Olrait.ru

Регулятор оборотов двигателя с таходатчиком

Виды и устройство регуляторов оборотов коллекторных двигателей

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 конденсатор заряжается через резистор до напряжения отпирания динистора, присоединенного к управляющему электроду основного ключа (симистора), после чего симистор 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 диммер для регулировки яркости ламп накаливания, 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.

Читать еще:  Ремонт котла подогрева двигателя

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 ШИМ — широтно-импульсная модуляция. 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.

РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ С РЕВЕРСОМ

Всем привет, наверно многие радиолюбители, также как и я, имеют не одно хобби, а несколько. Помимо конструирования электронных устройств занимаюсь фотографией, съемкой видео на DSLR камеру, и видео монтажом. Мне, как видеографу, был необходим слайдер для видео съемки, и для начала вкратце объясню, что это такое. Ниже на фото показан фабричный слайдер.

Слайдер предназначен для видеосъемки на фотоаппараты и видеокамеры. Он являются аналогом рельсовой системы, которая используется в широкоформатном кино. С его помощью создается плавное перемещение камеры вокруг снимаемого объекта. Другим очень сильным эффектом, который можно использовать при работе со слайдером, – это возможность приблизиться или удалиться от объекта съемки. На следующем фото изображен двигатель, который выбрал для изготовления слайдера.

В качестве привода слайдера используется двигатель постоянного тока с питанием 12 вольт. В интернете была найдена схема регулятора для двигателя, который перемещает каретку слайдера. На следующем фото индикатор включения на светодиоде, тумблер, управляющий реверсом и выключатель питания.

При работе такого устройства важно, чтоб была плавная регулировка скорости, плюс легкое включение реверса двигателя. Скорость вращения вала двигателя, в случае применения нашего регулятора, плавно регулируется вращением ручки переменного резистора на 5 кОм. Возможно, не только я один из пользователей этого сайта увлекаюсь фотографией, и кто-то ещё захочет повторить это устройство, желающие могут скачать в конце статьи архив со схемой и печатной платой регулятора. На следующем рисунке приведена принципиальная схема регулятора для двигателя:

Читать еще:  Регулировка сцепления газ 3110 двигатель 406

Схема регулятора

Схема очень простая и может быть легко собрана даже начинающими радиолюбителями. Из плюсов сборки этого устройства могу назвать его низкую себестоимость и возможность подогнать под нужные потребности. На рисунке приведена печатная плата регулятора:

Но область применения данного регулятора не ограничивается одними слайдерами, его легко можно применить в качестве регулятора оборотов, например бор машинки, самодельного дремеля, с питанием от 12 вольт, либо компьютерного кулера, например, размерами 80 х 80 или 120 х 120 мм. Также мною была разработана схема реверса двигателя, или говоря другими словами, быстрой смены вращения вала в другую сторону. Для этого использовал шестиконтактный тумблер на 2 положения. На следующем рисунке изображена схема его подключения:

Средние контакты тумблера, обозначенные (+) и (-) подключают к контактам на плате обозначенным М1.1 и М1.2, полярность не имеет значения. Всем известно, что компьютерные кулеры, при снижении напряжения питания и, соответственно, оборотов, издают в работе намного меньший шум. На следующем фото, транзистор КТ805АМ на радиаторе:

В схеме можно использовать почти любой транзистор средней и большой мощности n-p-n структуры. Диод также можно заменить на подходящие по току аналоги, например 1N4001, 1N4007 и другие. Выводы двигателя зашунтированы диодом в обратном включении, это было сделано для защиты транзистора в моменты включения – отключения схемы, так как двигатель у нас нагрузка индуктивная. Также, в схеме предусмотрена индикация включения слайдера на светодиоде, включенном последовательно с резистором.

При использовании двигателя большей мощности, чем изображен на фото, транзистор для улучшения охлаждения нужно прикрепить к радиатору. Фото получившейся платы приведено ниже:

Плата регулятора была изготовлена методом ЛУТ. Увидеть, что получилось в итоге, можно на видеоролике.

Видео работы

В скором времени, как будут приобретены недостающие части, в основном механика, приступлю к сборке устройства в корпусе. Статью прислал Алексей Cитков.

