Na nastavenie otáčok elektromotorov kolektorového typu s nízkym výkonom sa zvyčajne používa rezistor, ktorý je zapojený do série s motorom. Ale tento spôsob zapínania poskytuje veľmi nízku účinnosť, a čo je najdôležitejšie, neumožňuje plynulé riadenie otáčok (nájsť premenlivý odpor s dostatočným výkonom pre niekoľko desiatok ohmov nie je vôbec jednoduché). A hlavnou nevýhodou tejto metódy je, že niekedy sa rotor zastaví, keď sa napájacie napätie zníži.

PWM ovládače, o ktorých bude reč v tomto článku, umožňujú plynulé nastavenie rýchlosti bez nevýhod uvedených vyššie. Okrem toho je možné PWM ovládače použiť aj na nastavenie jasu žiaroviek.

Obrázok 1 znázorňuje schému jedného z nich PWM ovládače. Tranzistor VT1 s efektom poľa je generátor pílovitého napätia (s opakovacou frekvenciou 150 Hz) a operačný zosilňovač na čipe DA1 funguje ako komparátor, ktorý generuje PWM signál na báze tranzistora VT2. Rýchlosť otáčania je regulovaná premenlivým odporom R5, ktorý mení šírku impulzu. Vďaka tomu, že ich amplitúda sa rovná napájaciemu napätiu, elektromotor „nebrzdí“ a navyše je možné dosiahnuť pomalšie otáčanie ako v normálnom režime.

Obvod regulátora PWM na obr. 2 je podobný predchádzajúcemu, ale hlavný oscilátor je tu vyrobený na operačnom zosilňovači (op-amp) DA1. Tento operačný zosilňovač funguje ako trojuholníkový generátor napäťových impulzov s opakovacou frekvenciou 500 Hz. Variabilný odpor R7 umožňuje plynulé nastavenie otáčania.

Na obr.3. je prezentovaná veľmi zaujímavá schéma ovládača. Toto PWM regulátor urobené na integráli časovač NE555. Hlavný oscilátor má opakovaciu frekvenciu 500 Hz. Trvanie impulzov a tým aj frekvenciu otáčania rotora elektromotora je možné nastaviť v rozsahu od 2 do 98 % periódy opakovania. Výstup generátora PWM regulátor na časovači NE555 pripojený k prúdovému zosilňovaču vyrobenému na tranzistore VT1 a vlastne riadi motor M1.

Hlavnou nevýhodou vyššie uvedených schém je absencia prvkov na stabilizáciu rýchlosti hriadeľa pri zmene zaťaženia. Ale nasledujúca schéma, znázornená na obr. 4., pomôže vyriešiť tento problém.

Tento regulátor PWM, ako väčšina podobných zariadení, má generátor napäťových impulzov trojuholníkového tvaru (opakovacia frekvencia 2 kHz), vyrobený na DA1.1.DA1.2, komparátor na DA1.3, elektronický spínač na tranzistore VT1 a pulzný regulátor pracovného cyklu , ale v skutočnosti frekvencia otáčania elektromotora - R6. Charakteristickým znakom obvodu je prítomnosť kladnej spätnej väzby cez odpory R12, R11, diódu VD1, kondenzátor C2 a DA1.4, čo zaisťuje konštantnú rýchlosť hriadeľa motora pri zmene zaťaženia. Pri pripájaní PWM regulátor ku konkrétnemu elektromotoru pomocou odporu R12 sa nastaví hĺbka POS, pri ktorej nedochádza k vlastným osciláciám rýchlosti otáčania so zvyšovaním alebo poklesom zaťaženia hriadeľa motora.

Základňa prvku. V obvodoch uvedených v článku je možné použiť nasledujúce analógy častí: tranzistor KT117A je možné nahradiť KT117B-G alebo alternatívne 2N2646; KT817B - KT815, KT805; čip K140UD7 na K140UD6, alebo KR544UD1, TL071, TL081; časovač NE555 na S555 alebo KR1006VI1; čip TL074 až TL064, alebo TL084, LM324. Ak je potrebné pripojiť výkonnejšiu záťaž k PWM regulátoru, kľúčový tranzistor KT817 je potrebné nahradiť výkonnejším tranzistorom s efektom poľa, voliteľne IRF3905 alebo podobným. Uvedený tranzistor je schopný prechádzať prúdom do 50A.

Obvod regulátora otáčok jednosmerného motora pracuje na princípe modulácie šírky impulzov a používa sa na zmenu rýchlosti jednosmerného motora o 12 voltov. Regulácia otáčok hriadeľa motora pomocou modulácie šírky impulzov poskytuje vyššiu účinnosť ako pri použití jednoduchej zmeny jednosmerného napätia dodávaného do motora, aj keď vezmeme do úvahy aj tieto schémy

Regulátor otáčok jednosmerného motora 12 voltový obvod

Motor je zapojený do obvodu s tranzistorom s efektom poľa, ktorý je riadený moduláciou šírky impulzov vykonanou na časovači NE555, a preto sa obvod ukázal byť taký jednoduchý.

Regulátor PWM je implementovaný pomocou konvenčného generátora impulzov na astabilnom multivibrátore, ktorý generuje impulzy s opakovacou frekvenciou 50 Hz a je postavený na populárnom časovači NE555. Signály prichádzajúce z multivibrátora vytvárajú skreslené pole na bráne FET. Trvanie kladného impulzu sa nastavuje pomocou premenlivého odporu R2. Čím dlhšie trvanie kladného impulzu prichádza na bránu tranzistora s efektom poľa, tým viac energie sa dodáva do jednosmerného motora. A na otáčku, čím kratšie je trvanie impulzu, tým slabšie sa motor otáča. Tento obvod funguje skvele na 12 V batérii.

