Стабілізатор швидкості обертання електродвигунів типів ДПР, ДПМ та інших. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни

 Коментарі до статті

Часто в різних пристроях механіки, автоматики потрібно дуже точно стабілізувати швидкість обертання електродвигуна (ЕД) постійного струму. Більшість пристроїв, які можна знайти в літературі, пропонують стабілізацію швидкості обертання ЕД за рахунок зміни споживаного струму під час зростання навантаження на валу. При цьому послідовно з ЕД включають опір. Це припустимо, якщо потужність ЕД невелика. Якщо ЕД потужніший і споживаний ним струм понад 1 А, то втрати на резисторі будуть великі. До того ж, подібна схема стабілізує швидкість у нешироких межах зміни навантаження на валу.

Пропонований мною стабілізатор швидкості ЕД постійного струму не має перерахованих вище недоліків і здатний з дуже високою точністю підтримувати швидкість на валу ЕД. Він дозволяє підключати ЕД з різною напругою живлення та споживаною потужністю. Подібна стабілізація забезпечується зворотним зв'язком з датчиком, розташованим на валу ЕД, а також тим, що при зростанні навантаження на валу схема збільшує напругу на ЕД аж до максимального, а при збільшенні швидкості ЕД (з якоїсь причини) напруга на ньому зменшується. Таким чином відбувається коливальний процес, в результаті якого встановлюється оптимальна напруга на ЕД за певного навантаження. Стабілізатор використовувався з ЕД польського виробництва потужністю близько 30 Вт (не знаю його назви), а також ЕД типу ДЛМ-30 і в обох випадках показав хороші результати.

Принципова схема стабілізатора швидкості показано на рис.1. Основою її є мікросхема КР1108ПП1А, включена в режимі цифроаналогового перетворювача (ЦАП).

(Натисніть для збільшення)

Сигнал з датчика частоти обертання (рис.2) надходить через формувач стабільних імпульсів, виконаний на мікросхемі DD1.1 на вхід ЦАП.

На виході ЦАП (висновок 13 DA1) виходить напруга пилкоподібної форми, амплітуда якого тим вища, чим вища частота на вході DA1. Ця напруга знижується втричі, згладжується ланцюжком R6, R7, C7 і надходить на прямий вхід DA2. На вхід, що інвертує, ОУ надходить зразкова напруга, що знімається з дільника на резисторах R8, R9, R10 і стабілізатора DA5. Зразкова напруга порівнюється з напругою, що надходить від ЦАП DA1. Якщо вхідна напруга ОУ менша за зразкову, то на виході останнього встановлюється низький рівень, який через діод VD1 (що захищає транзистор VT1 від негативної напруги) надходить на транзистор VT1. Транзистор залишається закритим, і струм резистора R13 через ланцюжок, що згладжує R3, C8 відкриває транзистори VT2, VT3. До ЕД прикладається максимальне напруження, і він починає обертатися.

У міру розгону ЕД збільшується частота сигналу з датчика та відповідно вхідна напруга на прямому вході ОУ. Як тільки воно зрівняється із зразковим, на виході ОУ встановиться високий рівень і транзистор VT1 відкриється, а транзистори VT2 VT3 почнуть закриватися в міру зарядки конденсатора С8. Швидкість ЕД зменшиться. В результаті виходить спадний коливальний процес (тривалістю приблизно 0,5 с, що залежить від ємності конденсатора С8), після закінчення якого швидкість ЕД встановиться такою, при якій частота обертання дає можливість отримати на прямому вході ОУ напругу, що дорівнює зразковому. На виході ОУ в процесі роботи встановлюється певна шпаруватість імпульсів, що змінюється в залежності від швидкості обертання та навантаження на валу ЕД. Ці імпульси згладжуються конденсатором С8. У принципі їх можна і не згладжувати, але робота ЕД із змінною напругою на ньому, а не шпаруватістю мені здалася кращою.

Схема живиться нестабілізованою напругою ~20 В та стабілізованою +30 В щодо загального дроту. Напруга +30 можна змінювати в дуже широких межах, необхідних для використовуваного типу ЕД. Якщо вона повинна перевищувати максимально допустиму вхідну напругу стабілізатора DA3 і транзисторів VT1-VT3, необхідно замінити транзистори іншими (з більш допустимою напругою колектор-емітер), а DA3 запитати від окремого нестабілізованого джерела +20 В.

Датчиком частоти обертання служить диск із непрозорого матеріалу (дуже зручно зробити його з текстоліту), в якому просвердлено 30-60 отворів по колу (рис.3).

Диск закріплюють на валу ЕД. Схема, показана на рис.2, перетворює обертання диска імпульси прямокутної форми. Якщо використовувати диск з 60 отворами, до виходу датчика можна підключити частотомір з часом вимірювання 1 с. Він показуватиме швидкість обертання в обертах за хвилину.

Друкована плата показано на рис.4. На ній розташовані всі елементи з рис.1 крім транзистора VT3 і потенціометра R9.

Невикористані виводикросхеми DD1 підключені до "землі" і джерела живлення (на схемі не показані). Транзистор VT3 повинен розташовуватись на радіаторі, площа поверхні якого вибирають залежно від потужності ЕД. При використанні ЕД типу ДПМ-30 я застосував пластину з алюмінію розмірами 50×100 мм, вигнуту буквою П. Постійні резистори та конденсатори – планарні типорозміри 1206 (крім резисторів R8, R10 типу С3-23 або МЛТ-0,125). Електролітичні конденсатори типу К50-35. Підстроювальний резистор типу СП-16 або інший, відповідний за розмірами.

Резистор R9 бажано використовувати типу СП5-35а, хоча можна будь-який інший. Як стабілізатор напруги я використовував схему, описану в журналі "Радіо" 2/1981, с.44-46. Як датчик (див. рис.2) можна використовувати будь-яку іншу схему, що видає на виході імпульси амплітудою 12...15 Ст.

Для налаштування схеми замість резисторів R8, R10 зручно встановити два підстроювальні резистори. Спочатку їх встановлюють на мінімальний опір. Двигун резистора R9 встановлюють у нижнє (за схемою) положення, а опір R5 вибирають максимальним. Підключивши ЕД, обертають регулятор R9, збільшуючи швидкість обертання. При цьому слід контролювати напругу на виведенні 13 DA1 за допомогою вольтметра. Якщо напруга на ньому досягне 10, а швидкість обертання ЕД ще недостатня, то зменшують опір R5 з таким розрахунком, щоб при максимальній швидкості обертання валу ЕД напруга на виведенні 13 DA1 дорівнювала 10 ... 10,5 В. Потім за допомогою резисторів R8 і R10 встановлюють відповідно максимальну та мінімальну межі, регульовані резистором R9. Після цього вимірюють опори R8, R10 і замінюють їх постійними. На цьому налаштування закінчено.

Деталі. Замість мікросхеми КР1108ПП1А можна використовувати КР1108ПП1Б. ОУ КР140УД6 можна замінити будь-яким іншим, наприклад КР140УД7, КР544УД1. Стабілізатор напруги КР142ЕН8Е можна замінити на КР142ЕН8В; 79L15 - КР1168ЕН15, 78L05 - КР1170ЕН5, КР1157ЕН502.

Мікросхему К561ЛА7 можна замінити на К561ЛЕ5. У схемі датчика (див. рис.2) замість мікросхеми К561ТЛ1 можна використовувати К561ЛА7, К561ЛЕ5 (при цьому бажано включити три їх інвертори послідовно).

Автор: І.А. Коротків

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 Штучний алмаз отримано за кімнатної температури 23.11.2020 Нова технологія дозволяє синтезувати штучні алмази без сильного нагрівання та отримувати навіть рідкісний лонсдейліт з особливо міцними кристалами. У природних умовах алмази формуються глибоко у надрах Землі. Його освіта займає чимало часу, потребує високого тиску та нагрівання вище 1000 °C. Отримувати синтетичні алмази вдається швидше, хоча процес, як і раніше, відбувається при величезних тисках і температурах. Обійтися без нагрівання вчені навчилися тільки тепер, розробивши синтез алмазів за нормальної кімнатної температури. Атоми вуглецю можуть утворювати різні структури - від плоского і чорного графена до надміцного і прозорого алмазу. Однак і алмази бувають різними: частинки в його кристалах можуть складатися не тільки в "класичну" кубічну, але і в гексагональні кристалічні грати, утворюючи особливу форму алмазу - лонсдейліт. Він відрізняється ще більшою твердістю, ніж кубічний, проте у природі зустрічається набагато рідше. Та й у лабораторії отримати його складніше. Однак міжнародній команді вчених на чолі з професором Австралійського національного університету Джоді Бредбі вдалося синтезувати і кубічну, і гексагональну форми алмазу без використання високих температур. Як правило, для цього намагаються штучно відтворити умови земних надр з їх жаром та величезним тиском. Однак цього разу фізики звернулися до іншого природного механізму утворення алмазів – метеоритного. Ці кристали справді можуть з'являтися з вуглецю внаслідок потужних ударів небесних тіл, причому як на Землі, а й у космосі. Передбачається, що температура при цьому не така важлива, як зсувна сила, завдяки якій різні шари матеріалу відчувають зусилля, спрямоване в різні сторони. Уявіть сильний поштовх у стіл із погано закріпленими ніжками: стільниця зсувається в один бік, ніжки – у зворотний. Тому автори сконструювали установку, яка дозволяла впливати на зразок графіту потужним зсувним зусиллям та водночас величезним тиском. Розглянувши зразок під електронним мікроскопом, вони виявили кристали алмазу. Кубічні кристали утворили найтонший "капіляр" між шарами лонсдейліту. Процес зайняв лише кілька хвилин, і вчені сподіваються, що його вдасться доопрацювати для промислового застосування та масового синтезу цього неймовірно міцного матеріалу. Можливо навіть, що додатково підвищивши зсувну силу, вдасться знизити тиск, необхідний для утворення кристалів. Поки що для цього потрібно близько 80 ГПа - як зауважують автори, "тиск, який можна порівняти з вагою 640 африканських слонів, що балансують на носінні балетного пуанта".

Інші цікаві новини:

▪ Передавач Analogix SlimPort ANX7688

▪ Повербанк SuperCam з функцією відеоспостереження

▪ Опалення натовпом

▪ Кодек для смартфонів Cirrus Logic CS47L15

▪ OMRON зменшує розміри FPC-з'єднувачів

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Електротехнічні матеріали. Добірка статей

▪ стаття Тут Родос, тут стрибай! Крилатий вислів

▪ стаття Як розпочалися побутові танці? Детальна відповідь

▪ стаття Ведучий програм радіостанції. Посадова інструкція

▪ стаття Еліксири для полоскання зубів Прості рецепти та поради

▪ стаття Нероз'ємні монети. 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