Шим регулиране на скоростта на DC мотора. Цифров PWM четков регулатор на скоростта на двигателя

10.09.2021

При използване на електродвигател в различни устройстваи инструменти, винаги има нужда от регулиране на скоростта на въртене на вала.

Да направите сами регулатор на скоростта на електрическия мотор не е трудно. Просто трябва да намерите висококачествена верига, чийто дизайн би бил напълно подходящ за характеристиките и типа на конкретен електродвигател.

Използване на честотни преобразуватели

За регулиране на скоростта на електродвигател, работещ от мрежа с напрежение 220 и 380 волта, могат да се използват честотни преобразуватели. Високотехнологичните електронни устройства позволяват, чрез промяна на честотата и амплитудата на сигнала, плавно да се регулира скоростта на електродвигателя.

Такива преобразуватели се основават на мощни полупроводникови транзистори с модулатори с широк импулс.

Преобразувателите, използвайки съответния контролен блок на микроконтролера, ви позволяват плавно да променяте скоростта на двигателя.

Високотехнологичните честотни преобразуватели се използват в сложни и натоварени механизми. Съвременните честотни регулатори имат няколко степени на защита наведнъж, включително натоварване, индикатор за ток на напрежение и други характеристики. Някои модели се захранват от еднофазно захранване от 220 волта и могат да преобразуват напрежението в трифазно 380 волта. Използването на такива преобразуватели ви позволява да използвате асинхронни електродвигатели у дома, без да използвате сложни веригивръзки.

Приложение на електронни регулатори

Използвайки мощен асинхронни двигателиневъзможно без използването на подходящи регулатори на скоростта. Такива преобразуватели се използват за следните цели:

Схемата на работа на честотните преобразуватели е подобна на тази на повечето домакински уреди. Подобни устройства се използват и в заваръчни машини, UPS устройства, захранвания за персонални компютри и лаптопи, стабилизатори на напрежение, запалителни устройства за лампи, както и в монитори и LCD телевизори.

Въпреки очевидната сложност на веригата, създаването на регулатор на скоростта за 220 V електродвигател ще бъде доста просто.

Как работи устройството

Принципът на работа и дизайнът на регулатора на скоростта на двигателя са прости, следователно, след като са проучени технически точки, е напълно възможно да ги направите сами. В структурно отношение има няколко Основните компоненти, които изграждат ротационните контролери са:

Разликата между асинхронни двигатели и стандартни задвижванияе въртенето на ротора с максимална мощност при подаване на напрежение към намотката на трансформатора. В началния етап консумацията на ток и мощността на двигателя се увеличават до максимум, което води до значително натоварване на задвижването и бързата му повреда.

При стартиране на двигателя на максимална скорост, голям бройтоплина, което води до прегряване на задвижването, намотките и други задвижващи елементи. Благодарение на използването на честотен преобразувател е възможно плавно ускоряване на двигателя, което предотвратява прегряване и други проблеми с уреда. При използване на честотен преобразувател електродвигателят може да се стартира със скорост от 1000 оборота в минута, като впоследствие се осигурява плавно ускорение, когато се добавят 100-200 оборота на двигателя на всеки 10 секунди.

Изработване на домашни релета

Направата на домашен регулатор на скоростта за 12 V електродвигател няма да бъде трудна. За тази работа ще ви трябва следното:

  • Жични резистори.
  • Превключете за няколко позиции.
  • Блок за управление и реле.

Използването на жични резистори ви позволява да променяте захранващото напрежение и съответно скоростта на двигателя. Такъв регулатор осигурява стъпаловидно ускорение на двигателя, има прост дизайн и може да бъде направен дори от начинаещи радиолюбители. Такива прости домашни стъпкови регулатори могат да се използват с асинхронни и контактни двигатели.

Принцип на работа на домашен конвертор:

В миналото най-популярни бяха механичните регулатори, базирани на вариатор или зъбно задвижване. Те обаче не бяха много надеждни и често се проваляха.

Домашните електронни регулатори са се доказали като най-добрите. Използват принципа на промяна на стъпково или плавно напрежение, издръжливи са, надеждни, имат компактни размери и осигуряват възможност фина настройкаработа на задвижването.

Допълнителни употреби във вериги електронни регулаторитриаци и подобни устройства позволяват плавна промяна на мощността на напрежението; съответно електрическият двигател ще набира скорост, постепенно достигайки максималната си мощност.

За да се осигури висококачествено регулиране, във веригата са включени променливи резистори, които променят амплитудата на входящия сигнал, осигурявайки плавна или стъпкова промяна на скоростта.

ШИМ транзисторна схема

Можете да регулирате скоростта на въртене на вала на електродвигатели с ниска мощност с помощта на транзисторна шина и серийна връзкарезистори в захранването. Тази опция е лесна за изпълнение, но има ниска ефективност и не позволява плавни промени в скоростта на въртене на двигателя. Създаването на собствен регулатор на скоростта за 220 V мотор с четка с помощта на PWM транзистор няма да бъде особено трудно.

Принципът на работа на транзисторния регулатор:

  • Шиновите транзистори, които се използват днес, имат трионообразен генератор на напрежение с честота 150 Hertz.
  • Операционни усилвателисе използват като компаратор.
  • Скоростта на въртене се променя поради наличието на променлив резистор, който контролира продължителността на импулсите.