Obvod riadenia rýchlosti jednosmerného motora pre 6 voltov

Rýchlosť 6V motora je možné nastaviť od 5-95%

Regulátor otáčok motora na ovládači PIC

Regulácia otáčok v tomto obvode je dosiahnutá aplikáciou napäťových impulzov rôzneho trvania na elektromotor. Na tieto účely sa používajú PWM (modulátory šírky impulzov). V tomto prípade reguláciu šírky impulzu zabezpečuje mikrokontrolér PIC. Na ovládanie otáčok motora slúžia dve tlačidlá SB1 a SB2, „Viac“ a „Menej“. Rýchlosť otáčania môžete zmeniť iba vtedy, keď je stlačený prepínač "Štart". V tomto prípade sa trvanie impulzu mení v percentách z obdobia od 30 do 100 %.

Ako stabilizátor napätia mikrokontroléra PIC16F628A je použitý trojpinový stabilizátor KR1158EN5V, ktorý má nízky úbytok vstupno-výstupného napätia len cca 0,6V. Maximálne vstupné napätie je 30V. To všetko umožňuje použitie motorov s napätím od 6V do 27V. V úlohe vypínača sa používa kompozitný tranzistor KT829A, ktorý je žiaduce nainštalovať na radiátor.

Zariadenie je zostavené na doske plošných spojov s rozmermi 61 x 52 mm. Výkres PCB a súbor firmvéru si môžete stiahnuť z vyššie uvedeného odkazu. (Pozri archívny priečinok 027-el)

PWM jednosmerný regulátor otáčok motora

Tento okruh pre domácich majstrov môže byť použitý ako regulátor otáčok pre 12V jednosmerný motor do 5A alebo ako stmievač pre 12V halogénové a LED svetlá do 50W. Riadenie sa vykonáva pomocou modulácie šírky impulzov (PWM) pri frekvencii opakovania impulzov asi 200 Hz. Prirodzene, frekvenciu je možné v prípade potreby zmeniť voľbou pre maximálnu stabilitu a účinnosť.

Väčšina týchto štruktúr je zostavená podľa oveľa jednoduchšej schémy. Tu uvádzame pokročilejšiu verziu, ktorá využíva časovač 7555, bipolárny tranzistorový budič a výkonný MOSFET. Tento obvod poskytuje vylepšenú reguláciu rýchlosti a funguje v širokom rozsahu zaťaženia. Toto je skutočne veľmi efektívny obvod a náklady na jeho časti pri nákupe na vlastnú montáž sú pomerne nízke.

Obvod regulátora PWM pre 12 V motor

Obvod používa časovač 7555 na vytvorenie variabilnej šírky impulzu okolo 200 Hz. Riadi tranzistor Q3 (cez tranzistory Q1 - Q2), ktorý riadi otáčky elektromotora alebo svetiel.

Existuje mnoho použití pre tento obvod, ktorý bude napájaný 12V: elektromotory, ventilátory alebo lampy. Môže byť použitý v autách, lodiach a elektrických vozidlách, modelových železniciach atď.

Bezpečne sa sem dajú pripojiť aj 12 V LED svietidlá, napríklad LED pásiky. Každý vie, že LED žiarovky sú oveľa efektívnejšie ako halogénové alebo žiarovky, vydržia oveľa dlhšie. A ak je to potrebné, napájajte regulátor PWM z 24 alebo viac voltov, pretože samotný mikroobvod s vyrovnávacím stupňom má stabilizátor výkonu.

Regulátor otáčok striedavého motora

PWM regulátor pre 12 voltov

Ovládač regulátora jednosmerného prúdu s polovičným mostíkom

Schéma regulátora rýchlosti minidrill

Schémy a prehľad regulátorov otáčok elektromotora 220V

Pre plynulé zvyšovanie a znižovanie rýchlosti otáčania hriadeľa existuje špeciálne zariadenie - regulátor otáčok pre elektromotor 220v. Stabilná prevádzka, žiadne prerušenia napätia, dlhá životnosť sú výhody použitia regulátora otáčok motora 220, 12 a 24 V.

• Prečo potrebujete frekvenčný menič
• Oblasť použitia
• Vyberte zariadenie
• FC zariadenie
• Typy zariadení
  • triakové zariadenie
• • Proces proporcionálneho signálu

Prečo potrebujete frekvenčný menič

Funkciou regulátora je invertovať napätie 12,24 V, čím sa zabezpečí plynulý štart a zastavenie pomocou modulácie šírky impulzov.

Regulátory rýchlosti sú súčasťou štruktúry mnohých zariadení, pretože poskytujú elektrickú presnosť ovládania. To vám umožní nastaviť rýchlosť na požadovanú hodnotu.

Oblasť použitia

Jednosmerný regulátor otáčok motora sa používa v mnohých priemyselných a domácich aplikáciách. Napríklad:

• vykurovací komplex;
• pohony zariadení;
• zváračka;
• elektrické rúry;
• vysávače;
• Šijacie stroje;
• práčky.

Vyberte zariadenie

Aby bolo možné vybrať účinný regulátor, je potrebné vziať do úvahy vlastnosti zariadenia, vlastnosti účelu.

1. Pre kolektorové motory sú bežné vektorové regulátory, ale skalárne sú spoľahlivejšie.
2. Dôležitým kritériom výberu je sila. Musí zodpovedať povoleným hodnotám na použitej jednotke. A je lepšie prekročiť pre bezpečnú prevádzku systému.
3. Napätie musí byť v prijateľnom širokom rozsahu.
4. Hlavným účelom regulátora je previesť frekvenciu, takže tento aspekt musí byť zvolený podľa technických požiadaviek.
5. Pozor si treba dať aj na životnosť, rozmery, počet vstupov.

FC zariadenie

• Prirodzený regulátor striedavého motora;
• pohonná jednotka;
• ďalšie položky.

Obvod regulátora otáčok motora 12 V je znázornený na obrázku. Otáčky sa ovládajú potenciometrom. Ak vstup prijíma impulzy s frekvenciou 8 kHz, napájacie napätie bude 12 voltov.

Zariadenie je možné zakúpiť na špecializovaných predajných miestach alebo si ho môžete vyrobiť sami.

