توضیحات کنترل کننده سرعت موتور الکتریکی بدون افت قدرت. نحوه تنظیم دور موتور از ماشین لباسشویی دستگاه های کنترل سرعت برای موتورهای DC برس خورده

کنترل کننده دور موتور برای انجام شتاب گیری و ترمز نرم مورد نیاز است. چنین دستگاه هایی در صنعت مدرن رایج شده اند. با تشکر از آنها، سرعت حرکت در نوار نقاله، در دستگاه های مختلف، و همچنین زمانی که فن می چرخد، اندازه گیری می شود. موتورهای با عملکرد 12 ولت در کل سیستم های کنترل و در خودروها استفاده می شود.

طراحی سیستم

نوع موتور کموتاتورعمدتا از یک روتور، یک استاتور، و همچنین برس ها و یک تاکوژنراتور تشکیل شده است.

1. روتور بخشی از چرخش است، استاتور یک نوع آهنربای خارجی است.
2. برس ها که از گرافیت ساخته شده اند، قسمت اصلی کنتاکت لغزنده هستند که از طریق آن ولتاژ به آرمیچر دوار اعمال می شود.
3. تاکوژنراتور دستگاهی است که ویژگی های چرخش دستگاه را کنترل می کند. اگر در نظم فرآیند چرخش نقض شود، سطح ولتاژ ورودی به موتور را تنظیم می کند و در نتیجه آن را صاف و کندتر می کند.
4. استاتور. چنین بخشی ممکن است شامل نه یک آهنربا، بلکه به عنوان مثال، دو جفت قطب باشد. در عین حال، به جای آهنرباهای ساکن، سیم پیچ آهنربای الکتریکی وجود خواهد داشت. چنین دستگاهی قادر به انجام کار هم از جریان مستقیم و هم از جریان متناوب است.

طرح کنترل کننده سرعت موتور کموتاتور

مبدل های فرکانس ویژه در قالب کنترل کننده های سرعت برای موتورهای الکتریکی 220 ولت و 380 ولت استفاده می شود. . چنین دستگاه هایی به عنوان پیشرفته طبقه بندی می شوند، آنها به ایجاد یک تغییر اساسی در ویژگی های فعلی (شکل سیگنال و همچنین فرکانس) کمک می کنند. آنها مجهز به ترانزیستورهای نیمه هادی قدرتمند و همچنین مدولاتور پهنای پالس هستند. کل فرآیند کارکرد دستگاه از طریق کنترل یک واحد ویژه بر روی یک میکروکنترلر انجام می شود. تغییر سرعت در چرخش روتور موتورها به آرامی اتفاق می افتد.

به همین دلیل است که از مبدل های فرکانس در دستگاه های بارگذاری شده استفاده می شود. هرچه روند شتاب کندتر اتفاق بیفتد، بار کمتری روی گیربکس و همچنین نوار نقاله وارد می شود. در همه ژنراتورهای فرکانس می توانید چندین درجه حفاظت را پیدا کنید: با بار، جریان، ولتاژ و سایر نشانگرها.

برخی از مدل های مبدل فرکانس برق را از ولتاژ تک فاز (به 220 ولت خواهد رسید) تامین می کنند و از آن ولتاژ سه فاز ایجاد می کنند. این به اتصال یک موتور ناهمزمان در خانه بدون استفاده از مدارها و طرح‌های پیچیده کمک می‌کند. در این صورت مصرف کننده هنگام کار با چنین دستگاهی برق خود را از دست نخواهد داد.

چرا از چنین دستگاه تنظیم کننده ای استفاده می شود؟

اگر در مورد موتورهای رگلاتور صحبت کنیم، سپس انقلاب های مورد نیاز عبارتند از:

مدارهای مورد استفاده برای ایجاد مبدل های فرکانس در موتور الکتریکی به طور گسترده در اکثر دستگاه های خانگی استفاده می شود. چنین سیستمی را می توان در منابع تغذیه بی سیم، دستگاه های جوشکاری، شارژرهای تلفن، منابع تغذیه برای رایانه های شخصی و لپ تاپ ها، تثبیت کننده های ولتاژ، واحدهای احتراق لامپ برای نور پس زمینه مانیتورهای مدرن و همچنین تلویزیون های LCD یافت.

کنترل کننده دور موتور الکتریکی 220 ولت

شما می توانید آن را کاملاً خودتان بسازید، اما برای این کار باید تمام ویژگی های فنی ممکن دستگاه را مطالعه کنید. با طراحی، چندین نوع از قطعات اصلی را می توان تشخیص داد. برای مثال:

1. خود موتور الکتریکی
2. سیستم کنترل میکروکنترلر برای واحد تبدیل.
3. قطعات محرک و مکانیکی که با عملکرد سیستم مرتبط هستند.

درست قبل از راه اندازی دستگاه، پس از اعمال ولتاژ معین به سیم پیچ ها، فرآیند چرخش موتور با حداکثر توان آغاز می شود. این ویژگی است که دستگاه های ناهمزمان را از انواع دیگر متمایز می کند. علاوه بر هر چیز دیگری، بار ناشی از مکانیسم هایی که دستگاه را به حرکت در می آورند اضافه می شود. در نهایت، در مرحله اولیه عملکرد دستگاه، قدرت و همچنین مصرف جریان، تنها تا حداکثر سطح افزایش می یابد.

در این زمان، فرآیند آزاد شدن بیشترین مقدار گرما رخ می دهد. گرمای بیش از حد در سیم پیچ ها و همچنین در سیم ها رخ می دهد. استفاده از تبدیل جزئیکمک خواهد کرد که این اتفاق نیفتد. اگر یک استارت نرم نصب کنید، سپس تا علامت حداکثر سرعت (که توسط تجهیزات نیز قابل تنظیم است و ممکن است 1500 دور در دقیقه نباشد، بلکه فقط 1000 باشد)، موتور نه در اولین لحظه کار، بلکه در بیش از 10 ثانیه بعدی (در همان زمان، هر ثانیه دستگاه 100-150 دور اضافه می کند). در این زمان، بار روی تمام مکانیزم ها و سیم ها چندین بار شروع به کاهش می کند.

چگونه با دستان خود یک تنظیم کننده بسازید

شما می توانید به طور کاملا مستقل یک کنترل کننده سرعت موتور الکتریکی در حدود 12 ولت ایجاد کنید. برای این کار باید از آن استفاده کنید سوئیچ چندین موقعیت به طور همزمانو همچنین یک مقاومت سیمی مخصوص. با کمک دومی، سطح ولتاژ تغذیه تغییر می کند (و در عین حال نشانگر سرعت چرخش). از همین سیستم ها می توان برای انجام حرکات ناهمزمان استفاده کرد، اما تاثیر کمتری خواهند داشت.

سال ها پیش، تنظیم کننده های مکانیکی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار گرفتند - آنها بر اساس درایوهای دنده یا متغیرهای آنها ساخته شدند. اما چنین دستگاه هایی چندان قابل اعتماد در نظر گرفته نمی شدند. وسایل الکترونیکی چندین برابر خود را بهتر نشان دادند، زیرا آنها چندان بزرگ نبودند و امکان تنظیم دقیق درایو را فراهم می کردند.

برای ایجاد یک کنترل کننده چرخش موتور الکتریکی، ارزش استفاده از چندین دستگاه را به طور همزمان دارد که می توان آنها را در هر فروشگاه سخت افزاری خریداری کرد یا از دستگاه های موجودی قدیمی حذف کرد. برای تکمیل فرآیند تنظیم، باید روشن کنید مدار مقاومت متغیر ویژه. با کمک آن، روند تغییر دامنه سیگنال ورودی به مقاومت رخ می دهد.

پیاده سازی سیستم مدیریت

برای بهبود قابل توجه عملکرد حتی ساده ترین تجهیزات، ارزش اتصال کنترل میکروکنترلر به مدار کنترل کننده سرعت موتور را دارد. برای این کار باید پردازنده ای را انتخاب کنید که به ترتیب دارای تعداد ورودی و خروجی مناسب باشد: برای اتصال سنسورها، دکمه ها و کلیدهای الکترونیکی مخصوص.