Транзисторите имат равномерна постоянна амплитуда на импулса, идентична с амплитудата на захранващото напрежение. Това ви позволява да регулирате скоростта на двигателя 220 V и да поддържате работата на устройството дори при захранване минимално напрежениекъм намотката на трансформатора.

Благодарение на възможността за свързване на микроконтролера към PWM транзистор е възможно да се автоматични настройкии регулиране на работата на електрическото задвижване. Такива проекти на преобразуватели могат да имат допълнителни компоненти, които се разширяват функционалностзадвижване, осигуряващо пълноценна работа автоматичен режим.

Въвеждане на системи за автоматично управление

Наличието на микроконтролерно управление в регулаторите и честотните преобразуватели позволява да се подобрят работните параметри на задвижването, а самият двигател може да работи в напълно автоматичен режим, когато използваният контролер плавно или стъпаловидно променя скоростта на въртене на устройството. Днес микроконтролерното управление използва процесори, които имат различен брой изходи и входове. Можете да свържете различни електронни ключове, бутони, всякакви сензори за загуба на сигнал и т.н.

Можете да го намерите в продажба различни видовемикроконтролери, които са лесни за използване, гарантират висококачествена настройка на работата на преобразувателя и регулатора, а наличието на допълнителни входове и изходи ви позволява да свържете различни допълнителни сензори към процесора, по сигнал на които устройството ще намали или увеличете броя на оборотите или напълно спрете подаването на напрежение към намотките на двигателя.

Днес на пазара се предлагат различни преобразуватели и контролери за електрически двигатели. Въпреки това, ако имате дори минимални умения за работа с радиокомпоненти и способността да четете диаграми, можете да създадете такова просто устройство, което плавно или стъпаловидно ще променя скоростта на двигателя. Освен това можете да включите контролен триак реостат и резистор във веригата, което ще ви позволи плавно да променяте скоростта, а наличието на микроконтролерно управление напълно автоматизира използването на електрически двигатели.

На прости механизми е удобно да се инсталират аналогови регулатори на тока. Например, те могат да променят скоростта на въртене на вала на двигателя. От техническа страна внедряването на такъв регулатор е просто (ще трябва да инсталирате един транзистор). Подходящ за регулиране на независими обороти на двигатели в роботиката и захранванията. Най-често срещаните видове регулатори са едноканални и двуканални.

Видео №1.Едноканален регулатор в действие. Променя скоростта на въртене на вала на двигателя чрез завъртане на копчето за променлив резистор.

Видео № 2.

Увеличаване на скоростта на въртене на вала на двигателя при работа на едноканален регулатор. Увеличаване на броя на оборотите от минималната до максималната стойност при завъртане на копчето за променлив резистор.Видео №3.

Двуканален регулатор в действие. Независима настройка на скоростта на усукване на валовете на двигателя на базата на подстригващи резистори.

Видео № 4.

Напрежението на изхода на регулатора беше измерено с цифров мултицет. Получената стойност е равна на напрежението на батерията, от което са извадени 0,6 волта (разликата възниква поради спада на напрежението през транзисторния преход). При използване на батерия от 9,55 волта се записва промяна от 0 до 8,9 волта.

Функции и основни характеристики

Устройството управлява един двигател, захранван от напрежение в диапазона от 2 до 12 волта.

  1. Дизайн на устройството

Основните конструктивни елементи на регулатора са показани на снимката. 3. Устройството се състои от пет компонента: два резистора променливо съпротивлениесъс съпротивление 10 kOhm (№ 1) и 1 kOhm (№ 2), транзистор модел KT815A (№ 3), двойка двусекционни винтови клеми за изхода за свързване на двигателя (№ 4) ) и входа за свързване на батерията (№ 5).

Бележка 1. Не е необходим монтаж на винтови клеми. С помощта на тънък многожилен монтажен проводник можете да свържете директно двигателя и източника на захранване.

  1. Принцип на действие

Процедурата за работа на моторния контролер е описана в електрическата схема (фиг. 1). Като се вземе предвид полярността, към конектора XT1 се подава постоянно напрежение. Електрическата крушка или моторът се свързват към конектора XT2. На входа включете променлив резистор R1, въртейки копчето му променя потенциала на средния изход, за разлика от минуса на батерията. Чрез ограничителя на тока R2 средният изход е свързан към базовия извод на транзистора VT1. В този случай транзисторът се включва по редовна токова верига. Положителният потенциал на основния изход се увеличава, когато средният изход се движи нагоре от плавното въртене на копчето на променливия резистор. Има увеличение на тока, което се дължи на намаляване на съпротивлението на прехода колектор-емитер в транзистора VT1. Потенциалът ще намалее, ако ситуацията се обърне.


Електрическа схема
  1. Материали и детайли

Необходима е печатна платка с размери 20х30 мм, изработена от едностранно фолиран лист фибростъкло (допустима дебелина 1-1,5 мм). Таблица 1 предоставя списък на радиокомпонентите.

Бележка 2. Променливият резистор, необходим за устройството, може да бъде от всякакъв производител; важно е да се спазват стойностите на съпротивлението на тока, посочени в таблица 1.

Бележка 3. За регулиране на токове над 1,5A транзисторът KT815G се заменя с по-мощен KT972A (с максимален ток 4A). В същото време рисунката печатна платканяма нужда от промяна, тъй като разпределението на изводите на двата транзистора е идентично.

  1. Процес на изграждане

За по-нататъшна работа трябва да изтеглите архивния файл, който се намира в края на статията, да го разархивирате и да го отпечатате. Чертежът на регулатора (файл) се отпечатва на гланцирана хартия, а монтажният чертеж (файл) се отпечатва на бял офис лист (формат А4).

