Схема регулятора оборотов: СХЕМА РЕГУЛЯТОРА ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ

Содержание

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220В

04.07.2019 0 bogdann.tech Электродвигатели Электрооборудование

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220в бывает двух типов стандартная и модифицированная. Все зависит непосредственно от регулятора, который вы используете.

Зачем они нужны

Множество бытовых приборов и электроинструментов не обходятся без коллекторного электродвигателя. Такая популярность подобного электродвигателя обусловлена универсальностью.

Для коллекторного электродвигателя может использование питание от тока постоянного или переменного напряжения. Дополнительным преимуществом является эффективный пусковой момент. При этом работа от постоянного или переменного тока электродвигателя сопровождается высокой частотой оборотом, что подходит далеко не всем пользователям. Чтобы обеспечить более плавный пуск и иметь возможность настраивать частоту вращения, используется регулятор оборотов. Простой регулятор вполне можно изготовить своими руками.

Но прежде чем будет обсуждаться схема, сначала нужно разобраться в коллекторных двигателях.

Коллекторные электродвигатели

Конструкция любого коллекторного двигателя включает несколько основных элементов:

Коллектор,
Щетки,
Ротор,
Статор.

Работа стандартного коллекторного электродвигателя основана на следующих принципах.

Осуществляется подача тока от источника напряжения 220в. Именно 220 Вольт является стандартным напряжением бытовой сети. Для большинства приборов с электромоторами более 220 Вольт не требуется. Причем подача тока идет на ротор и статор, которые соединяются один с другим.
В результате подачи тока от источника 220в образуется поле магнитное.
Под воздействием магнитного напряжения начинается вращение ротора.

Щетки осуществляют передачу напряжения непосредственно на ротор устройства. Причем щетки обычно изготавливают на основе графита.
Когда направление тока в роторе или статоре меняется, вал вращается в обратную сторону.

Кроме стандартных коллекторных электродвигателей, существуют другие агрегаты:

Электромотор последовательного возбуждения. Их устойчивость к перегрузкам более внушительная. Часто встречаются в бытовых электроприборах,
Устройства параллельного возбуждения. У них сопротивление не отличается большими показателями, количество витков существенно больше, чем у аналогов,
Однофазный электромотор. Его очень легко изготовить своими руками, мощность на приличном уровне, а вот коэффициент полезного действия оставляет желать лучшего.

Регуляторы оборотов

Теперь возвращаемся к теме регулятора оборотов. Все доступные сегодня схемы можно разделить на две большие категории:

Стандартная схема регулятора оборотов,
Модифицированные устройства контроля оборотов.

Разберемся в особенностях схем подробнее.

Стандартные схемы

Стандартная схема регулятора коллекторного электромотора имеет несколько особенностей:

Изготовить динистор не составит труда. Это важное преимущество устройства,
Регулятор отличается высокой степенью надежности, что положительно сказывается в течение его периода эксплуатации,
Позволяет комфортно для пользователя менять обороты двигателя,
Большинство моделей основаны на тиристорном регуляторе.

Если вас интересует принцип работы, то такая схема выглядит довольно просто.

Заряд тока от источника 220 Вольт идет к конденсатору.
Далее идет напряжение пробоя динистора через переменный резистор.
После этого происходит непосредственно сам пробой.
Симистор открывается. Этот элемент несет ответственность за нагрузку.
Чем выше окажется напряжение, чем чаще будет происходить открытие симистора.
За счет подобного принципа работы происходит регулировка оборотов электродвигателя.
Наибольшая доля подобных схем регулировки электродвигателя приходится на импортные бытовые пылесосы.
Но при использовании стандартной схемы регулятора оборотов важно понимать, что он обратной связью не обладает. И если с нагрузкой произойдут изменения, обороты электродвигателя придется настраивать.

Модифицированная схема

Прогресс не стоит на месте. Несмотря на удовлетворительные характеристики стандартной схемы регулятора оборотов двигателя, усовершенствования никому еще не навредили.

Наиболее часто применяемыми схемами являются две:

Реостатная. Из названия становится очевидно, что здесь основой выступает реостатная схема. Такие регуляторы высокоэффективные при смене количества оборотов электродвигателя. Высокие показатели эффективности объясняются использованием силовых транзисторов, отбирающих часть напряжения. Так меньшее количество тока из источника 220 Вольт поступает на двигатель, ему не приходится работать с большой нагрузкой. При этом схема имеет определенный недостаток большое количество выделяемого тепла. Чтобы регулятор работал длительное время, для электроинструмента потребуется активное постоянное охлаждение,
Интегральная. Для работы интегрального устройства регулирования используется интегральный таймер, который отвечает за нагрузку на электродвигатель. Здесь могут быть задействованы всевозможные транзисторы. Это обусловлено наличием микросхемы в конструкции с большими параметрами выходного тока. При нагрузке менее 0,1 Ампер, все напряжение идет непосредственно на микросхему, обходя транзисторы. Чтобы регулятор работал эффективно, на затворе требуется наличие напряжения в 12 Вольт. Из этого вытекает, что электрическая цепь и напряжение питания обязаны отвечать данному диапазону.

