Регулятор-стабілізатор частоти обертання колекторного двигуна. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Регулятор-стабілізатор частоти обертання колекторного двигуна. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни

Коментарі до статті

У багатьох побутових електроприладах та електроінструментах, забезпечених колекторними електродвигунами, не передбачена можливість регулювати частоту обертання валу двигуна та крутний момент. Це робить такі прилади незручними у роботі, змушуючи виконувати багато операцій у далеко не оптимальному режимі. Ці недоліки усуває пропонований регулятор-стабілізатор частоти обертання, призначений для керування електродвигуном постійного струму УВ-705 (400, 10 А). Регулятор може бути використаний і з іншими колекторними електродвигунами.

За допомогою описаного нижче регулятора частоту і момент обертання можна змінювати і підтримувати в інтервалі від нульових до максимальних двигунів, що розвиваються. Режим зменшеного моменту обертання зручний, наприклад, для обмеження натягу дроту в намотувальному верстаті або для запобігання поломці ріжучого інструменту у разі заклинювання в оброблюваному матеріалі. У приладі реалізовано алгоритм пропорційно-інтегруючого (ПІ) регулятора.

Схема пристрою показано на рис. 1. Електродвигун М1 живлять від керованого випрямляча з тріністорів VS1, VS2 та діодів VD3, VD4. Живлення постійним струмом є сприятливим і для колекторних двигунів змінного струму. Вони навіть розвивають у цьому режимі крутний момент більший за номінальний. Резистор R10, шунтуючий електродвигун, гарантує, що при властивих колекторно-щітковому вузлі двигуна короткочасних розривах ланцюга струм через включений триністор залишається великим струму його вимкнення.

(Натисніть для збільшення)

Імпульси, що відкривають триністори, формує вузол, що складається з генератора на транзисторах VT3, VT4, з'єднаних за схемою аналога транзистора одноперехідного, підсилювача потужності на транзисторі VT5 і імпульсного трансформатора Т1.

Детектор нуля на транзисторах VT1, VT2 на початку кожного напівперіоду напруги розряджає конденсатор С1, після чого конденсатор заряджається струмом, поточним через резистори R6, R19 і діод VD10 і пропорційним вихідному напрузі ОУ DA1. Чим більший зарядний струм, тим швидше напруга на конденсаторі С1 досягає порога спрацьовування аналога транзистора одноперехідного. У цей момент формується імпульс тривалістю приблизно 200 мкс, що відкриває той із тріністорів VS1, VS2, напруга на аноді якого в цьому напівперіоді позитивно щодо катода.

Як показав експеримент, імпульс такої тривалості достатній, щоб відкрити будь-який із перевірених тріністорів. За рахунок укорочення імпульсу вдалося зменшити потужність, що споживається пристроєм керування до 1,6 Вт (з урахуванням потужності, що розсіюється на резисторі R1).

Від механічно пов'язаного з двигуном М1 тахогенератора G1 напруга, пропорційна частоті обертання валу, надходить у систему стабілізації. ОУ DA1 служить елементом порівняння цієї напруги з надходить з двигуна змінного резистора R12 - регулятора частоти обертання. Конденсатор С4 усуває короткочасне включення повних обертів двигуна в момент подачі напруги.

Завдяки зворотному зв'язку ланцюга R20C5 ОУ DA1 не тільки посилює сигнал помилки, але і виконує функцію пропорційно-інтегруючого фільтра системи стабілізації частоти обертання. Змінним резистором R19 регулюють крутний момент. Чим більший опір введено, тим менший момент.

Більшість деталей регулятора-стабілізатора розміщено на платі із одностороннього склотекстоліту товщиною 1,5 мм (рис. 2). Постійні резистори - МЛТ, оксидні конденсатори - К50-6, конденсатори С1 та С5 - КМ-4, КМ-5 або інші керамічні. Імпульсний трансформатор Т1 намотаний на феритовому кільці К16x10x4 2000НМ. Дві обмотки по 50 витків проводу ПЕВ-2 0,35 ізольовані один від одного і від магнітопроводу відрізками поліхлорвінілової трубки за методикою, описаною в статті Д. Приймання "Намотка імпульсного трансформатора" ("Радіо", 1988 №9, с. 60) . Замість саморобного можна встановити готовий трансформатор МІТ-4вм.

