того чтобы предотвратить эти недостатки, рекомендуют применять активное охлаждение на постоянной основе.

Реостатная схема пример

Полученный регулятор ограничитель отличается своей эффективностью, при реализации смены числа оборотов двигателя. Также достичь производительности помогут силовые транзисторы, «отбирающие» определенную долю напряжения. Это обусловливается тем, что количество тока из сети 220В доходит до мотора в меньшем объеме, благодаря этому, силовой агрегат не сталкивается с большими нагрузками. 

Интегральная 

Стабилизация также относится к модифицированным схемам. Здесь в основе процесса регулирования лежит таймер интегрального действия. Его основная задача – контролировать уровни нагрузки на электродвигатель. Здесь также находят свое применение транзисторы. Особенность обусловливается микроконтроллером, входящим в состав системы, при этом, обладающим высокими параметрами выходного напряжения. 

В ситуациях, когда имеет место нагрузка в 0,1 ампер, все токи поступают напрямую на плату, обходя транзисторы. Чтобы обеспечить эффективную работу регулятора, необходимо, чтобы на затворе было напряжение 12в. Следовательно, для слаженной работы, электрическая цепь и уровень напряжения в источнике питания должны соответствовать этому диапазону. Ресурс регулятора позволяет устанавливать компонент в мощных модификациях, для точного и быстрого регулирования их работы. 

Интегральная схема

Самостоятельное создание регулятора 

Заводские регуляторы представлены в широком ассортименте, как в интернете, так и обыкновенных магазинах. Но, если у вас нет желания приобретать готовый компонент и вы хотите собрать его самостоятельно – это реально осуществить. Чтобы задача была успешной – необходимо  следовать алгоритму конструкции и иметь в наличии все необходимые компоненты.

Нам понадобятся:

• проводки;
• готовая схема;
• конденсаторные схемы;
• тиристор;
• резистор;
• паяльник.

Ориентируясь на схему компоновки, мощностной и оборотный регулятор будет отвечать за контроль первого полупериода. Самодельный стабилизатор имеет такой  алгоритм работы (пример нашей модели):

1. прибор, подключенный к стандартной сети питания на 220в, принимает ток на конденсатор;
2. компонент сразу же срабатывает, после получения заряда;
3. передача нагрузки к резисторам и нижним кабелям;
4. соединение положительного конденсаторного контакта к тиристорному электроду;
5. подача одного заряда напряжения на достаточном уровне;
6. открытие второго полупроводника;
7. конденсатор подает на тиристор нагрузку, он в свою очередь пропускает ее через себя;
8. конденсатор разряжается;
9. повторение полупериода;

Если мощность двигателя постоянного или переменного тока большая – регулятор обеспечивает экономную работу устройства. Для использования приспособления в своих бытовых, мощности и ресурса хватает. Но, когда нужно осуществлять регулирование оборотов без потери мощности и более крупных и производительных агрегатов, тогда стоит обратить внимание все же на заводские модификации. Несмотря на то, что такой вариант получится дороже, он обеспечит 100%-ю работоспособность и надежность. 

А сейчас давайте рассмотрим другие, нестандартные, но довольно распространенные методы регулировки и стабилизации.

Способ 2 

Здесь используется микросхема типа TDA 1085 со стандартной платой. Можно при желании создать собственную, «модернизировав» и изменив неподходящие элементы. К примеру, можно применять двухстороннюю печатную плату. Конденсаторные и резисторные детали могут применяться при поверхностном монтаже. Рекомендуется развести друг от друга низко- и высоковольтные цепи. А «земля» должна разводиться с учетом параметров микросхемы. 

Пример собранной платы

В результате получается компактная двусторонняя плата, обеспечивающая точное регулирование.

Частотная регулировка 

Для решения этой задачи применяются частотные преобразователи (драйверы, инверторы), которые присоединяются к прибору. Они обеспечивают выпрямление напряжения, поступающего от источника. Агрегаты внутри формируют напряжение и частоты на необходимых уровнях. Далее осуществляется подача этих параметров на эл двигатель.  

Стабилизация коллекторного двигателя 12вВсе характеристики, необходимые для регулирования работы, частотник рассчитывает сам, ориентируясь на внутренние алгоритмы, которые установлены производителем.  

Из преимуществ такого способа стоит выделить:

• быстрое достижение плавности регулировки частот оборотов электрического мотора;
• возможность изменения скоростей и направлений вращения моторов;
• требуемые параметры поддерживаются самостоятельно;
• экономические выгоды.

Из слабых сторон стоит выделить обязательность наличия преобразователя, который нужно приобретать отдельно. Но, справедливости ради отметим, что цена на частотники невысокая и они легко впишутся в бюджет любого дома, хозяйства, предприятия. 

Изменение числа полюсов 

Уменьшение или увеличение количества пар полюсов – еще один эффективный способ провести регулировку. Этот вариант особо актуален для моделей двигателей многоскоростного действия со сложными роторными обмотками. Данные элементы разделены на определенные группы и чередуются в процессе работы. Осуществляется это посредством коммутации, подключением последовательным или параллельным способом. 

К преимуществам такого варианта регулировки относят:

• высокий КПД силового агрегата;
• требовательные механические выходные характеристики.

Стоимость реализации – одна из самых высоких, если сравнивать с другими технологиями.  Вес и размеры готовой установки также немаленькие, что требует наличия свободного места для монтажа. Сам мониторинг оборотов осуществляется со ступенью в 1500 – 3000 оборотов в минуту. 

Проведение регулирование в моторах АС

Устройства, работающие от переменного напряжения, также поддерживают регулирование оборотов. Рассмотрим вкратце основные способы такого управления, характерные для АС модификаций с фазными роторами.  

При помощи напряжения

Для этого используются автотрансформаторы типа ЛАТР, которые осуществляют изменение напряжения на моторных обмотках. Таким образом производится и регулирование оборотов вала.

Метод является подходящим также и для вариаций с короткозамкнутыми роторами. Оператор имеет возможность проводить управление в пределах от минимальных до номинальных параметров двигателя. 

Регулятор

Определение сопротивления 

Переменное сопротивление реостата (или несколько таких  явлений) реализуется непосредственно в цепи ротора. Оно воздействует на роторное поле и показатели тока, из-за чего получается изменять величины скольжения и точное число оборотов электродвигателя. Существует закономерность: чем уровень тока меньше, тем выше показатель скольжения двигателя и меньше скорость.

Преимущества:

• широкий диапазон регулирования оборотов электрического оборудования;
• сдержанные выходные характеристики машины.

К недостаткам относят:

• уменьшение продуктивности мотора;
• общее снижение рабочих параметров механизма. 

Применение двойного питания 

Здесь используются двигатели с двойным питанием, подающимся через вентильные приспособления. Основной упор делается на изменение показателей скольжения. При регулировании работы крупных специализированных машин, компонент подает и регулирует величину ЭДС (электродвижущей силы) на ротор от отдельно выбранных источников напряжения. 

Вывод 

При подаче напряжения у асинхронных моделей моторов наблюдаются рывки ротора. Это явление негативно влияет на работу, как самого агрегата, так и его привода. Именно поэтому, регулировка осуществляется по принципу плавного старта. Он обеспечивается такими факторами:

• старт посредством ЛАТР;
• разгон и работу мотора путем переключения обмоток по схемам треугольник/звезда;
• применение защитных устройств, например, частотного преобразователя.  

Важно при регулировании оборотов не потерять в мощности. Применение вышеописанных методов позволит определить вращения без снижения продуктивности. Широкий выбор заводских моделей, но, можно реализовать деталь и самостоятельно.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя без потери мощности TDA1085

Принципиальная электросхема

Схема регулятор мотора на симисторе и U2008 Схема модуля системы регулирования основана на генераторе ШИМ импульсов и симисторе управления мотором — классическая схемотехника для подобных устройств. Элементы D1 и R1 обеспечивают ограничение величины напряжения питания до значения безопасной для питания микросхемы генератора. Конденсатор C1 отвечает за фильтрацию напряжения питания. Элементы R3, R5 и P1 являются делителем напряжения с возможностью его регулирования, который используется для задания величины мощности, подаваемой в нагрузку. Благодаря применению резистора R2, непосредственно входящего в цепь поступления на м/с фазы, внутренние блоки синхронизированы с симистором ВТ139.
Полезное: Как от литиевого аккумулятора получить 5 и 12 вольт

Печатная плата

На следующем рисунке показано расположение элементов на печатной плате. Во время монтажа и запуска следует обратить внимание на обеспечение условий безопасной работы — регулятор имеет питание от сети 220В и его элементы непосредственно подключены к фазе.

Особенности

Особенностью данного устройства перед системами с таходатчиком, является то, что нет необходимости вмешиваться в конструкцию двигателя (УШМ, гравера и т.д), нет необходимости даже разбирать. Устройство можно выполнить в виде промежуточного блока, включенного между электрической розеткой и двигателем. Update: Для нормальной работы функции плавного старта, выключатель должен находится в цепи 220В.

Функции регулятора:

1. Плавный старт. При подаче питания двигатель запускается плавно и без рывка, что сбережет редуктор, предохранит двигатель от преждевременного износа.
2. Защита от перегрузки. При чрезмерной нагрузке на валу двигателя светодиод на регуляторе загорится указывая на то, что устройство перегружено, с еще большим увеличением нагрузки (вплоть до заклинивания) — регулятор остановит двигатель, восстановление работоспособности двигателя будет осуществлено согласно установленному режиму работы (см режимы работы).
3. Функция регулирования оборотов двигателя. Возможность изменять обороты двигателя от нуля до максимума.
4. Функция стабилизации оборотов двигателя. В середине диапазона оборотов регулятор будет пытаться стабилизировать обороты двигателя вне зависимости от нагрузки на валу двигателя.

Внимание!

Устройство, находится под высоким напряжением и не имеет гальванической развязки от питающей сети. Поэтому при работе с ним нужно соблюдать предельную осторожность. ВСЕ МАНИПУЛЯЦИИ с регулятором можно проводить ТОЛЬКО ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ И ПОЛНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ИХ ОТ СЕТИ В регуляторе отсутствует предохранитель, поэтому необходимо предусмотреть его установку. Эксплуатация устройства без предохранителя не допускается так как в случае короткого замыкания это может привести к пожару и другим негативным последствиям.

Регулятор оборотов может работать в трех режимах, которые определяются положением перемычки X1.

Особенности регулирования скорости

Важно знать, что каждый двигатель при вращении потребляет не только активную, но и реактивную мощность. При этом уровень реактивной мощности будет больше, что связано с характером нагрузки. В данном случае задачей конструирования устройств регулирования скорости вращения коллекторных двигателей является уменьшение разницы между активной и реактивной мощностями. Поэтому подобные преобразователи будут довольно сложными, и самостоятельно их изготовить непросто.

Своими руками можно сконструировать лишь некоторое подобие регулятора, но говорить о сохранении мощности не стоит. Что такое мощность? С точки зрения электрических показателей, это произведение потребляемого тока, умноженное на напряжение. Результат даст некое значение, которое включает активную и реактивную составляющие. Для выделения только активной, то есть сведения потерь к нулю, необходимо изменить характер нагрузки на активную. Такими характеристиками обладают только полупроводниковые резисторы.

Следовательно, необходимо индуктивность заменить на резистор, но это невозможно, потому что двигатель превратится во что-то иное и явно не станет приводить что-либо в движение. Задача регулирования без потерь заключается в том, чтобы сохранить момент, а не мощность: она все равно будет изменяться. Справиться с подобной задачей сможет только преобразователь, который будет управлять скоростью за счёт изменения длительности импульса открытия тиристоров или силовых транзисторов.

Обобщенная схема регулятора

Примером регулятора, который осуществляет принцип управления мотором без потерь мощности, можно рассмотреть тиристорный преобразователь. Это пропорционально-интегральные схемы с обратной связью, которые обеспечивают жесткое регулирование характеристик, начиная от разгона-торможения и заканчивая реверсом. Самым эффективным является импульсно-фазовое управление: частота следования импульсов отпирания синхронизируется с частотой сети. Это позволяет сохранять момент без роста потерь в реактивной составляющей. Обобщенную схему можно представить несколькими блоками:
Перед тем как углубляться в более точное устройство и принцип регулирования, необходимо определиться с типом коллекторного двигателя. От этого будет зависеть схема управления его рабочими характеристиками.

Типы регулировки

Существует довольно много вариантов регулировки оборотов. Вот основные из них:

• Блок питания с регулировкой выходного напряжения.
• Заводские устройства регулировки, которые идут изначально с электромотором.
• Регуляторы на кнопочном управлении и стандартные регуляторы, которые просто ограничивают напряжение.

Эти типы регулировки плохи тем, что с уменьшением или увеличением напряжения падает и мощность. В некоторых электроинструментах это допустимо, но, как показывает практика, в большинстве случаев это является неприемлемым из-за сильного падения мощности и, соответственно, КПД.

Наиболее приемлемым вариантом будет регулятор на основе симистора или тиристора. Мало того что такой регулятор не уменьшает мощность при уменьшении напряжения, он еще и позволяет осуществлять более плавный пуск и регулировку оборотов. К тому же такую схему можно сделать своими руками. Ниже изображен регулятор оборотов с поддержанием мощности. Схема собрана на базе симистора BTA 41 800 В.

Все номиналы электроэлементов обозначены на схеме. Это схема после сборки, работает довольно стабильно и обеспечивает плавную регулировку коллекторного двигателя. При уменьшении выходного напряжения мощность не уменьшается, что является весомым плюсом.

При желании можно собрать регулятор оборотов коллекторного двигателя 220 В своими руками. Эта схема собрана на базе симистора ВТА26−600, который предварительно необходимо установить на радиатор, так как при нагрузке этот элемент довольно сильно греется.

К готовой схеме возможно подключить электромотор, мощность которого не превышает 4 кВт.

Схема выглядит следующим образом.

Она успешно справится с регулировкой таких электроинструментов, как дрель, болгарка, циркулярка, лобзик. При желании можно использовать схему в качестве регулятора мощности ТЭН-ов, обогревателей и в качестве диммера. К минусам можно отнести невозможность регулировки мощности приборов, которые питаются от постоянного тока.

Регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя с МК

В настоящее время наряду с асинхронными и коллекторными двигателями переменного напряжения в быту и на производстве широко используются коллекторные двигатели постоянного тока. Их преимущество обусловлено, в первую очередь, простотой схемы управления, так как здесь нет необходимости использовать дорогостоящие частотные преобразователи.

Небольшой коллекторный двигатель постоянного тока

Для стабилизации частоты вращения таких двигателей можно обойтись без громоздких и сложных в обслуживании систем на основе датчиков положения ротора и тахогенераторов. Кроме того, данные двигатели обеспечивают значительный крутящий момент, при возможности регулирования частоты вращения ротора в широких пределах (от максимальной рабочей частоты, превышающей у некоторых двигателей 5000 об/мин, почти до нуля).

По принципу действия схемы управления коллекторными двигателями постоянного тока можно разделить на две основные группы:

Принцип действия, заложенный в первую из них, обеспечивает приемлемые параметры. Схема работает на частотах 1…20 кГц, в качестве ключевых элементов здесь используются мощные транзисторы. Однако на практике данная схема не обеспечивает должной надежности из-за неустойчивой работы транзисторов при больших импульсных токах. При перегрузках часто выходят из строя дорогостоящие силовые транзисторы.

Значительно более надежной зарекомендовала себя методика с фазовым управлением частотой вращения, где в качестве регулирующих элементов используются тиристоры. Однако промышленные схемы, в которых используется указанный принцип, достаточно громоздки. В результате анализа некоторых из указанных схем выяснилось, что можно добиться значительного их упрощения без всякого ухудшения технических характеристик устройства. Стабильность частоты вращения двигателя в схеме, показанной на рис.1, не уступает большинству дорогостоящих импортных ШИМ регуляторов, а по надежности значительно превосходит их. Схема предназначена для регулировки оборотов коллекторных двигателей типа КПА, КПК или аналогичных мощностью от 90 до 250 Вт и номинальным напряжением 12…48 В. На практике в данной схеме практически не было случаев выхода из строя полупроводниковых элементов. Даже при установке плавкого предохранителя FU1 на ток, значительно превышающий номинальный в случае перегрузки или заклинивания двигателя, выгорал 5-ваттный резистивный шунт R2. Все остальные элементы схемы при этом сохраняли работоспособность.

Как уже отмечалось выше, в основу работы схемы, показанной на рис.1, положен принцип фазовой регулировки частоты вращения коллекторного двигателя с использованием обратных связей по току и напряжению. Таким образом, указанная схема позволяет обеспечить стабильные обороты двигателя при значительных колебаниях нагрузки на валу, а также питающего напряжения. Можно реализовать режим, когда при увеличении нагрузки обороты двигателя увеличиваются.

В описываемой конструкции реализовано микропроцессорное управление схемой, однако можно использовать и аналоговое регулирование, с помощью переменного резистора.

На микроконтроллере ATMEGA8515 реализованы следующие функции:

Выходное напряжение для управления частотой вращения двигателя формируется микроконтроллерной частью схемы посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В устройстве, показанном на рис.1, задействован один канал регулирования, однако благодаря программной реализации ШИМ, при необходимости, число каналов регулирования здесь может быть увеличено до пяти.

Для питания блока стабилизации и самого двигателя использован мощный силовой трансформатор ТР1 с номинальным выходным напряжением 24…48 В и мощностью 200…500 Вт, в зависимости от мощности используемого двигателя. Следует помнить, что при перегрузках коллекторных двигателей их ток может превышать номинальный в несколько раз. Этим следует руководствоваться при выборе трансформатора, он должен иметь как минимум двукратный запас по мощности.

Учитывая, что при перегрузках двигателя напряжение на трансформаторе ТР1 может просаживаться, а пульсации значительно возрастать, с целью повышения надежности контроллерная часть устройства запитана от отдельного блока питания на трансформаторе ТР2 с номинальным выходным напряжением 12… 15 В и мощностью около 5 Вт. Напряжение, снимаемое с этого трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD2 и поступает на интегральный стабилизатор DA2, обеспечивающий выходное напряжение 5 В, необходимое для питания контроллера DA3.