Простой самодельный регулятор

Если вы не хотите покупать готовый регулятор оборотов для двигателя, его вполне можно попробовать изготовить своими руками для контроля мощности устройства.

Это дополнительные навыки для вас и определенная экономия средств для кошелька.

Для изготовления регулятора вам потребуется:

Набор проводков,
Паяльник,
Схема,
Конденсаторы,
Резисторы,
Тиристор.

Монтажная схема будет выглядеть следующим образом.

Согласно представленной схеме, регулятор мощности и оборотов будет контролировать 1 полупериод. Расшифровывается она следующим образом.

Питание от стандартной сети 220в поступает на конденсатор. 220 Вольт стандартный показатель бытовых розеток.
Конденсатор, получив заряд, вступает в работу.
Нагрузка переходит к нижнему кабелю и резисторам.
Положительный контакт конденсатора соединяется с электродом тиристора.
Идет один достаточный заряд напряжения.
Второй полупроводник при этом открывается.
Тиристор через себя пропускает полученную от конденсатора нагрузку.
Происходит разряжение конденсатора, и полупериод вновь повторяется.

При большой мощности электродвигателя, питающегося от постоянного или переменного тока, регулятор дает возможность применять агрегат более экономично.

Самодельные регуляторы оборотов имеют полное право на свое существование. Но когда речь заходит о необходимости использовать регулятор электродвигателя для более серьезного оборудования, рекомендуется купить готовое устройство. Пусть оно обойдется дороже, но вы будете уверены в работоспособности и надежности агрегата.

bogdann.tech

Администратор сайта Electricvdele.Ru

Next Как проверить и отремонтировать коллектор электродвигателя своими руками
Previous Обзор уличных фонарей на солнечных батареях: характеристики, виды и особенности установки

Подборка схем регулятора оборотов двигателя постоянного тока

Главная » Бытовая электроника » Подборка схем регулятора оборотов двигателя постоянного тока

Регулировать скорость вращения маломощного коллекторного электродвигателя можно путем подключения постоянного резистора в цепь питания.

Но данный вариант создает очень низкий КПД, и к тому же отсутствует возможность осуществлять плавное изменение скорости вращения. Ниже рассмотрим четыре варианта регулятора оборотов двигателя постоянного тока лишенных этих недостатков.

Данные схемы так же можно с успехом использовать и для изменения яркости свечения 12 вольтовых ламп накаливания.

Описание 4 схем регуляторов оборотов электродвигателя

Первая схема

ШИМ регулятор оборотов двигателя. На однопереходном транзисторе VT1 (КТ117А) реализован генератор пилообразного напряжения (частота 150 Гц). Операционный усилитель DA1 (К140УД7) играет роль компаратора, создающего ШИМ, поступающий на базу транзистора VT2 (КТ817Б).

Изменение скорости вращения двигателя осуществляется с помощью переменного резистора R5, который меняет длительность импульсов. Так как, амплитуда ШИМ постоянна и равна напряжению питания электродвигателя, двигатель не остановиться даже при очень малой скорости вращения.

Вторая схема

Эта схема схожа с предыдущей, но в роли задающего генератора использован дополнительный операционный усилитель DA1 (К140УД7).

Этот ОУ работает как генератор напряжения вырабатывающий импульсы треугольной формы и имеющий частоту 500 Гц. Переменным резистором R7 выставляют частоту вращения электродвигателя.

Третья схема

Эта схема своеобразная и построена на популярном таймере NE555. Задающий генератор работает с частотой 500 Гц. Ширину импульсов, а следовательно, и частоту вращения двигателя возможно изменять в диапазоне от 2 % до 98 %.

Четвертая схема

Слабым местом во всех вышеприведенных схемах является то, что в них нет элемента стабилизации частоты вращения при увеличении или уменьшении нагрузки на валу двигателя. Решить эту проблему можно с помощью следующей схемы:

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Как и большинство похожих регуляторов, схема этого регулятора имеет задающий генератор напряжения, вырабатывающий импульсы треугольной формы, частота которых составляет 2 кГц. Суть схемы — присутствие положительной обратной связи (ПОС) через элементы R12, R11, VD1, C2 и DA1.4, которая стабилизирует частоту вращения вала электродвигателя при увеличении или уменьшении нагрузки.

При налаживании схемы с определенным двигателем, сопротивлением R12 выбирают такую глубину ПОС, при которой еще не происходят автоколебания частоты вращения при изменении нагрузки.

Детали регуляторов вращения электродвигателей

В данных схемах можно использовать следующие детали: транзистор КТ817Б — КТ815, КТ805; КТ117А можно заменить на КТ117Б-Г или 2N2646; Операционный усилитель К140УД7 на К140УД6, КР544УД1, ТL071, TL081; таймер NE555 — С555, КР1006ВИ1; микросхему TL074 — TL064, TL084, LM324.

При использовании более мощной нагрузки, ключевой транзистор КТ817 можно поменять мощным полевым транзистором, например, IRF3905 или ему подобным.

Блок питания 0…30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

Categories Бытовая электроника Tags Двигатель

Отправить сообщение об ошибке.

Цепь управления скоростью двигателя постоянного тока

2 месяца назад 7 месяцев назад by Shagufta Shahjahan

5 271 просмотр

В этом уроке мы демонстрируем проект схемы управления скоростью двигателя постоянного тока. Главной особенностью DC Motor Speed CONTROL является схема ШИМ на основе микросхемы 555, предназначенная для получения переменного напряжения по сравнению с постоянным напряжением. Вот процедура для PWM.

Возьмите простую схему, как показано на следующей схеме. Эта схема проста в изготовлении и требует нескольких недорогих компонентов, включая источник питания, двигатель постоянного тока, микросхему таймера 555, резисторы, конденсатор, потенциометр, переключатель и L29.3D ИС.

Buy from Amazon

Hardware Component

The following components are required to make DC Motor Speed Control Circuit

S. No	Component	Value	Qty
1	555 Таймер IC		1
2	Конденсатор	10NF	1
3	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
3
3	0035 –	1
4	Diode	IN4148	2
5	potentiometer	100K -220K	1
6	IC	L293D	1
7	Small DC motor	–	1
8	Power supply	9V	1
9	Resistor	1K, 100R	1

NE555 IC Pinout

Для подробного описания расписания, функций Dimension и спецификаций COUNTER 9001 9001 4005 DASPANARANARAN DAST DASPANARANARVAN 7005 7005 DARSE 7005 7005 DARSE 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 7005 70057 ТАЙМЕР IC выдает ШИМ-сигнал, зависящий от отношения сопротивления потенциометра к источнику питания, с коэффициентом заполнения. Конденсатор должен здесь нагружать и разгружать другой набор резисторов из-за потенциометра и пары диодов. Таким образом, конденсатор заряжается и разряжается за разное время. Выход высокий во время загрузки конденсатора и низкий во время разгрузки конденсатора. Мы различаемся высоким выходным сигналом, низким временем вывода и, следовательно, ШИМ.

ШИМ таймера подается на сигнальный вывод h-моста L239D для управления генератором постоянного тока. Мы получаем другое среднеквадратичное напряжение на клеммах и обороты в минуту с разным коэффициентом ШИМ. ШИМ таймера подключен ко второму сигнальному выводу для изменения направления вращения.

Области применения и использование

Двигатели постоянного тока подходят для многих применений, включая конвейеры, поворотные столы и другие применения, требующие динамической скорости и постоянного и низкоскоростного крутящего момента. Они хорошо вписываются даже в сложные приложения для динамического торможения и управления задним ходом, популярные во многих типах промышленного оборудования.

Как сделать схему регулятора скорости двигателя постоянного тока (50В, 15А)

Всем привет! сегодня мы собираемся построить схему регулятора скорости двигателя постоянного тока, способную управлять двигателем постоянного тока 50 В, 15 А. Принципиальная схема, работа и компоненты, используемые при создании этого проекта, подробно объясняются. Это самый полный регулятор скорости двигателя постоянного тока, который вы найдете в Интернете.

Управление ЧРП с помощью ПЛК и ЧМИ – Авто…

Включите JavaScript

Управление частотно-регулируемым приводом с использованием ПЛК и человеко-машинного интерфейса – Обучение автоматизации

Вы можете посмотреть это видео для рабочей части проекта

Технические характеристики этого регулятора скорости двигателя постоянного тока:
Этот регулятор скорости принимает входное напряжение в любом диапазоне между 6В до 50В .
МАКС. выходной ток составляет 15 А при использовании надлежащего радиатора,
Имеют защиту от перенапряжения затвора и
Защита от обратного хода или скачков напряжения.
После подключения требуемого входа напряжения и двигателя к выходной клемме скорость двигателя можно увеличить или уменьшить с помощью потенциометра.
СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ
Спецификации этого контроллера скорости двигателя постоянного тока:
Диаграмма скорости двигателя двигателя
Требуется:
Схема 9016. КОНТУР РЕГУЛЯТОРА
Как работает эта схема регулятора скорости?
DC Speed Controller в действии
Важные пункты
DC DC SPEED CONTRUCTE DIAGRAM DC SPEED DIAGRAM
. -канальный Mosfet
Конденсатор 330 мкФ (63 В)
Конденсатор 220 мкФ (63 В)
47 uF capacitor(63V)
10nF ceramic capacitors X 3
1k resistors X 2
330-ohm resistor
6. 2 Kohm resistor
100-ohm resistor
1n4007 diodes X 3
16 A Schottky diode
100 кОм потенциометр
33 Ом резистор
10 В стабилитрон
Упрощение схемы регулятора скорости двигателя постоянного тока
Сначала эта схема может показаться очень сложной, поэтому давайте ее упростим. Эта схема разделена на три основные части:
Регулятор напряжения или понижающий преобразователь
ШИМ-генератор.
Схема переключения.
Теперь давайте разберем каждую часть по отдельности. Я использую настольный блок питания для питания схемы. И установите напряжение около 12 В в качестве входного напряжения для регулятора скорости. Я использую осциллограф для анализа сигналов.
Для лучшего понимания я сначала пройдусь по схеме переключения:
ЦЕПЬ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ Цепь переключения регулятора скорости двигателя постоянного тока
Цепь переключения используется для включения и выключения выхода на очень высокой частоте. Здесь Mosfet используется для выполнения этой работы.
МОП-транзистор может переключать высокое выходное напряжение между его стоком и истоком, если на его затвор подается пороговое напряжение. Это пороговое напряжение, как правило, очень меньше, чем напряжение, которое Mosfet способен переключать, или напряжение между его стоком и истоком.
Также по мере того, как напряжение на затворе МОП-транзистора превышает пороговое напряжение затвора, все больше и больше тока протекает через сток к истоку.
Предостережение здесь : Пороговое напряжение — это напряжение, при котором МОП-транзистор начинает немного проводить ток. Чтобы полевой МОП-транзистор работал достаточно, чтобы управлять значительной нагрузкой, ему также требуется некоторое дополнительное напряжение.
Таким образом, если двигатель постоянного тока подключен между затвором и истоком MOSFET, напряжение на нем и, следовательно, скорость можно контролировать, контролируя напряжение на затворе. А для этого нам нужно переменное напряжение на воротах. А вот и ШИМ-генератор спешит на помощь.
ЦЕПЬ ГЕНЕРАТОРА ШИМ Цепь генератора ШИМ контроллера скорости двигателя постоянного тока
Требуемое переменное напряжение на затворе может быть легко обеспечено с помощью напряжения ШИМ. ШИМ или широтно-импульсная модуляция — это метод, используемый для получения любого напряжения от 0 до максимума входного напряжения. Это достигается коммутацией входного напряжения с определенной частотой и определенной скважностью.
Предположим, у нас есть входное напряжение 5В. Это может быть либо 5 В, либо 0. Теперь, если его включать и выключать с очень высокой частотой, мы получаем прямоугольную форму волны.
Допустим, время включения составляет 50 % от общего времени. Эти 50% называются рабочим циклом волны ШИМ, что дает нам конечное напряжение 2,5 вольта. По мере увеличения этого времени включения или рабочего цикла общее напряжение увеличивается.
И когда рабочий цикл достигает 100%, мы получаем 5 вольт на выходе. Точно так же, когда он равен 0%, мы получаем 0 вольт на выходе. Это называется ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, поскольку мы модулируем ширину импульса для получения переменного напряжения.
Узнайте больше о ШИМ здесь: ШИМ в деталях
Форма волны ШИМ
Схема регулятора скорости здесь генерирует волну ШИМ с помощью таймера 555 IC . Эта ИС обеспечивает требуемое переменное напряжение на затворе MOSFET, работая в нестабильном режиме.
Теперь существует определенный предел входного напряжения ИС, который наверняка меньше предела напряжения этого регулятора скорости.
Следовательно, чтобы обеспечить подходящее рабочее напряжение для ИС таймера 555, используется схема регулятора напряжения, которая обеспечивает фиксированное напряжение для ИС. 9Для этой цели в этой схеме используется регулятор напряжения 0015 LM317 .
ЦЕПЬ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ Цепь регулятора напряжения регулятора скорости двигателя постоянного тока
В данном случае используется регулятор напряжения LM317. Он обеспечивает переменное напряжение от 1,25 до 37 вольт. Он используется здесь из-за его нескольких преимуществ по сравнению с другими регуляторами напряжения, такими как Программируемое выходное напряжение , Высокий выходной ток , лучшая линия и регулирование нагрузки .
Узнайте больше о регуляторах напряжения здесь: Регуляторы напряжения в деталях
Как работает эта схема регулятора скорости?
Конденсатор 330 мкФ подключен к клеммам входного питания для сглаживания постоянного тока. За ним следует последовательно резистор 330 Ом с конденсатором 47 мкФ , образующим фильтр нижних частот, который затем питает регулятор напряжения LM317.
Этот регулятор напряжения программируется с помощью двух резисторов (R3 и R2) , чтобы дать постоянное напряжение 9 вольт.
Стоит отметить, что для получения этого выхода 9 В, падение напряжения должно быть больше 2,5 В или входное напряжение должно быть не менее 11,5 В. Чтобы получить выходное напряжение, отличное от этого, вы должны изменить значения этих резисторов в соответствии с частотной формулой, указанной в техническом описании.