Обсудить статью РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ С РЕВЕРСОМ

Регулятор оборотов двигателя с таходатчиком

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет – любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/quote

gsmart
Друг Кота

Карма: 86
Рейтинг сообщений: 1981
Зарегистрирован: Сб фев 11, 2017 15:59:13
Сообщений: 8572
Откуда: 57 RUS
Рейтинг сообщения: 1

Родная педалька в виде двух реостатов на графитных шайбах? Если так перетряхни её, поправь контакты давящие на графитные шайбы, просто получается что при максимальном нажатии на педаль включается концевик подающий питание в обход графитного реостата. У меня у матери подольская машинка с такой педалью-реостатом:

уже несколько раз перебирал, подгибал нажимные контакты и выкидывал раскрошившиеся шайбы, работает нормально.
Ещё отдали на запчасти педаль “РОД-101”

с тиристорным преобразователем после ремонта каким-то чудомастером, оторвавшим все дорожки, внутри валялись детали и битый тиристор.

Схемы я не нашел, уже давным давно нарисовал с платы:

Только микрик не нарисовал, который включается при максимальном нажатии педали и отключает схему регулятора, подавая на выход 220 вольт.
Тиристор поставил в металле.

Работает, лежит про чёрный день т.к. разьёмы отличаются от реостатной педали.

_________________
Глобализму – нет.
Глобализация – это смерть суверенных народов.
Независимым может считаться только то государство, против которого пиндосы и их холопы ввели санкции.

Вернуться наверх
Реклама

Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

AL.EX
Друг Кота

Карма: 54
Рейтинг сообщений: 1350
Зарегистрирован: Пт апр 30, 2010 14:56:35
Сообщений: 8428
Откуда: Подмосковные джунгли.
Рейтинг сообщения: 1

Не надо.
Не ищите себе головной боли на пятую точку.

ЗЫ, ежели там именно МШ-2, а не МШ-2ЭР, то его родные кишки вот :

_________________
Семь бед, один Reset.
Опыт – это когда на смену вопросам : что? где? когда? как? почему? приходит единственный вопрос – а нафига ?

Только Serious Sam. только хардкор => https://yadi.sk/d/ZYXXvgybnGeKy (новая версия)

Вернуться наверх
Реклама

Как обеспечить длительную работу портативной электроники одновременно с уменьшением размера элементов питания? В статье описывается, как микросхемы PMIC, содержащие DC/DC-преобразователи с уникальной архитектурой преобразования мощности SIMO, поддерживают длительный срок службы батарейки в малом форм-факторе. Buck-boost топология SIMO микросхемы MAX17270 обеспечивает три независимых выходных канала при использованиивсего одной катушки индуктивности.

Vladislav_5
Родился

Зарегистрирован: Вс ноя 09, 2014 19:33:06
Сообщений: 12
Рейтинг сообщения: 0

Да, родная, попробую перетряхнуть, спасибо.

Добавлено after 2 minutes 16 seconds:

Вернуться наверх
Реклама
Реклама

Построенный на базе ядра STM32 Cortex-M4F (50 мкА/МГц), новый чип показывает лучшие в отрасли результаты по потреблению – в режиме приема ток потребления составляет лишь 4,5 мА. От существующих на рынке решений STM32WB55 отличается встроенным драйвером пассивного ЖКИ-дисплея, поддержкой USB2.0 FS и большим объемом памяти. Для лёгкого старта с STM32WB55 предлагаем вашему вниманию подборку полезных статей, видеоуроков и других материалов.

gsmart
Друг Кота

Карма: 86
Рейтинг сообщений: 1981
Зарегистрирован: Сб фев 11, 2017 15:59:13
Сообщений: 8572
Откуда: 57 RUS
Рейтинг сообщения: 1

Смотри что-бы медносплавные контакты одновменно нажимали на графитные контакты реостатов. Если будет много негодных раскрошенных графитных шайб, и нехватит регулировки регулировочными винтами для образования первоночального контакта, вместо негодных графитных шайб можно добавить металлические, лучше медносплавные.

Можно попробывать пришаманить кнопку от электродрели с регулятором, только вот долговечность под вопросом.
Если делать самодельную схему главная проблемма будет в датчике нажима педали.
На РОД-101 в качестве датчика регулятора используется блямба (в виде каравая) из токопроводящей резины, на которую давит медносплавная упругая пластина типа из бериливой бронзы.

_________________
Глобализму – нет.
Глобализация – это смерть суверенных народов.
Независимым может считаться только то государство, против которого пиндосы и их холопы ввели санкции.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector