Regulace rychlosti otáčení komutátorového motoru. Regulátor otáček pro komutátorové elektromotory

Úprava otáček motoru pračky může být nezbytná pro každého domácího kutila, který se rozhodne upravit díl z použitého stroje.

Pouhé připojení motoru pračky ke zdroji energie nepřinese mnoho dobrého, protože okamžitě produkuje maximální rychlost, ale mnoho domácích spotřebičů vyžaduje zvýšení nebo snížení rychlosti, nejlépe bez ztráty výkonu. V této publikaci budeme hovořit o tom, jak připojit motor z pračky a jak pro něj vyrobit regulátor rychlosti.

Nejprve se připojíme

Před úpravou otáček motoru pračky musí být správně zapojen. Komutátorové motory z automatických praček mají několik výstupů a mnozí začínající kutilové si je pletou a nechápou, jak je zapojit. Promluvme si o všem v pořádku a zároveň zkontrolujte chod elektromotoru, protože existuje možnost, že je zcela vadný.

Pro vaši informaci! Otáčkoměry se dvěma výstupy lze snadno kontrolovat ohmmetrem. Jenže podobné díly se třemi výstupy nezvoní žádným směrem.

• Dále vezmeme jeden drát vycházející z kolektoru a připojíme ho k jednomu z drátů cívky.
• Druhý vodič kolektoru a druhý vodič cívky zapojíme do sítě 220V.
• Pokud potřebujeme změnit směr otáčení kotvy, pak jednoduše prohodíme místa připojených vodičů, konkrétně první vodič kolektoru a první vodič cívky jsou připojeny k síti a druhé vodiče jsou vzájemně propojeny.
• Vodiče cívky, otáčkoměru a sběrače označíme štítky, aby nedošlo k jejich záměně a provedeme zkušební provoz motoru.

Pokud byl zkušební provoz úspěšný, jmenovitě motor plynule nabral rychlost bez zaseknutí nebo škubání a kartáče nejiskří, můžete začít připojovat motor pračky pomocí regulátoru rychlosti. Existuje mnoho schémat pro připojení motoru přes regulátor, stejně jako schémata pro samotný regulátor; zvažme dvě možnosti.

Připojte přes regulátor napětí

Nejjednodušší možností pro nastavení elektromotoru pračky je použití libovolného regulátoru napětí (stmívač, spoušť vrtačky atd.). Smyslem nastavení je, že se na motor nejprve přivede maximální napětí a ten se otáčí maximální rychlostí. Otočením spínače stmívače snížíme napětí a motor podle toho začne snižovat otáčky. Schéma zapojení je následující:

• Připojíme jeden drát cívky k jednomu drátu kotvy;
• připojte druhý vodič cívky k síti;
• připojíme druhý drát kotvy ke stmívači a druhý výstup stmívače připojíme k síti;
• Motor testujeme.

Kontrolujeme, jak motor funguje při minimálním výkonu. Vidíte, že i při minimálním výkonu jsou otáčky naprázdno působivé, ale stačí opřít dřevěný špalík o rotující nápravu a motor se okamžitě zastaví. jaký je závěr? A závěr je, že tento způsob úpravy otáček elektromotoru pračky vede ke katastrofální ztrátě výkonu při poklesu napětí, což je nepřijatelné, pokud se chystáte z motoru vyrobit nějaký domácí produkt.

Důležité! Při spouštění motoru pračky dodržujte bezpečnostní opatření. Před nastartováním nezapomeňte motor zajistit a nedotýkejte se rukama rotujících prvků.

Zpočátku jsme si dali za úkol naučit se regulovat otáčky motoru pračky vlastníma rukama bez ztráty nebo s minimální ztrátou výkonu, ale je to možné? Je docela možné, že schéma zapojení se prostě poněkud zkomplikuje.

Přes mikroobvod

Je na čase zavzpomínat na otáčkoměr a jeho výstupy, které jsme na motoru našli, ale prozatím odložili stranou. Právě tachometr nám pomůže připojit motor pračky a regulovat jeho otáčky bez ztráty výkonu. Otáčkoměr sám o sobě nemůže ovládat motor, je pouze prostředníkem. Vlastní ovládání musí být provedeno přes mikroobvod, který je připojen k otáčkoměru motoru, vinutí a kotvě a je napájen ze sítě 220 V. Schéma zapojení vidíte na obrázku níže.