Силовая часть схемы питается выпрямленным пульсирующим напряжением 24…48 В, снимаемым с диодного моста VD1. Стабилизированное сглаженное напряжение для питания ОУ DA1 формируется стабилизатором, собранным на транзисторе VT1, резисторах R3, R7, R19, конденсаторах С4, С6, С10 и стабилитроне VD7. Диод VD4 разделяет пульсирующее напряжение, необходимое для работы тиристора VS1, и сглаженное — стабилизатора напряжения. Светодиод HL1 служит для индикации подачи напряжения питания и работоспособности стабилизатора.

Опорное напряжение для цепи задания скорости вращения двигателя формирует стабилитрон VD8. Напряжение, задающее скорость вращения двигателя, снимается с резистора R21 и через фильтр на элементах R22, С8, R24 поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1 (вывод 3), где складывается с напряжением обратной связи по току. Данное напряжение снимается с резистивного шунта R2 и через делитель на резисторах R4, R6 и фильтр R8, С7, R20 поступает на указанный вход ОУ. Элементы VD5, VD6, R5 служат для ограничения напряжения токовой обратной связи до необходимого уровня.

На инвертирующем входе 2 ОУ DA1 напряжение, снимаемое через резисторы R25, R31, R32 с якоря двигателя М, суммируется с опорным напряжением, поступающим со стабилитрона VD8 через резисторы R29, R30.

Напряжение с выхода интегратора DA1 управляет формирователем импульсов на однопереходном транзисторе VT6, определяющем угол открытия тиристора VS1. Таким образом осуществляется фазовое регулирование частоты вращения ротора двигателя с обратными связями по току и напряжению. Для управления тиристором VS1, используется импульсный трансформатор ТРЗ, включенный в цепи формирователя импульсов (C11, VT6, R38, R39,VD9).

После сборки устройства и проверки правильности монтажа необходимо через разъем XS1 подключить к схеме программатор и прошить контроллер DA3.

Фьюзы контроллера настраивают на работу от внутреннего RC-генератора частотой 8 МГц, включают детектор снижения напряжения (B0D) и устанавливают напряжение контроля — 4,3 В. Полная конфигурация фьюзов в программе CodeVisionAVR показана на рис.2.

↑ Датчик оборотов

С обратной стороны видим датчик оборотов.

Внутри он выглядит примерно так: Это просто маленький генератор переменки. Задача состоит в том, чтобы подсчитать количество импульсов, если по каким-то причинам они следуют слишком медленно, контроллер «поддает газу» пока обороты не придут в норму. Благодаря обратной связи можно крутить двигатель даже очень медленно, не теряя в крутящем моменте.
Не забывайте, чтобы дать значительную нагрузку двигателю, нужно использовать дополнительный вентилятор охлаждения, т. к. производительности родной крыльчатки на низких оборотах не хватает.

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

n1 — скорость вращения магнитного поля

n2— скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

Как сделать регулятор оборотов коллекторного двигателя?

При использовании электродвигателя в инструментах, одной из серьёзных проблем является регулировка скорости их вращения. Если скорость недостаточно высока, то действие инструмента является недостаточно эффективным.

Если же она излишне высока, то это приводит не только к существенному перерасходу электрической энергии, но и к возможному пережогу инструмента. При слишком высокой скорости вращения, работа инструмента может стать также менее предсказуемой. Как это исправить? Для этой цели принято использовать специальный регулятор скорости вращения. Особенно вас должны интересовать схемы, которые работают без потери мощности

Двигатель для электроинструментов и бытовой техники обычно относится к одному из 2 основных типов:

1. Коллекторные двигатели.
2. Асинхронные двигатели.

В прошлом, вторая из указанных категорий имела наибольшее распространение. Сейчас, примерно 85% двигателей, которые употребляются в электрических инструментах, бытовой или кухонной технике, относятся к коллекторному типу. Объясняется это тем, что они имеют большую степень компактности, они мощнее и процесс управления ими является более простым.

Действие любого электродвигателя построено на очень простом принципе: если между полюсами магнита поместить прямоугольную рамку, которая может вращаться вокруг своей оси, и пустить по ней постоянный ток, то рамка станет поворачиваться. Направление вращения определяется согласно «правилу правой руки».

Эту закономерность можно использовать для работы коллекторного двигателя.

Важным моментом здесь является подключение тока к этой рамке. Поскольку она вращается, для этого используются специальные скользящие контакты. После того, как рамка повернётся на 180 градусов, ток по этим контактам потечёт в обратном направлении. Таким образом, направление вращения останется прежним. При этом, плавного вращения не получится. Для достижения такого эффекта принято использовать несколько десятков рамок.

Особенности конструкции

Микросхема оснащена всем необходимым для осуществления качественного управления двигателем в различных скоростных режимах, начиная от торможения, заканчивая разгоном и вращением с максимальной скоростью. Поэтому ее использование намного упрощает конструкцию, одновременно делая весь привод универсальным, так как можно выбирать любые обороты с неизменным моментом на валу и использовать не только в качестве привода конвейерной ленты или сверлильного станка, но и для перемещения стола.
Характеристики микросхемы можно найти на официальном сайте. Мы укажем основные особенности, которые потребуются для конструирования преобразователя. К ним можно отнести: интегрированную схему преобразования частоты в напряжение, генератор разгона, устройство плавного пуска, блок обработки сигналов Тахо, модуль ограничения тока и прочее. Как видите, схема оснащена рядом защит, которые обеспечат стабильность функционирования регулятора в разных режимах.

На рисунке ниже изображена типовая схема включения микросхемы.

Схема несложная, поэтому вполне воспроизводима своими руками. Есть некоторые особенности, к которым относятся предельные значения и способ регулирования скоростью:

Если потребуется организовать реверс двигателя, то для этого придется дополнить схему пускателем, который будет переключать направление обмотки возбуждения. Также потребуется схема контроля нулевых оборотов, чтобы давать разрешение на реверс. На рисунке не указано.

Регулировка

Теперь расскажем о том, как можно регулировать обороты коллекторных двигателей. В связи с тем, что скорость вращения мотора просто зависит от величины подаваемого напряжения, то любые средства регулировки, которые способны выполнять эту функцию для этого вполне пригодны.

Перечислим несколько такого рода вариантов для примера:

1. Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР).
2. Заводские платы регулировки, используемые в бытовых приборах (можно использовать в частности те, которые применяются в миксерах или в пылесосах).
3. Кнопки, используемые в конструкции электроинструментах.
4. Бытовые регуляторы освещения с плавным действием.

Однако, все вышеперечисленные способы имеют очень важный изъян. Вместе с уменьшением оборотов, одновременно уменьшается и мощность работы мотора. В некоторых случаях, его можно остановить даже просто рукой. В некоторых случаях, это может быть приемлемо, но большей частью, это является серьёзным препятствием.

Хорошим вариантом является выполнение регулировки оборотов посредством использования тахогенератора. Его обычно устанавливают на заводе. При отклонениях в скорости вращения мотора, через симисторы в мотор передаётся уже откорректированное электропитание, соответствующее требуемой скорости вращения. Если в эту схему встроить регулировку вращения мотора, то потери мощности здесь происходить не будет.

Как это выглядит конструктивно? Наиболее распространены реостатная регулировка вращения, и сделанная на основе использования полупроводников.

В первом случае, речь идёт о переменном сопротивлении с механической регулировкой. Она последовательно подключается к коллекторному электродвигателю. Недостатком является дополнительное выделение тепла и дополнительная трата ресурса аккумулятора. При таком способе регулировк, происходит потеря мощности вращения мотора. Является дешёвым решением. Не применяется для достаточно мощных моторов по упомянутым причинам.

Во втором случае, при использовании полупроводников, происходит управление мотором путём подачи определённых импульсов. Схема может менять длительность таких импульсов, что в свою очередь, меняет скорость вращения без потери мощности.

Выбор схемы

Выяснив все условия, при которых будет использоваться мотор, можно начинать изготавливать регулятор оборотов коллекторного двигателя. Начинать стоит с выбора подходящей схемы, которая обеспечит вас всеми необходимыми характеристиками и возможностями. Следует вспомнить их:

Рассматривая множество схем в интернете, можно сделать вывод о том, что мало кто занимается созданием подобных «агрегатов». Это связано со сложностью принципа управления, так как необходимо организовать регулирование многих параметров. Угол открытия тиристоров, длительность импульса управления, время разгона-торможения, скорость нарастания момента. Данными функциями занимается схема на контроллере, выполняющая сложные интегральные вычисления и преобразования. Рассмотрим одну из схем, которая пользуется популярностью у мастеров-самоучек или тех, кто просто хочет с пользой применить старый двигатель от стиральной машины.

Всем нашим критериям отвечает схема управления скоростью вращения коллекторным двигателем, собранная на специализированной микросхеме TDA 1085. Это полностью готовый драйвер для управления моторами, которые позволяют регулировать скорость от 0 до максимального значения, обеспечивая поддержание момента за счёт использования тахогенератора.

Как изготовить своими руками?

Существуют различные варианты схем регулировки. Приведём один из них более подробно.

Вот схема его работы:

Первоначально, это устройство было разработана для регулировки коллекторного двигателя на электротранспорте. Речь шла о таком, где напряжение питания составляет 24 В, но эта конструкция применима и для других двигателей.

Слабым местом схемы, которое было определено при испытаниях её работы, является плохая пригодность при очень больших значениях силы тока. Это связано с некоторым замедлением работы транзисторных элементов схемы.

Рекомендуется, чтобы ток составлял не более 70 А. В этой схеме нет защиты по току и по температуре, поэтому рекомендуется встроить амперметр и контролировать силу тока визуально. Частота коммутации составит 5 кГц, она определяется конденсатором C2 ёмкостью 20 нф.

При этом, рекомендуется подобрать величину R1 таким образом, чтобы правильно настроить работу регулятора. С выхода микросхемы, управляющий импульс поступает на двухтактный усилитель на транзисторах КТ815 и КТ816, далее идёт уже на транзисторы.

Печатная плата имеет размер 50 на 50 мм и изготавливается из одностороннего стеклотекстолита:

На этой схеме дополнительно указаны 2 резистора по 45 ом. Это сделано для возможного подключения обычного компьютерного вентилятора для охлаждения прибора. При использовании в качестве нагрузки электродвигателя, необходимо схему заблокировать блокирующим (демпферным) диодом, который по своим характеристикам соответствует удвоенному значению тока нагрузки и удвоенному значению питающего напряжения.

Работа устройства при отсутствии такого диода может привести к поломке вследствие возможного перегрева. При этом, диод нужно будет поместить на теплоотвод. Для этого, можно воспользоваться металлической пластиной, которая имеет площадь 30 см2.

Регулирующие ключи работают так, что потери мощности на них достаточно малы. В оригинальной схеме, был использован стандартный компьютерный вентилятор. Для его подключения использовалось ограничительное сопротивление 100 Ом и напряжение питания 24 В.

Собранное устройство выглядит следующим образом:

При изготовлении силового блока (на нижнем рисунке), провода должны быть присоединены таким образом, чтобы было минимум изгибов тех проводников по которым проходят большие токи.Мы видим, что изготовление такого прибора требует определённых профессиональных знаний и навыков. Возможно, в некоторых случаях имеет смысл воспользоваться покупным устройством.

Устройство регулятора

В мире существует множество схем таких устройств. Тем не менее всех их можно разделить на 2 группы: стандартные и модифицированные изделия.

Стандартное устройство

Типичные изделия отличаются простотой в изготовлении идинистора, хорошей надёжностью при изменении оборотов двигателя. Как правило, такие модели основываются на тиристорных регуляторах. Принцип работы подобных схем достаточно прост:

1. Заряд идёт на конденсатор.
2. Через переменный резистор идёт напряжение пробоя Динистор.
3. Далее он «пробивается».
4. «Открывается » симистор, который отвечает за нагрузку.
5. Чем выше будет напряжение, тем чаще будет «открываться симистор».

Таким образом, происходит регулировка оборотов коллекторного двигателя. В большинстве случаев подобную схему используют в зарубежных бытовых пылесосах. Однако следует знать, что такой регулятор оборотов не обладает обратной связью. Поэтому при изменении нагрузки придётся настраивать обороты электродвигателя.

Изменённые схемы

Конечно, стандартное устройство устраивает многих любителей регуляторов оборотов «покопаться» в электронике. Однако, без прогресса и улучшения изделий мы бы до сих пор жили в каменном веке. Поэтому постоянно изобретаются более интересные схемы, которые с удовольствием применяют многие производители.

Чаще всего используются реостатные и интегральные регуляторы. Как понятно из названия, первый вариант основан на реостатной схеме. Во втором же случае применяется интегральный таймер.

Реостатные отличаются эффективностью в смене количества оборотов коллекторного двигателя. Высокая эффективность обусловлена силовыми транзисторами, которые забирают часть напряжения. Таким образом, снижается поступление тока и двигатель работает с меньшим усердием.

Видео: устройство регулятора оборотов с поддержанием мощности

Главный недостаток такой схемы заключается в большом объёме выделяемого тепла. Поэтому для бесперебойной работы, регулятор должен постоянно охлаждаться. Притом охлаждение устройства должно быть интенсивным.

Иной подход реализован в интегральном регуляторе, где за нагрузку отвечает интегральный таймер. Как правило, в подобных схемах используются транзисторы практически любых наименований. Это связано с тем, что в составе имеется микросхема, обладающая большими значениями выходного тока.

Если нагрузка меньше 0,1 ампера, то всё напряжение поступает прямо на микросхему в обход транзисторов. Однако для эффективной работы регулятора необходимо, чтобы на затворе было напряжение 12В. Поэтому электроцепь и напряжение самого питания должно соответствовать этому диапазону.

Трехфазный

Такие электромоторы большей частью используются в производстве. Принцип работы устанавливается по его конструкции – с фазным или короткозамкнутым ротором. Чтобы его запустить не нужна стартовая обмотка, конденсатор или прочие приборы. Пусковой ток, а также мощность достаточно высокие. Применяется в станках, насосах, сельхозтехнике.

• Фейсбук
• Гугл+
• ЖЖ
• Blogger

• замкнутые – составляют 90% всех элетродвигателей. Бывают различной мощности от 250 Вт;
• фазные – их устройства и принцип работы отличаются от трехфазного электродвигателя.

• Фейсбук
• Гугл+
• ЖЖ
• Blogger

Принцип работы и разновидности коллекторных двигателей

Каждый электродвигатель состоит из коллектора, статора, ротора и щёток. Принцип его работы довольно прост:

1. Ток подаётся на статор и ротор, соединённые друг с другом.
2. Образуется магнитное поле.
3. Из-за воздействия магнитного напряжения, ротор начинает вращаться.
4. Щётки (обычно их изготавливают из графита) передают напряжение на ротор.
5. При изменении направления тока в статоре или роторе, вращение вала происходит в другую сторону.

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

• специализированными однофазными ПЧ
• трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

• интеллектуальное управление двигателем
• стабильно устойчивая работа двигателя
• огромные возможности современных ПЧ:

• возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
• многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
• входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
• различные выходы
• коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
• предустановленные скорости
• ПИД-регулятор

Минусы использования однофазного ПЧ:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

• более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
• разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

Преимущества:

• более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
• огромный выбор по мощности и производителям
• более широкий диапазон регулирования частоты
• все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

Недостатки метода:

• необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
• пульсирующий и пониженный момент
• повышенный нагрев
• отсутствие гарантии при выходе из строя, т. к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

Принцип управления

При задании скорости вращения вала двигателя резистором в цепи вывода 5 на выходе формируется последовательность импульсов для отпирания симистора на определенную величину угла. Интенсивность оборотов отслеживается по тахогенератору, что происходит в цифровом формате. Драйвер преобразует полученные импульсы в аналоговое напряжение, из-за чего скорость вала стабилизируется на едином значении, независимо от нагрузки. Если напряжение с тахогенератора изменится, то внутренний регулятор увеличит уровень выходного сигнала управления симистора, что приведёт к повышению скорости.

Микросхема может управлять двумя линейными ускорениями, позволяющими добиваться требуемой от двигателя динамики. Одно из них устанавливается по Ramp 6 вывод схемы. Данный регулятор используется самими производителями стиральных машин, поэтому он обладает всеми преимуществами для того, чтобы быть использованным в бытовых целях. Это обеспечивается благодаря наличию следующих блоков:

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя

Регулятор оборотов в двигателе нужен для совершения плавного разгона и торможения. Широкое распространение получили такие приборы в современной промышленности. Благодаря им происходит измерение скорости движения в конвейере, на различных устройствах, а также при вращении вентилятора. Двигатели с производительностью на 12 Вольт применяются в целых системах управления и в автомобилях. Коллекторный тип двигателя состоит главным образом из ротора, статора, а также щёток и тахогенератора.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Регулятор оборотов коллекторного двигателя без потерь
• Как сделать регулятор оборотов электродвигателя 12в, 220в, 24в
• Регулятор оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины
• Регулятор оборотов электродвигателя — TDA1085
• блок управления коллекторным двигателем постоянного тока.
• Самостоятельное изготовление регулятора оборотов электродвигателя

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ✅⚡️Как сделать простой регулятор мощности — оборотов. «ШИМ регулятор» Simple PWM ⚡️✅

Регулятор оборотов коллекторного двигателя без потерь

Практически во всех бытовых приборах и электроинструментах используется коллекторныйдвигатель. В более новых моделях болгарок, шуруповертов, ручных фрезеров, пылесосов, миксеров и других присутствует регулировка оборотов двигателя, но в более поздних моделях такой функции нет. Такими инструментами и бытовыми приборами не всегда удобно работать, и поэтому существуют регуляторы оборотов с поддержанием мощности. Двигатели делятся на три типа: коллекторный, асинхронный и бесколлекторный.

В большинстве электроинструментов стоит первый тип. Этот электродвигатель имеет довольно компактный размер. Его мощность значительно выше, чем у асинхронного, а цена довольно низкая. Что касается асинхронных, то этот тип в основном используется в металлообрабатывающей отрасли, а также широкое распространение они получили в угледобывающих шахтах.

Довольно редко их можно встретить в быту. Бесколлекторный электродвигатель используется там, где нужны большие обороты, точное позиционирование и малые размеры. Например, в различной медицинской технике, авиамоделировании. Принцип работы довольно прост. Если рамку прямоугольной формы, которая имеет ось вращения, поместить между плюсами постоянного магнита, то она начнет вращаться. Направление зависит от направления тока в рамке.

В составе этого типа присутствуют якорь и статор. Якорь вращается, а статор стоит неподвижно. Как правило, на якоре стоит не одна рамка, а 4,5 или более. Асинхронный двигатель работает по другому принципу. Благодаря эффекту переменного магнитного поля в статорных катушках он приводится во вращение. Если углубиться в курс физики, то можно вспомнить, что вокруг проводника, через который проходит ток, создается своеобразное магнитное поле, заставляющее вращаться ротор.

Принцип работы бесколлекторного типа основан на включении обмоток так, чтобы магнитные поля статора и ротора были ортогональны друг другу, а вращающий момент регулируется специальным драйвером. На рисунке отчетливо видно, что для перемещения ротора нужно выполнить необходимую коммутацию, но и регулировать обороты не представляется возможным. Тем не менее бесколлекторный двигатель может очень быстро набирать обороты. Еще одной составляющей электродвигателя являются графитовые щетки, по которым ток течет к якорю.

В зависимости от комплектации могут присутствовать датчики Холла, которые дают возможность плавного запуска и регулировки оборотов. Чем выше подаваемое напряжение, тем выше обороты.

Этот тип может работать как от переменного, так и от постоянного тока. По классификации коллекторные двигатели можно разделить на те, что работают от переменного и от постоянного тока. Их также можно разделить по типу возбуждения обмотки: двигатели с параллельным, последовательным и смешанным параллельно-последовательным возбуждением. Эти типы регулировки плохи тем, что с уменьшением или увеличением напряжения падает и мощность.

В некоторых электроинструментах это допустимо, но, как показывает практика, в большинстве случаев это является неприемлемым из-за сильного падения мощности и, соответственно, КПД. Наиболее приемлемым вариантом будет регулятор на основе симистора или тиристора. Мало того что такой регулятор не уменьшает мощность при уменьшении напряжения, он еще и позволяет осуществлять более плавный пуск и регулировку оборотов. К тому же такую схему можно сделать своими руками. Ниже изображен регулятор оборотов с поддержанием мощности.

Схема собрана на базе симистора BTA 41 В. Все номиналы электроэлементов обозначены на схеме. Это схема после сборки, работает довольно стабильно и обеспечивает плавную регулировку коллекторного двигателя. При уменьшении выходного напряжения мощность не уменьшается, что является весомым плюсом.

При желании можно собрать регулятор оборотов коллекторного двигателя В своими руками. Она успешно справится с регулировкой таких электроинструментов, как дрель, болгарка, циркулярка, лобзик. При желании можно использовать схему в качестве регулятора мощности ТЭН-ов, обогревателей и в качестве диммера. К минусам можно отнести невозможность регулировки мощности приборов, которые питаются от постоянного тока. Если потребитель не имеет большой мощности, то возможно последовательно подсоединить переменный резистор, но тогда КПД такого регулятора резко упадет.

Существуют схемы, при помощи которых возможно довольно плавно регулировать обороты, не уменьшая КПД. Такой регулятор подойдет для изменения яркости различных ламп, напряжения питания, не превышающего 12 В.

Эта схема также выполняет роль стабилизатора частоты вращения, при изменении механической нагрузки на вал обороты остаются неизменными. Эта схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока 12 В вполне подойдет для регулировки и стабилизации оборотов двигателей с током, не превышающим 5 А. В эту схему входит драйвер на биполярных транзисторах и таймер , что обеспечивает стабильную работу и плавную скорость регулировки.

Цена на детали довольно низкая, а это является несомненным плюсом. Можно также собрать регулятор оборотов электродвигателя 12 В своими руками. Как правило, этот тип применяется на различных производствах, начиная от шахт и заканчивая металлообрабатывающими отраслями. Например, в угольных шахтах для плавного пуска конвейерных лент используется пускатель АПМ, в который встроено устройство на тиристорах, позволяющее плавно запустить конвейер.

Асинхронный однофазный двигатель применяется также в автомобилях, вентиляторах печек, двигателях, которые приводят в движение дворники, бытовых вентиляторах, питающихся от напряжения В. В машине двигатели работают от постоянного напряжения 12 вольт, но плавный запуск в них не предусмотрен. Для регулировки оборотов асинхронного двигателя применяются так называемые частотные преобразователи.

Эти преобразователи позволяют кардинально менять форму и частоту сигнала. Как правило, такие преобразователи собраны на базе мощных полупроводниковых транзисторов и импульсных модуляторов, а всеми элементами управляет ШИМ-контроллер.

Следует помнить: чем плавней разгон двигателя, тем меньше он испытывает перегрузок. Это касается редукторов, конвейеров, мощных насосов, лифтов. Вот одна схема регулятора оборотов асинхронного двигателя В. С помощью этой схемы можно регулировать обороты двигателей, мощность которых не превышает 1 тыс. При сборке этой схемы есть нюансы, которые необходимо учесть:. Из-за значительного нагрева диодный мост и силовые транзисторы необходимо установить на радиатор. Если предполагается подключение двигателя мощностью до Вт, то термодатчик ставить необязательно, а для управления можно использовать опторазвязку.

Чтобы увеличить срок службы различных видов двигателей, рекомендуется пользоваться регуляторами оборотов, решающими большое количество проблем. Автор: chebo Распечатать Оцените статью:.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя своими руками. Применение регуляторов оборотов электродвигателя на в. Частотный регулятор оборотов для асинхронного двигателя. Поделиться на Facebook. Поделиться в ВК. Поделиться в ОК. Поделиться в Twitter.

Как сделать регулятор оборотов электродвигателя 12в, 220в, 24в

Обычно регулирование оборотов для двигателей на вольт осуществляют с помощью тиристоров. Типовой схемой считается подсоединение электродвигателя в разрыв анодной цепи тиристора. Но во всех подобных схемах должен быть надежный контакт. И поэтому их нельзя применить в регулировании частоты вращения коллекторных двигателей, так как механизм щеток искусственно создает небольшие обрывы цепи.

В первом регуляторе оборотов двигателя плавное регулирование числа Вторая схема регулятора оборотов коллекторного двигателя собранный на .

Регулятор оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины

При использовании электродвигателя в инструментах, одной из серьёзных проблем является регулировка скорости их вращения. Если скорость недостаточно высока, то действие инструмента является недостаточно эффективным. Если же она излишне высока, то это приводит не только к существенному перерасходу электрической энергии, но и к возможному пережогу инструмента. При слишком высокой скорости вращения, работа инструмента может стать также менее предсказуемой. Как это исправить? Для этой цели принято использовать специальный регулятор скорости вращения. В прошлом, вторая из указанных категорий имела наибольшее распространение. Объясняется это тем, что они имеют большую степень компактности, они мощнее и процесс управления ими является более простым. Важным моментом здесь является подключение тока к этой рамке.

Регулятор оборотов электродвигателя — TDA1085

Приложение к статье : Важнейший станок «деревянного» моделиста. Прежде всего — для чего это нужно. Почти у каждого моделиста имеется самодельный или промышленный электроинструмент с приводом от коллекторного двигателя постоянного тока. При этом обычно такой инструмент не имеет регулятора оборотов или имеется простейшая ступенчатая регулировка.

Попросили меня собрать регулятор оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины на микросхеме TDA Регулятор исправно заработал, но при сборке кое что мне не понравилось в плате и схеме.

блок управления коллекторным двигателем постоянного тока.

Для выполнения многих видов работ по обработке древесины, металла или других типов материалов требуются не высокие скорости, а хорошее тяговое усилие. Правильнее будет сказать — момент. Именно благодаря ему запланированную работу можно выполнить качественно и с минимальными потерями мощности. Для этого в качестве приводного устройства применяются моторы постоянного тока или коллекторные , в которых выпрямление питающего напряжения осуществляется самим агрегатом. Тогда для достижения требуемых рабочих характеристик необходима регулировка оборотов коллекторного двигателя без потери мощности.

Самостоятельное изготовление регулятора оборотов электродвигателя

Полезные советы. Как сделать регулятор оборотов коллекторного двигателя В своими Диммер для электродвигателя вольт. Как сделать регулятор Регулятор оборотов электродвигателя: изменение скорости вращения и Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя В.

Регулятор оборотов двигателя электроинструмента — схема и принцип менее, как болгарки, так и дрели построены на базе коллекторных двигателей.

Прекрасный для самоделок мотор от стиральной машины имеет слишком высокие обороты, и малый ресурс на максимальных оборотах. Поэтому я применяю простой самодельный регулятор оборотов без потери мощности. Схема опробована и показала прекрасный результат. Обороты регулируются примерно от до max.

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя в бывает двух типов — стандартная и модифицированная. Все зависит непосредственно от регулятора, который вы используете. Множество бытовых приборов и электроинструментов не обходятся без коллекторного электродвигателя. Такая популярность подобного электродвигателя обусловлена универсальностью. Для коллекторного электродвигателя может использование питание от тока постоянного или переменного напряжения.

Практически во всех бытовых приборах и электроинструментах используется коллекторныйдвигатель. В более новых моделях болгарок, шуруповертов, ручных фрезеров, пылесосов, миксеров и других присутствует регулировка оборотов двигателя, но в более поздних моделях такой функции нет.

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности — это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат. Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь — это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ — широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока. Самый простой пример преобразователя — это обычный стабилизатор напряжения.

Коллекторный тип двигателя состоит главным образом из ротора, статора, а также щёток и тахогенератора. В виде регуляторов оборотов электродвигателей В и В применяются особые частотные преобразователи. Такие устройства относят к высокотехнологическим, они и помогают совершить кардинальное преобразование характеристики тока форму сигнала, а также частоту. В их комплектации имеются мощные полупроводниковые транзисторы, а также широтно-импульсный модулятор.

Регулятор оборотов на щеточный двигатель. Самостоятельное изготовление регулятора оборотов электродвигателя. Короткозамкнутый и фазный роторы

Не каждая современная дрель или болгарка оснащена заводским регулятором оборотов, и чаще всего регулировка оборотов не предусмотрена вовсе. Тем не менее, как болгарки, так и дрели построены на базе коллекторных двигателей, что позволяет каждому их владельцу, маломальски умеющему обращаться с паяльником, изготовить собственный регулятор оборотов из доступных электронных компонентов, хоть из отечественных, хоть из импортных.

В данной статье мы рассмотрим схему и принцип работы простейшего регулятора оборотов двигателя электроинструмента, и единственное условие — двигатель должен быть коллекторным — с характерными ламелями на роторе и щетками (которые порой искрят).

Приведенная схема содержит минимум деталей, и подойдет для электроинструмента мощностью до 1,8 кВт и выше, для дрели или болгарки. Похожая схема используется для регулировки оборотов в автоматических стиральных машинах, в которых стоят коллекторные высокоскоростные двигатели, а также в диммерах для ламп накаливания. Подобные схемы, в принципе, позволят регулировать температуру нагрева жала паяльника, электрического обогревателя на базе ТЭНов и т. д.

Потребуются следующие радиоэлектронные компоненты:

Резистор постоянный R1 — 6,8 кОм, 5 Вт.

Переменный резистор R2 — 2,2 кОм, 2 Вт.

Резистор постоянный R3 — 51 Ом, 0,125 Вт.

Конденсатор пленочный C1 — 2 мкф 400 В.

Конденсатор пленочный C2 — 0,047 мкф 400 вольт.

Диоды VD1 и VD2 — на напряжение до 400 В, на ток до 1 А.

Тиристор VT1 — на необходимый ток, на обратное напряжение не менее 400 вольт.

В основе схемы — тиристор. Тиристор представляет собой полупроводниковый элемент с тремя выводами: анод, катод, и управляющий электрод. После подачи на управляющий электрод тиристора короткого импульса положительной полярности, тиристор превращается в диод, и начинает проводить ток до тех пор, пока в его цепи этот ток не прервется или не сменит направление.

После прекращения тока или при смене его направления, тиристор закроется и перестанет проводить ток, пока не будет подан следующий короткий импульс на управляющий электрод. Ну а поскольку напряжение в бытовой сети переменное синусоидальное, то каждый период сетевой синусоиды тиристор (в составе данной схемы) станет отрабатывать строго начиная с установленного момента (в установленной фазе), и чем меньше во время каждого периода тиристор будет открыт, тем ниже будут обороты электроинструмента, а чем, соответственно, дольше тиристор будет открыт, тем выше будут обороты.

Как видите, принцип прост. Но применительно к электроинструменту с коллекторным двигателем, схема работает хитрее, и об этом мы расскажем далее.

Итак, в сеть здесь включены параллельно: измерительная цепь управления и силовая цепь. Измерительная цепь состоит из постоянного и переменного резисторов R1 и R2, из конденсатора C1, и диода VD1. Для чего нужна эта цепь? Это делитель напряжения. Напряжение с делителя, и что важно, противо-ЭДС с ротора двигателя, складываются в противофазе, и формируют импульс для открывания тиристора. Когда нагрузка постоянна, то и время открытого состояния тиристора постоянно, следовательно обороты стабилизированы и постоянны.

Как только нагрузка на инструмент, и следовательно на двигатель, увеличивается, то величина противо-ЭДС уменьшается, поскольку обороты снижаются, значит сигнал на управляющий электрод тиристора возрастает, и открывание происходит с меньшей задержкой, то есть мощность подводимая к двигателю возрастает, увеличивая упавшие обороты. Так обороты сохраняются постоянными даже под нагрузкой.

В результате совместного действия сигналов от противо-ЭДС и с резистивного делителя, нагрузка не сильно влияет на обороты, а без регулятора это влияние было бы существенным. Таким образом при помощи данной схемы достижима устойчивая регулировка оборотов в каждом положительном полупериоде сетевой синусоиды. При средних и малых скоростях вращения этот эффект более выражен.

Однако, при повышении оборотов, то есть при повышении напряжения, снимаемого с переменного резистора R2, стабильность поддержания скорости постоянной снижается.

Лучше на этот случай предусмотреть шунтирующую кнопку SA1 параллельно тиристору. Функция диодов VD1 и VD2 — обеспечение однополупериодного режима работы регулятора, так как напряжения с делителя и с ротора сравниваются лишь в отсутствие тока через двигатель.

Конденсатор C1 расширяет зону регулирования на малых скоростях, а конденсатор C2 снижает чувствительность к помехам от искрения щеток. Тиристор нужен высокочувствительный, чтобы ток менее 100 мкА смог бы его открыть.

Каждый из нас дома имеет какой-то электроприбор, который работает в доме не один год. Но со временем мощность техники слабеет и не выполняет своих прямых предназначений. Именно тогда стоит обратить внимание на внутренности оборудования. В основном проблемы возникают с электродвигателем, который отвечает за функциональность техники. Тогда стоит обратить свое внимание на прибор, который регулирует обороты мощности двигателя без снижения их мощности.

Виды двигателей

Регулятор оборотов с поддержанием мощности — изобретение, которое вдохнет новую жизнь в электроприбор, и он будет работать как только что приобретенный товар
. Но стоит помнить о том, что двигатели бывают разных форматов и у каждого своя предельная работа.

Двигатели разные по характеристикам. Это значит то, что та или иная техника работает на разных частотах оборота вала, запускающего механизм. Мотор может быть
:

1. однофазным,
2. двухфазным,
3. трехфазным.

В основном трехфазные электромоторы встречаются на заводах или крупных фабриках. В домашних условиях используются однофазные и двухфазные. Данного электричества хватает на работу бытовой техники.

Регулятор оборотов мощности

Принципы работы

Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.

С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее
. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.

Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора. Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма. Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.

Вращение вала

Двигатели делят на
:

1. асинхронные,
2. коллекторные.

Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах. И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен. Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.

Коллекторный двигатель используется очень часто
. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.

Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.

Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.

Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм
. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.

Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера. Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме. Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.

При перегрузке (сверлении большого числа отверстий в бетоне например) у электродрели FIT часто выходит из строя регулятор скорости, совмещённый с кнопкой включения. Для его ремонта необходимо сначала аккуратно разобрать дрель, извлечь из неё регулятор и отключить от него провода, предварительно записав, какой провод к какому контакту подключен.

Разбирается корпус регулятора отгибанием боковин и выводом крышки из фиксаторов, без клея. Надо соблюдать осторожность и неторопливость — там находятся 2 пружинки, которые соскучились по свету и полётам))).

С механикой всё несложно — чистим контакты и промываем спиртом от грязи. Плату со схемой легко вынимаем, предварительно выдвинув из пазов медные квадратики зажимов-контактов. Единственный элемент схемы, который выходит из строя — симистор. Находим его и «обезвреживаем», выпаяв подходящие к нему проводники (хороним на месте).

От управляющего электрода делаем отвод тонким многожильным проводком (чтобы вместился под крышку) и выводим при сборке в существующее отверстие. Обратная сборка регулятора проблем не составляет (при наличии аккуратности и неторопливости!). От зажимов регулятора (не от фазного) делаем 2 доп. отвода гибким проводом, для подключения симистора. Он становится вынесенным элементом регулятора. (места в ручке, для его расположения, вполне достаточно).

Схема регулятора оборотов
дрели

На рисунке ниже рассмотрена схема регулятора оборотов
электродвигателя дрели, собранного в облике отдельного наружного блока и подходящего для всех дрелей мощностью до 1,8 кВт, также для других схожих устройств, где употребляется коллекторный движок переменного тока, допустим, в болгарках. Детали регулятора на схеме подобраны для типовой дрели мощностью около 270 Вт, 650 об/мин, напряжение 220В.

Тиристор типа КУ202Н с намерением его обычного остывания смонтирован на радиаторе. Чтоб задать подходящую частоту вращения электродвигателя шнур регулятора подсоединяют в сетевую розетку 220 В, а дрель
включают уже туда. Потом, двигая ручку переменного сопротивления R задают требуемые обороты для старенькой дрели.

Представленная схема довольно ординарна для повторения даже начинающим радиолюбителем. Нужные для сборки составляющие и детали дешевы и просто доступны. Рекомендуется сборка конструкции в отдельном коробе с розеткой. Такое устройство можно использовать в роли переноски с типовым регулятором мощности

Читайте так же

Механизм работы этой радиолюбительской самоделки последующий, когда нагрузка маленькая, то ток течет небольшой, как только нагрузка растет, обороты плавненько увеличиваются.

ЧАСТОТНИК/

РЕГУЛЯТОР
ОБОРОТОВ БЕЗ ПОТЕРИ МОЩНОСТИ

частотник, с целью повышения и уменьшения оборотов
, без потери мощности
. ХОЧЕШЬ ТАКОЙ ЖЕ? ПОКУПАЙ ПРЯМО.

Регулятор оборотов
для дрели, УШМ, электро рубанка и тд.

Регулятор оборотов
для дрели
который мне обошелся чуть больше доллара.

Читайте так же

Микросборку LM317 требуется установить на радиатор. Диоды 1N4007 можно заменить на аналогичные рассчитанные на ток не ниже 1А. Печатная плата сделана на одностороннем стеклотекстолите. Сопротивление R5 мощностью не ниже 2Вт, или проволочное.

Источник питания на напряжение 12В должен иметь небольшой запас по току. Резистором R1 задаем необходимую частоту вращения на холостом ходу. Сопротивление R2 необходимо для установки чувствительности по отношению к нагрузке, им задается требуемый момент увеличения числа оборотов микродрели. Если увеличить емкость C4, то растет время задержки высоких оборотов.

Представленная ниже схема позволяет собрать очень простой, дешевый и полезный регулятор скорости вращения 12-вольтной микродрели для сверления отверстий в печатных платах в радиолюбительской практике.

Микросборка LM555 используется в роли широтно-импульсного модулятора. Питающее напряжение для ШИМ понижается и стабилизируется с помощью микросхемы LM7805). Прецизионный подстроечный резистор P1 на 50 КОм позволяет регулировать скорость вращения дрели. Полевой транзистор IRL530N применяется в роли выходного приводного элемента и может коммутировать ток до 27А. Кроме того он обладает быстрым временем переключения и малым сопротивлением. Диод 1N4007 нужен для защиты от ЭДС противодействия. В качестве альтернативы можно взять диод Шоттки MBR1645.

ШИМ (широтно-импульсная модуляция), используемая в этой конструкции, является эффективным методом изменения скорости и мощности для всех двигателей постоянного тока.

Читайте так же

Дрель интерскол ду 750эр смена кнопки
У современных электронных ручных дрелей пусковая кнопка отвечает не только лишь за коммутацию электропитания соблюдая принцип «вкл-выкл» и «вперёд-назад», однако обеспечивает плавную регулировку мощности (скорости вращения патрона) зависимо от силы нажима на кнопку. Напротив у инструмен…

Полируем автомобиль с помощью дрели или болгарки (используя насадки)
Видя ухоженный автомобиль, переливающийся блеском, прохожие одобрительно кивают, а владелец испытывает гордость не удовлетворение. В связи с этим некоторые автомобилисты тщательно следят за обликом своего железного «друга». Полировка кузова – та самая процедура, что пр…

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

Зачем нужен регулятор оборотов

Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото – мощный регулятор для асинхронного двигателя

Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

Фото – регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

1. Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
2. Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
3. Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
4. Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

Устройство часто используется для сварочного аппарата (в основном для полуавтоматов), электрической печки, ряда бытовых приборов (пылесоса, швейной машинки, радио, стиральной машины), домашнего отопителя, различных судомоделей и т.д.

Фото – шим контроллер оборотов

Принцип работы регулятора оборотов

Регулятор оборотов представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:

1. Двигателя переменного тока;
2. Главного контроллера привода;
3. Привода и дополнительных деталей.

Когда двигатель переменного тока запускается на полную мощность, происходит передача тока с полной мощностью нагрузки, такое повторяется 7-8 раз. Этот ток сгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться продолжительное время. Это может значительно снизить долговечность двигателя. Иными словами, преобразователь – это своеобразный ступенчатый инвертор, который обеспечивает двойное преобразование энергии.

Фото – схема регулятора для коллекторного двигателя

В зависимости от входящего напряжения, частотный регулятор числа оборотов трехфазного или однофазного электродвигателя, происходит выпрямление тока 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется при помощи выпрямляющего диода, который расположен на входе энергии. Далее ток проходит фильтрацию при помощи конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электросхема. Теперь обмотки асинхронного электродвигателя готовы к передаче импульсного сигнала и их интеграции к нужной синусоиде. Даже у микроэлектродвигателя эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.

Фото – синусоида нормальной работы электродвигателя

Как выбрать регулятор

Существует несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор оборотов для автомобиля, станочного электродвигателя, бытовых нужд:

1. Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Первые чаще применяются, но вторые считаются более надежными;
2. Мощность. Это один из самых важных факторов для выбора электрического преобразователя частот. Нужно подбирать частотник с мощностью, которая соответствует максимально допустимой на предохраняемом приборе. Но для низковольтного двигатель лучше подобрать регулятор мощнее, чем допустимая величина Ватт;
3. Напряжение. Естественно, здесь все индивидуально, но по возможности нужно купить регулятор оборотов для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
4. Диапазон частот. Преобразование частоты – это основная задача данного прибора, поэтому старайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать Вашим потребностям. Скажем, для ручного фрезера будет достаточно 1000 Герц;
5. По прочим характеристикам. Это срок гарантии, количество входов, размер (для настольных станков и ручных инструментов есть специальная приставка).

При этом также нужно понимать, что есть так называемый универсальный регулятор вращения. Это частотный преобразователь для бесколлекторных двигателей.

Фото – схема регулятора для бесколлекторных двигателей

В данной схеме есть две части – одна логическая, где на микросхеме расположен микроконтроллер, а вторая – силовая. В основном такая электрическая схема используется для мощного электрического двигателя.

Видео: регулятор оборотов электродвигателя с ШИро V2

Как сделать самодельный регулятор оборотов двигателя

Можно сделать простой симисторный регулятор оборотов электродвигателя, его схема представлена ниже, а цена состоит только из деталей, продающихся в любом магазине электротехники.

Для работы нам понадобится мощный симистор типа BT138-600, её советует журнал радиотехники.

Фото – схема регулятора оборотов своими руками

В описанной схеме, обороты будут регулироваться при помощи потенциометра P1. Параметром P1 определяется фаза входящего импульсного сигнала, который в свою очередь открывает симистор. Такая схема может применяться как в полевом хозяйстве, так и в домашнем. Можно использовать данный регулятор для швейных машинок, вентиляторов, настольных сверлильных станков.

Принцип работы прост: в момент, когда двигатель немного затормаживается, его индуктивность падает, и это увеличивает напряжение в R2-P1 и C3, то в свою очередь влечет более продолжительное открытие симистора.

Тиристорный регулятор с обратной связью работает немного по-другому. Он обеспечивает обратный ход энергии в энергетическую систему, что является очень экономным и выгодным. Данный электронный прибор подразумевает включение в электрическую схемы мощного тиристора. Его схема выглядит вот так:

Здесь для подачи постоянного тока и выпрямления требуется генератор управляющего сигнала, усилитель, тиристор, цепь стабилизации оборотов.

Регуляторы скорости двигателя постоянного тока — Grainger Industrial Supply

47 изделий

Эти регуляторы регулируют скорость двигателя постоянного тока. Они управляют регулируемыми скоростями разгона и торможения и защищают двигатель от внезапных скачков напряжения. Устройства с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) регулируют импульсы напряжения для регулирования скорости. Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) преобразует переменное напряжение в постоянное и обеспечивает регулирование скорости. Эти регуляторы скорости используются с двигателями постоянного тока с постоянными магнитами или с параллельными обмотками, а также с редукторными двигателями постоянного тока в устройствах с постоянным или уменьшающимся крутящим моментом, таких как конвейеры, упаковочное оборудование и центрифуги.

Эти элементы управления регулируют скорость двигателя постоянного тока. Они управляют регулируемыми скоростями разгона и торможения и защищают двигатель от внезапных скачков напряжения. Устройства с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) регулируют импульсы напряжения для регулирования скорости. Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) преобразует переменное напряжение в постоянное и обеспечивает регулирование скорости. Эти регуляторы скорости используются с двигателями постоянного тока с постоянными магнитами или с параллельными обмотками, а также с редукторными двигателями постоянного тока в устройствах с постоянным или уменьшающимся крутящим моментом, таких как конвейеры, упаковочное оборудование и центрифуги.

Open

Скорость — NEMA 4X

9003

.

, отсортировано по максимальному току, по возрастанию

Open

SCR DC Speed ​​Controls Open , отсортирован по максимальному току, восходящая

Загрузка …
Загрузка …
Нагрузка								…
.0028
Loading…
Loading. ..
Loading…
Loading…
Loading…
Loading…
Loading…
Loading…
Loading…
Loading…
Loading…
Loading…
Загрузка…

Закрытый — IP30

СКР. Скорость DC. Прилагается – NEMA 1

SCR Регуляторы скорости постоянного тока Прилагается – NEMA 1, отсортировано по максимальному току, по возрастанию

Loading. ..

Loading…

Enclosed – NEMA 4

…

9

.

SCR DC Speed ​​Controls Enclosed – NEMA 4, sorted by Maximum Current, ascending

Загрузка …

Загрузка …

Загрузка …

Загрузка …

Загрузка …

Загрузка …

Загрузка …

Прилагаемой — NEMA 4X

SCR -CORNGE SPEED SPEEPS SPEED -SPEED — nema 4x 4X, Sorte Specmum, Sorpts Speed ​​- nema 4x. ascending

Loading…

Loading…

Loading…

Loading…

Loading…

Loading…

Loading…

Loading…

Loading…

Loading…

Идет загрузка…

Примечание. Информация о наличии товара предоставляется в режиме реального времени и постоянно корректируется. Товар будет зарезервирован для вас при оформлении заказа.

AB-026: Бездатчиковый стабилизатор скорости для двигателя постоянного тока

Бездатчиковый стабилизатор скорости для двигателя постоянного тока

Введение

Скорость двигателя — это параметр двигателя постоянного тока, который часто измеряют и контролируют, как правило, с помощью дополнительных датчиков и обратной связи с обратной связью. Для этого метода управления скоростью требуется какой-либо датчик скорости, обычно устанавливаемый на валу двигателя. Некоторые из наших двигателей постоянного тока и мотор-редукторы имеют задние валы именно для этой цели, например, 212-109.

Система управления с обратной связью для скорости двигателя постоянного тока

Эта блок-схема представляет собой типичную систему управления с обратной связью, которая может быть спроектирована для аналогового или цифрового управления.

Датчики Холла и оптические датчики обычно используются с цифровыми контроллерами, тогда как в аналоговых схемах часто используются тахогенераторы. При ШИМ-управлении можно добиться хорошей точности, гибкости и снизить потери мощности. Однако это происходит за счет дополнительного компонента и, возможно, модификации механической конструкции, если вы планируете использовать его в существующем продукте.

Для коллекторных двигателей постоянного тока можно измерять и контролировать скорость без каких-либо датчиков на двигателе, используя базовую характеристику – напряжение противо-ЭДС, зависящее от скорости.

Аналоговое измерение скорости двигателя без датчика

Двигатель постоянного тока моделируется как последовательное соединение внутреннего сопротивления и источника напряжения противо-ЭДС. Напряжение на клеммах двигателя представляет собой сумму противо-ЭДС и напряжения, падающего на сопротивление катушки.

Свяжитесь с нами по телефону

Поговорите с членом нашей команды.

---

Каталог двигателей

Ищете нашу продукцию?

Надежные, экономичные миниатюрные механизмы и двигатели, отвечающие вашим требованиям.

Эквивалентная схема коллекторного двигателя постоянного тока

Падение напряжения на внутреннем сопротивлении якоря зависит от тока двигателя (и, следовательно, от момента нагрузки). Невозможно измерить скорость напрямую, измеряя только напряжение на клеммах двигателя.

Сопротивление обмотки Ra, как правило, постоянное – хотя оно и имеет небольшую температурную зависимость, мы можем компенсировать его, чтобы падение напряжения на якоре двигателя было пропорционально току двигателя.

Поскольку прямое измерение противоЭДС невозможно, нам необходимо рассчитать его по следующему уравнению:

К сожалению, напрямую измерить напряжение якоря тоже нельзя, однако можно подключить дополнительный (внешний) резистор последовательно с двигателем. Измерение падения напряжения на этом последовательном резисторе позволяет определить противо-ЭДС.

Эквивалентная схема коллекторного двигателя постоянного тока с последовательным резистором

Если мы установим значение последовательного резистора равным сопротивлению двигателя, мы гарантируем, что любое изменение падения напряжения на последовательном резисторе будет равно падению напряжения на якоре: 𝑉𝑎=𝐼𝑎×𝑅𝑎𝑉𝑠=𝐼𝑎× 𝑅𝑠𝑅𝑠=𝑅𝑎𝑉𝑠=𝑉𝑎

Итак, сначала нам нужно узнать или измерить сопротивление якоря двигателя. Это можно сделать, измерив сопротивление на клеммах двигателя с помощью омметра или измерив ток останова при известном напряжении питания. При использовании последнего предпочтительно использовать низкое напряжение питания, чтобы избежать повреждения из-за перегрузки по току.

Например, при поставке двигателя 1,2 В и измерением 100 мА во время киоска сопротивление якоря рассчитывается как: 𝑉𝑠𝑢𝑝𝑝𝑙𝑦 = 𝐼𝑠𝑡𝑎𝑙𝑙 × 𝑅𝑎𝑅𝑎 = 𝑉𝑠𝑢𝑝𝑝𝑙𝑦𝐼𝑠𝑡𝑎𝑙𝑙𝑅𝑎 = 1,2𝑉100𝑚𝐴𝑅𝑎 = 12 Ом

При использовании омметра для измерения сопротивления выводов снимите среднее значение нескольких показаний при различных положениях ротора.

Напряжение питания будет равно последовательному напряжению резистора, напряжению сопротивления якоря и напряжению обратной ЭДС.

Мы можем рассчитать напряжение обратной ЭДС, вычитая двойное падение напряжения на последовательном резисторе из напряжения питания.

Чтобы уменьшить потери мощности, мы можем использовать более низкое значение последовательного сопротивления, но резистор в конечном итоге уменьшит напряжение, воспринимаемое двигателем. С помощью мостовой схемы можно сохранить высокую чувствительность измерения и компенсировать потери мощности в двигателе:

Мостовая схема для измерения напряжения противо-ЭДС

Правая ветвь моста состоит из последовательно соединенных двигателя M и резистора Rs . Левая ветвь представляет собой последовательное соединение резисторов R1 и R2 , каждая ветвь подключена к источнику питания. Напряжение противоЭДС измеряется между точками A и B .

Rнагрузка представляет собой входное сопротивление нашей измерительной цепи. Поскольку он будет состоять из операционного усилителя, его входное сопротивление будет намного больше, чем другие сопротивления в этой схеме (идеальные операционные усилители имеют бесконечное входное сопротивление).

Нам необходимо убедиться, что напряжение между точками A и B не зависит от тока двигателя и напряжения питания и зависит только от скорости двигателя и входного сопротивления измерительной цепи ( Rload ).

Начнем с анализа цепи без обратной ЭДС, т.е. когда двигатель заглох. Чтобы мост был сбалансирован, напряжение между точками A и B должно быть равно нулю. Это происходит до тех пор, пока соотношение между R1  и R2  то же, что и  Rs  и  Ra :𝑅2𝑅1=𝑅𝑎𝑅𝑠

h  коэффициент усиления нашего моста:ℎ=𝑅1𝑅2=𝑅𝑠𝑅𝑎

Если мы выведем двигатель из состояния остановки, напряжение противоЭДС будет пропорционально скорости: 𝑉𝑏𝑒𝑚𝑓=𝑘𝑒×𝑛

, где ke — электрическая постоянная для нашего двигателя, а n — скорость двигателя.

Если двигатель может вращаться на скорости холостого хода, для идеального двигателя мы ожидаем, что Ia  равно 0. Это связано с тем, что идеальные двигатели не учитывают сопротивление воздуха и трение в подшипниках. Напряжение на скорости без нагрузки:𝑉𝑟𝑝𝑚𝑁𝐿=𝑘𝑒×𝑛𝑁𝐿

Отсюда Vbemf  может быть подписано как:

Где K — пропорциональный коэффициент между Vbemf и V_rpm в нашей схеме.

Теперь мы можем составить систему уравнений для нашей схемы:

Текущие уравнения

Решение для I5 :𝐼5=ℎ(ℎ+1)𝑉𝑟𝑝𝑚𝑁𝐿×𝐾2ℎ(𝑅𝑎+𝑅2)+(ℎ+1)2×𝑅𝑙𝑜𝑎

Таким образом, выходное напряжение равно: 𝑉𝑟𝑝𝑚 = 𝐼5 × 𝑅𝑙𝑜𝑎𝑑 = ℎ (ℎ+1) × 𝑉𝑟𝑝𝑚𝑁𝐿 × 𝐾2ℎ (𝑅𝑎+𝑅2)+(ℎ+1) 2 × 𝑅𝑙𝑜𝑎𝑑 × 𝑅𝑙𝑜𝑎𝑑

И для работы без нагрузки:𝑉𝑟𝑝𝑚=ℎℎ+1×𝑉𝑟𝑝𝑚𝑁𝐿×𝐾

Выходное напряжение между точками A и B не зависит от источника питания и тока двигателя как без нагрузки, так и в режиме нагрузки. Оно зависит от х , и при увеличении выходного напряжения также увеличивается.

Как упоминалось ранее, сопротивление якоря будет меняться в зависимости от температуры, что разбалансирует мост и повлияет на выходную мощность  об/мин . Мост следует настраивать при рабочей температуре двигателя, чтобы свести к минимуму этот эффект.

Этот метод стабилизации скорости был популярным решением для регуляторов скорости ротора регулятора скорости, используемых в магнитофонах с использованием аналоговой электроники. В эпоху магнитофонов многие компании производили микросхемы для управления двигателем постоянного тока, чтобы лента двигалась с постоянной скоростью. Это было интересное решение, потому что оно работало линейно и не создавало шума, как контроллеры на основе ШИМ.

Общие ИС

включали LA5586, TDA7274, BA6220 и AN6550. К сожалению, большинство из них снято с производства и теперь доступно только на вторичном рынке. Схемы в ИС были немного другими, но принцип работы по-прежнему основан на мостовой схеме выше.

Эквивалент контроллера скорости двигателя LA5586 и прикладная схема

Обратите внимание, что эквивалентная схема нарисована с источниками тока и постоянным коэффициентом тока. Коэффициент текущей ликвидности составляет от 20 до 40, в зависимости от конкретной микросхемы, и обозначается как 9.0391 К . В интегральных схемах легко сделать два источника тока с одинаковыми температурными параметрами.

Двигатель подключен к одному плечу моста, а второе плечо содержит резистор со значением K раз больше, чем внутреннее сопротивление двигателя.

Цепь установившегося режима для контроллера двигателя

В установившемся режиме ток двигателя в K раз больше, чем ток через Rt . Отрицательный вход ОУ подключен к источнику напряжения, поэтому падение напряжения на резисторе Rt всегда будет ниже напряжения двигателя. Разница будет равна Vref . Напряжение в точке A (относительно земли) всегда будет выше, чем напряжение в точке B .

Без Rs ток через Rt в 40 раз меньше тока двигателя. При увеличении нагрузки двигателя напряжение в точке B увеличивается, а также увеличивается выходное напряжение усилителя. Более высокое напряжение усилителя вызывает более высокий ток двигателя, что увеличивает крутящий момент двигателя. Регулирование скорости может быть достигнуто добавлением шунтирующего резистора – напряжение между точками A  и B всегда равно опорному напряжению, поэтому легко контролировать дополнительный ток, добавленный к Rt .

Эта цепь будет сбалансирована, когда напряжение двигателя равно сумме напряжений между Rt и Rs ( Vref ). Уравнение устойчивого состояния: 𝐼𝑚 × 𝑅𝑚+𝑉𝑏𝑒𝑚𝑓 = 𝑅𝑇 × 𝐼𝑠+𝑅𝑇 × 𝐼𝑠+𝐼𝑚𝐾+𝑉𝑟𝑒𝑓

Из этого уравнение для заднего ЭДС: 𝑉𝑏𝑒𝑚𝑓 = 𝑉𝑟𝑒𝑓+(1+1𝐾) × 𝑅𝑇 × 𝐼𝑠+𝑅𝑇𝐾 –𝑅𝑚×𝐼𝑚

Предполагая:𝐾×𝑅𝑚=𝑅𝑇

тогда число оборотов определяется как  VBEMF являются: 𝑉𝑏𝑒𝑚𝑓 = 𝑉𝑟𝑒𝑓+𝑅𝑇 × (1+1𝐾) × 𝐼𝑠

Важно, чтобы во всех случаях RT было менее K x RM , в противном случае цепь была переоценена и нестабильной.

Аналоговый регулятор скорости с отрицательным сопротивлением

Увеличение нагрузки на двигатель приводит к увеличению потребляемого тока и снижению скорости. Обратная ЭДС и напряжение на двигателе также уменьшаются, этот метод управления известен как регулятор отрицательной клеммы.

В этом случае мы используем операционный усилитель для управления скоростью, поэтому наше R_load будет на тысячи больше, чем другие сопротивления в этой цепи, и его снова можно опустить.

Из предыдущего раздела мы знаем, что напряжение источника питания не изменилось  В об/мин , что позволяет нам питать нашу схему от мощного операционного усилителя или добавлять транзистор к выходу стандартного операционного усилителя. усилитель Подключив инвертирующий вход к плечу моста, между двигателем и последовательным резистором, мы можем управлять питанием моста напряжением, подключенным к неинвертирующему выходу.

Цепь управления напряжением двигателя

Входное напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя, а инвертирующий вход подключается непосредственно к клемме двигателя. Мы пока не можем управлять скоростью с помощью схемы, в связи с этим наш усилитель работает как буфер (или повторитель напряжения) с коэффициентом усиления равным 1. По сути, входное напряжение определяет напряжение двигателя.

Можно изменить скорость двигателя, задав напряжение Vin, но это не поддерживает постоянную скорость при изменении нагрузки. При постоянном входном напряжении двигатель будет вращаться быстрее при малых нагрузках и медленнее при увеличении нагрузки. Нам нужно еще несколько компонентов для стабилизации скорости двигателя.

Падение напряжения на Rs пропорционально падению напряжения на сопротивлении якоря двигателя, мы будем использовать это напряжение для компенсации падения напряжения на сопротивлении якоря. Это можно сделать, изменив схему к приведенной ниже — добавив R1 и R2 и подключив их среднюю точку к неинвертирующему входу операционного усилителя.

Цепь регулятора скорости двигателя

Соотношение R1 и R2 должно быть таким же, как Rs и Ra для обеспечения стабилизации скорости. На изображении выше показана полная схема и ее эквивалент для справки, управляющее напряжение должно быть таким же, как напряжение обратной ЭДС на желаемой скорости.

Коэффициент компенсации определяется значением Rs , но удобнее использовать стандартное значение сопротивления, чем изменять R1 или R2 соответственно.

Если скорость двигателя снижается при приложении нагрузки,   R2 значение должно быть увеличено (или R1 должно быть уменьшено). Если скорость двигателя начинает колебаться (или имеет тенденцию к увеличению) при приложении нагрузки, R2 следует уменьшить или ( R1 увеличить).

Чтобы спроектировать эту схему, нам нужно знать значение противо-ЭДС при желаемой скорости:

1. Чтобы определить напряжение противо-ЭДС на желаемой скорости, вал двигателя можно установить на бурильную машину и привести в действие. Достигнув желаемой скорости (проверено тахометром), измерьте напряжение на клеммах двигателя с помощью высокоимпедансного вольтметра.
2. Измерьте внутреннее сопротивление обмотки с помощью омметра на клеммах двигателя. Рекомендуется получить среднее значение из нескольких различных измерений положения ротора.
3. Выберите значение Rs из стандартных значений, оно может быть меньше сопротивления двигателя.
4. Выберите R1 и R2 , чтобы соотношение было таким же, как между Rs и Ra . Фактические номиналы резисторов должны быть больше Rs и Ra  для экономии тока. Поскольку эквивалентное сопротивление ветвей моста будет разным, операционный усилитель должен быть с низким входным током.
5. Подайте управляющее напряжение, соответствующее желаемой противо-ЭДС.
6. Проверьте скорость и внесите соответствующие коррективы (указанные в абзаце перед этим списком).

Для температурной компенсации можно выбрать Rs с тем же температурным коэффициентом, что и у обмоток двигателя – для меди 3400ppm. Этот резистор следует разместить как можно ближе к двигателю, чтобы поддерживать одинаковый температурный режим.

Простую схему стабилизации скорости двигателя можно сделать только на транзисторах:

Транзисторный регулятор скорости

В этой схеме T2 работает как выходной каскад, а T1 как усилитель ошибки. Сигнал на коллекторе T1 является выходным сигналом, эмиттер работает как инвертирующий вход, а база — как неинвертирующий вход.

Сигнал напряжения на двигателе подключен к неинвертирующему входу, поскольку выходной каскад инвертирует этот сигнал, что означает, что больший сигнал на коллекторе вызывает меньший ток двигателя.

Диоды Д1 и Д2 создают опорное напряжение, напряжение на эмиттере Т1 всегда ниже напряжения на клеммах двигателя. Напряжение компенсации берется из R3 и вычитается из напряжения питания моста, которое измеряется делителем напряжения R4 , R5 и R1 .

R7 и C2 представляют собой схему запуска, помогающую преодолеть статическое трение, а C1 — конденсатор компенсации частоты, предотвращающий высокочастотные колебания.

Поскольку нам необходимо точное измерение противоЭДС, которое зависит от контактного сопротивления между коллектором и щетками, лучше всего использовать двигатели с металлическими щетками. Большинство двигателей Precision Microdrives имеют металлические щетки и подходят для этого метода регулирования скорости.

Регулятор скорости со специализированной ИС

Эта схема основана на AN6651, специализированном контроллере двигателя, ранее популярном в магнитофонах.

AN6651 работает по тому же принципу, что и LA5586, описанный выше. Контакты 2 и 4 являются выходами источника тока, соотношение между управляющим выходом (контакт 2) и выходом двигателя (контакт 4) составляет 40:1.

Сопротивление R1 , подключенное между контактом 2 и источником питания, должно быть в 40 раз больше внутреннего сопротивления двигателя при таком же падении напряжения на R1 , как и на внутреннем сопротивлении двигателя: 𝐾=40 𝑅1=𝐾×𝑅𝑚

AN6651 работает по тому же принципу, что и LA5586, описанный выше. Контакты 2 и 4 являются выходами источника тока, соотношение между управляющим выходом (контакт 2) и выходом двигателя (контакт 4) составляет 40:1.

Сопротивление R1 , подключенное между контактом 2 и источником питания, должно быть в 40 раз больше внутреннего сопротивления двигателя для того же падения напряжения на R1 , что и на внутреннем сопротивлении двигателя: 𝐾=40 𝑅1=𝐾×𝑅𝑚

Например, используя стандартное значение 390 Ом для R1  (более низкое значение снижает тенденцию к возникновению колебаний), нам нужно найти значения для последовательного соединения R2 и R3. Давайте воспользуемся двигателем постоянного тока 132-100 и установим целевую скорость 2400 об/мин. Сначала нам нужны некоторые технические детали:

• Сопротивление двигателя, 𝑅𝑚 = 10 Ом
• Входное напряжение для нагрузки NO со скоростью 2400 об / мин, 𝑉𝑚 = 3,87𝑉
• Ток для нагрузки NO со скоростью 2400 об / мин, 𝐼𝑚 = 23𝑚𝐴

Мы можем расчет. на внутреннее сопротивление как: 23𝑚𝐴×10 Ом = 0,23𝑉

, и мы также можем рассчитать Vbemf как: 3,87𝑉−0,23𝑉=3,65𝑉

В установившемся режиме, когда цепь сбалансирована, уравнение для цепи: × 𝑅𝑚+𝑉𝑏𝑒𝑚𝑓 = 𝑅1 × (𝐼𝑅2𝑅3+𝐼𝑅2𝑅3+𝐼𝑚𝐾+𝑉𝑟𝑒𝑓

Из этого уравнения мы можем рассчитать заднюю ЭМФ: 𝑉𝑏𝑒𝑚𝑓 = 𝑉𝑟𝑒𝑓+𝑅1 × (1+140) × 𝐼𝑅2𝑅3

Как мы знаем из таблицы данных Vref = 1V, так: 𝐼𝑅2𝑅3 = 𝑉𝑏𝑒𝑚𝑓 — 𝑉𝑟𝑒𝑓𝑅1 × (1+140)

Для нашего двигателя есть: 𝐼𝑅2𝑅3 = 3,64–1390 × (1+140) 𝐼𝑅2𝑅3 = 0,0051𝐴. = 5,1𝑚𝐴

С этим значением мы можем рассчитать последовательное сопротивление R2 и R3 : 𝐼𝑅2𝑅3 = 𝑉𝑟𝑒𝑓𝑅2+𝑅3𝑅2+𝑅3 = 𝑉𝑟𝑒𝑓𝐼𝑅2𝑅3𝑅2+𝑅3 = 195 ОД

Мы можем использовать стандартный сопротивление 150 ω плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс плюс. Потенциометр на 100 Ом, что дает нам диапазон для точной настройки. Вычисленные значения являются приблизительными, в реальной цепи ток внутреннего источника опорного напряжения также значителен (от 0,8 до 2 мА для AN6651), это вызовет изменение тока двигателя.

Добавление потенциометра позволяет настройке регулировать скорость, и его необходимо откалибровать через некоторое время, чтобы двигатель прогрелся до рабочей температуры, чтобы свести к минимуму результирующий сдвиг сопротивления.

132-100 и цепь регулятора скорости AN6651
Плата Precision Microdrives 132-100 с AN6651
Плата Precision Microdrive 132-100 с AN6651

Регулятор скорости с дискретным операционным усилителем

Это улучшенная версия схемы операционного усилителя, описанной выше, с использованием специальной ИС. Основным улучшением является работа при низком напряжении благодаря использованию эталона с низким напряжением запрещенной зоны. Использование этого дискретного компонента минимизирует размер схемы, что идеально подходит для современных небольших корпусов.

В этой схеме компенсационное напряжение берется с последовательно включенного резистора R8 , значение которого меньше внутреннего сопротивления двигателя для снижения потерь мощности. Вторая опора моста состоит из R6 и R7 . Соотношение этих резисторов должно быть таким же, как R8 и сопротивление обмотки двигателя. R8 можно выбрать в качестве типового значения, тогда R6 и R7 следует выбрать для компенсации внутреннего падения напряжения. Для стабильной работы коэффициент R7  /  R6  должно быть больше, чем Rm  /  R8 .

Эта схема подходит для небольших двигателей с номинальным напряжением 1В ~ 2В.

Схема стабилизации скорости двигателя на основе операционного усилителя

Контроллер скорости с транзисторами

Эта недорогая схема построена на транзисторах для управления скоростью двигателя, хотя она не обеспечивает такой же точности, как операционный усилитель, ее можно сделать очень маленькой и полезной для недорогих приложений.

В этой схеме опорное напряжение составляет 1,2 В, а D1 работает как опорное напряжение. Противо-ЭДС двигателя больше, чем опорное напряжение – в зависимости от делителя напряжения R2 , R3 и R4 :

1. Во-первых, нам нужно установить коэффициент делителя напряжения, наше опорное напряжение требуемая обратная ЭДС составляет 3,6 В, делитель напряжения R2 , R3 и R4 должен иметь коэффициент: 3,61,2=3·
2. Итак, у нас есть максимальный диапазон для тонкой настройки схемы, это нужно делать, когда потенциометр ( R3 ) находится в среднем положении. Теперь нам нужно разделить оставшееся значение между каждым из остальных резисторов.
3. Когда мы знаем коэффициент делителя напряжения, выбрать R6 и R8 несложно. Нам нужно иметь такое же соотношение между делителем напряжения и R6 , R8 и внутренним сопротивлением двигателя.

Эта схема рассчитана на одну постоянную скорость, и изменение скорости с помощью триммера влияет на компенсацию скорости. Таким образом, триммер следует использовать только для настройки этой схемы в очень низкоскоростных диапазонах. Чтобы использовать эту схему с широким диапазоном настройки скорости, нам нужно внести некоторые изменения:

Двухтранзисторный регулятор скорости двигателя
Трехтранзисторный регулятор скорости двигателя

Эта схема работает по тем же правилам, что и предыдущая двухтранзисторная версия, но основное улучшение заключается в увеличении коэффициента усиления опорного напряжения транзистором Q2 . Это позволяет нам использовать опорное напряжение с запрещенной зоной микромощности, которое более стабильно, чем стандартные диоды. Еще одним улучшением от добавления Q2 является температурная компенсация Vbe между Q1 и Q2 транзисторы.

Расчет этой схемы начинается с задания напряжения противо-ЭДС. В этой схеме опорное напряжение равна LM385 — 2,5 В и напряжению VBE из Q2 : 𝑉𝑟𝑒𝑓 = 𝑉𝑏𝑔𝑟𝑒𝑓+𝑉𝑏𝑒 = 1,2𝑉+0,7𝑉 = 1,9 *

, если нам нужно VBEMF . , коэффициент делителя напряжения R2 , R4 и R3 должен быть 2:1. Потенциометр ( R3 ) предназначен для точной настройки этого напряжения, но в этой схеме изменение скорости с помощью триммера вызовет изменение компенсации. Итак, R3  предназначен только для окончательной настройки скорости в небольшом диапазоне, скажем, 5% или меньше, и должен использоваться только для компенсации допуска других значений компонентов.

После настройки этого делителя напряжения выбор значений R6 и R7 становится простым, если известно внутреннее сопротивление двигателя. Эквивалентное параллельное соединение R6 , R7 и сопротивление двигателя должно иметь то же отношение, что и R2 , R3 и R4 делителя напряжения (с R3  потенциометр установлен в среднее положение).

Precision Microdrives Трехтранзисторный регулятор скорости двигателя
Precision Microdrives Трехтранзисторный контроллер скорости двигателя

Аналоговый регулятор скорости с режимом переключения

В данных указаниях по применению описывается простая реализация аналогового регулятора скорости двигателя, основанная на измерении обратной ЭДС и управляющем ШИМ-сигнале.

При использовании ШИМ с двигателем постоянного тока по-прежнему можно управлять скоростью двигателя без каких-либо датчиков. Используя обычный недорогой драйвер с одним полевым МОП-транзистором, можно измерить противо-ЭДС, когда двигатель вращается, а транзистор закрыт.

Управление скоростью двигателя с помощью противо-ЭДС в режиме переключения аналоговая схема

Этот контроллер состоит из ШИМ-модулятора, выходного транзистора и схемы «выборка и удержание» (иногда называемой схемой «следуй и удерживай»). Модулятор PWM имеет управляющий вход, который позволяет изменять рабочий цикл. Если это незнакомо, это может показаться сложным, но общая идея довольно проста:

• , когда транзистор включен, напряжение питания подключено к клеммам двигателя, ток двигателя Im  протекает через двигатель, заставляя его ускоряться
• , когда транзистор выключен, двигатель действует как генератор, а Vm  равно Vbemf , что пропорционально скорости двигателя. Запускается схема выборки и хранения, которая сохраняет выборку Vbemf в конденсаторе

. Суммирующий узел затем вычисляет разницу между желаемой скоростью и текущей скоростью, поскольку обе они представлены напряжением (желаемое напряжение и

).0391 Вбэмф соответственно). Это напряжение ошибки используется для управления скоростью двигателя путем увеличения или уменьшения рабочего цикла модулятора ШИМ.

Из-за индуктивной природы двигателей постоянного тока измерение противо-ЭДС невозможно сразу после выключения транзистора. Когда транзистор переключается, генерируется сильный индуктивный всплеск, и индуктивный рециркуляционный ток Ir протекает через реверсивный диод. Необходима короткая задержка, пока напряжение противоЭДС не станет стабильным:

Измерение сигнала ШИМ на клеммах двигателя

Этот метод управления может быть выполнен с использованием только аналоговых компонентов или цифровых с микроконтроллером. Практическая реализация контроллера, основанного на этом методе и использующего двигатель постоянного тока 132-100, показана ниже:

Регулятор скорости двигателя на основе измерения противо-ЭДС и выхода ШИМ

В этой схеме напряжение на R2 представляет желаемую скорость, IC1A работает как усилитель ошибки и ПИД-регулятор.

Схема модулятора ШИМ построена с IC1B и IC2 , где IC1B работает как генератор треугольных волн с частотой, определяемой R12 и C4 .

IC2 действует как компаратор, который сравнивает напряжение треугольного сигнала с выхода IC2 с заданным напряжением с потенциометра R15 . Когда напряжение сигнала треугольника ниже, чем напряжение от R15 , выход компаратора высокий, и двигатель включен.

Цепь Sample & Hold изготовлена ​​ C3 , R10 , D2 , Q1 , R13 . Когда двигатель питается от T1 , Q2 включен, а узел R13 и D2 закорочен на землю, что не позволяет сделать выборку, когда на двигатель подается Vcc. Диод D2 предотвращает разряд C3 , когда Q1 включен.

Когда T1 выключен, Q2 также выключен и Vbemf может заряжать конденсатор C3 . Напряжение на C3 подается на неинвертирующий вход усилителя ошибки IC1A . Этот усилитель вычитает текущее напряжение скорости из желаемого напряжения скорости (задается потенциометром R2 ). Когда противо-ЭДС увеличивается, выходное напряжение на IC1A также увеличивается — это сдвигает уровень сигнала треугольника вверх пропорционально погрешности скорости. Если уровень сигнала треугольника увеличивается, то время, в течение которого выходной транзистор находится во включенном состоянии, уменьшается, и коэффициент ШИМ также уменьшается.

Этот усилитель ошибки работает как схема ПИД-управления, где коэффициент усиления определяется 𝑅5𝑅5+𝑅10, а постоянная времени определяется R5 и C2 .

Схема Sample & Hold очень проста, потому что время выборки равно продолжительности состояния OFF в рабочем цикле PWM, поэтому напряжение выборки напрямую зависит от рабочего цикла. Кроме того, менее важно, если схема используется для управления приложением, которое не использует полный диапазон скорости двигателя. Его также можно уменьшить по выбору, изменив значения R10 , C3 и R13 , которые позволяют изменить время зарядки/разрядки C3 .

Диапазон изменения рабочего цикла ШИМ (от приложенного напряжения ошибки) определяется отношением R7 к R8 || R9 , однако, поскольку схема Sample & Hold настолько проста, этот диапазон не должен быть очень широким.

Эта схема предназначена для работы в узком диапазоне ШИМ, максимальный режим работы ШИМ уменьшен за счет задержки индуктивной нагрузки двигателя, а с учетом ограничений схемы Sample & Hold этот метод не следует использовать для широкий диапазон регулирования скорости.

Это демонстрирует принцип работы, поэтому для реального использования настоятельно рекомендуется улучшить простую схему Sample & Hold. Например, схема на недорогом LF398 может обеспечить время дискретизации 10 мкс.

По сравнению с аналоговой схемой отрицательной обратной связи этот метод:

• снижает потери мощности
• может быть более стабильным, так как температура не влияет на напряжение противоЭДС (за счет изменения сопротивления обмотки)

Однако также:

• не подходит для двигателей с большой индуктивностью
• имеет узкий диапазон регулирования скорости
• имеет тенденцию к колебаниям

---

Информационный бюллетень

Подпишитесь на получение новых блогов, тематических исследований и ресурсов прямо на ваш почтовый ящик.

Зарегистрироваться

Имя

Первое
Последний

Адрес электронной почты (обязательно)

Согласие с условиями (обязательно)

Я прочитал и согласен с Условиями и Политикой конфиденциальности Precision Microdrives

Согласие на обсуждение (обязательно)

Я рад, что Precision Microdrives получил мои данные, чтобы мы могли обсудить мой запрос

---

Узнать больше

Прецизионные микроприводы

Нужен ли вам компонент двигателя или полностью проверенный и испытанный сложный механизм — мы здесь, чтобы помочь. Узнайте больше о нашей компании.

• Почему PMD
• О нас
• Двигатели
• Механизмы
• Карьера

Замкнутый контур управления скоростью двигателя постоянного тока с использованием датчика обратной ЭДС

Работа над управлением двигателем всегда была моей страстью. Для этого проекта я думал поработать над чем-то более простым в аппаратном отношении. Следовательно, это получилось как управление скоростью двигателя постоянного тока с замкнутым контуром с использованием измерения обратной ЭДС.

Запустить двигатель постоянного тока так же просто, как зажечь светодиод. Схема приведена ниже: —

Запуск двигателя постоянного тока в одном направлении, просто замените светодиод двигателем постоянного тока и удалите резистор ограничения тока. Обратите внимание, что реверсирование направления вращения двигателя в этой конфигурации невозможно. Скорость двигателя можно изменять, изменяя рабочий цикл ШИМ.

Общая проблема с этой схемой управления двигателем постоянного тока заключается в том, что если двигатель нагружен (механическая нагрузка), скорость двигателя снижается. Другими словами, система работает в открытом цикле. Если нам нужно сделать систему замкнутой, у нас должен быть механизм обратной связи скорости двигателя с контроллером (PIC18F4520). Только тогда контроллер узнает текущую скорость двигателя и изменит рабочий цикл ШИМ, чтобы компенсировать любое изменение механической нагрузки.

Для измерения скорости двигателя и передачи ее обратно в контроллер обычно используется какой-либо преобразователь (датчик), например: —

1. Тахогенератор (аналоговый выход).

2. Квадратурный энкодер (импульсный выход).

3. Резолвер (не используется, если это не приложение для управления полетом или защиты).

4. Фотопрерыватель (обычный, можно найти в старых шариковых мышах).

Эти датчики великолепны, но все они стоят денег. Как мы можем сделать замкнутый контур управления обычным двигателем постоянного тока, который не оснащен датчиком?

Ну, метод существует, и он использует противо-ЭДС двигателя для измерения скорости двигателя. Пожалуйста, обратитесь к схеме ниже: —

Двигатель постоянного тока при внешнем управлении генерирует напряжение. Это напряжение также генерируется двигателем, когда он питается от источника постоянного тока. Это напряжение пропорционально скорости двигателя и называется противо-ЭДС. Самое приятное то, что противо-ЭДС линейно пропорциональна скорости. Чтобы измерить противо-ЭДС двигателя, мы останавливаем ШИМ-драйвер на короткое время. В течение этого короткого периода двигатель некоторое время останавливается выбегом, когда ток течет через диод свободного хода. Как только энергия, запасенная в индуктивности двигателя, исчерпана, обратная ЭДС нарастает. Эта противо-ЭДС масштабируется до подходящего напряжения с помощью делителя потенциала. Затем сигнал обратной ЭДС подается на вход АЦП контроллера.

Некоторые преимущества использования этой схемы управления: —

1. Экономичность (это самая важная и наиболее востребованная причина).

2. Простая аппаратная конструкция.

3. Можно дооснастить системы, в которых двигатель не поставляется с энкодером.

4. Небольшие двигатели с редуктором, используемые в робототехнике для хобби, обычно работают на высокой скорости (шестерня работает на низкой скорости, редуктор). Такой мотор легко может использовать эту схему.

Где эта схема не может быть использована: —

1. Не может использоваться для управления двигателем на очень низких скоростях, так как двигатель не создает достаточную противо-ЭДС.

2. Нельзя использовать в системе, в которой недопустимы пульсации крутящего момента. Останов ШИМ для измерения противо-ЭДС вызывает пульсации крутящего момента.

3. Если двигатель сконфигурирован для работы в обоих направлениях (используя Н-мост), то схема измерения противо-ЭДС усложняется (дифференциальное измерение).

Аппаратная конфигурация для привода двигателя : —

Приведенная выше схема имеет некоторые ограничения и, следовательно, не может быть использована непосредственно для привода двигателя в реальном приложении. Это связано с тем, что когда транзистор PNP выключен, на выводе порта микроконтроллера появляется +12 В. Хотя для PIC это может не быть проблемой (из-за наличия ограничивающих диодов), это не очень хороший дизайн.

Реальная схема выглядит следующим образом: —

Транзистор TIP127 был выбран из-за его более высокого номинального тока и большого коэффициента усиления (для управления транзистором требуется меньший ток).

BC547 был выбран, поскольку он легко доступен.

Обратный диод 1N5819 выбран из-за его быстродействующих характеристик. Но в реальной схеме использовался UF4007.

Вывод для R3: —

Допустим, двигатель постоянного тока потребляет ток 2 ампера (пиковый), следовательно, ток коллектора TIP127 = 2 ампера. Кроме того, hfe TIP127 (из таблицы данных) = 1000.

Следовательно, базовый ток TIP127, Ib = Ic/hfe => 2/1000 = 2 мА = ток через резистор R3 ——— (1) 92 * 4,7 К = 0,0188 Вт, поэтому резистора 1/4 Вт будет достаточно.

Расчет R1: —

hfe BC547 = 100 и ток коллектора BC547 = 2 мА Vbe (из таблицы данных)/0,02 мА = (5 — 0,7)/0,02 мА = 200K

R2 можно выбрать в 10 раз больше R1. Кроме того, к B и E TIP127 подключен еще один резистор номиналом 47 кОм (на схеме не показан).

Изображение всей установки: —

Код программного обеспечения: —

Версия — 1 состоит из простой генерации ШИМ PIC на основе команды от UART. ШИМ, в свою очередь, управляет скоростью двигателя постоянного тока. UART также отображает установленное значение рабочего цикла.

Демонстрации: —

Управление воздушным потоком | Аксессуары | Промышленная пыль, дым и туман Дональдсон

Дональдсон Torit® предлагает широкий выбор электрических систем управления для вашего пылесборника. Системы электрических контроллеров позволяют операторам пылеуловителей автоматизировать такие процессы, как измерение перепада давления, определение скорости вращения вентилятора и двигателя и таймеры импульсной очистки.

Электрическая система управления: контроллер воздушного потока с частотно-регулируемым приводом

Электрическая система управления

Электрическая система управления Donaldson Torit позволяет автоматически управлять скоростью вращения двигателя вентилятора для пылеуловителя Donaldson Torit, чтобы вентилятор использовался ровно столько, сколько необходимо для оптимальной производительности. Результатом является экономия энергии, более длительный срок службы фильтра и оптимальная производительность коллектора.

• Увеличивает срок службы фильтра за счет поддержания постоянного расчетного расхода воздуха и требуемой минимальной скорости транспортировки
• Поддерживая постоянную скорость в воздуховоде, накопление пыли в воздуховоде, связанное с плохой скоростью воздуховода, уменьшается
• Уменьшает истирание фильтров и воздуховодов, обычно вызванное высокими скоростями транспортировки
• Снижает энергопотребление двигателя вентилятора, позволяя двигателю вентилятора работать на более низких оборотах, а также увеличивает механический срок службы вентилятора
• Уменьшает слышимый шум, исходящий от корпуса вентилятора и двигателя вентилятора, поскольку вентилятор работает не на полной скорости
• Возможности плавного пуска снижают механическое напряжение и повышают надежность вентилятора
• Снижает пиковые значения линейного тока в системах распределения электроэнергии, снижая затраты на электроэнергию

Контроллеры Delta P и Delta P Plus

Контроллеры Delta P и Delta P Plus

Контроллеры Дональдсон Торит Delta P и Delta P Plus представляют собой полупроводниковые продукты, обеспечивающие измерение перепада давления, цифровой дисплей и контроль перепада давления с функцией сигнализации . Предназначен для обеспечения точного и надежного управления таймером импульсной очистки, запуская и останавливая процесс очистки в выбранных вами пределах. Delta P и Delta P Plus доступны в качестве стандартного оборудования для Downflo Oval, Downflo II, рабочих станций Downflo, Dalamatic®, модульного рукавного фильтра и электрических панелей управления.

• Delta P Plus предлагает три варианта очистки: очистка при перепаде давления (DFF), очистка во время простоя (DTC) и комбинированная очистка при перепаде давления и очистка во время простоя (ALL)
• Опция очистки во время простоя доступна только для Delta P Plus

.

• Delta P и Delta P Plus входят в стандартную комплектацию многих коллекторов и электрических панелей управления Donaldson Torit

.

• Цифровой 3-символьный дисплей, 15,2 мм / 0,6 дюйма, красный повышенной четкости
• Твердотельная электроника для надежности и долговременной точности
• Высокие, низкие и аварийные уставки, программируемые с передней панели
• Выбранная пользователем функция блокировки для предотвращения несанкционированного изменения уставок
• Реле формы C, рассчитанные на 10 А при 230 В переменного тока
• Погрешность ± 1% полной шкалы
• Программирование сохраняется в E2PROM, батарея не требуется
• Выбор единиц измерения: дюйм водяного столба или даПа (декаПаскали)
• Перемычка выбрана Питание 115 или 230 В переменного тока
• Резервный аккумулятор не требуется
• Одобрено UL и CUL

Пускатель двигателя

Пускатель двигателя

Обеспечивает управление включением/выключением двигателей вентиляторов, используемых как часть пылесборника, защищая двигатель от коротких замыканий и рабочих перегрузок.

• Ручной пускатель электродвигателя использует ручное действие для включения катушки пускателя электродвигателя
• Магнитный пускатель двигателя основан на электромагнитной катушке и оснащен управляющим трансформатором с клеммами для защиты от прикосновения
• Запираемый дверной разъединитель

Корпус

• Тип (NEMA/UL) 12
• Трехполюсный пускатель двигателя IEC мощностью в л.с. с защитой от короткого замыкания и перегрузки
• Каждый пускатель двигателя проходит стопроцентную проверку внешнего вида и функционирования
• Единый поставщик означает, что коллектор и пускатель двигателя поставляются вместе и на них распространяется одна и та же гарантия
• Вспомогательный размыкающий контакт для использования заказчиком (только магнитный пускатель)
• Маркировка UL

Брошюра ›

Спецификация ›

Ручной поток воздуха ›

Руководство Delta P Plus ›

Руководство Delta P ›

Мы можем помочь вам найти оптимальное решение для вашего приложения.

Свяжитесь с нами

Контроллер воздушного потока с ЧРП — преимущества

В этом видеоролике демонстрируются многочисленные преимущества использования регулятора воздушного потока Дональдсон Торит с ЧРП на пылесборнике. К этим преимуществам относятся поддержание расчетного расхода воздуха, экономия энергии, более длительный срок службы фильтра, более тихая работа и более простое обслуживание коллектора.

Close

Промышленная фильтрация воздуха Donaldson Torit — именно то, что вам нужно для сбора пыли, дыма и тумана

Широкий ассортимент коллекторов и фильтров Donaldson Torit дает клиентам, опрошенным в этом видео, именно то, что им нужно для сбора пыли, дыма и тумана. Надежность продукции Дональдсон Торит и инновационные технологии позволяют значительно сократить выбросы, затраты на техническое обслуживание и затраты на электроэнергию на производственных объектах.

Закрыть

Закрыть

Свяжитесь с торговым представителем Дональдсон

Получение информации

Ваш торговый представитель:

устройство и изготовление своими руками. Самостоятельное изготовление регулятора скорости электродвигателя

Во многих электронных схемах используются активные системы охлаждения с вентиляторами. Чаще всего их моторы управляются микроконтроллером или другой специализированной микросхемой, а скорость вращения регулируется с помощью ШИМ. Такое решение не отличается очень хорошей плавностью работы, может привести к нестабильной работе вентилятора, кроме того, создает много шума.

Для нужд качественной аудиоаппаратуры разработан аналоговый регулятор скорости вращения вентилятора. Схема полезна при построении усилителей низкой частоты с активной системой охлаждения и позволяет плавно регулировать скорость вращения вентилятора в зависимости от температуры. Производительность и мощность зависят в основном от выходного транзистора, тесты проводились с выходными токами до 2 А, что позволяет подключить даже несколько больших вентиляторов на 12 В. Естественно, это устройство можно использовать и для управления обычными двигателями постоянного тока, при необходимости повышая напряжение питания. Хотя для очень мощных двигателей придется использовать системы плавного пуска tehprivod.su/katalog/ustroystva-plavnogo-puska

Принципиальная схема регулятора скорости двигателя

Схема состоит из двух частей: дифференциального усилителя и регулятора напряжения. Первая часть связана с измерением температуры и обеспечивает напряжение, пропорциональное температуре, когда она превышает установленный порог. Это напряжение является управляющим напряжением для регулятора напряжения, выход которого управляет подачей питания на вентиляторы.

Схема регулятора скорости двигателя постоянного тока показана на рисунке. В основе компаратор У2 (LM393), который работает в этой конфигурации как обычный операционный усилитель. Его первая часть U2A работает как дифференциальный усилитель, условия работы которого определяются резисторами R4-R5 (47к) и R6-R7 (220к). Конденсатор С10 (22пФ) улучшает стабильность работы усилителя, а R12 (10к) подтягивает выход компаратора к питанию.

На один из входов дифференциального усилителя подается напряжение, которое формируется через делитель, состоящий из R2 (6,8к), R3 (680 Ом) и PR1 (500 Ом), и фильтруется с помощью С4 (100нФ). На второй вход этого усилителя поступает напряжение с датчика температуры, которым в данном случае является один из разъемов транзистора Т1 (BD139), поляризованный небольшим током с помощью R1 (6,8к).

Конденсатор C2 (100 нФ) был добавлен для фильтрации напряжения от датчика температуры. Полярность датчика и делителя опорного напряжения задается регулятором U1 (78L05) совместно с конденсаторами С1 (1000мкФ/16В), С3 (100нФ) и С5 (47мкФ/25В), обеспечивающими стабилизированное напряжение 5В.

Компаратор U2B работает как классический усилитель ошибки. Он сравнивает напряжение с выхода дифференциального усилителя с выходным напряжением с помощью цепочки из R10 (3,3к), R11 (47 Ом) и PR2 (200 Ом). Исполнительным элементом стабилизатора является транзистор Т2 (IRF5305), база которого управляется делителем R8 (10к) и R9(5,1к).

Конденсаторы

С6 (1 мкФ), С7 (22 пФ) и С9 (10 нФ) улучшают стабильность цепи обратной связи. Конденсатор C8 (1000 мкФ/16 В) фильтрует выходное напряжение, оказывает существенное влияние на стабильность системы. Выходной разъем — AR2 (TB2), а разъем питания — AR1 (TB2).

За счет использования выходного транзистора с низким сопротивлением в открытом состоянии схема имеет очень низкое падение напряжения около 50 мВ при выходном токе 1 А, что не требует источника питания с более высоким напряжением для питания 12-вольтовых вентиляторов.

В качестве U2 в большинстве случаев можно использовать популярный операционный усилитель LM358, хотя выходные параметры несколько хуже.

Регулятор в сборе

Установку следует начинать с установки двух перемычек, затем следует установить все резисторы и небольшие керамические конденсаторы.

В большинстве случаев оба этих элемента будут установлены снизу доски на ножках, которые согнуты под углом 90 градусов. Такая укладка позволит прикрутить их непосредственно к радиатору (обязательно использовать изолирующие прокладки).

Обсудить статью РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ 12 В

Еще одно электронное устройство широкого применения.
Мощный ШИМ-контроллер с плавным ручным управлением. Он работает на постоянном напряжении 10-50В (лучше не выходить за диапазон 12-40В) и подходит для регулирования мощности различных потребителей (ламп, светодиодов, двигателей, нагревателей) с максимальным потребляемым током 40А.

Отправляется в стандартном мягком конверте

Кейс застегивается на защелки, которые легко ломаются, поэтому открывайте его осторожно.

Внутри платы и снятой ручки регулятора

Печатная плата двухсторонняя из стеклотекстолита, пайка и установка аккуратные. Подключение через мощную клеммную колодку.

Вентиляционные прорези в корпусе малоэффективны, т.к. почти полностью закрыт печатной платой.

В собранном виде выглядит так

Реальные размеры немного больше заявленных: 123x55x40мм

Принципиальная схема устройства

Заявленная частота ШИМ 12кГц. Реальная частота меняется в диапазоне 12-13кГц регулировкой выходной мощности.
При необходимости частоту ШИМ можно уменьшить, впаяв нужный конденсатор параллельно С5 (исходная емкость 1нФ). Увеличивать частоту нежелательно, т.к. коммутационные потери увеличиваются.
Переменный резистор имеет встроенный переключатель в крайнем левом положении, который позволяет выключить прибор. Также на плате имеется красный светодиод, который загорается при работе регулятора.
Почему-то тщательно стерта маркировка с микросхемы ШИМ-контроллера, хотя несложно догадаться, что это аналог NE555 🙂
Диапазон регулирования близок к заявленному 5-100%
Элемент CW1 выглядит так регулятор тока в диодном корпусе, но точно не уверен…
Как и у большинства регуляторов мощности, регулировка осуществляется по минусовому проводнику. Защиты от короткого замыкания нет.
На мосфетах и ​​диодной сборке изначально маркировки нет, они на отдельных радиаторах с термопастой.
Регулятор может работать на индуктивную нагрузку, т.к. на выходе стоит сборка защитных диодов Шоттки, подавляющая ЭДС самоиндукции.
Тест током 20А показал, что радиаторы немного нагреваются и могут тянуть больше, предположительно до 30А. Измеренное общее сопротивление открытых каналов полевиков всего 0,002 Ом (падение 0,04В при токе 20А).
Если уменьшить частоту ШИМ, вытянутся все заявленные 40А. Извините, я не могу проверить…

Выводы делайте сами, аппарат понравился 🙂

Планирую купить +56 Добавить в избранное
Понравился обзор

+38
+85

Самый простой способ управления скоростью двигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ или ШИМ). Суть этого метода в том, что питающее напряжение подается на двигатель в виде импульсов. При этом частота следования импульсов остается постоянной, а их длительность может изменяться.

Сигнал ШИМ характеризуется таким параметром, как скважность или Duty cycle. Эта величина обратна скважности и равна отношению длительности импульса к его периоду.

D = (т/т) * 100%

На рисунках ниже показаны сигналы ШИМ с различными рабочими циклами.

При таком методе управления скорость двигателя будет пропорциональна коэффициенту заполнения сигнала ШИМ.

Простейшая схема управления двигателем постоянного тока состоит из полевого транзистора, на затвор которого подается сигнал ШИМ. Транзистор в этой схеме действует как электронный ключ, замыкающий один из выводов двигателя на землю. Транзистор включается в момент длительности импульса.

Как поведет себя двигатель при таком включении? Если частота ШИМ-сигнала низкая (единицы Гц), то двигатель будет вращаться рывками. Особенно это будет заметно при небольшой скважности ШИМ-сигнала.
При частоте в сотни Гц двигатель будет вращаться непрерывно, и скорость его вращения будет изменяться пропорционально рабочему циклу. Грубо говоря, двигатель будет «воспринимать» среднее значение подводимой к нему энергии.

Существует множество схем для генерации ШИМ-сигнала. Одной из самых простых является схема на основе 555-го таймера. Он требует минимум компонентов, не нуждается в настройке и собирается за один час.

Напряжение питания цепи VCC может находиться в диапазоне 5 — 16 Вольт. В качестве диодов VD1 — VD3 можно взять практически любые диоды.

Если вам интересно понять, как работает эта схема, вам необходимо обратиться к блок-схеме 555-го таймера. Таймер состоит из делителя напряжения, двух компараторов, триггера, переключателя с открытым коллектором и выходного буфера.

Выходы питания (VCC) и сброса (Reset) подключаются к плюсу питания, например, +5 В, а земля (GND) к минусу. Открытый коллектор транзистора (выход DISCH) подтянут к плюсу питания через резистор и с него снимается сигнал ШИМ. Вывод CONT не используется, к нему подключен конденсатор. Выходы компараторов THRES и TRIG объединены и подключены к RC-цепочке, состоящей из переменного резистора, двух диодов и конденсатора. Средний вывод переменного резистора соединен с выводом OUT. Крайние выводы резистора подключены через диоды к конденсатору, который вторым выводом соединен с землей. Благодаря такому включению диодов конденсатор заряжается через одну часть переменного резистора, а разряжается через другую.

В момент включения питания вывод OUT находится на низком логическом уровне, тогда выводы THRES и TRIG благодаря диоду VD2 также будут на низком уровне. Верхний компаратор переключит выход на ноль, а нижний на единицу. Выход триггера будет установлен в ноль (потому что на его выходе инвертор), транзисторный ключ закроется, а на выводе OUT будет установлен высокий уровень (потому что на его входе инвертор). Далее конденсатор С3 начнет заряжаться через диод VD1. Когда он зарядится до определенного уровня, нижний компаратор переключится на ноль, а затем верхний компаратор переключит выход на единицу. Выход триггера будет установлен на единицу, транзисторный переключатель включится, а на выводе OUT появится низкий уровень. Конденсатор С3 начнет разряжаться через диод VD2 до тех пор, пока не разрядится полностью и компараторы не переведут триггер в другое состояние. Затем цикл повторится.

Приблизительную частоту ШИМ-сигнала, генерируемого этой схемой, можно рассчитать по следующей формуле:

F = 1,44/(R1*C1), [Гц]

, где R1 в омах, C1 в фарадах.

При номиналах, указанных на схеме выше, частота сигнала ШИМ будет равна:

F = 1,44/(50000*0,0000001) = 288 Гц.

Объединив две вышеуказанные схемы, мы получим простую схему регулятора скорости двигателя постоянного тока, которую можно использовать для управления скоростью двигателя игрушки, робота, микродрели и т. д.

VT1 — полевой транзистор n-типа, способный выдерживать максимальный ток двигателя при заданном напряжении и нагрузке на валу. VCC1 составляет от 5 до 16 В, VCC2 больше или равно VCC1.

Вместо полевого транзистора можно использовать биполярный n-p-n транзистор, транзистор Дарлингтона, оптореле соответствующей мощности.

Ровная работа двигателя, без рывков и скачков напряжения – залог его долговечности. Для управления этими показателями используется регулятор скорости электродвигателя на 220В, 12В и 24В, все эти преобразователи частоты можно сделать своими руками или купить готовый блок.

Зачем нужен регулятор скорости

Регулятор скорости двигателя, преобразователь частоты — мощное транзисторное устройство, которое необходимо для инвертирования напряжения, а также для обеспечения плавного пуска и остановки асинхронного двигателя с помощью ШИМ. ШИМ — широкоимпульсное управление электроприборами. Используется для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото — мощный регулятор для асинхронного двигателя

Простейший пример преобразователя — обычный регулятор напряжения. Но у обсуждаемого устройства гораздо больший диапазон работы и мощности.

Преобразователи частоты используются в любом устройстве, питающемся от электрической энергии. ESC обеспечивают чрезвычайно точное управление электрическим двигателем, так что скорость двигателя можно изменить вверх или вниз, поддерживать обороты на нужном уровне и защитить инструменты от увеличения оборотов. В этом случае электродвигатель использует только энергию, необходимую для работы, вместо того, чтобы запускать его на полную мощность.

Фото — Регулятор скорости двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор скорости для асинхронного электродвигателя:

1. Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силу и частоту оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. Например, снижение скорости на 20 % может привести к экономии энергии на 50 %.
2. Преобразователь частоты может использоваться для управления температурой процесса, давлением или без отдельного контроллера;
3. Для плавного пуска не требуется дополнительный контроллер;
4. Значительное снижение затрат на обслуживание.

Устройство часто используется для сварочного аппарата (преимущественно для полуавтоматов), электроплиты, ряда бытовых приборов (пылесос, швейная машина, радио, стиральная машина), бытового обогревателя, различных моделей кораблей и т.п.

Фото — ШИМ регулятор скорости

Принцип работы регулятора скорости

Регулятор скорости представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:

1. Двигатель переменного тока;
2. Контроллер главного привода;
3. Привод и дополнительные детали.

При запуске двигателя переменного тока на полную мощность ток передается с полной мощностью нагрузки, это повторяется 7-8 раз. Этот ток изгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться в течение длительного времени. Это может значительно снизить долговечность двигателя. Другими словами, преобразователь представляет собой разновидность ступенчатого инвертора, обеспечивающего двойное преобразование энергии.

Фото — схема регулятора коллекторного двигателя

В зависимости от входного напряжения частотный регулятор скорости трехфазного или однофазного электродвигателя выпрямляет ток 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется с помощью выпрямительного диода, который находится на вводе энергии. Далее ток фильтруется с помощью конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электрическая схема. Теперь обмотки асинхронного двигателя готовы передавать импульсный сигнал и интегрировать их в нужную синусоиду. Даже с микроэлектродвигателем эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.

Фото — синусоида нормальной работы электродвигателя

Как выбрать регулятор

Есть несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор скорости для автомобиля, электродвигателя станка, бытовых нужд:

1. Тип управления. Для коллекторного электродвигателя существуют регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Чаще используются первые, но вторые считаются более надежными;
2. Мощность. Это один из важнейших факторов при выборе электрического преобразователя частоты. Необходимо подобрать преобразователь частоты с мощностью, соответствующей максимально допустимой на защищаемом устройстве. А вот для низковольтного двигателя лучше подобрать регулятор мощнее допустимого значения Ватт;
3. Напряжение. Естественно тут все индивидуально, но по возможности нужно покупать регулятор скорости для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
4. Диапазон частот. Преобразование частоты – основная задача этого устройства, поэтому постарайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать вашим потребностям. Допустим, для ручного фрезера будет достаточно 1000 Герц;
5. Для других функций. Это гарантийный срок, количество вводов, размер (есть специальная насадка для настольных станков и ручного инструмента).

В этом случае также нужно понимать, что существует так называемый универсальный контроллер вращения. Это преобразователь частоты для бесколлекторных двигателей.

Фото — схема контроллера бесколлекторных двигателей

Эта схема имеет две части — одна логическая, где на микросхеме расположен микроконтроллер, а вторая силовая. В основном такая электрическая схема используется для мощного электродвигателя.

Видео: регулятор скорости двигателя с SHIRO V2

Как сделать самодельный регулятор оборотов двигателя

Можно сделать простой симисторный регулятор скорости двигателя, его схема представлена ​​ниже, а цена состоит только из деталей, продающихся в любом магазине электротоваров.

Для работы нужен мощный симистор типа ВТ138-600, советует журнал радиотехники.

Фото – схема регулятора скорости своими руками

В описываемой схеме обороты будут регулироваться с помощью потенциометра Р1. Параметр Р1 определяет фазу входящего импульсного сигнала, который в свою очередь открывает симистор. Такую схему можно использовать как в полевых условиях, так и в домашних условиях. Вы можете использовать этот регулятор для швейных машин, вентиляторов, настольных дрелей.

Принцип работы прост: в момент, когда двигатель немного тормозит, его индуктивность падает, а это увеличивает напряжение в R2-P1 и C3, что в свою очередь приводит к более длительному открытию симистора.

Несколько иначе работает тиристорный регулятор обратной связи. Он обеспечивает возврат энергии в энергосистему, что очень экономично и выгодно. Это электронное устройство предполагает включение в электрическую цепь мощного тиристора. Его схема выглядит так:

Здесь для подачи постоянного тока и выпрямления необходимы генератор сигналов управления, усилитель, тиристор, схема стабилизации скорости.

Схема регулятора скорости двигателя постоянного тока работает на принципах широтно-импульсной модуляции и используется для изменения скорости двигателя постоянного тока на 12 вольт. Регулирование частоты вращения вала двигателя с помощью широтно-импульсной модуляции дает больший КПД, чем с помощью простого изменения постоянного напряжения, подаваемого на двигатель, хотя эти схемы мы также рассмотрим

Регулятор скорости двигателя постоянного тока 12 вольт схема

Двигатель подключен по схеме к полевому транзистору, который управляется широтно-импульсной модуляцией выполненной на микросхеме таймера NE555, из-за чего схема получилась быть таким простым.

ШИМ-регулятор реализован с помощью обычного генератора импульсов на нестабильном мультивибраторе, генерирующего импульсы с частотой следования 50 Гц и построенном на популярном таймере NE555. Сигналы, поступающие от мультивибратора, создают поле смещения на затворе полевого транзистора. Длительность положительного импульса регулируется переменным сопротивлением R2. Чем больше длительность положительного импульса, поступающего на затвор полевого транзистора, тем большая мощность поступает на двигатель постоянного тока. А на оборот, чем короче длительность импульса, тем слабее вращается мотор. Эта схема отлично работает на 12-вольтовой батарее.

Цепь управления скоростью двигателя постоянного тока для 6 вольт

Скорость двигателя 6 вольт может регулироваться в диапазоне 5-95%

Регулятор скорости двигателя на PIC-контроллере

Управление скоростью в этой цепи достигается путем подачи импульсов напряжения различной длительности к электродвигателю. Для этих целей используются ШИМ (широтно-импульсные модуляторы). В этом случае широтно-импульсное регулирование обеспечивается микроконтроллером PIC. Для управления частотой вращения двигателя используются две кнопки SB1 и SB2, «Больше» и «Меньше». Изменить скорость вращения можно только при нажатом тумблере «Старт». При этом длительность импульса изменяется в процентах от периода от 30 до 100 %.

В качестве стабилизатора напряжения микроконтроллера PIC16F628A используется трехвыводной стабилизатор КР1158ЕН5В, который имеет низкое падение напряжения на входе-выходе всего около 0,6В. Максимальное входное напряжение 30В. Все это позволяет использовать двигатели с напряжением от 6В до 27В. В роли силового ключа используется составной транзистор КТ829А, который желательно установить на радиатор.

Устройство собрано на печатной плате размером 61 х 52 мм. Вы можете скачать чертеж печатной платы и файл прошивки по ссылке выше. (См. архивную папку 027-el )

Эту самодельную схему можно использовать в качестве регулятора скорости для двигателя постоянного тока 12 В с номинальным током до 5 А или в качестве диммера для галогенных и светодиодных ламп 12 В мощностью до 50 Вт. Управление осуществляется с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с частотой следования импульсов около 200 Гц. Естественно, частоту при необходимости можно изменить, подобрав для максимальной стабильности и эффективности.

Большинство этих конструкций собирается по гораздо более простой схеме. Здесь мы представляем более продвинутую версию, в которой используется таймер 7555, драйвер биполярного транзистора и мощный полевой МОП-транзистор. Эта схема обеспечивает улучшенное управление скоростью и работает в широком диапазоне нагрузок. Это действительно очень эффективная схема и стоимость ее деталей при покупке для самостоятельной сборки довольно низкая.

Схема контроллера ШИМ для двигателя 12 В

В схеме используется таймер 7555 для создания импульсов переменной ширины около 200 Гц. Он управляет транзистором Q3 (через транзисторы Q1 — Q2), который управляет скоростью электродвигателя или освещения.

Эта схема, питающаяся от 12 В, может использоваться во многих областях: электродвигатели, вентиляторы или лампы. Его можно использовать в автомобилях, лодках и электромобилях, моделях железных дорог и так далее.

Светодиодные лампы на 12 В, такие как светодиодные ленты, также могут быть безопасно подключены сюда. Всем известно, что светодиодные лампы гораздо эффективнее галогенных или ламп накаливания, они прослужат гораздо дольше. А при необходимости запитать ШИМ-контроллер от 24 и более вольт, так как сама микросхема с буферным каскадом имеет стабилизатор питания.

Регулятор скорости двигателя переменного тока

ШИМ-контроллер на 12 вольт

Драйвер полумостового регулятора постоянного тока

Схема регулятора скорости минидрели

Для плавного увеличения и уменьшения скорости вращения вала имеется специальное устройство — регулятор скорости электродвигателя 220в. Стабильная работа, отсутствие перебоев напряжения, длительный срок службы – преимущества использования регулятора оборотов двигателя на 220, 12 и 24 вольта.

• Зачем нужен преобразователь частоты
• Область применения
• Выберите устройство
• Устройство FC
• Типы устройств
  • Симисторное устройство
• • Пропорциональный сигнальный процесс

Зачем нужен преобразователь частоты

Функция регулятора инвертировать напряжение 12,24 вольта, обеспечивая плавный пуск и останов с помощью широтно-импульсной модуляции.

Регуляторы скорости входят в состав многих устройств, так как обеспечивают электрическую точность управления. Это позволяет регулировать скорость до нужного значения.

Область применения

Регулятор скорости двигателя постоянного тока используется во многих промышленных и бытовых целях. Например:

• тепловой комплекс;
• приводы оборудования;

сварочный аппарат

• ;
• печи электрические;
• пылесосы;
• Швейные машины;
• стиральные машины.

Выбрать устройство

Для выбора эффективного регулятора необходимо учитывать характеристики устройства, особенности назначения.

1. Для коллекторных двигателей распространены векторные регуляторы, но скалярные более надежны.
2. Важным критерием выбора является мощность. Оно должно соответствовать допустимому на используемом агрегате. А лучше превысить для безопасной работы системы.
3. Напряжение должно находиться в допустимых широких пределах.
4. Основное назначение регулятора — преобразование частоты, поэтому этот аспект необходимо выбирать в соответствии с техническими требованиями.
5. Также нужно обратить внимание на срок службы, габариты, количество вводов.

Устройство FC

• Естественный контроллер двигателя переменного тока;

блок привода

• ;
• дополнительных предмета.

Схема регулятора частоты вращения двигателя 12 В показана на рисунке. Скорость регулируется потенциометром. Если на вход поступают импульсы с частотой 8 кГц, то напряжение питания будет 12 вольт.

Прибор можно приобрести в специализированных точках продаж, а можно изготовить самостоятельно.

Цепь регулятора скорости переменного тока

При пуске трехфазного двигателя на полную мощность передается ток, действие повторяется около 7 раз. Сила тока изгибает обмотки двигателя, длительное время выделяется тепло. Преобразователь представляет собой инвертор, обеспечивающий преобразование энергии. Напряжение поступает на регулятор, где 220 вольт выпрямляются с помощью диода, расположенного на входе. Затем ток фильтруется с помощью 2-х конденсаторов. формируется ШИМ. Далее импульсный сигнал передается с обмоток двигателя на определенную синусоиду.

Есть универсальное устройство 12В для бесколлекторных двигателей.

Чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию, наши читатели рекомендуют коробку для экономии электроэнергии. Ежемесячные платежи будут на 30-50% меньше, чем были до использования вкладчика. Он убирает из сети реактивную составляющую, в результате чего снижается нагрузка и, как следствие, потребляемый ток. Электроприборы потребляют меньше электроэнергии, снижая затраты на ее оплату.

Схема состоит из двух частей — логической и силовой. Микроконтроллер расположен на микросхеме. Эта схема характерна для мощного двигателя. Уникальность регулятора заключается в его применении с различными типами двигателей. Питание цепей раздельное, для драйверов ключей требуется питание 12В.

Типы устройств

Симисторное устройство

Симистерное (симисторное) устройство используется для управления освещением, мощностью нагревательных элементов и скоростью вращения.

Схема контроллера симистора содержит минимум деталей, показанных на рисунке, где С1 — конденсатор, R1 — первый резистор, R2 — второй резистор.

С помощью преобразователя мощность регулируется изменением времени открытого симистора. Если он замкнут, конденсатор заряжается от нагрузки и резисторов. Один резистор регулирует величину тока, а второй регулирует скорость заряда.

Когда конденсатор достигает предела напряжения 12В или 24В, ключ активируется. Симистер переходит в открытое состояние. При переходе сетевого напряжения через ноль симистер запирается, тогда конденсатор дает отрицательный заряд.

Преобразователи на электронные ключи

Обычный тиристорный регулятор с простой схемой работы.

Тиристор, работает в сети переменного тока.

Отдельным типом является стабилизатор напряжения переменного тока. Стабилизатор содержит трансформатор с несколькими обмотками.

Схема стабилизатора постоянного тока

Зарядное устройство 24 вольта на тиристоре

К источнику напряжения 24 вольта. Принцип работы заключается в зарядке конденсатора и запертого тиристора, а когда конденсатор достигает напряжения, тиристор подает ток в нагрузку.

Пропорциональная обработка сигналов

Сигналы, поступающие на вход системы, образуют обратную связь. Рассмотрим подробнее микросхему.

Чип TDA 1085

Чип TDA 1085, показанный выше, обеспечивает управление двигателем с обратной связью 12 В, 24 В без потери мощности. Обязательно наличие тахометра, обеспечивающего обратную связь от двигателя к плате управления. Сигнал от стаходатчика поступает на микросхему, которая передает силовым элементам задачу — добавить напряжение на двигатель. Когда вал загружен, плата добавляет напряжение, и мощность увеличивается. Отпуская вал, напряжение уменьшается. Обороты будут постоянными, а момент мощности не изменится. Частота регулируется в большом диапазоне. Такой мотор на 12, 24 вольта устанавливают в стиральные машины.

Своими руками можно сделать устройство для измельчителя, токарный станок по дереву, шлифовальную машину, бетономешалка, соломорезку, газонокосилку, дровокол и многое другое.

Промышленные регуляторы, состоящие из регуляторов на 12, 24 вольта, залиты смолой, поэтому ремонту не подлежат. Поэтому устройство на 12в часто изготавливают самостоятельно. Простой вариант с использованием микросхемы U2008B. Регулятор использует обратную связь по току или плавный пуск. В случае использования последнего необходимы элементы С1, R4, перемычка Х1 не нужна, с обратной связью наоборот.

При сборке регулятора выберите правильный резистор. Так как при большом резисторе могут быть рывки при старте, а при маленьком резисторе компенсация будет недостаточной.

Важно! При настройке регулятора мощности помните, что все части устройства подключены к сети переменного тока, поэтому необходимо соблюдать технику безопасности!

Регуляторы скорости однофазных и трехфазных двигателей 24, 12 вольт — функциональное и ценное устройство, как в быту, так и в промышленности.

СХЕМА РЕГУЛЯТОРА ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ

Регулятор частоты вращения двигателя переменного тока

На основе мощного симистора ВТ138-600 можно собрать схему регулятора скорости вращения двигателя переменного тока. Эта схема предназначена для управления скоростью вращения электродвигателей сверлильных станков, вентиляторов, пылесосов, углошлифовальных машин и т. п. Скорость вращения двигателей можно регулировать, изменяя сопротивление потенциометра Р1. Параметр P1 определяет фазу триггерного импульса, открывающего симистор. Схема также выполняет функцию стабилизации, которая поддерживает скорость двигателя даже при его большой нагрузке.

Принципиальная схема контроллера двигателя переменного тока

Например, когда двигатель сверлильного станка замедляется из-за повышенного сопротивления металла, ЭДС двигателя также уменьшается. Это приводит к увеличению напряжения на резисторах R2-P1 и C3, в результате чего симистор дольше открывается, и соответственно увеличивается скорость.

Регулятор для двигателя постоянного тока

Самый простой и популярный способ регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции ( ШИМ
или ШИМ
). В этом случае напряжение питания подается на двигатель в виде импульсов. Частота повторения импульсов остается постоянной, а их длительность может изменяться — так изменяется скорость (мощность).

Для формирования ШИМ-сигнала можно взять схему на микросхеме NE555. Схема простейшего регулятора скорости двигателя постоянного тока представлена ​​на рисунке:

Принципиальная схема регулятора скорости двигателя постоянного тока

Здесь VT1 — полевой транзистор n-типа, способный выдерживать максимальный ток двигателя при заданном напряжении и нагрузке на валу. VCC1 составляет от 5 до 16 В, VCC2 больше или равно VCC1. Частоту сигнала ШИМ можно рассчитать по формуле:

, где R1 в омах, C1 в фарадах.

При номиналах, указанных на диаграмме выше, частота сигнала ШИМ будет равна:

F = 1,44/(50000*0,0000001) = 290 Гц.

Стоит отметить, что даже современные устройства, в том числе управления большой мощности, основаны именно на таких схемах. Естественно, используя более мощные элементы, выдерживающие большие токи.

Таймер 555 широко используется в устройствах управления, например, в ШИМ — регуляторах скорости двигателей постоянного тока.

Каждый, кто когда-либо пользовался аккумуляторным шуруповертом, наверняка слышал скрип, исходящий изнутри. Это свист обмоток двигателя под действием импульсного напряжения, генерируемого системой ШИМ.

Другим способом регулировать обороты двигателя, подключенного к аккумулятору, просто неприлично, хотя вполне возможно. Например, просто подключите мощный реостат последовательно к двигателю или используйте регулируемый линейный регулятор напряжения с большим радиатором.

Вариант ШИМ-регулятора на базе таймера 555 показан на рис.1. скорости заряда и разряда конденсатора С1.

Конденсатор заряжается по цепи: +12В, R1, D1, левая сторона резистора P1, C1, GND. А конденсатор разряжается по цепи: верхняя пластина С1, правая сторона резистора Р1, диод D2, вывод 7 таймера, нижняя пластина С1. Вращая ползунок резистора Р1, можно изменять соотношение сопротивлений его левой и правой частей, а следовательно, время заряда и разряда конденсатора С1, и, как следствие, скважность импульсов.

Рисунок 1. Схема ШИМ-регулятора на таймере 555

Эта схема настолько популярна, что уже доступна в виде набора, что показано на следующих рисунках.

Рисунок 2. Принципиальная схема комплекта ШИМ — регулятор.

Здесь также показаны временные диаграммы, но, к сожалению, не указаны номиналы деталей. Их можно увидеть на рисунке 1, для которого, собственно, он и показан здесь. Вместо биполярного транзистора TR1, не переделывая схему, можно использовать мощный полевой эффект, что увеличит мощность нагрузки.

Кстати, на этой схеме появился еще один элемент — диод D4. Его назначение — предотвратить разряд времязадающего конденсатора С1 через источник питания и нагрузку — двигатель. Таким образом достигается стабилизация частоты ШИМ.

Кстати, с помощью таких схем можно управлять не только скоростью двигателя постоянного тока, но и просто активной нагрузкой — лампой накаливания или каким-нибудь нагревательным элементом.

Рис. 3. Печатная плата комплекта ШИМ-регулятора.

Приложив немного усилий, вполне возможно воссоздать это с помощью одной из программ для рисования печатных плат. Хотя, учитывая дефицит деталей, один экземпляр будет проще собрать на подвеске.

Рисунок 4. Внешний вид комплекта ШИМ — регулятор.

Правда, уже собранный фирменный набор выглядит весьма симпатично.

Тут, возможно, кто-то задаст вопрос: «Нагрузка в этих регуляторах подключается между +12В и коллектором выходного транзистора. А как быть, например, в автомобиле, ведь все уже связано с землей, кузовом, автомобилем?

Да с массами не поспоришь, тут можно только порекомендовать переместить транзисторный ключ в разрыв «плюсового» 9raquo; провода. Возможный вариант такой схемы показан на рисунке 5.

На рисунке 6 отдельно показан выходной каскад MOSFET. Сток транзистора подключен к +12В аккумулятора, затвор просто «висит»; на воздухе (что не рекомендуется) в цепь источника включается нагрузка, в нашем случае лампочка. Этот рисунок показан просто для того, чтобы объяснить, как работает МОП-транзистор.

Чтобы MOSFET открылся, достаточно подать на затвор положительное напряжение относительно истока. В этом случае лампочка нагреется до полного накала и будет светить до тех пор, пока не закроется транзистор.

На этом рисунке самый простой способ закрыть транзистор — замкнуть затвор на исток. И такая ручная схема вполне подойдет для проверки транзистора, но в реальной схеме, особенно импульсной, придется добавить еще несколько деталей, как показано на рисунке 5.9.0003

Как упоминалось выше, для открытия MOSFET-транзистора требуется дополнительный источник напряжения. В нашей схеме его роль выполняет конденсатор С1, который заряжается по цепи +12В, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Для открытия транзистора VT1 на его затвор необходимо подать положительное напряжение с заряженного конденсатора С2. Совершенно очевидно, что это произойдет только при открытом транзисторе VT2. А это возможно только в том случае, если транзистор оптопары ОР1 закрыт. Тогда положительное напряжение с положительной пластины конденсатора С2 через резисторы R4 и R1 откроет транзистор VT2.

В этот момент входной сигнал ШИМ должен быть низким и шунтировать светодиод оптопары (это часто называют инвертированием светодиодов), поэтому светодиод оптопары выключен, а транзистор закрыт.

Чтобы закрыть выходной транзистор, нужно подключить его затвор к истоку. В нашей схеме это произойдет при открытии транзистора VT3, а для этого необходимо, чтобы выходной транзистор оптопары OP1 был открыт.

Сигнал ШИМ в это время имеет высокий уровень, поэтому светодиод не шунтируется и излучает назначенные ему инфракрасные лучи, открыт транзистор оптопары ОР1, в результате чего отключается нагрузка — лампочка.

Как один из вариантов применения подобной схемы в автомобиле это дневные ходовые огни. При этом автолюбители утверждают, что используют лампы дальнего света, которые включаются нерешительно. Чаще всего такие конструкции на микроконтроллере. в интернете их много, но проще сделать на таймере NE555.

Ж&Электрик Ино — электротехника и электроника, домашняя автоматизация, л&;изделия по строительству и ремонту домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, л&;источники питания л&вета, интересные акты и многое другое для электрики и их домашние работники.

Информация и учебные материалы для начинающих электриков.

Ключи, примеры и технические решения, примеры интересных электротехнических новинок.

Информация о l&;сайте j&lectric Ino представлена ​​в полях ok&;communal и Instructive. За использование этой информации администрация не несет ответственности. Сай может выиграть материалы 12+

Репродукция л&айте к&; материалы запрещены.

Поставщик двигателей постоянного тока, контроллеров и редукторов

1. Дом
2. Двигатель постоянного тока и контроллеры

Являясь ведущим поставщиком продуктов для управления движением, мы предлагаем широкий ассортимент электронных регуляторов скорости постоянного тока. Будь то простое решение для управления скоростью или специально разработанное приложение, Graham поставит долговечные компоненты, которые вы ожидаете.

---

Регуляторы скорости и крутящего момента Vari Speed® R400 для двигателей постоянного тока мощностью от 1/4 до 2 л.с.

Vari Speed® R400 — двухполупериодный рекуперативный регулятор постоянного тока, обеспечивающий высокоэффективное четырехквадрантное управление скоростью и крутящим моментом. Твердотельный контроллер R400 преобразует однофазную линейную мощность переменного тока в регулируемую мощность постоянного тока для управления двигателями постоянного тока мощностью от 1/4 до 2 л.с.

Гибкая конструкция R400 позволяет легко выбрать режим скорости или крутящего момента, напряжение тахометра, двойное напряжение и величину мощности. В R400 реализованы наиболее востребованные на сегодняшний день функции, включая изолированные входные сигналы, индикаторы состояния, выходы сигналов тревоги. При частых изменениях направления R400 передает избыточную энергию системы обратно в сеть переменного тока вместо того, чтобы тратить дополнительную энергию на использование резистора динамического торможения.

R400 разработан, спроектирован и изготовлен в США и внесен в списки UL и cUL.

Посмотреть продукт

---

Высокопроизводительные регуляторы скорости двигателя постоянного тока Vari Speed® S1000

Vari Speed® S1000 — это высокопроизводительный регулятор скорости двигателя постоянного тока, разработанный для обеспечения максимальной надежности в приложениях мощностью от 1/20 до 2 л.с. Технология поверхностного монтажа, встроенная в конструкцию, позволяет уменьшить размер корпуса и повысить надежность… что позволяет сэкономить как средства, так и занимаемое пространство.

Опции
Съемная клемма:
Съемная клеммная колодка обеспечивает простое подключение стандартного провода 14-20 AWG.

Правильное подключение клемм см. на чертеже.
Примечание: Подключение к клеммной колодке перед установкой на Vari Speed ​​S1000 может упростить процедуру.
Номера деталей клеммной колодки:

• 176B1113, 120 В переменного тока, 45 град. Клеммная колодка
• 176B1114, 240 В переменного тока, 45 град. Клеммная колодка

Комплект потенциометра: 176B1121

• Включает потенциометр 5 кОм, 1 Вт и крепежные детали.

Резистор датчика тока:

• Съемная конструкция позволяет легко модифицировать в полевых условиях
• Правильный номер детали см. в таблице характеристик

View Product

---

Регуляторы скорости двигателя постоянного тока Vari Speed® A2000

Регулятор Vari Speed® A2000 компактен, прочен, надежен и универсален. Серия Vari Speed ​​A2000, доступная в конфигурациях с мощностью управления от 1/2 до 3 л.с., включает в себя технологию поверхностного монтажа, позволяющую уменьшить размер корпуса и повысить надежность.

Vari Speed ​​A2000 можно заказать с изоляцией, корпусами NEMA 12 или NEMA 4.

• Компактный, чрезвычайно прочный преобразователь частоты для стандартных двигателей постоянного тока с постоянными магнитами или двигателей постоянного тока с возбуждением
• Линейный вход 120 или 240 В переменного тока
• Девять моделей мощностью от 1/8 до 3 л.с. корпус
• Светодиодные индикаторы состояния для включения питания, работы и ограничения тока
• Шасси внесены в списки UL и cUL

Опции
Опция реверса больше недоступна. Для получения информации о возможностях реверсирования свяжитесь с заводом-изготовителем. Все доступные опции могут быть установлены в полевых условиях
Изоляция
AGBØ обеспечивает изоляцию неизолированных входов и позволяет управлять несколькими элементами управления A2000 с помощью одного технологического сигнала. AGBØ также обеспечивает изолированный открытый коллектор с регулируемой временной задержкой для индикации ограничения тока и выходной сигнал повторителя скорости при использовании с тахометром.
Комплект потенциометра
Артикул № 27121 — Включает потенциометр 5 кОм, 1 Вт, предварительно подключенный, ручку и циферблат
Корпус AC000 NEMA 12 с:

• Ограничение по току

Просмотр продукта

---

Регуляторы скорости постоянного тока Cycletrol® 150

Двигатели и элементы управления Graham’s Регуляторы скорости постоянного тока серии Cycletrol® обеспечивают возможность быстрого цикла, обеспечивая при этом более высокую надежность и меньшее техническое обслуживание по сравнению с механизмами сцепления/тормоза. Серия Cycletrol состоит из двух линеек продуктов: серии 150, рассчитанной на до 60 циклов в минуту, и серии C2000, рассчитанной на до 30 циклов в минуту.

Posted inДвигатель

Copyright 2021 Негосударственное частное образовательное учреждение Учебный технический Центр «Светофор». Все права защищены