Obvod regulátora rýchlosti striedavého prúdu

Pri spustení trojfázového motora na plný výkon sa prenáša prúd, akcia sa opakuje asi 7 krát. Sila prúdu ohýba vinutia motora, teplo sa vytvára dlhú dobu. Menič je invertor, ktorý zabezpečuje premenu energie. Napätie vstupuje do regulátora, kde sa pomocou diódy umiestnenej na vstupe usmerní 220 voltov. Potom sa prúd filtruje pomocou 2 kondenzátorov. Vytvára sa PWM. Ďalej sa impulzný signál prenáša z vinutia motora do určitej sínusoidy.

Existuje univerzálne 12v zariadenie pre bezkomutátorové motory.

Aby ste ušetrili na účtoch za elektrinu, naši čitatelia odporúčajú Electricity Saving Box. Mesačné platby budú o 30 – 50 % nižšie ako pred použitím šetriča. Odoberá zo siete reaktívnu zložku, v dôsledku čoho sa znižuje zaťaženie a v dôsledku toho aj spotreba prúdu. Elektrické spotrebiče spotrebujú menej elektriny, čím sa znížia náklady na jej platbu.

Obvod sa skladá z dvoch častí – logickej a výkonovej. Mikrokontrolér je umiestnený na čipe. Táto schéma je typická pre výkonný motor. Jedinečnosť regulátora spočíva v jeho aplikácii s rôznymi typmi motorov. Napájanie obvodov je samostatné, ovládače kľúčov vyžadujú napájanie 12V.

Typy zariadení

triakové zariadenie

Zariadenie simister (triak) sa používa na ovládanie osvetlenia, výkonu vykurovacích telies a rýchlosti otáčania.

Obvod regulátora triaku obsahuje minimum detailov znázornených na obrázku, kde C1 je kondenzátor, R1 je prvý odpor, R2 je druhý odpor.

Pomocou meniča sa výkon reguluje zmenou času otvoreného triaku. Ak je zatvorený, kondenzátor sa nabíja záťažou a odpormi. Jeden odpor riadi množstvo prúdu a druhý reguluje rýchlosť nabíjania.

Keď kondenzátor dosiahne hranicu napätia 12V alebo 24V, kľúč sa aktivuje. Sestra prechádza do otvoreného stavu. Keď sieťové napätie prechádza cez nulu, simister je zablokovaný, potom kondenzátor dáva záporný náboj.

Prevodníky na elektronické kľúče

Bežný tyristorový regulátor s jednoduchou obsluhou.

Tyristor, pracuje v sieti striedavého prúdu.

Samostatným typom je stabilizátor striedavého napätia. Stabilizátor obsahuje transformátor s viacerými vinutiami.

Obvod stabilizátora jednosmerného prúdu

Nabíjačka 24V na tyristore

Do zdroja napätia 24 voltov. Princíp činnosti spočíva v nabití kondenzátora a zablokovaného tyristora a keď kondenzátor dosiahne napätie, tyristor pošle prúd do záťaže.

Proces proporcionálneho signálu

Signály prichádzajúce na vstup systému tvoria spätnú väzbu. Pozrime sa bližšie na mikroobvod.

Čip TDA 1085

Čip TDA 1085 zobrazený vyššie poskytuje riadenie spätnej väzby motora 12V, 24V bez straty energie. Povinnosťou je mať tachometer, ktorý poskytuje spätnú väzbu od motora do riadiacej dosky. Signál zo stakhodatchiku ide do mikroobvodu, ktorý prenáša úlohu na výkonové prvky - pridať napätie do motora. Keď je hriadeľ zaťažený, doska pridáva napätie a výkon sa zvyšuje. Uvoľnením hriadeľa sa napätie zníži. Revolúcie budú konštantné a moment sily sa nezmení. Frekvencia je riadená vo veľkom rozsahu. Takýto 12, 24 voltový motor je inštalovaný v práčkach.

Vlastnými rukami si môžete vyrobiť zariadenie na brúsku, sústruh na drevo, brúsku, miešačku betónu, rezačku slamy, kosačku na trávu, štiepačku dreva a mnoho ďalšieho.

Priemyselné regulátory, pozostávajúce z 12, 24 voltových regulátorov, sú vyplnené živicou, takže sa nedajú opraviť. Preto sa 12v zariadenie často vyrába nezávisle. Jednoduchá možnosť pomocou čipu U2008B. Regulátor využíva prúdovú spätnú väzbu alebo mäkký štart. V prípade použitia posledného sú potrebné prvky C1, R4, prepojka X1 nie je potrebná a naopak so spätnou väzbou.

Pri montáži regulátora zvoľte správny odpor. Keďže pri veľkom odpore môže dochádzať k trhaniu pri štarte a pri malom odpore bude kompenzácia nedostatočná.

Dôležité! Pri nastavovaní regulátora výkonu pamätajte na to, že všetky časti zariadenia sú pripojené k elektrickej sieti, preto je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia!

Regulátory otáčok jednofázových a trojfázových motorov 24, 12 voltov predstavujú funkčné a hodnotné zariadenie v živote aj v priemysle.

SCHÉMA REGULÁTORA OTÁČOK MOTORU

Regulátor striedavého motora

Na základe výkonného triaku BT138-600 môžete zostaviť obvod regulátora rýchlosti striedavého motora. Tento obvod je určený na ovládanie otáčok elektromotorov vŕtačiek, ventilátorov, vysávačov, uhlových brúsok a pod. Otáčky motora je možné regulovať zmenou odporu potenciometra P1. Parameter P1 určuje fázu spúšťacieho impulzu, ktorý otvorí triak. Obvod plní aj stabilizačnú funkciu, ktorá udržuje otáčky motora aj pri veľkom zaťažení.

Schematický diagram regulátora striedavého motora

Napríklad, keď sa motor vŕtačky spomalí v dôsledku zvýšeného odporu kovu, zníži sa aj EMF motora. To vedie k zvýšeniu napätia v R2-P1 a C3, čo spôsobí, že sa triak otvorí dlhšie a rýchlosť sa zodpovedajúcim spôsobom zvýši.

Regulátor pre jednosmerný motor

Najjednoduchšia a najpopulárnejšia metóda na nastavenie rýchlosti otáčania jednosmerného motora je založená na použití modulácie šírky impulzov ( PWM alebo PWM ). V tomto prípade sa napájacie napätie privádza na motor vo forme impulzov. Frekvencia opakovania impulzov zostáva konštantná a ich trvanie sa môže meniť - takto sa mení rýchlosť (výkon).

Na generovanie signálu PWM môžete použiť obvod založený na čipe NE555. Najjednoduchší obvod regulátora otáčok jednosmerného motora je znázornený na obrázku:

Schematický diagram regulátora jednosmerného motora

Tu je VT1 tranzistor s efektom poľa typu n, ktorý je schopný odolať maximálnemu prúdu motora pri danom napätí a zaťažení hriadeľa. VCC1 je 5 až 16 V, VCC2 je väčšie alebo rovné VCC1. Frekvencia signálu PWM sa dá vypočítať pomocou vzorca:

kde R1 je v ohmoch, C1 je vo faradoch.

S hodnoteniami uvedenými vo vyššie uvedenom diagrame sa frekvencia signálu PWM bude rovnať:

F = 1,44/(50000*0,0000001) = 290 Hz.

Stojí za zmienku, že aj moderné zariadenia, vrátane vysokovýkonného riadenia, sú založené práve na takýchto schémach. Prirodzene s použitím výkonnejších prvkov, ktoré znesú vysoké prúdy.

PWM - regulátory otáčok motora na časovači 555

Časovač 555 je široko používaný v riadiacich zariadeniach, napríklad v PWM - regulátory otáčok pre jednosmerné motory.

Každý, kto niekedy použil akumulátorový skrutkovač, určite počul škrípanie vychádzajúce zvnútra. Sú to vinutia motora pískajúce pod vplyvom impulzného napätia generovaného systémom PWM.

Ďalší spôsob, ako regulovať rýchlosť motora pripojeného k batérii, je jednoducho neslušný, hoci je celkom možný. Napríklad jednoducho zapojte výkonný reostat do série s motorom alebo použite nastaviteľný lineárny regulátor napätia s veľkým chladičom.

Variant regulátora PWM založený na časovači 555 je znázornený na obrázku 1.

Obvod je pomerne jednoduchý a všetko je založené na multivibrátore, aj keď je prevedený na generátor impulzov s nastaviteľným pracovným cyklom, ktorý závisí od pomeru rýchlosti nabíjania a vybíjania kondenzátora C1.

Kondenzátor sa nabíja pozdĺž obvodu: + 12V, R1, D1, ľavá strana odporu P1, C1, GND. A kondenzátor je vybitý pozdĺž obvodu: horná doska C1, pravá strana odporu P1, dióda D2, kolík 7 časovača, spodná doska C1. Otáčaním posúvača rezistora P1 môžete zmeniť pomer odporov jeho ľavej a pravej časti, a teda čas nabíjania a vybíjania kondenzátora C1 a v dôsledku toho aj pracovný cyklus impulzov.

Obrázok 1. Schéma regulátora PWM na časovači 555

Táto schéma je taká populárna, že je už dostupná vo forme súpravy, ktorá je znázornená na nasledujúcich obrázkoch.

Obrázok 2. Schematický diagram zostavy PWM - regulátora.

Sú tu zobrazené aj časové diagramy, ale bohužiaľ nie sú zobrazené hodnotenia dielov. Možno ich vidieť na obrázku 1, pre ktorý je to v skutočnosti znázornené tu. Namiesto bipolárneho tranzistora TR1, bez zmeny obvodu, môžete použiť silný efekt poľa, ktorý zvýši výkon záťaže.

Mimochodom, na tomto obvode sa objavil ďalší prvok - dióda D4. Jeho účelom je zabrániť vybitiu časovacieho kondenzátora C1 cez napájací zdroj a záťaž - motor. Tým sa dosiahne stabilizácia frekvencie PWM.

Mimochodom, pomocou takýchto obvodov je možné ovládať nielen rýchlosť jednosmerného motora, ale aj jednoducho aktívnu záťaž - žiarovku alebo nejaký druh vykurovacieho telesa.

Obrázok 3. Doska plošných spojov súpravy PWM regulátora.

S trochou práce je celkom možné to znova vytvoriť pomocou jedného z programov na kreslenie dosiek plošných spojov. Aj keď vzhľadom na nedostatok dielov bude jedna kópia ľahšie zostaviteľná zavesením.

Obrázok 4. Vzhľad sady PWM - regulátora.

Pravda, už zostavená značková súprava vyzerá celkom pekne.

Tu si možno niekto položí otázku: „Záťaž v týchto regulátoroch je pripojená medzi + 12V a kolektor výstupného tranzistora. Ale čo napríklad v aute, pretože všetko je už spojené so zemou, karosériou, autom?

Áno, nemôžete argumentovať proti masám, tu môžete len odporučiť presunutie tranzistorového spínača do medzery „plus“9raquo; drôty. Možný variant takejto schémy je znázornený na obrázku 5.

Obrázok 6 zobrazuje výstupný stupeň MOSFET samostatne. Odtok tranzistora je pripojený k +12V batérie, brána len „visí9raquo; vo vzduchu (čo sa neodporúča), je v zdrojovom obvode zahrnutá záťaž, v našom prípade žiarovka. Tento obrázok jednoducho vysvetľuje, ako funguje MOSFET.

Aby sa MOSFET otvoril, stačí priviesť kladné napätie na hradlo vzhľadom na zdroj. V tomto prípade sa žiarovka rozsvieti na plné teplo a bude svietiť, kým sa tranzistor nezatvorí.

Na tomto obrázku je najjednoduchší spôsob uzavretia tranzistora skratovaním brány k zdroju. A takýto manuálny obvod je celkom vhodný na kontrolu tranzistora, ale v skutočnom obvode, najmä pulznom, budete musieť pridať niekoľko ďalších detailov, ako je znázornené na obrázku 5.

Ako je uvedené vyššie, na otvorenie tranzistora MOSFET je potrebný ďalší zdroj napätia. V našom obvode zohráva svoju úlohu kondenzátor C1, ktorý sa nabíja pozdĺž obvodu + 12V, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Na otvorenie tranzistora VT1 musí byť na jeho bránu privedené kladné napätie z nabitého kondenzátora C2. Je celkom zrejmé, že sa to stane iba vtedy, keď je tranzistor VT2 otvorený. A to je možné len vtedy, ak je optočlenový tranzistor OP1 uzavretý. Potom kladné napätie z kladnej dosky kondenzátora C2 cez odpory R4 a R1 otvorí tranzistor VT2.

V tomto bode by mal byť vstupný signál PWM nízky a odpájať LED optočlena (často sa to označuje ako invertovanie LED diód), preto je LED optočlena vypnutá a tranzistor je zatvorený.

Ak chcete zatvoriť výstupný tranzistor, musíte pripojiť jeho bránu k zdroju. V našom obvode sa to stane, keď sa otvorí tranzistor VT3, čo si vyžaduje, aby bol výstupný tranzistor optočlena OP1 otvorený.

Signál PWM má v tomto čase vysokú úroveň, takže LED nie je shuntovaná a vyžaruje jej priradené infračervené lúče, tranzistor optočlena OP1 je otvorený, čo má za následok vypnutie záťaže - žiarovky.

Ako jedna z možností aplikácie podobnej schémy v aute sú to denné svetlá. V tomto prípade motoristi tvrdia, že používajú diaľkové svetlá, ktoré sú zapnuté na polovicu. Najčastejšie sú tieto návrhy na mikrokontroléri. na internete je ich veľa, ale jednoduchšie je to urobiť na časovači NE555.

j&;elektrikár Ino - elektrotechnika a elektronika, domáca automatizácia, l&;výrobky stavby a opravy domácich elektrických rozvodov, zásuviek a vypínačov, vodičov a káblov a l&;napájacie zdroje l&;veta, zaujímavé akcie a mnoho iného pre elektrikárov a ich domácich pracovníkov.

Informačné a učebné materiály pre nových elektrikárov.

Kľúče, príklady a technické riešenia, príklady zaujímavých elektroinovácií.

Informácie o l&;site j&;lectric Ino sú poskytované v ok&;komunálnych a poučných oblastiach. Za použitie týchto informácií neexistuje žiadna správa zodpovednosti. Sai môže vyhrať materiály 12+

Reprodukcia materiálov L&;ayte k&; je zakázaná.

Pri použití elektromotora v náradí je jedným z hlavných problémov nastavenie rýchlosti ich otáčania. Ak rýchlosť nie je dostatočne vysoká, potom činnosť nástroja nie je dostatočne účinná.

Ak je príliš vysoká, vedie to nielen k značnému plytvaniu elektrickou energiou, ale aj k možnému vyhoreniu nástroja. Ak je rýchlosť otáčania príliš vysoká, nástroj sa tiež môže stať menej predvídateľným. Ako to opraviť? Na tento účel je zvykom používať špeciálny regulátor otáčok.

Motor pre elektrické náradie a domáce spotrebiče zvyčajne spadá do jedného z 2 hlavných typov:

1. kolektorové motory.
2. asynchrónne motory.

V minulosti bola najrozšírenejšia druhá z týchto kategórií. V súčasnosti je približne 85 % motorov, ktoré sa používajú v elektrickom náradí, domácich alebo kuchynských spotrebičoch, komutátorového typu. Vysvetľuje to skutočnosť, že majú väčší stupeň kompaktnosti, sú výkonnejšie a proces ich riadenia je jednoduchší.

Prevádzka akéhokoľvek elektromotora je postavená na veľmi jednoduchom princípe: ak je medzi pólmi magnetu umiestnený obdĺžnikový rám, ktorý sa môže otáčať okolo svojej osi a prechádza cez neho jednosmerný prúd, rám sa bude otáčať. Smer otáčania sa určuje podľa „pravidla pravej ruky“.

Tento vzor možno použiť na prevádzku kolektorového motora.

Dôležitým bodom je pripojenie prúdu k tomuto rámu. Keďže sa otáča, používajú sa na to špeciálne posuvné kontakty. Keď sa rám otočí o 180 stupňov, prúd cez tieto kontakty potečie v opačnom smere. Smer otáčania teda zostane rovnaký. V tomto prípade plynulé otáčanie nebude fungovať. Na dosiahnutie tohto efektu je zvykom používať niekoľko desiatok rámov.

Zariadenie

Kolektorový motor sa zvyčajne skladá z rotora (kotvy), statora, kief a tachogenerátora:

1. Rotor je rotačná časť, stator je vonkajší magnet.
2. Grafitové kefy- toto je hlavná časť klzných kontaktov, cez ktoré sa na otočnú kotvu privádza napätie.
3. Tachogenerátor je zariadenie, ktoré sleduje charakteristiky otáčania. V prípade narušenia rovnomernosti pohybu koriguje napätie dodávané do motora, čím ho robí plynulejším.
4. stator môže obsahovať viac ako jeden magnet, ale napríklad 2 (2 páry pólov). Namiesto statických magnetov tu môžu byť tiež použité cievky elektromagnetov. Takýto motor môže pracovať z jednosmerného aj striedavého prúdu.

Jednoduchosť nastavenia rýchlosti motora kolektora je určená skutočnosťou, že rýchlosť otáčania priamo závisí od veľkosti použitého napätia.

Okrem toho je dôležitou vlastnosťou, že os otáčania môže byť priamo pripevnená k rotačnému nástroju bez použitia medziľahlých mechanizmov.

Ak hovoríme o ich klasifikácii, potom môžeme hovoriť o:

1. kolektorové motory priamy prúd.
2. kolektorové motory striedavý prúd.

V tomto prípade hovoríme presne o tom, akým prúdom sú elektromotory poháňané.

Klasifikácia môže byť tiež vykonaná podľa princípu budenia motora. V kolektorovom motorovom zariadení sa elektrická energia dodáva do rotora aj statora motora (ak používa elektromagnety).

Rozdiel je v tom, ako sú tieto spojenia organizované.

Tu je zvykom rozlišovať:

• paralelné vzrušenie.
• Dôsledné vzrušenie.
• Paralelné sériové budenie.

Úprava

Teraz si povedzme, ako môžete nastaviť rýchlosť kolektorových motorov. Vzhľadom na skutočnosť, že rýchlosť otáčania motora jednoducho závisí od množstva použitého napätia, potom sú na to celkom vhodné akékoľvek prostriedky nastavenia, ktoré môžu vykonávať túto funkciu.

Tu je niekoľko príkladov takýchto možností:

1. Laboratórny autotransformátor(LATR).
2. Továrenské nastavovacie dosky používané v domácich spotrebičoch (môžete použiť najmä tie, ktoré sa používajú v mixéroch alebo vysávačoch).
3. Tlačidlá používané pri konštrukcii elektrického náradia.
4. Regulátory domácností osvetlenie s plynulým chodom.

Všetky vyššie uvedené metódy však majú veľmi dôležitú chybu. Spolu s poklesom otáčok klesá aj výkon motora. V niektorých prípadoch sa dá dokonca zastaviť len rukou. V niektorých prípadoch to môže byť prijateľné, ale väčšinou je to veľká prekážka.

Dobrou možnosťou je vykonať reguláciu rýchlosti pomocou tachogenerátora. Zvyčajne je inštalovaný v továrni. V prípade odchýlok otáčok motora sa do motora prenesie už korigované napájanie zodpovedajúce požadovaným otáčkam. Ak je do tohto obvodu zabudované ovládanie otáčania motora, nedôjde tu k žiadnej strate výkonu.

Ako to vyzerá konštruktívne? Najbežnejšie nastavenie otáčania reostatu je vyrobené na základe použitia polovodičov.

V prvom prípade hovoríme o premenlivom odpore s mechanickým nastavením. Je zapojený do série s kolektorovým motorom. Nevýhodou je dodatočná tvorba tepla a ďalšie plytvanie výdržou batérie. Pri tomto spôsobe nastavenia dochádza k strate výkonu otáčania motora. Je to lacné riešenie. Z uvedených dôvodov nie je použiteľné pre dostatočne výkonné motory.

V druhom prípade pri použití polovodičov je motor riadený aplikáciou určitých impulzov. Obvod môže zmeniť trvanie takýchto impulzov, čo zase zmení rýchlosť otáčania bez straty výkonu.

Ako vyrobiť vlastnými rukami?

Existujú rôzne možnosti schém úpravy. Pozrime sa na jeden z nich podrobnejšie.

Tu je schéma jeho práce:

Toto zariadenie bolo pôvodne vyvinuté na nastavenie komutátorového motora na elektrických vozidlách. Išlo o taký, kde je napájacie napätie 24 V, ale táto konštrukcia je použiteľná aj pre iné motory.

Slabým miestom obvodu, ktoré bolo zistené pri testovaní jeho činnosti, je zlá vhodnosť pri veľmi vysokých prúdoch. Je to spôsobené určitým spomalením činnosti tranzistorových prvkov obvodu.

Odporúča sa, aby prúd nebol väčší ako 70 A. V tomto obvode nie je žiadna prúdová a teplotná ochrana, preto sa odporúča zabudovať ampérmeter a sledovať prúd vizuálne. Spínacia frekvencia bude 5 kHz, určuje ju 20 nF kondenzátor C2.

Zmenou sily prúdu sa táto frekvencia môže meniť medzi 3 kHz a 5 kHz. Na reguláciu prúdu sa používa variabilný odpor R2. Pri použití elektromotora v domácom prostredí sa odporúča použiť regulátor štandardného typu.

Zároveň sa odporúča voliť hodnotu R1 tak, aby sa správne nastavil chod regulátora. Z výstupu mikroobvodu je riadiaci impulz privádzaný do push-pull zosilňovača na báze tranzistorov KT815 a KT816, potom ide do tranzistorov.

Doska plošných spojov má rozmer 50 x 50 mm a je vyrobená z jednostranného sklolaminátu:

V tomto diagrame sú dodatočne označené 2 odpory 45 ohmov. To sa robí s cieľom prípadne pripojiť bežný počítačový ventilátor na chladenie zariadenia. Pri použití elektromotora ako záťaže je nutné obvod blokovať blokovacou (snubber) diódou, ktorá podľa svojej charakteristiky zodpovedá dvojnásobnej hodnote prúdu záťaže a dvojnásobnej hodnote napájacieho napätia.

Prevádzka zariadenia pri absencii takejto diódy môže viesť k poškodeniu v dôsledku možného prehriatia. V tomto prípade bude potrebné umiestniť diódu na chladič. Na tento účel môžete použiť kovovú platňu, ktorá má plochu 30 cm2.

Regulačné klávesy fungujú tak, že strata výkonu na nich je dosť malá. IN pôvodný obvod, bol použitý štandardný počítačový ventilátor. Na jeho pripojenie bol použitý obmedzovací odpor 100 ohmov a napájacie napätie 24 V.

Zostavené zariadenie vyzerá takto:

Pri výrobe pohonnej jednotky (na spodnom obrázku) musia byť vodiče zapojené tak, aby v tých vodičoch, ktorými prechádzajú veľké prúdy, bolo minimum ohybov.Vidíme, že výroba takéhoto zariadenia si vyžaduje určité odborné znalosti a zručnosti. Možno v niektorých prípadoch má zmysel použiť zakúpené zariadenie.

Kritériá výberu a náklady

Aby ste si správne vybrali najvhodnejší typ regulátora, musíte mať dobrú predstavu o tom, aké druhy takýchto zariadení sú:

1. Rôzne druhy ovládania. Môže to byť vektorový alebo skalárny riadiaci systém. Prvé sa používajú častejšie, zatiaľ čo druhé sa považujú za spoľahlivejšie.
2. Výkon regulátora by mal zodpovedať maximálnemu možnému výkonu motora.
3. Podľa napätia je vhodné vybrať zariadenie, ktoré má najuniverzálnejšie vlastnosti.
4. Frekvenčné charakteristiky. Regulátor, ktorý vám vyhovuje, by mal zodpovedať najvyššej frekvencii, ktorú motor používa.
5. Iné vlastnosti. Tu hovoríme o veľkosti záručnej doby, rozmeroch a ďalších charakteristikách.

V závislosti od účelu a spotrebiteľských vlastností sa ceny pre regulátory môžu výrazne líšiť.

Väčšinou sa pohybujú v rozmedzí od asi 3,5 tisíc rubľov do 9 tisíc:

1. Regulátor rýchlosti KA-18 ESC, určený pre modely v mierke 1:10. Stojí to 6890 rubľov.
2. Regulátor rýchlosti MEGA kolektor (vodotesný). Stojí to 3605 rubľov.
3. Regulátor rýchlosti pre modely LaTrax 1:18. Jeho cena je 5690 rubľov.

Rýchlosť otáčania hriadeľa kolektorového elektromotora s nízkym výkonom je možné nastaviť sériovým zapojením do jeho napájacieho obvodu. Táto možnosť však vytvára veľmi nízku účinnosť a okrem toho nie je možné plynulo meniť rýchlosť otáčania.

Hlavná vec je, že táto metóda niekedy vedie k úplnému zastaveniu elektromotora pri nízkom napájacom napätí. Regulátor otáčok elektromotora Jednosmerné obvody opísané v tomto článku nemajú tieto nevýhody. Tieto schémy možno úspešne použiť aj na zmenu jasu žiaroviek žiaroviek o 12 voltov.

Popis 4 schém regulátorov otáčok motora

Prvá schéma

Zmeňte rýchlosť otáčania pomocou premenlivého odporu R5, ktorý mení trvanie impulzov. Keďže amplitúda impulzov PWM je konštantná a rovná sa napájaciemu napätiu elektromotora, nikdy sa nezastaví ani pri veľmi nízkej rýchlosti otáčania.

Druhá schéma

Je podobný predchádzajúcemu, ale ako hlavný oscilátor je použitý operačný zosilňovač DA1 (K140UD7).

Tento operačný zosilňovač funguje ako generátor napätia generujúci trojuholníkové impulzy s frekvenciou 500 Hz. Variabilný odpor R7 nastavuje rýchlosť motora.

Tretia schéma

Je svojská, postavená na tom je. Hlavný oscilátor pracuje na frekvencii 500 Hz. Šírka impulzu a tým aj otáčky motora sa dajú meniť od 2 % do 98 %.

Slabým miestom vo všetkých vyššie uvedených schémach je, že nemajú prvok na stabilizáciu rýchlosti otáčania so zvýšením alebo znížením zaťaženia hriadeľa jednosmerného motora. Tento problém môžete vyriešiť pomocou nasledujúcej schémy:

Ako väčšina podobných regulátorov, obvod tohto regulátora má hlavný generátor napätia, ktorý generuje impulzy trojuholníkového tvaru s frekvenciou 2 kHz. Celým špecifikom obvodu je prítomnosť pozitívnej spätnej väzby (POS) prostredníctvom prvkov R12, R11, VD1, C2, DA1.4, ktorá stabilizuje rýchlosť hriadeľa motora so zvýšením alebo znížením zaťaženia.

Pri zostavovaní obvodu s určitým motorom, odporom R12, sa volí taká hĺbka POS, pri ktorej ešte nedochádza k vlastným osciláciám rýchlosti otáčania pri zmene zaťaženia.

Podrobnosti o regulátoroch otáčania motora

V týchto obvodoch je možné uplatniť tieto náhrady rádiových súčiastok: tranzistor KT817B - KT815, KT805; KT117A je možné zmeniť KT117B-G alebo 2N2646; Operačný zosilňovač K140UD7 na K140UD6, KR544UD1, TL071, TL081; časovač NE555 - S555, KR1006VI1; čip TL074 - TL064, TL084, LM324.

Pri použití výkonnejšej záťaže je možné kľúčový tranzistor KT817 nahradiť výkonným tranzistorom s efektom poľa, napríklad IRF3905 alebo podobne.

Potreboval som vyrobiť regulátor otáčok pre vrtuľu. Na odfúknutie dymu zo spájkovačky a vetranie tváre. No, pre zábavu, dajte všetko za minimálne náklady. Najjednoduchším spôsobom je regulovať jednosmerný motor s nízkym výkonom, samozrejme, s premenlivým odporom, ale nájsť rez pre takú malú hodnotu a dokonca potrebný výkon, musíte sa snažiť a bude to samozrejme stáť viac ako desať rubľov. Preto je naša voľba PWM + MOSFET.

Vzal som kľúč IRF630. Prečo práve tento MOSFET? Áno, práve som ich odniekiaľ dostal asi desať. Takže ho používam, takže celkovo môžete dať niečo menej a s nízkou spotrebou. Pretože prúd tu pravdepodobne nebude väčší ako ampér, a IRF630 schopný pretiahnuť sa pod 9A. Ale bude možné urobiť celú kaskádu ventilátorov ich pripojením do jedného zákrutu - dostatočný výkon :)

Teraz je čas popremýšľať, čo urobíme PWM. Myšlienka sa okamžite navrhne - mikrokontrolér. Vezmite trochu Tiny12 a urobte to na ňom. Okamžite som túto myšlienku zavrhla.