Co se stane s motorem, když jej připojíme k síti přes tento čip? A stane se následující: motor můžeme nastartovat vlastníma rukama na maximální otáčky, nebo můžeme otáčením speciálního pákového přepínače rychlost snížit. Náhlou zátěž motoru udělíme umístěním dřevěného špalíku pod otočnou kladku. Rychlost na zlomek vteřiny klesne, ale pak se i přes zátěž opět obnoví.

Faktem je, že otáčkoměr detekuje pokles rychlosti v důsledku vzniklého zatížení a okamžitě o tom vyšle signál do řídicí desky. Mikroobvod po přijetí signálu automaticky přidá výkon, čímž vyrovná otáčky motoru. Domácí sen, jak se říká, se splnil. Pokud máte takové schéma zapojení, můžete si z motoru pračky vyrobit štípačku dřeva a mnoho dalších užitečných věcí.

Abychom shrnuli náš příběh, odpovíme na další rozumnou otázku, kterou čtenář může mít: kde seženu takovou desku? Můžete jej sestavit na základě schématu a seznamu dílů, které přikládáme k tomuto článku, nebo si jej můžete objednat již hotový u specialistů. Naštěstí je na internetu dost nabídek v této věci. Musíte hledat obvod TDA 1085.

Motor z pračky, který je skvělý na domácí věci, má příliš vysoké otáčky a krátkou životnost při maximálních otáčkách. Proto používám jednoduchý domácí regulátor otáček (bez ztráty výkonu). Schéma bylo testováno a ukázalo se vynikající výsledky. Rychlost je nastavitelná od přibližně 600 do max.

Potenciometr je elektricky izolován od sítě, což zvyšuje bezpečnost použití regulátoru.

Triak musí být umístěn na radiátoru.

Téměř jakýkoli optočlen (2 ks), ale EL814 má uvnitř 2 LED diody čítače a je vhodný pro tento obvod.

Vysokonapěťový tranzistor lze osadit např. IRF740 (ze zdroje počítače), ale byla by škoda instalovat tak výkonný tranzistor do slaboproudého obvodu. Tranzistory 1N60, 13003, KT940 fungují dobře.

Místo můstku KTs407 je docela vhodný můstek 1N4007 nebo jakýkoli s >300V a proudem >100mA.

Signet ve formátu .lay5. Pečeť je nakreslena „Pohled ze strany M2 (pájení)“, tzn Při výstupu na tiskárnu je nutné jej zrcadlit. Barva M2 = černá, pozadí = bílá, jiné barvy netisknout. Obrys desky (pro řezání) je vytvořen na straně M2 a po vyleptání bude označovat hranice desky. Před utěsněním dílů by měl být odstraněn. Na pečetidlo byl přidán výkres dílů z montážní strany pro přenos na pečeť. Poté získá krásný a dokončený vzhled.

Nastavení od 600 ot./min je vhodné pro většinu domácích výrobků, ale pro speciální případy je navrženo zapojení s germaniovým tranzistorem. Minimální rychlost byla snížena na 200.

Minimální otáčky byly 200 ot/min (170-210, elektronický otáčkoměr neměří dobře v nízkých otáčkách), tranzistor T3 byl osazen GT309, je přímo vodivý a není jich málo. Pokud dáte MP39, 40, 41, P13, 14, 15, tak by se rychlost měla dále snižovat, ale už nevidím potřebu. Hlavní je, že takové tranzistory jsou jako špína, na rozdíl od MP37 (viz fórum).

Měkký rozběh funguje skvěle, Pravda, hřídel motoru je prázdná, ale vzhledem k zatížení hřídele při rozběhu zvolím v případě potřeby R5.

R5 = 0-3k3 v závislosti na zatížení;; R6 = 18 Ohm - 51 Ohm - v závislosti na triaku, teď tento odpor nemám;; R4 = 3k - 10k - ochrana T3; RP1 = 2k-10k - regulátor otáček, připojen do sítě, nutná ochrana před síťovým napětím obsluhy!!!. Existují potenciometry s plastovou osou, je vhodné je použít!!!To je velká nevýhoda tohoto schématu, a pokud není velká potřeba nízkých otáček, doporučuji vám použít V17 (od 600 ot./min).

C2 = měkký start, = doba zpoždění pro zapnutí motoru;; R5 = náboj C2, = strmost nabíjecí křivky, = doba zrychlení motoru;; R7 - Doba vybití C2 pro další cyklus měkkého startu (při 51k je to přibližně 2-3 sekundy)

Seznam radioprvků

Na základě výkonného triaku BT138-600 můžete sestavit obvod pro regulátor otáček střídavého motoru. Tento obvod je určen k regulaci otáček elektromotorů vrtaček, ventilátorů, vysavačů, brusek apod. Otáčky motoru lze upravit změnou odporu potenciometru P1. Parametr P1 určuje fázi spouštěcího impulsu, který otevře triak. Okruh plní také stabilizační funkci, která udržuje otáčky motoru i při velkém zatížení.

Například, když se motor vrtačky zpomalí kvůli zvýšenému odporu kovu, sníží se také EMF motoru. To vede ke zvýšení napětí v R2-P1 a C3, což způsobí delší otevření triaku a odpovídajícím způsobem se zvýší rychlost.

Regulátor pro stejnosměrný motor

Nejjednodušší a nejoblíbenější způsob úpravy rychlosti otáčení stejnosměrného motoru je založen na použití pulzně šířkové modulace ( PWM nebo PWM ). V tomto případě je napájecí napětí přiváděno do motoru ve formě impulsů. Frekvence opakování pulzů zůstává konstantní, ale může se měnit jejich délka – mění se tedy i rychlost (výkon).

Pro generování signálu PWM můžete použít obvod založený na čipu NE555. Nejjednodušší obvod regulátoru otáček stejnosměrného motoru je znázorněn na obrázku:

Zde je VT1 tranzistor typu n s efektem pole, který je schopen odolat maximálnímu proudu motoru při daném napětí a zatížení hřídele. VCC1 je od 5 do 16 V, VCC2 je větší nebo roven VCC1. Frekvenci signálu PWM lze vypočítat pomocí vzorce:

F = 1,44/(R1*C1), [Hz]

Kde je R1 v ohmech, C1 je ve faradech.

S hodnotami uvedenými ve výše uvedeném diagramu bude frekvence signálu PWM rovna:

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

Stojí za zmínku, že i moderní zařízení, včetně těch s vysokým řídícím výkonem, jsou založena právě na takových obvodech. Přirozeně pomocí výkonnějších prvků, které snesou vyšší proudy.

Každý z nás má doma nějaký elektrický spotřebič, který v domě funguje déle než jeden rok. Postupem času ale síla technologie slábne a neplní svůj zamýšlený účel. Tehdy byste měli věnovat pozornost vnitřkům zařízení. Většinou vznikají problémy s elektromotorem, který je zodpovědný za funkčnost zařízení. Pak byste měli obrátit svou pozornost na zařízení, které reguluje otáčky motoru, aniž by snižovalo jeho výkon.

Typy motorů

Regulace otáček s udržováním výkonu je vynález, který vdechne elektrospotřebičům nový život a bude fungovat jako nově zakoupený výrobek. Ale stojí za to připomenout, že motory přicházejí v různých formátech a každý má svůj vlastní maximální výkon.

Motory mají různé vlastnosti. To znamená, že ta či ona technika funguje při různých rychlostech hřídele, která spouští mechanismus. Motor může být:

1. jednofázový,
2. dvoufázový,
3. třífázový.

Většinou se třífázové elektromotory nacházejí v továrnách nebo velkých továrnách. Doma se používají jednofázové a dvoufázové. Tato elektřina stačí na provoz domácích spotřebičů.

Regulátor rychlosti výkonu

Principy práce

K udržení počátečních nastavených otáček hřídele slouží regulátor otáček elektromotoru 220 V bez ztráty výkonu. To je jeden ze základních principů tohoto zařízení, kterému se říká regulátor frekvence.

S jeho pomocí elektrické zařízení pracuje v nastavených otáčkách motoru a nesnižuje je. Regulátor otáček motoru také ovlivňuje chlazení a ventilaci motoru. Pomocí výkonu se nastavují otáčky, které lze buď zvýšit nebo snížit.

Mnoho lidí si položilo otázku, jak snížit otáčky elektromotoru 220 V. Tento postup je ale celkem jednoduchý. Stačí pouze změnit frekvenci napájecího napětí, což výrazně sníží výkon hřídele motoru. Můžete také změnit napájení motoru aktivací jeho cívek. Elektrické ovládání úzce souvisí s magnetickým polem a prokluzem motoru. K takovým akcím využívají především autotransformátor a regulátory domácnosti, které snižují rychlost tohoto mechanismu. Je ale také třeba si uvědomit, že výkon motoru se sníží.

Rotace hřídele

Motory se dělí na:

1. asynchronní,
2. kolektor

Regulátor otáček asynchronního elektromotoru závisí na proudovém připojení k mechanismu. Podstata činnosti asynchronního motoru závisí na magnetických cívkách, kterými prochází rám. Otáčí se na posuvných kontaktech. A když se při otáčení otočí o 180 stupňů, pak přes tyto kontakty bude spojení proudit v opačném směru. Tímto způsobem zůstane rotace stejná. Ale s touto akcí nebude dosaženo požadovaného účinku. V platnost vstoupí poté, co se do mechanismu přidá několik desítek rámů tohoto typu.

Velmi často se používá komutátorový motor. Jeho provoz je jednoduchý, protože procházející proud prochází přímo - díky tomu se neztrácí výkon elektromotoru a mechanismus spotřebovává méně elektřiny.

Motor pračky také potřebuje seřídit výkon. Za tímto účelem byly vyrobeny speciální desky, které se vyrovnají s jejich prací: deska ovládání otáček motoru z pračky má multifunkční využití, protože její použití snižuje napětí, ale neztrácí rotační výkon.

Obvod této desky byl ověřen. Stačí osadit diodové můstky a vybrat optočlen pro LED. V tomto případě musíte ještě nasadit triak na radiátor. Seřízení motoru v podstatě začíná při 1000 ot./min.

Pokud nejste s regulátorem výkonu spokojeni a jeho funkčnost chybí, můžete si mechanismus vyrobit nebo vylepšit. K tomu je třeba vzít v úvahu proudovou sílu, která by neměla přesáhnout 70 A, a přenos tepla během používání. Proto lze nainstalovat ampérmetr pro nastavení obvodu. Frekvence bude malá a bude určena kondenzátorem C2.

Dále byste měli nakonfigurovat regulátor a jeho frekvenci. Při výstupu bude tento impuls vycházet přes push-pull zesilovač pomocí tranzistorů. Můžete také vyrobit 2 rezistory, které budou sloužit jako výstup pro chladicí systém počítače. Aby obvod nevyhořel, je zapotřebí speciální blokátor, který bude sloužit jako dvojnásobná hodnota proudu. Takže tento mechanismus bude fungovat dlouho a v požadovaném objemu. Zařízení pro regulaci výkonu poskytnou vašim elektrospotřebičům mnoho let služby bez zvláštních nákladů.

S problémem seřizování otáček elektromotoru se musíte potýkat poměrně často: jedná se o práci s různým elektrickým nářadím, pohony šicích strojů a dalšími elektrospotřebiči ve výrobě i v domácnosti. Regulace otáček snížením napájecího napětí často postrádá smysl: otáčky motoru prudce klesnou, ztrácí výkon a zastaví se. Proto je nejlepší možností regulace otáček motoru změna napětí pomocí zpětné vazby zátěžového proudu.

Elektrické nářadí a další zařízení ve většině případů využívají univerzální komutátorové motory se sériovým buzením. Fungují stejně dobře na střídavý i stejnosměrný proud. Zvláštností činnosti komutátorového elektromotoru je, že při komutaci vinutí kotvy dochází při otevření lamel komutátoru k impulzům samoindukčního zpětného EMF. Mají stejnou amplitudu jako napájecí impulsy, ale ve fázi jsou jim opačné. Úhel posunutí zadního EMF závisí jak na vnějších charakteristikách motoru, tak na zatížení a dalších faktorech.

Škodlivý účinek zpětného EMF vede k jiskření na komutátoru, stejně jako ke ztrátě výkonu motoru a dodatečnému zahřívání jeho vinutí. Část zpětného EMF je potlačena kondenzátory, které obcházejí sestavu kartáče.

Podívejme se na procesy, které se vyskytují v režimu zpětnovazebního řízení, na příkladu univerzálního obvodu ( viz obr. 1). Referenční napětí, které určuje rychlost otáčení elektromotoru, je tvořeno odporově-kapacitním obvodem P12-KZ-S2. Se zvyšujícím se zatížením se rychlost otáčení snižuje a jeho krouticí moment také klesá. Současně se také snižuje zpětné EMF, které se vyskytuje v motoru a je aplikováno mezi katodu a řídicí elektrodu tyristoru VS1. To vede ke změně napětí na řídicí elektrodě tyristoru, které se zvyšuje úměrně tomu, jak klesá zpětná EMF.

Přídavné napětí na řídicí elektrodě tyristoru způsobí, že se zapne pod menším fázovým úhlem (mezním úhlem) a dodá více proudu do motoru, který tak kompenzuje pokles rychlosti otáčení při zvýšení zátěže. To vede k přítomnosti pulzní napěťové rovnováhy na řídicí elektrodě tyristoru, která je složena z napájecího napětí a samoindukčního napětí motoru.

V případě potřeby je možné pomocí přepínače SA1 přepnout na napájení pomocí plného napětí, bez použití nastavování. Zvláštní pozornost je třeba věnovat výběru tyristoru na základě minimálního spínacího proudu, protože to zajistí lepší stabilizaci otáček motoru.

Druhý spínací obvod ( viz obr.2) je určen pro práci s výkonnějšími motory, které se používají v bruskách, dřevoobráběcích strojích a vrtačkách. Princip regulace zůstává stejný. Tyristor v tomto okruhu musí být instalován na radiátoru o ploše nejméně 25 cm2.

Pokud je nutné dosáhnout velmi nízkých otáček nebo při použití pro motory s nízkým výkonem, můžete použít obvod využívající IC ( viz obr. 3). Je napájen 12V DC. V případě napájení z vyššího napětí je nutné použít parametrický stabilizátor se stabilizačním napětím ne vyšším než 15V.

Regulace rychlosti se provádí změnou průměrného napětí impulsů, které jsou dodávány do motoru. Pomocí takových impulsů je možné efektivně regulovat velmi nízké otáčky, protože jakoby „tlačí“ rotor motoru. Když se rychlost otáčení zvýší, motor funguje normálně.

Docela jednoduché schéma ( viz obr. 4) je určen pro použití na dětské železniční trati. Umožní vám vyhnout se nouzovým situacím a poskytne nové příležitosti pro řízení vlaků. Žárovka umístěná ve vnějším obvodu chrání a slouží k signalizaci zkratu na vedení a zároveň omezuje výstupní proud.

Pokud je potřeba regulovat otáčky motorů s velkým točivým momentem na hřídeli (například v elektrickém navijáku), použije se celovlnný můstkový obvod znázorněný na Obr. 5. Jeho podstatným rozdílem od předchozích schémat, kde pracuje pouze jedna půlvlna napájecího napětí, je poskytování plného výkonu motoru.

K napájení spouštěcího obvodu slouží zhášecí odpor R2 a diody VD2 a VD6. Fázové zpoždění při otevírání tyristorů je zajištěno nabíjením kondenzátoru C1 přes odpory R3 a R4 ze zdroje napětí, jehož úroveň závisí na zenerově diodě VD8. Po nabití kondenzátoru C1 na provozní práh unijunkčního tranzistoru VT1 se tento otevře a spustí tyristor, jehož anoda má kladné napětí. Po vybití kondenzátoru se jednosměrný tranzistor vypne. Hodnota odporu R5 je určena požadovanou hloubkou zpětné vazby a typem motoru. Pro výpočet jeho hodnoty se používá vzorec:

kde Im je efektivní hodnota maximálního zatěžovacího proudu pro daný typ motoru.

Navržená schémata se snadno opakují, ale vyžadují výběr určitých prvků v závislosti na vlastnostech použitého elektromotoru (bohužel je téměř nemožné najít elektromotory, které jsou ve všech ohledech totožné, a to i v rámci stejné řady).