Regulátor otáčok kolektorového motora bez strát

Na vykonávanie mnohých druhov prác na spracovaní dreva, kovu alebo iných druhov materiálov nie sú potrebné vysoké rýchlosti, ale dobrá ťažná sila. Bude to správnejšie povedať - moment. Je to vďaka nemu, že plánovaná práca môže byť vykonaná kvalitatívne as minimálnou stratou moci. Pre tento účel sú používané jednosmerné motory ako hnacie jednotky (alebo potrubia), v ktorej je napájacie napätie vykonávaného rovnacieho stroja. Potom, aby sa dosiahli požadované prevádzkové charakteristiky, je potrebné nastaviť rotáciu kolektorového motora bez straty výkonu.

Vlastnosti riadenia rýchlosti

Je dôležité vedieť, ktorý spotrebuje každý motor počas otáčania nielen aktívny, ale aj reaktívny výkon. V tomto prípade bude úroveň jalového výkonu väčšia, čo súvisí s povahou zaťaženia. V tomto prípade je úlohou navrhovania zariadení na reguláciu rýchlosti otáčania kolektorových motorov znížiť rozdiel medzi aktívnymi a reaktívnymi silami. Preto takéto prevodníky budú pomerne zložité a nie je ľahké ich vyrábať samostatne.

S rukami len zdanie kontroly môže byť postavená, ale my nehovoríme o úsporu energie. Čo je moc? Z hľadiska elektrických indikátorov je to produkt spotrebovaného prúdu vynásobený napätím. Výsledok poskytne určitú hodnotu, ktorá zahŕňa aktívne a reaktívne zložky. Ak chcete izolovať len aktívnu informáciu o stratách, je potrebné zmeniť povahu záťaže na aktívnu. Tieto vlastnosti sú len polovodičové rezistory.

preto, vymeňte induktor s odporom, ale to je nemožné, pretože motor sa zmení na niečo iné a samozrejme nenadobudne nič do pohybu. Úlohou regulovať bez straty je zachrániť moment, nie moc: stále sa zmení. Ak chcete zvládnuť podobnú úlohu, bude to len prevodník, ktorý bude riadiť rýchlosť zmenou šírky impulzu otvárania tyristorov alebo výkonových tranzistorov.

Všeobecný regulačný obvod

Príklad regulátora, ktorý implementuje princíp ovládania motora bez straty výkonu, možno považovať za tyristorový menič. Sú to proporcionálne integrované obvody so spätnou väzbou, ktoré poskytujú tesnej regulácie Charakteristiky od zrýchlenia po spomaľovanie až po spätný chod. Najefektívnejšia je regulácia impulznej fázy: pulzná frekvencia odomykacích impulzov je synchronizovaná s frekvenciou siete. To vám umožní ušetriť moment bez zvyšovania strát reaktívnej zložky. Generalizovaná schéma môže byť zastúpená v niekoľkých blokoch:

• riadený usmerňovač;
• riadiaca jednotka usmerňovača alebo riadiaci obvod impulznej fázy;
• spätná väzba na tachogenerátor;
• prúdovej riadiacej jednotky vo vinutí motora.

Predtým, než sa dostaneme do presnejšieho zariadenia a princípu regulácie, je potrebné určiť typ kolektorového motora. Z toho bude závisieť od schémy riadenia jeho výkonu.

Typy kolektorových motorov

Sú známe aspoň dva typy kolektorových motorov. Prvá zahŕňa zariadenia s armatúrou a budiacim vinutie na stator. Druhým sa dajú priradiť zariadenia s kotvou a permanentnými magnetmi. Je tiež potrebné rozhodnúť, na aké účely je potrebné navrhnúť kontrolóra:

• Na nastavenie jednoduchý pohyb (napríklad otáčanie brúsneho kameňa alebo vŕtanie), rýchlosť požadované pre zmenu medzi určitou minimálnou hodnotou nerovného nule - na maximum. Indikatívny index: od 1000 do 3000 ot / min. Za týmto účelom sa používa zjednodušená schéma pre jeden tyristor alebo pár tranzistorov.
• Ak je potrebné riadiť rýchlosť z 0 na maximum, potom je nutné použiť plnú prevodník obvod so spätnou väzbou a pevnými regulačných vlastností. Typicky, majstri samoukov alebo milenci sú presne Komutátorový s navíjacím pohonom a otáčkomerom. Takýto motor je zostava používaná v akejkoľvek modernej pračke a často zlyháva. Zvážte preto riadiaci princíp tohto konkrétneho motora, ktorý podrobnejšie preskúmal jeho zariadenie.

Konštrukcia motorov

Štrukturálne je motor z práčky "Indesit" jednoduchý, ale pri navrhovaní riadiaceho regulátora pre jeho rýchlosť je potrebné brať do úvahy parametre. Motory sa môžu líšiť v charakteristikách, pretože sa budú meniť a riadiť. Taktiež sa berie do úvahy prevádzkový režim, ktorý bude závisieť od konštrukcie meniča. Kolektorový motor je konštrukčne vytvorený z týchto zložiek:

• Kotva, na nej je vinutie, uložené v drážkach jadra.
• Zberač, mechanický usmerňovač striedavého napätia siete, pomocou ktorého sa prenáša na vinutí.
• Stator s budiacim vinutím. Je potrebné vytvoriť trvalé magnetické pole, v ktorom sa kotva otáča.

S rastúcim prúdom v obvode motora, ktorý je súčasťou štandardnej schémy, je vinutie v poli zapojené do série s armatúrou. Pri tomto zapínaní zvyšujeme magnetické pole pôsobiace na armatúru, čo nám umožňuje dosiahnuť lineárnosť vlastností. Ak sa pole nezmení, získanie dobrej dynamiky je ťažšie, nehovoriac o veľkých stratách energie. Takéto motory je lepšie používať pri nízkych rýchlostiach, pretože sa dajú ľahšie ovládať na malých diskrétnych pohyboch.

Usporiadaním samostatné riadenie budenia a kotvou, možno dosiahnuť veľmi presné polohovanie hriadeľa motora, ale riadiaci obvod je potom v podstate zložitejšie. Preto podrobnejšie zvážte regulátor, ktorý umožňuje zmeniť rýchlosť otáčania z 0 na maximálnu hodnotu, ale bez umiestnenia. To môže byť užitočné, ak je z motora z práčky vykonaný vysoko kvalitný vŕtací stroj s možnosťou rezania rezbárskej práce.

Výber schémy

Po zistení všetkých podmienok, za ktorých bude motor použitý, je možné začať vyrábať regulátor otáčok kolektorového motora. Začína sa výberom vhodnej schémy, ktorá vám poskytne všetky potrebné vlastnosti a schopnosti. Mali by ste si ich pamätať:

• Riadenie rýchlosti od 0 do maxima.
• Poskytuje dobrý krútiaci moment pri nízkych rýchlostiach.
• Hladkosť regulácie rýchlosti.

Vzhľadom na mnohé programy na internete možno konštatovať, že tvorba takýchto "agregátov" sa zapája len veľmi málo ľudí. Je to spôsobené zložitosťou zásady riadenia, pretože je potrebné organizovať reguláciu mnohých parametrov. Uhol otvorenia tyristorov, trvanie riadiaceho impulzu, čas zrýchlenia a spomalenia, rýchlosť nárastu momentu. Tieto funkcie sú riadené obvodom riadenia, ktorý vykonáva komplexné integrálne výpočty a transformácie. Vezmime do úvahy jeden zo schém, ktorý je populárny medzi samoukovými majstrami alebo tými, ktorí jednoducho chcú používať starý motor z práčky.

Pre všetky naše kritéria zodpovedá regulácia otáčok obvod komutátora motora, zostavený na vyhradenej čipe TDA 1085. Táto kompletne dokončená ovládače pre riadenie motorov, ktoré umožňujú meniť rýchlosť od 0 do maximálnej hodnoty, ktoré poskytujú údržbu času pomocou tachogenerátoru.

Vlastnosti dizajnu

Mikroobvod je vybavený všetkým potrebným pre vysoko kvalitnú kontrolu motora v rôznych rýchlostných režimoch, od brzdenia po zrýchlenie a otáčanie pri maximálnej rýchlosti. Preto jeho používanie značne zjednodušuje dizajn a zároveň vytvára celok univerzálny pohon, pretože je možné zvoliť ľubovoľné otáčky s konštantným krútiacim momentom na hriadeľ a môžu byť použité nielen ako hnací remeň alebo vŕtacie stroje, ale aj pre pohyb stola.

Vlastnosti čipu nájdete na oficiálnej webovej stránke. Uvedieme hlavné funkcie, ktoré budú potrebné pre návrh konvertora. Patria medzi ne: integrovaný prevodník frekvencie na napätie, generátor zrýchlenia, softstartér, jednotka spracovania signálov Tahoe, modul obmedzujúci prúd a podobne. Ako vidíte, obvod je vybavený sériou ochranných prvkov, ktoré zabezpečia stabilitu regulátora v rôznych režimoch.

Nasledujúci obrázok znázorňuje typickú schému zapnutia čipu.

Schéma je jednoduchá, takže je úplne reprodukovateľná svojimi vlastnými rukami. Existujú niektoré funkcie, medzi ktoré patrí obmedzenie hodnôt a spôsob regulácie rýchlosti:

• Maximálny prúd vinutia motora nesmie presiahnuť 10 A (za predpokladu, že zariadenie je znázornené na schéme). Ak používate triak s veľkým jednosmerným prúdom, výkon môže byť vyšší. Všimnite si, že budete musieť zmeniť odpor v spätnoväzbovej slučke na menšiu stranu, rovnako ako indukčnosť skratu.
• Maximálna rýchlosť otáčania je dosiahnutá pri 3200 ot / min. Táto charakteristika závisí od typu motora. Obvod môže ovládať motory až do 16 000 ot / min.
• Doba zrýchlenia na maximálnu rýchlosť dosiahne 1 sekundu.
• Normálne zrýchlenie sa dosiahne za 10 sekúnd od 800 do 1300 ot / min.
• Motor používa 8-pólový tachogenerátor s maximálnym výstupným napätím 6000 ot / min 30 V. To znamená, že musí produkovať 8 mV pri 1 otáčkach za minútu. Pri 15000 ot / min by malo mať napätie 12 V.
• Na ovládanie motora sa používa triac 15A a obmedzené napätie 600 V.

Ak potrebujete zariadiť spiatočnej motora, potom to bude mať na doplnenie štartovací obvod, ktorý prepne smer poľa vinutia. Okrem toho bude potrebný aj riadiaci obvod s nulovou rýchlosťou, aby sa umožnilo obrátenie. Obrázok neuvádza.

Princíp riadenia

Pri nastavení otáčok motora odpor k výstupnému obvodu 5 pre výstup sekvencie impulzov uhla triak výpale o vopred určenú hodnotu. Intenzita otáčok je monitorovaná tachogenerátorom, ktorý sa vyskytuje v digitálnom formáte. Vodič prevedie prijaté impulzy na analógové napätie, čo spôsobí stabilizáciu rýchlosti hriadeľa pri jedinej hodnote bez ohľadu na zaťaženie. Ak je napätie od zmeny tacho, vnútorný regulátor zvýšenie výstupnej úrovne riadiaceho triak signálu, čím sa zvyšuje rýchlosť.

Čip môže ovládať dve lineárne zrýchlenia, čo umožňuje dosiahnuť dynamiku požadovanú od motora. Jeden z nich je nastavený výstupom schémy Ramp 6. Tento regulátor používajú výrobcovia práčok, takže má všetky výhody pre použitie na domáce použitie. Je to spôsobené prítomnosťou nasledujúcich blokov:

• Stabilizátor napätia na zabezpečenie normálnej prevádzky riadiaceho obvodu. Implementuje sa podľa záverov 9, 10.
• Obvod riadenia rýchlosti. Implementované na základe výsledkov MC 4, 11, 12. Ak je to potrebné, môže byť riadiaca jednotka prevedená na analógový snímač, potom sú výstupy 8 a 12 kombinované.
• Blok štartovacích impulzov. Implementuje sa podľa záverov 1, 2, 13, 14, 15. Upravuje trvanie riadiacich impulzov, oneskorenie, ich tvorbu od jednosmerného napätia a kalibráciu.
• Zariadenie generujúce napätie z píly. Svorky 5, 6 a 7. Slúži na riadenie rýchlosti podľa nastavenej hodnoty.
• Obvod zosilňovača riadenia. Výstup 16. Umožňuje vám nastaviť rozdiel medzi nastavenou rýchlosťou a skutočnou rýchlosťou.
• Zariadenie obmedzujúce prúd na výstup 3. S rastúcim napätím na ňom sa uhol odblokovania triaku znižuje.

použitie podobná schéma zabezpečuje plnú kontrolu kolektorového motora v akýchkoľvek režimoch. Kvôli ovládaniu s nútenou akceleráciou je možné dosiahnuť požadovanú rýchlosť zrýchlenia až do určenej rýchlosti. Tento regulátor je možné použiť pre všetky moderné motory zo styarokov používaných na iné účely.