Следваща рисунка платка(№ 1 на снимка. 4) се залепват към тоководещите пътеки от срещуположната страна на печатната платка (№ 2 на снимка. 4). Необходимо е да направите отвори (№ 3 на снимка 14) на монтажния чертеж в местата за монтаж. Монтажният чертеж се закрепва към печатната платка със сухо лепило, като отворите трябва да съвпадат. Снимка 5 показва pinout на транзистора KT815.

Входът и изходът на клеморедите-конектори са маркирани в бяло. Източник на напрежение е свързан към клемния блок чрез скоба. На снимката е показан напълно сглобен едноканален регулатор. Източникът на захранване (9-волтова батерия) е свързан на последния етап от монтажа. Сега можете да регулирате скоростта на въртене на вала с помощта на двигателя; трябва плавно да завъртите копчето за регулиране на променливия резистор.

За да тествате устройството, трябва да отпечатате чертеж на диск от архива. След това трябва да залепите този чертеж (№ 1) върху дебел и тънък картон (№ 2). След това с помощта на ножица се изрязва диск (№ 3).

Полученият детайл се обръща (№ 1) и квадрат от черна електрическа лента (№ 2) се прикрепя към центъра за по-добро сцепление на повърхността на вала на двигателя към диска. Трябва да направите дупка (№ 3), както е показано на изображението. След това дискът се монтира на вала на двигателя и тестването може да започне. Едноканалният контролер на двигателя е готов!

Двуканален моторен контролер

Използва се за независимо управление на двойка двигатели едновременно. Захранването се подава от напрежение в диапазона от 2 до 12 волта. Номиналният ток на натоварване е до 1,5 A на канал.

  1. Дизайн на устройството

Основните компоненти на дизайна са показани на снимка.10 и включват: два резистора за регулиране на 2-ри канал (№ 1) и 1-ви канал (№ 2), три двусекционни винтови клеми за изход към 2-ри двигател (№ 3), за изход към 1-ви двигател (№ 4) и за вход (№ 5).

Забележка:1 Монтирането на винтови клеми не е задължително. С помощта на тънък многожилен монтажен проводник можете да свържете директно двигателя и източника на захранване.

  1. Принцип на действие

Схемата на двуканалния регулатор е идентична електрическа схемаедноканален регулатор. Състои се от две части (фиг. 2). Основната разлика: резисторът с променливо съпротивление се заменя с резистор за подстригване. Скоростта на въртене на валовете се задава предварително.

Забележка.2.

  1. Материали и детайли

Ще ви е необходима печатна платка с размери 30х30 мм, изработена от едностранно фолиран лист фибростъкло с дебелина 1-1,5 мм. Таблица 2 предоставя списък на радиокомпонентите.

  1. Процес на изграждане

След като изтеглите архивния файл, който се намира в края на статията, трябва да го разархивирате и разпечатате. Чертежът на регулатора за термотрансфер (термо2 файл) се отпечатва на гланцирана хартия, а монтажният чертеж (montag2 файл) се отпечатва на бял офис лист (формат А4).

Чертежът на печатната платка е залепен към тоководещите пътеки от противоположната страна на печатната платка. Оформете дупки на монтажния чертеж в местата за монтаж. Монтажният чертеж се закрепва към печатната платка със сухо лепило, като отворите трябва да съвпадат. Транзисторът KT815 се закрепва. За да проверите, трябва временно да свържете входове 1 и 2 с монтажен проводник.

Всеки от входовете е свързан към полюса на източника на захранване (в примера е показана 9-волтова батерия). Отрицателният извод на захранването е прикрепен към центъра на клемния блок. Важно е да запомните: черният проводник е "-", а червеният проводник е "+".

Двигателите трябва да бъдат свързани към два клемореда и също така трябва да се настрои желаната скорост. След успешно тестване трябва да премахнете временната връзка на входовете и да инсталирате устройството на модела на робота. Двуканалният моторен контролер е готов!

Представени са необходимите схеми и чертежи за работата. Емитерите на транзисторите са маркирани с червени стрелки.


ШИМ контролерът е предназначен да регулира скоростта на въртене на полярен мотор, яркостта на електрическата крушка или мощността на нагревателния елемент.

Предимства:
1 Лесно производство
2 Наличност на компоненти (цената не надвишава $2)
3 Широко приложение
4 За начинаещи, тренирайте още веднъж и се угодете =)

Един ден имах нужда от „устройство“ за регулиране на скоростта на въртене на охладител. Не помня защо точно. Отначало го пробвах през обикновен променлив резистор, загря много и това не ми беше приемливо. В резултат на това, след като се разрових в Интернет, намерих схема, базирана на вече познатата микросхема NE555. Това беше схема на конвенционален PWM регулатор с работен цикъл (продължителност) на импулси, равен или по-малък от 50% (по-късно ще дам графики как работи това). Веригата се оказа много проста и не изискваше конфигурация; основното беше да не се обърка връзката на диодите и транзистора. Първият път, когато го сглобих на макет и го тествах, всичко заработи в рамките на половин оборот. По-късно изложих малка печатна платка и всичко изглеждаше по-спретнато =) Е, сега нека да разгледаме самата верига!

Верига на PWM регулатор

От него виждаме, че това е обикновен генератор с импулсен регулатор на работния цикъл, сглобен според схемата от листа с данни. С резистор R1 променяме този работен цикъл, резистор R2 служи като защита срещу късо съединение, тъй като щифт 4 на микросхемата е свързан към земята чрез вътрешния превключвател на таймера и когато R1 е в крайно положение, той просто ще се затвори. R3 е издърпващ резистор. C2 е кондензаторът за настройка на честотата. Транзисторът IRFZ44N е N канален MOSFET. D3 е защитен диод, който предотвратява повредата на превключвателя на полето, когато товарът е прекъснат. Сега малко за работния цикъл на импулсите. Коефициентът на запълване на импулса е съотношението на неговия период на повторение (повторение) към продължителността на импулса, тоест след определен период от време ще има преход от (грубо казано) плюс към минус, или по-точно от логически едно към логическа нула. Така че този период от време между импулсите е същият работен цикъл.


Коефициент на натоварване при средно положение R1

Коефициент на запълване в най-лявата позиция R1


Коефициент на натоварване в крайна дясна позиция R

По-долу са показани печатни платки със и без места на части


Сега малко за детайлите и външния им вид. Самата микросхема е направена в корпус DIP-8, керамични кондензатори с малък размер и резистори от 0,125-0,25 вата. Диодите са обикновени изправителни диоди 1А (най-достъпният е 1N4007, има ги много навсякъде). Микросхемата може да бъде инсталирана и на гнездо, ако в бъдеще искате да я използвате в други проекти и да не я разпоявате отново. По-долу има снимки на детайлите.



Добър вечер приятели! Това е първият ми преглед на нещо в живота ми, така че се радвам да слушам критики и съвети.
Стоката е закупена със собствени средства. Подробности по-долу.

Бях подканен да поръчам този регулатор от моя уважаван кирич. Затова първо поръчах точно същия PWM регулатор, но след това, за промяна, поръчах героя на днешния преглед.

Поръчката беше направена на 29 октомври, но стигна до мен в Лобня край Москва едва на 3 декември. Продуктът беше опакован в стандартна торба с мехурче и щедро опакован в пяна:

Пакет


Комплектът включва само самата контролна платка и променлив резистор 100 kOhm, който се свързва директно към платката с помощта на конектор HU-3 с дължина на проводника 19 см, което е доста удобно за монтаж.

Запояването на захранващи следи ми се стори просто ужасно. Не мислех, че нашите азиатски приятели ще спестят спойка. Виждат се и много следи от неизмит флюс. Може би просто имам този късмет:



Не се преструвам на гуру на запояване, затова реших да коригирам малко ситуацията. Мисля, че ако някой получи плащане след моите ръце, нямаше да се различава много от китайците:



Регулаторът е изграден върху таймера NE555P, така че мисля, че няма смисъл да говоря за цялата верига и се страхувам, че все още нямам достатъчно познания за това =).

Диапазонът на работното напрежение е 12-60 волта, а максималният ток е 20 ампера. Между другото, на една от снимките можете да видите предпазител от 20 ампера, който на теория трябва да ви спаси от превишаване на номиналния ток.

Сега нека го проверим в действие. За захранване ще използвам старо захранване от лаптоп с 19 волта и 4,74 ампера и мотор от някаква отвертка с 18 волта:

Видео на самата работа. Извинявам се за лекото разклащане, защото... Снимах го на телефона си, но нямам статив за това:

Купуването или не е работа на всеки. Купих това за мини бормашина, която се надявам да започна да изграждам през следващата година. Естествено мрежата е пълна със схеми на тази тема, но засега като начинаещ исках готово решение.
Благодаря на всички за вниманието, очаквам вашите коментари!

Вместо коте


Смятам да си купя +41 Добавяне към любими Ревюто ми хареса +32 +72

това домашна веригаможе да се използва като регулатор на скоростта на двигател DC 12 V с номинален ток до 5 A или като димер за 12 V халогенни и LED лампи до 50 W. Управлението се извършва с помощта на широчинно-импулсна модулация (PWM) при честота на повторение на импулса от около 200 Hz. Естествено, честотата може да се променя, ако е необходимо, като се избира максимална стабилност и ефективност.

Повечето от тези структури са сглобени по много по-проста схема. Тук представяме по-разширена версия, която използва таймер 7555, драйвер за биполярни транзистории мощен MOSFET с ефект на полето. Този дизайн осигурява подобрен контрол на скоростта и работи в широк диапазон на натоварване. Това наистина е много ефективна схема и цената на нейните части при закупуване за самосглобяванедоста ниско.

Схема на PWM контролер за 12 V двигател

Веригата използва таймер 7555 за създаване на променлива ширина на импулса от около 200 Hz. Той управлява транзистора Q3 (чрез транзистори Q1 - Q2), който управлява скоростта на електродвигателя или електрическите крушки.

Има много приложения за тази верига, която ще се захранва от 12V: електрически двигатели, вентилатори или лампи. Може да се използва в автомобили, лодки и електрически превозни средства, в железопътни модели и т.н.

12 V LED лампи, например LED ленти, също могат безопасно да бъдат свързани тук. Всеки знае това led лампиМного по-ефективни от халогенните или лампите с нажежаема жичка, те ще издържат много по-дълго. И ако е необходимо, захранвайте PWM контролера от 24 волта или повече, тъй като самата микросхема с буферен етап има стабилизатор на мощността.

Регулатор на скоростта на двигателя AC

PWM контролер 12 волта

Драйвер за DC регулатор на половин мост

Верига на регулатора на скоростта на мини бормашина

КОНТРОЛ НА ОБОРОТИТЕ НА ДВИГАТЕЛЯ С РЕЗЕРВЕН ХОД

Здравейте всички, вероятно много радиолюбители, като мен, имат повече от едно хоби, а няколко. Отвъд дизайна електронни устройстваЗанимавам се с фотография, видеозаснемане с DSLR фотоапарат и видео монтаж. Като видеооператор имах нужда от плъзгач за видеозаснемане и първо ще обясня накратко какво представлява. Снимката по-долу показва фабричния плъзгач.

Плъзгачът е предназначен за видеозаснемане на фотоапарати и видеокамери. Аналогична е на релсовата система, използвана в широкоформатното кино. С негова помощ се създава плавно движение на камерата около снимания обект. Друг много мощен ефект, който може да се използва при работа с плъзгач, е способността да се приближавате или отдалечавате от обекта. Следващата снимка показва двигателя, който е избран за направата на слайдера.

Плъзгачът се задвижва от 12-волтов DC мотор. В интернет беше намерена схема на регулатор на двигателя, който движи плъзгача. Следващата снимка показва индикатора за захранване на светодиода, превключвателя, който контролира заден ход и превключвателя за захранване.

При работа с такова устройство е важно да има плавен контрол на скоростта, плюс лесно включване на реверс на двигателя. Скоростта на въртене на вала на двигателя, в случай на използване на нашия регулатор, се регулира плавно чрез завъртане на копчето на променлив резистор 5 kOhm. Може би не съм единственият от потребителите на този сайт, който се интересува от фотография и някой друг ще иска да копира това устройство; тези, които желаят, могат да изтеглят архив с диаграма и печатна платкарегулатор Следващата фигура показва електрическа схемарегулатор на двигателя:

Верига на регулатора

Веригата е много проста и може лесно да се сглоби дори от начинаещи радиолюбители. Сред предимствата на сглобяването на това устройство мога да назова неговата ниска цена и възможността да го персонализирате според вашите нужди. Фигурата показва печатната платка на контролера:

Но обхватът на приложение на този регулатор не се ограничава само до плъзгачи; той може лесно да се използва като регулатор на скоростта, например машинна бормашина, домашен Dremel, захранван от 12 волта, или компютърен охладител, например, с размери с размери 80 х 80 или 120 х 120 мм. Разработих и схема за реверсиране на двигателя или с други думи бърза промяна на въртенето на вала в другата посока. За да направя това, използвах шест-пинов превключвател с 2 позиции. Следната фигура показва неговата диаграма на свързване:

Средните контакти на превключвателя, маркирани (+) и (-), са свързани към контактите на платката, маркирани с M1.1 и M1.2, полярността няма значение. Всеки знае, че компютърните охладители, когато захранващото напрежение и съответно скоростта са намалени, правят много по-малко шум по време на работа. На следващата снимка транзисторът KT805AM е на радиатора:

Във веригата може да се използва почти всеки среден до голям транзистор мощност n-p-nструктури. Диодът може да бъде заменен и с аналози, подходящи за тока, например 1N4001, 1N4007 и др. Клемите на двигателя са шунтирани от диод в обратна връзка; това е направено за защита на транзистора по време на включване и изключване на веригата, тъй като нашият двигател има индуктивен товар. Също така схемата осигурява индикация за включването на плъзгача на светодиод, свързан последователно с резистор.

Когато използвате двигател с по-голяма мощност от показаната на снимката, транзисторът трябва да бъде прикрепен към радиатора, за да се подобри охлаждането. Снимка на получената дъска е показана по-долу:

Регулаторната платка е произведена по метода LUT. Какво се получи накрая можете да видите във видеото.

Видео за работа

Скоро, веднага щом липсващите части, главно механика, бъдат придобити, ще започна да сглобявам устройството в кутията. Изпрати статията Алексей Ситков .

Диаграми и преглед на регулатори на скоростта на електродвигатели 220V

За плавно увеличаване и намаляване на скоростта на въртене на вала има специално устройство - регулатор на скоростта на електродвигател 220V. Стабилна работа, без прекъсвания на напрежението, дълъг експлоатационен живот - предимствата на използването на регулатор на скоростта на двигателя за 220, 12 и 24 волта.

  • Защо ви е необходим честотен преобразувател?
  • Обхват на приложение
  • Избор на устройство
  • IF устройство
  • Видове устройства
    • Триак устройство
    • Пропорционален сигнален процес

Защо ви е необходим честотен преобразувател?

Функцията на регулатора е да инвертира напрежението от 12, 24 волта, осигурявайки плавно стартиране и спиране чрез широчинно-импулсна модулация.

Контролерите за скорост са включени в структурата на много устройства, тъй като те осигуряват точността на електрическото управление. Това ви позволява да регулирате скоростта до желаното количество.

Обхват на приложение

Регулаторът на скоростта на DC мотор се използва в много индустриални и битови приложения. Например:

  • отоплителен комплекс;
  • задвижвания на оборудването;
  • машина за заваряване;
  • електрически фурни;
  • прахосмукачки;
  • шевни машини;
  • перални машини.

Избор на устройство

За да изберете ефективен регулатор, е необходимо да се вземат предвид характеристиките на устройството и предназначението му.

  1. Векторните контролери са обичайни за колекторните двигатели, но скаларните контролери са по-надеждни.
  2. Важен критерий за избор е мощността. То трябва да отговаря на позволеното за използваното устройство. По-добре е да се превиши за безопасна работа на системата.
  3. Напрежението трябва да бъде в приемливи широки граници.
  4. Основната цел на регулатора е да преобразува честотата, така че този аспект трябва да бъде избран според техническите изисквания.
  5. Също така трябва да обърнете внимание на експлоатационния живот, размерите, броя на входовете.

IF устройство

  • AC двигател естествен контролер;
  • шофиране;
  • допълнителни елементи.

Схемата на регулатора на скоростта на двигателя 12 V е показана на фигурата. Скоростта се регулира с потенциометър. Ако на входа се получат импулси с честота 8 kHz, тогава захранващото напрежение ще бъде 12 волта.

Устройството може да бъде закупено в специализирани търговски обекти или можете да го направите сами.

Верига на регулатора на скоростта на променлив ток

При стартиране на трифазен двигател на пълна мощност се предава ток, действието се повтаря около 7 пъти. Токът огъва намотките на двигателя, генерирайки топлина за дълъг период от време. Конверторът е инвертор, който осигурява преобразуване на енергия. Напрежението влиза в регулатора, където 220 волта се коригират с помощта на диод, разположен на входа. След това токът се филтрира през 2 кондензатора. Генерира се ШИМ. След това импулсният сигнал се предава от намотките на двигателя към определен синусоид.

Има универсално устройство 12V за безчеткови двигатели.

За да спестите сметки за електричество, нашите читатели препоръчват Electricity Saving Box. Месечните плащания ще бъдат с 30-50% по-малко, отколкото са били преди използването на спасителя. Той премахва реактивния компонент от мрежата, което води до намаляване на натоварването и, като следствие, консумацията на ток. Електрическите уреди консумират по-малко електроенергия и разходите са намалени.

Схемата се състои от две части - логическа и силова. Микроконтролерът е разположен на чип. Тази схема е типична за мощен двигател. Уникалността на регулатора се състои в използването му с различни видоведвигатели. Веригите се захранват отделно; ключовите драйвери изискват 12V захранване.

Видове устройства

Триак устройство

Устройството триак се използва за управление на осветлението, мощността на нагревателните елементи и скоростта на въртене.

Веригата на контролера, базирана на триак, съдържа минимум части, показани на фигурата, където C1 е кондензатор, R1 е първият резистор, R2 е вторият резистор.

С помощта на преобразувател мощността се регулира чрез промяна на времето на отворен триак. Ако е затворен, кондензаторът се зарежда от товара и резисторите. Единият резистор контролира количеството ток, а вторият регулира скоростта на зареждане.

Когато кондензаторът достигне максималния праг на напрежение от 12V или 24V, превключвателят се активира. Триакът преминава в отворено състояние. Когато мрежовото напрежение премине през нула, триакът се заключва и след това кондензаторът дава отрицателен заряд.

Конвертори на електронни ключове

Общи тиристорни регулатори с проста работна схема.

Тиристор, работи в мрежа с променлив ток.

Отделен тип е стабилизаторът на AC напрежение. Стабилизаторът съдържа трансформатор с множество намотки.

DC стабилизаторна верига

Тиристорно зарядно 24 волта

Към източник на напрежение 24 волта. Принципът на работа е да зареди кондензатор и заключен тиристор и когато кондензаторът достигне напрежение, тиристорът изпраща ток към товара.

Пропорционален сигнален процес

Сигналите, пристигащи на входа на системата, формират обратна връзка. Нека да разгледаме по-отблизо с помощта на микросхема.

Чип TDA 1085

Чипът TDA 1085, показан на снимката по-горе, осигурява управление с обратна връзка на 12V, 24V двигател без загуба на мощност. Задължително е наличието на оборотомер, който осигурява обратна връзка от двигателя към контролното табло. Сигналът на сензора за стабилизиране отива към микросхема, която предава задачата на силовите елементи - да добави напрежение към двигателя. Когато валът е натоварен, платката увеличава напрежението и мощността се увеличава. С отпускане на вала напрежението намалява. Оборотите ще бъдат постоянни, но въртящият момент няма да се промени. Честотата се контролира в широк диапазон. Такъв двигател от 12, 24 волта се монтира в перални машини.

Със собствените си ръце можете да направите устройство за мелница, струг за дърво, точило, бетонобъркачка, сламорезачка, косачка, цепачка за дърва и много други.

Индустриалните регулатори, състоящи се от 12, 24 волтови контролери, са пълни със смола и следователно не могат да бъдат ремонтирани. Следователно, 12V устройство често се прави самостоятелно. Проста опция с помощта на чипа U2008B. Контролерът използва обратна връзка по ток или плавен старт. Ако се използва последното, са необходими елементи C1, R4, джъмпер X1 не е необходим, но когато обратна връзкаобратното.

Когато сглобявате регулатора, изберете правилния резистор. Тъй като при голям резистор може да има дръпвания в началото, а при малък резистор компенсацията ще бъде недостатъчна.

важно! Когато настройвате контролера на мощността, трябва да запомните, че всички части на устройството са свързани към мрежата за променлив ток, така че трябва да се спазват предпазните мерки!

Монофазни и монофазни регулатори на скорост трифазни двигатели 24,12 волта са функционален и ценен уред, както в бита, така и в индустрията.

Контролер за въртене на мотор

На прости механизми е удобно да се инсталират аналогови регулатори на тока. Например, те могат да променят скоростта на въртене на вала на двигателя. От техническа страна внедряването на такъв регулатор е просто (ще трябва да инсталирате един транзистор). Подходящ за регулиране на независими обороти на двигатели в роботиката и захранванията. Най-често срещаните видове регулатори са едноканални и двуканални.

Видео №1. Едноканален регулатор в действие. Променя скоростта на въртене на вала на двигателя чрез завъртане на копчето за променлив резистор.

Видео № 2. Увеличаване на скоростта на въртене на вала на двигателя при работа на едноканален регулатор. Увеличаване на броя на оборотите от минималната до максималната стойност при завъртане на копчето за променлив резистор.

Видео №3. Двуканален регулатор в действие. Независима настройка на скоростта на усукване на валовете на двигателя на базата на подстригващи резистори.

Видео № 4. Напрежението на изхода на регулатора беше измерено с цифров мултицет. Получената стойност е равна на напрежението на батерията, от което са извадени 0,6 волта (разликата възниква поради спада на напрежението през транзисторния преход). При използване на батерия от 9,55 волта се записва промяна от 0 до 8,9 волта.

Функции и основни характеристики

Напрежението на изхода на регулатора беше измерено с цифров мултицет. Получената стойност е равна на напрежението на батерията, от което са извадени 0,6 волта (разликата възниква поради спада на напрежението през транзисторния преход). При използване на батерия от 9,55 волта се записва промяна от 0 до 8,9 волта.

Функции и основни характеристики

Устройството управлява един двигател, захранван от напрежение в диапазона от 2 до 12 волта.

Дизайн на устройството

Основните конструктивни елементи на регулатора са показани на снимката. 3. Устройството се състои от пет компонента: два резистора с променливо съпротивление със съпротивление 10 kOhm (№ 1) и 1 kOhm (№ 2), транзистор модел KT815A (№ 3), двойка двусекционни винтове клеми за изход за свързване на двигател (№ 4) и вход за свързване на батерия (№ 5).

Бележка 1.Не е необходим монтаж на винтови клеми. С помощта на тънък многожилен монтажен проводник можете да свържете директно двигателя и източника на захранване.

Принцип на действие

Процедурата за работа на моторния контролер е описана в електрическата схема (фиг. 1). Като се вземе предвид полярността, към конектора XT1 се подава постоянно напрежение. Електрическата крушка или моторът се свързват към конектора XT2. На входа се включва променлив резистор R1, завъртането на копчето му променя потенциала на средния изход за разлика от минуса на батерията. Чрез ограничителя на тока R2 средният изход е свързан към базовия извод на транзистора VT1. В този случай транзисторът се включва по редовна токова верига. Положителният потенциал на основния изход се увеличава, когато средният изход се движи нагоре от плавното въртене на копчето на променливия резистор. Има увеличение на тока, което се дължи на намаляване на съпротивлението на прехода колектор-емитер в транзистора VT1. Потенциалът ще намалее, ако ситуацията се обърне.

Електрическа схема

Материали и детайли

Необходима е печатна платка с размери 20х30 мм, изработена от едностранно фолиран лист фибростъкло (допустима дебелина 1-1,5 мм). Таблица 1 предоставя списък на радиокомпонентите.

Бележка 2.Променливият резистор, необходим за устройството, може да бъде от всякакъв производител; важно е да се спазват стойностите на съпротивлението на тока, посочени в таблица 1.

Бележка 3. За регулиране на токове над 1,5A транзисторът KT815G се заменя с по-мощен KT972A (с максимален ток 4A). В този случай дизайнът на печатната платка не трябва да се променя, тъй като разпределението на изводите за двата транзистора е идентично.

Процес на изграждане

За по-нататъшна работа трябва да изтеглите архивния файл, който се намира в края на статията, да го разархивирате и да го отпечатате. Чертежът на регулатора (файл termo1) се отпечатва на гланцирана хартия, а чертежът на монтажа (файл montag1) се отпечатва на бял офис лист (формат А4).

След това чертежът на платката (№ 1 на снимка. 4) се залепва към тоководещите релси от противоположната страна на печатната платка (№ 2 на снимка. 4). Необходимо е да направите отвори (№ 3 на снимка 14) на монтажния чертеж в местата за монтаж. Монтажният чертеж се закрепва към печатната платка със сухо лепило, като отворите трябва да съвпадат. Снимка 5 показва pinout на транзистора KT815.

Входът и изходът на клеморедите-конектори са маркирани в бяло. Източник на напрежение е свързан към клемния блок чрез скоба. На снимката е показан напълно сглобен едноканален регулатор. Източникът на захранване (9-волтова батерия) е свързан на последния етап от монтажа. Сега можете да регулирате скоростта на въртене на вала с помощта на двигателя; трябва плавно да завъртите копчето за регулиране на променливия резистор.

За да тествате устройството, трябва да отпечатате чертеж на диск от архива. След това трябва да залепите този чертеж (№ 1) върху дебел и тънък картон (№ 2). След това с помощта на ножица се изрязва диск (№ 3).

Полученият детайл се обръща (№ 1) и квадрат от черна електрическа лента (№ 2) се прикрепя към центъра за по-добро сцепление на повърхността на вала на двигателя към диска. Трябва да направите дупка (№ 3), както е показано на изображението. След това дискът се монтира на вала на двигателя и тестването може да започне. Едноканалният контролер на двигателя е готов!