1. Míňať takú cennú a drahú časť na nejakého fanúšika je pre mňa hnus. Pre mikrokontrolér nájdem zaujímavejšiu úlohu
2. Iný softvér na to napísať, dvakrát zapadlo.
3. Napájacie napätie je tam 12 voltov, znížiť ho na napájanie MK na 5 voltov je vo všeobecnosti už lenivé
4. IRF630 neotvorí od 5 voltov, tak tu by ste museli osadiť aj tranzistor, aby dodával vysoký potenciál do brány terénneho pracovníka. Nafig nafig.

Analógový obvod zostáva. A to je tiež dobré. Nevyžaduje úpravu, nevyrábame vysoko presné zariadenie. Detaily sú tiež minimálne. Len treba prísť na to, čo robiť.

Operačné zosilňovače je možné okamžite vyradiť. Faktom je, že pre univerzálny operačný zosilňovač je spravidla po 8-10 kHz limitné výstupné napätie začne prudko kolabovať a terénnym pracovníkom musíme trhnúť. Áno, aj na nadzvukovej frekvencii, aby neškrípal.

Operačné zosilňovače bez takejto nevýhody stoja toľko, že si za tieto peniaze môžete kúpiť tucet najlepších mikrokontrolérov. Do ohňa!

Komparátory ostávajú, nemajú schopnosť operačného zosilňovača plynulo meniť výstupné napätie, vedia len porovnať dve napätia a na základe výsledkov porovnania uzavrieť výstupný tranzistor, ale urobia to rýchlo a bez blokovania charakteristiky. Prehrabal som sa v sudoch a nenašiel som žiadne porovnávače. Prepadať! Presnejšie bolo LM339, ale bolo to vo veľkom prípade a náboženstvo mi neumožňuje spájkovať mikroobvod na viac ako 8 nôh na takú jednoduchú úlohu. Tiež bolo príliš veľa ťahať do skladu. Čo robiť?

A potom som si spomenul na takú úžasnú vec ako analógový časovač - NE555. Ide o akýsi generátor, kde možno kombináciou rezistorov a kondenzátora nastaviť frekvenciu, ako aj dĺžku trvania impulzu a pauzy. Koľko rôznych svinstiev sa na tomto časovači urobilo, za jeho viac ako tridsaťročnú históriu... Doteraz je tento mikroobvod, napriek svojmu úctyhodnému veku, vyrazený v miliónoch kópií a je dostupný takmer v každom obchode za cenu pár rubľov. U nás to napríklad stojí asi 5 rubľov. Prehrabal som dno suda a našiel som pár kúskov. O! Hneď a prebudiť sa.

Ako to funguje
Ak sa neponoríte hlboko do štruktúry časovača 555, potom to nie je ťažké. Zhruba povedané, časovač sleduje napätie na kondenzátore C1, ktorý odoberá z výstupu THR(THRESHOLD - prah). Akonáhle dosiahne maximum (konder je nabitý), vnútorný tranzistor sa otvorí. ktorý uzatvára výstup DIS(DESCHARGE - vybitie) na zem. Zároveň na výstupe VON objaví sa logická nula. Kondenzátor sa začne vybíjať po DIS a keď sa napätie na ňom rovná nule (úplné vybitie), systém sa prepne do opačného stavu - na výstupe 1 je tranzistor uzavretý. Kondenzátor sa začne znova nabíjať a všetko sa znova opakuje.
Nabíjanie kondenzátora C1 sleduje cestu: " R4->horné rameno R1 ->D2“ a vypúšťanie pozdĺž cesty: D1 -> spodné rameno R1 -> DIS. Keď otočíme premenlivý odpor R1, potom zmeníme pomer odporov horných a dolných ramien. Čo podľa toho mení pomer dĺžky impulzu k pauze.
Frekvencia sa nastavuje hlavne kondenzátorom C1 a trochu závisí aj od hodnoty odporu R1.
Rezistor R3 poskytuje pull-up výstup na vysokú úroveň - takže je tu výstup s otvoreným kolektorom. Čo nie je schopné samo o sebe nastaviť vysokú úroveň.

Diódy môžu byť inštalované úplne, kondenzátory približne rovnakej hodnoty, odchýlky v rámci jedného rádu nijako zvlášť neovplyvňujú kvalitu práce. Pri 4,7 nanofaradoch, nastavených napríklad v C1, klesne frekvencia na 18 kHz, ale nie je to takmer počuť, môj sluch už nie je dokonalý :(

Vyhrabal som sa do zásobníkov, ktoré sám počítajú prevádzkové parametre časovača NE555 a odtiaľ zostavil obvod, pre astabilný režim s pracovným cyklom menším ako 50%, ale namiesto R1 a R2 som naskrutkoval premenlivý odpor, ktorý zmenil pracovný cyklus výstupného signálu. Len je potrebné dávať pozor na to, aby výstup DIS (VYBITIE) cez interný kľúč časovača pripojený k zemi, takže nebolo možné umiestniť ho priamo na potenciometer, pretože pri otočení regulátora do krajnej polohy by tento výstup sedel na Vcc. A keď sa tranzistor otvorí, dôjde k prirodzenému skratu a časovač s krásnym potiahnutím bude vydávať magický dym, na ktorý, ako viete, funguje všetka elektronika. Akonáhle dym opustí mikroobvod, prestane fungovať. Tak to je. Preto vezmeme a pridáme ďalší odpor na kiloohm. Počasie nebude regulovať, ale ochráni ho pred vyhorením.

Len čo sa povie, tak urobí. Vyleptal dosku, prispájkoval súčiastky:

Všetko je jednoduché nižšie.
Tu pripájam pečať v mojom drahom rozložení Sprint -

A toto je napätie na motore. Môžete vidieť malý prechodový proces. Konder je potrebné položiť paralelne na podlahu mikrofaradu a vyhladiť.

Ako vidíte, frekvencia pláva - je to pochopiteľné, pretože naša prevádzková frekvencia závisí od rezistorov a kondenzátora, a keďže sa menia, frekvencia pláva, ale na tom nezáleží. V celom rozsahu regulácie sa nikdy nezmestí do počuteľného rozsahu. A celá stavba stála 35 rubľov, nepočítajúc telo. Takže - zisk!