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)
Загрузите техническое описание LM317 отсюда: техническое описание LM317
Здесь R2 равен 6,2k, а R1 равен 1k. С г. Яприл. находится в диапазоне мкА, просто игнорируйте его здесь. Это дает нам выходное напряжение 9 вольт. Затем эти 9 вольт питают таймер 555 . Здесь мы используем таймер 555 в нестабильном режиме или в качестве ШИМ-генератора.
PWM Напряжение, генерируемое таймером 555
№ контакта. 1 микросхемы заземлен. 2 и 6 соединены вместе, аналогично 4 и 8. Конденсатор 220 мкФ сглаживает поступающие 9 вольт.
Сейчас, Резистор 1K , 2 диода 1N4007 , 100k потенциометр и 10nF конденсатор образуют RC-цепь зарядки-разрядки, вызывая ШИМ-выход на третьем выводе таймера 555.
Этот выход ШИМ управляет затвором MOSFET. Если вы хотите узнать больше о таймере 555 и о том, как он генерирует волну ШИМ, я предлагаю вам просмотреть множество отличных статей, доступных в Интернете.
Узнайте больше о 555 таймерах здесь: 555 Таймер подробно
Некоторые проекты таймеров 555 с подробным объяснением: 555 Проекты таймеров
RC-цепь зарядки-разрядки
Наиболее важным аспектом волны ШИМ является ее частота, и вот формула частоты таймера 555 для нее. Вы также можете рассчитать частоту выхода ШИМ с помощью онлайн-калькуляторов.
Частота = 1,44 / (R1+2 × R2) × C1 HZ
Скачать 555 Timer Datahasth значение R1 (1 кОм), емкость (около 7 нФ из-за допуска и других факторов) и значение потенциометра, которое составляет примерно 91 кОм в моем случае в формуле дает нам частоту 1100Гц.
Конечно, это не точно из-за нескольких других факторов, влияющих на схему. Фактическая частота составляет 1,3 кГц, что является почти постоянной величиной от 0 до 100% рабочего цикла выхода ШИМ.
Этот выход ШИМ управляет затвором MOSFET , подключенным через резистор 33 Ом. IRF3205S может выдерживать ток до 110 ампер при правильной системе охлаждения и достаточном напряжении затвора. Ограничение напряжения между стоком и истоком составляет максимум 55 В. тогда как напряжение от затвора до источника составляет максимум 20 В.
Исток MOSFET заземлен, а сток подключен к одной клемме выхода, а другая клемма к 12В. Таким образом, двигатель подключается между + ve источника питания 12 В и стоком MOSFET .
Теперь, чтобы защитить МОП-транзистор от скачков напряжения, вызванных двигателем, диод Шоттки подключен параллельно двигателю или между стоком и плюсом источника питания 12 В.
Узнайте больше об обратноходовых диодах здесь: Основы обратноходовых диодов
Диоды Шоттки, как правило, предпочтительны для обратноходовых диодов, поскольку они имеют наименьшее прямое падение (~0,2 В, а не >0,7 В для малых токов) и способны быстро реагировать на обратное смещение (при повторном включении катушки индуктивности) или Другими словами, диод Шоттки имеет мгновенное обратное время восстановления, поэтому подходит для высокочастотных применений.