(Натисніть для збільшення)

Як тахогенератор застосований малогабаритний електродвигун постійного струму ДПМ-20-3.01, можна використовувати ДПМ-25-НЗ-03 або ДП-1-26ЦР-2М (останній - після видалення відцентрового регулятора). Придатні й інші малогабаритні колекторні двигуни зі статорами-постійними магнітами, наприклад, від електромеханічних іграшок та переносних магнітофонів. Механічний зв'язок валів тахогенератора G1 і електродвигуна М1 повинен бути жорстким і без люфту, в іншому випадку система стабілізації може втратити стійкість і виникнуть коливання частоти обертання, що незатухають.

При виборі тахогенератора слід враховувати, що він електрично пов'язаний з мережею, а механічно – з валом та корпусом електродвигуна М1, доступними для дотику оператору, а іноді – заземленими. Останнє забезпечить електробезпеку, але при пробої ізоляції тахогенератора призведе до виходу регулятора з ладу. Якщо якість ізоляції обмотки тахогенератора від його валу і корпусу викликає сумніви, краще відмовитися від безтрансформаторного живлення регулятора-стабілізатора, подавши на міст VD1 змінну напругу 12... 15 від понижуючого трансформатора невеликої потужності.

Налагоджуючи регулятор, передусім добіркою резисторів R11 і R13, домагаються, щоб установка двигуна змінного резистора R12 у верхнє за схемою положення призводила до повної зупинки електродвигуна М1. Заданої максимальної частоти обертання (рух R12 в нижньому положенні) домагаються добіркою резистора R16.

Якщо при різкому перекладі двигуна змінного резистора R12 з одного положення в інше частота обертання валу двигуна М1 досягає нового значення занадто повільно або цей процес супроводжують коливання частоти обертання, необхідно підібрати номінали резистора R20 і конденсатора С5. Для зручності на друкованій платі (рис. 2) передбачені додаткові контактні майданчики під зазначений конденсатор, що дозволяє "набирати" його з двох менших ємностей.

Автор: В.Воїнків, м.Сєвєродвінськ Архангельської обл.

Дивіться інші статті розділу Електродвигуни.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Експериментальні підводні дата-центри Microsoft 20.09.2020

Microsoft завершила експеримент Project Natik із розміщенням центрів обробки даних під водою. Результати показали, що ця модель роботи не тільки життєздатна, а й надійніша, ніж наземні ЦОД. Про це пише Techcrunch.

Project Natik має вирішити проблеми з розміщенням дата-центрів у прибережних районах по всьому світу. Це може вирішити питання масштабування мережі та покращення її роботи, зберігаючи низькі витрати на обслуговування обладнання.

Компанія витягла підводний ЦОД на початку літа, після чого експерти зайнялися вивченням техніки та повітря усередині. Підводні сервери не тільки продемонстрували хорошу продуктивність, але й виявилися у вісім разів надійнішими, ніж наземні. Дослідники поки не знають, що спричинило це, але мають намір знайти її та впровадити необхідні поліпшення на суші.

Окрім цього, експерти відзначили підвищену енергоефективність підводних дата-центрів. Їхнє місце розташування дозволяє заощадити енергію на штучному охолодженні серверів. Це особливо важливо для регіонів із слабкою енергетичною інфраструктурою. Наприклад, на Оркнейських островах (Шотландія) переважно використовуються відновлювані джерела енергії - вітряна і сонячна, яких замало наземного ЦОД.

У майбутньому Microsoft має намір вивчити питання збільшення розмірів серверів, а також їхнього об'єднання для розширення можливостей.

Інші цікаві новини:

▪ Носитий пристрій для екстреного виклику рятувальників

▪ Секрет міцності давньоримського бетону

▪ Електромобіль Nissan Leaf 2018

▪ На Землю щороку падають 5000 тонн позаземних часток

▪ Одноразова відеокамера

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Загадки для дорослих та дітей. Добірка статей

▪ стаття Парова турбіна. Історія винаходу та виробництва

▪ стаття Коли виникли перші держави? Детальна відповідь

▪ стаття Бетонщик. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Мила для видалення плям. Прості рецепти та поради

▪ стаття Чай + молоко = чорнило. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

Коментарі до статті:

OyOy
На друкованій платі косяк, R20 не так встановлений!

Павло
R20 встановлено правильно. Неможливо настроїти низькі оберти.

Румата
Схема робоча. Застосував для китайського настільного свердлувального верстата. Оберти тримає справно. Замість датчика взяв перероблений в генератор змінного струму двигун касетного плеєра. Використовував випрямлення із подвоєнням.

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт