Блок керування електродвигуном швейної машини. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни

 Коментарі до статті

Побутові швейні машини нерідко електрифікують, встановлюючи колекторний двигун МШ-2, що живиться від мережі змінного струму 220, 50 Гц. Управління цим двигуном за допомогою штатної педалі ненадійно, крім того, її не завжди вдається придбати. У запропонованій конструкції застосована саморобна педаль, з оптичним датчиком положення, причому різке натискання на неї викликає форсований розгін двигуна. Задана педаллю частота обертання не змінюється під характерним для швейних машин змінним навантаженням на вал двигуна. Є можливість обмежити максимальну частоту, причому поріг обмеження можна регулювати у процесі шиття.

Схема блоку керування (без силових вузлів) зображено на рис. 1. Датчиком частоти обертання валу двигуна служить оптрон з відкритим оптичним каналом U1, сигнали якого посилюють і формують транзистор VT1 та тригер Шмітта DD1.1.

(Натисніть для збільшення)

Як показано на рис. 2 на корпусі 1 електродвигуна закріплена гвинтом 2 невелика плата. Встановлений на ній оптрон 3 входить до спеціально просвердленого отвір корпусу 1. Оптичне вікно оптрона має знаходитися на відстані 1...2 мм від насадженої на вал 5 крильчатки вентилятора 4. На звернену до оптрону поверхню крильчатки нанесена маска (див. рис. 2, вид А на деталь 4). Її малюють чорною та білою фарбами. Можна також, зачорнивши поверхню, наклеїти на неї смужки фольги. Коригуванням положення оптрона щодо крильчатки та добіркою номіналу резистора R3 домагаються максимального розмаху імпульсів на колекторі транзистора VT1 при обертанні валу двигуна.

Всього на масці 16 світлих секторів, в результаті за один оберт валу на вхід одновібратора DD2.1 надходять 16 імпульсів. У відповідь на кожен з них одновібратор генерує імпульс фіксованої амплітуди та тривалості, тому стала складова напруги на виході одновібратора пропорційна частоті обертання. Посилена і фільтрована каскадом на ОУ DA4 постійна складова служить сигналом зворотного зв'язку в системі стабілізації частоти обертання. Крутість залежності напруги від частоти встановлюють підстроювальним резистором R12.

Конструкція педалі показана на рис. 3. Її рухома частина 2 і нерухома основа 1 з'єднані пружиною 3, що протидіє натиску Оптрон 4 (U2 аналогічний U1, див. рис. 1) розміщений на підставі 1. Залежно від відстані від оптрона 4 до відбивача 5, встановленого на рухомій частині 2 , Змінюється кількість випромінюваного світлодіодом оптрона 4 світла, що повернувся до чутливої ​​поверхні його фототранзистора В результаті змінюється струм фототранзистора. Каскад на мікросхемі DA1 перетворює струм на напругу. Номінал резистора R7 обраний таким, що повному ходу педалі відповідає зміна напруги на виході DA1 приблизно від 0 до -8 В.

ОУ DA2 - елемент порівняння та підсилювач сигналу помилки системи стабілізації. На його входи надходять сигнали, пропорційні швидкості обертання та положення педалі, а вихідна напруга через діод VD5 подано на вхід 3 ОУ DA3, що є компаратором.

Вхід 3 компаратора з'єднаний з генератором пилкоподібної напруги, що складається з діодного мосту VD1-VD4 і каскаду на транзисторі VT2. На міст подано знижену до 6 В мережну напругу. У моменти переходу мережної напруги через нуль, коли всі діоди мосту закриті, а транзистор VT2 відкритий струмом, що тече через резистор R6, конденсатор С1 заряджається майже до напруги живлення. , надходячи з урахуванням транзистора VT2, утримує останній у закритому стані. Конденсатор С1 розряджається через резистор R10 Добіркою номіналу цього резистора домагаються, щоб напруга на конденсаторі не опускалася нижче приблизно 0,2 В. Інакше вал двигуна продовжуватиме обертатися і при відпущеній педалі.

Спади імпульсів на виході DA3 збігаються з моментами переходів напруги через нуль, а положення фронтів на осі часу залежить від напруги на виході ОУ DA2. Через діод \/D6 і резистор R25 імпульси надходять на базу транзистора VT4, колекторного ланцюга якого знаходяться світлодіод оптотиристора U3.1 і обмежувальний резистор R28.

На рис. 4 показано схему силової частини блоку управління, нумерація її елементів продовжує розпочату на рис. 1. Тиристор U3.2 у діагоналі мосту VD8 відкривається у кожному полупериоде з початком світлового імпульсу, створюваного світлодіодом U3.1. На електродвигун М1, включений у другу діагональ мосту VD8, надходить мережна напруга. Тим, що тиристор, що відкриває, світловий імпульс триває до кінця напівперіоду, запобігають передчасному (до закінчення напівперіоду) закриванню тиристора через властиві колекторним двигунам короткочасних порушень контакту в щітковому вузлі.

Повернемося до мал. 1. Крім вузлів, розглянутих вище, у пристрої є обмежувач середнього значення напруги, що подається на двигун. Обмежувач складається з одновібратора DD2.2 та транзисторного ключа VT3. Спад кожного керуючого імпульсу (збігається за часом з нульовим миттєвим значенням напруги мережі) запускає одновібратор DD2.2, імпульси якого відкривають транзистор VT3. В результаті транзистор VT4, а з ним і оптотиристор U3 не можуть відкритися, доки імпульс одновібратора не закінчиться. За рахунок цього середня напруга на двигуні не може перевищити значення, що залежить від положення двигуна змінного резистора R24.

Практика показала, що нерідко при надто низькому порозі обмеження двигун не може стартувати під навантаженням, хоча нормально працює після попереднього розгону. У зв'язку з цією обставиною передбачено вузол примусового відключення обмежувача, зібраний на ОУ DA5. Поки напруга на виведенні 6 DA4, пропорційне частоті обертання, по абсолютній величині менше порога, встановленого підстроювальним резистором R20, напруга на виході DA5 - негативне, діод VD7 закритий і низький логічний рівень напруги на вході R одновібратора DD2.2 забороняє роботу останнього упевнено стартувати. Зі зростанням частоти обертання низький рівень на вході R DD2.2 змінюється високим, дозволяючи роботу одновібратора.

Блок можна живити від будь-якого стабілізованого джерела з вихідними напругами +9 і -9, здатного віддавати струм не менше 100 мА по ланцюгу позитивної напруги і 30 мА - негативного. Змінну напругу 6 подають на діодний міст VD1-VD4 від окремої вторинної обмотки мережевого трансформатора. Якщо такої обмотки немає, можна скористатися додатковим трансформатором, що дає потрібну напругу.

У блоці використані постійні резистори МЛТ, змінний R24 – СП-1; підстроювальні R12, R20 - СПО-0,15. Конденсатори С1, С3, С5 - металоплівкові, С7 - МБГЧ, оксидні С2, С4, С6 - К50-35. Транзистори КТ502В можна замінити на КТ502А, КТ502Д, КТ502Е, КТ361Б, КТ361В, КТ361Г, а КТ503В - КТ503А, КТ503Д, КТ503Е, КТ315Б, КТ315 Замість мікросхеми К315АГ564 підійде її зарубіжний аналог CD1B, замість КР4098УД140 – К608УД140, К6УД140, КР7УД140. Діодний міст КЦ708Б можна замінити на КЦ405А, КЦ402А, КЦ403Б, КЦ403В, діоди КД403А – на КД509А, КД503А, КД510А.

Ненавантажений двигун МШ-2 при номінальній напрузі живлення може розвинути дуже високу швидкість (до 20000 хв-1). Тому бажано, щоб під час налагодження блоку управління двигун був механічно навантажений приводом швейної машини, що працює вхолосту (без тканини та ниток). Для швейних машин більшості типів максимальна частота обертання валу двигуна в цих умовах приблизно 3000 хв-1, що відповідає частоті повторення імпульсів одновібратора DD2.1800 Гц.

Тривалість цих імпульсів має становити 0,8 мс. Якщо при максимальній частоті обертання вала двигуна входить до насичення ОУ DA4, тривалість потрібно зменшити. Її коригують добіркою номіналу резистора R16. Тривалість імпульсів одновібратора DD2.2 має за допомогою змінного резистора R24 змінюватися в інтервалі 2...6 мс.

Натиснувши на педаль до упору і переміщуючи двигун підстроєного резистора R12 зліва (за схемою) праворуч, встановіть його в положення, починаючи з якого частота обертання валу двигуна зменшується. Підстроєний резистор R20 регулюють найбільш впевненим пуском двигуна під навантаженням.

Якщо налагоджувати блок керування доводиться з ненавантаженим двигуном, обороти останнього можна зменшити до необхідних 3000 с-1 за допомогою змінного резистора R24, при необхідності тимчасово змінивши його номінали і резистора R22.

Автор: Н.Шуков, м.Гомель, Білорусь

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 Найбільший завод силової електроніки з карбіду кремнію 08.05.2022 Американська компанія Wolfspeed - дочірній підрозділ компанії CREE - урочисто відкрила у штаті Нью-Йорк найбільший у світі завод із випуску силових напівпровідникових елементів на основі карбіду кремнію. Силові елементи на основі карбіду кремнію (SiC) вигідно відрізняються від аналогічних компонентів кремнію. Зокрема, у елементів на основі SiC вища електрична міцність, менше втрати, вища швидкодія та робоча температура, вища радіаційна стійкість. Це робить силові елементи на основі карбіду кремнію привабливими для блоків живлення, інверторів та інших підсистем живлення у пристроях від побутової електроніки до бортового обладнання космічних апаратів. Наприклад, в інверторах електромобілів Lucid Air використовуються силові модулі XM3 із карбіду кремнію компанії Wolfspeed. Завдяки низьким втратам на перемикання, мінімальному опору та високій щільності потужності силові модулі XM3 сприяють підвищенню ефективності та щільності потужності електродвигуна Lucid Air вагою 74 кг та потужністю 670 к.с. (500 кВт). Нещодавно компанія Wolfspeed оголосила про багаторічну угоду з Lucid на постачання SiC-компонентів. Новий завод, а також виробництво необхідних додаткових матеріалів, що стартує в Північній Кароліні наприкінці поточного року, забезпечать компанії та її клієнтам необхідні постачання передових силових напівпровідникових приладів. Випускатимуться силові компоненти на 200-мм пластинах.

Інші цікаві новини:

▪ Мережеве сховище Synology DS216+

▪ Генетики з'ясували причину жіночого щастя

▪ Ультракомпактний 16-розрядний мікроконтролер MB90F455/456/457

▪ Електромобіль зарядиться через антену

▪ Сучасні підлітки відстають у розвитку

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Радіо - початківцям. Добірка статей

▪ стаття Плеттю обуха не переб'єш. Крилатий вислів

▪ стаття Хто протягом життя з'їв близько дев'яти тонн металу? Детальна відповідь

▪ стаття Снігоягідник білий. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Сабвуфер для дому, для сім'ї Загальні відомості. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Намисто зникають і з'являються знову. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024