Двуканален моторен контролер

Използва се за независимо управление на двойка двигатели едновременно. Захранването се подава от напрежение в диапазона от 2 до 12 волта. Номиналният ток на натоварване е до 1,5 A на канал.

Основните компоненти на дизайна са показани на снимка.10 и включват: два резистора за регулиране на 2-ри канал (№ 1) и 1-ви канал (№ 2), три двусекционни винтови клеми за изход към 2-ри двигател (№ 3), за изход към 1-ви двигател (№ 4) и за вход (№ 5).

Забележка:1 Монтирането на винтови клеми не е задължително. С помощта на тънък многожилен монтажен проводник можете да свържете директно двигателя и източника на захранване.

Принцип на действие

Веригата на двуканален регулатор е идентична с електрическата верига на едноканален регулатор. Състои се от две части (фиг. 2). Основната разлика: резисторът с променливо съпротивление се заменя с резистор за подстригване. Скоростта на въртене на валовете се задава предварително.

Забележка.2. За бързо регулиране на скоростта на въртене на двигателите резисторите за подстригване се сменят с помощта на монтажен проводник с резистори с променливо съпротивление със стойностите на съпротивлението, посочени на диаграмата.

Материали и детайли

Ще ви е необходима печатна платка с размери 30х30 мм, изработена от едностранно фолиран лист фибростъкло с дебелина 1-1,5 мм. Таблица 2 предоставя списък на радиокомпонентите.

Процес на изграждане

След като изтеглите архивния файл, който се намира в края на статията, трябва да го разархивирате и разпечатате. Чертежът на регулатора за термотрансфер (термо2 файл) се отпечатва на гланцирана хартия, а монтажният чертеж (montag2 файл) се отпечатва на бял офис лист (формат А4).

Чертежът на печатната платка е залепен към тоководещите пътеки от противоположната страна на печатната платка. Оформете дупки на монтажния чертеж в местата за монтаж. Монтажният чертеж се закрепва към печатната платка със сухо лепило, като отворите трябва да съвпадат. Транзисторът KT815 се закрепва. За да проверите, трябва временно да свържете входове 1 и 2 с монтажен проводник.

Всеки от входовете е свързан към полюса на източника на захранване (в примера е показана 9-волтова батерия). Отрицателният извод на захранването е прикрепен към центъра на клемния блок. Важно е да запомните: черният проводник е "-", а червеният проводник е "+".

Двигателите трябва да бъдат свързани към два клемореда и също така трябва да се настрои желаната скорост. След успешно тестване трябва да премахнете временната връзка на входовете и да инсталирате устройството на модела на робота. Двуканалният моторен контролер е готов!

АРХИВЪТ съдържа необходимите схеми и чертежи за работата. Емитерите на транзисторите са маркирани с червени стрелки.

Схема на регулатора на скоростта на постояннотоков двигател

Веригата на регулатора на скоростта на DC мотор работи на принципите на модулация на ширината на импулса и се използва за промяна на скоростта на 12-волтов DC двигател. Регулирането на скоростта на вала на двигателя чрез широчинно-импулсна модулация дава по-голяма ефективност от използването на проста промяна DC напрежениедоставени към двигателя, въпреки че ще разгледаме и тези вериги

Верига на регулатор на скоростта на DC мотор за 12 волта

Двигателят е свързан във верига към транзистор с полеви ефекти, който се управлява от широчинно-импулсна модулация, извършена на чипа на таймера NE555, поради което веригата се оказа толкова проста.

ШИМ контролерът се реализира с помощта на конвенционален импулсен генератор на нестабилен мултивибратор, генериращ импулси с честота на повторение 50 Hz и изграден на популярния таймер NE555. Сигналите, идващи от мултивибратора, създават поле на отклонение на вратата полеви транзистор. Продължителността на положителния импулс се регулира с помощта на променливо съпротивление R2. Колкото по-голяма е продължителността на положителния импулс, пристигащ на вратата на полевия транзистор, толкова висока мощностподадени към DC двигателя. И обратно, колкото по-малка е продължителността на импулса, толкова по-слабо се върти електродвигателят. Тази схема работи чудесно от батерияна 12 волта.

Верига за управление на скоростта на DC мотор за 6 волта

Скоростта на 6-волтовия мотор може да се регулира в рамките на 5-95%

Регулатор на оборотите на двигателя на PIC контролер

Контролът на скоростта в тази верига се постига чрез прилагане на импулси на напрежение с различна продължителност към електрическия мотор. За тези цели се използват PWM (модулатори на ширината на импулса). В този случай управлението на ширината на импулса се осигурява от PIC микроконтролер. За управление на скоростта на въртене на двигателя се използват два бутона SB1 и SB2, „Повече” и „По-малко”. Можете да промените скоростта на въртене само когато превключвателят "Старт" е натиснат. Продължителността на импулса варира като процент от периода от 30 до 100%.

Като стабилизатор на напрежението за микроконтролера PIC16F628A се използва три-пинов стабилизатор KR1158EN5V, който има нисък спад на входно-изходното напрежение, само около 0,6 V. Максимум входно напрежение- 30V. Всичко това позволява използването на двигатели с напрежение от 6V до 27V. Композитният транзистор KT829A се използва като превключвател на захранването, който за предпочитане е инсталиран на радиатор.

Устройството е сглобено върху печатна платка с размери 61 х 52 мм. Можете да изтеглите чертежа на PCB и файла с фърмуера от връзката по-горе. (Виж папката в архива 027-ел)