برای انجام آزمایشات باید استفاده کنید میکروکنترلر ویژه AtMega 128ساده ترین و پرکاربردترین کنترلر است. در استفاده رایگان می توانید تعداد زیادی طرح با استفاده از آن پیدا کنید. برای اینکه دستگاه عملکرد صحیح را انجام دهد، باید الگوریتم خاصی از اقدامات در آن نوشته شود - پاسخ به حرکات خاص. به عنوان مثال، هنگامی که دما به 60 درجه سانتیگراد می رسد (اندازه گیری در نمودار خود دستگاه ذکر می شود)، دستگاه باید به طور خودکار خاموش شود.

تنظیم عملیات

اکنون ارزش این را دارد که در مورد چگونگی تنظیم سرعت در یک موتور کموتاتور صحبت کنیم. با توجه به این واقعیت که سرعت کلی چرخش موتور می تواند به طور مستقیم به میزان سطح ولتاژ تامین شده بستگی داشته باشد، کاملاً هر سیستم کنترلی که بتواند چنین عملکردی را انجام دهد برای این کار کاملاً مناسب است.

ارزش ذکر چند نوع دستگاه را دارد:

1. اتوترانسفورماتورهای آزمایشگاهی (LATR).
2. تابلوهای کنترل کارخانه ای که در وسایل خانگی استفاده می شود (حتی می توانید آنهایی را که در جاروبرقی و میکسر استفاده می شود بردارید).
3. دکمه هایی که در طراحی ابزارهای برقی استفاده می شوند.
4. انواع رگولاتورهای خانگی که مجهز به یک عمل صاف خاص هستند.

اما در عین حال، همه این روش ها دارای یک نقص خاص هستند. همراه با روند کاهش سرعت، قدرت کلی موتور نیز کاهش می یابد. گاهی اوقات می توان آن را حتی با لمس ساده با دست متوقف کرد. در برخی موارد این ممکن است کاملاً طبیعی باشد، اما در بیشتر موارد به عنوان یک مشکل جدی در نظر گرفته می شود.

قابل قبول ترین گزینه انجام عملکرد تنظیم سرعت با استفاده از آن خواهد بود کاربردهای تاکوژنراتور.

اغلب در کارخانه نصب می شود. هنگامی که سرعت چرخش موتورها از طریق تریاک های موتور منحرف می شود، منبع تغذیه تنظیم شده از قبل، همراه با سرعت چرخش مورد نظر منتقل می شود. اگر کنترل چرخش خود موتور در چنین ظرفی تعبیه شده باشد، قدرت از بین نمی رود.

این در طراحی چگونه به نظر می رسد؟ بیشتر از همه، این کنترل رئوستات فرآیند چرخش است که بر اساس استفاده از یک نیمه هادی ایجاد می شود.

در مورد اولما در مورد مقاومت متغیر با استفاده از فرآیند تنظیم مکانیکی صحبت خواهیم کرد. به صورت سری به موتور کموتاتور متصل خواهد شد. نقطه ضعف در این مورد انتشار اضافی مقداری گرما و اتلاف اضافی منبع کل باتری خواهد بود. در طول چنین تنظیمی، با چرخش موتور یک افت کلی قدرت رخ می دهد. اقتصادی ترین گزینه در نظر گرفته می شود. به دلایل فوق برای موتورهای نسبتاً قدرتمند استفاده نمی شود.

در مورد دومدر طول استفاده از نیمه هادی ها، فرآیند کنترل موتور با اعمال تعداد مشخصی پالس انجام می شود. مدار قادر به تغییر مدت زمان چنین پالس هایی است که به نوبه خود سرعت کلی چرخش موتور را بدون افت توان تغییر می دهد.

اگر نمی‌خواهید خودتان تجهیزات بسازید، اما می‌خواهید دستگاهی بخرید که کاملاً آماده استفاده باشد، باید به پارامترها و ویژگی‌های اصلی مانند قدرت، نوع سیستم کنترل دستگاه، ولتاژ موجود در دستگاه توجه ویژه داشته باشید. ، فرکانس و ولتاژ کاری بهتر است مشخصات کلی کل مکانیسم را محاسبه کنید که در آن ارزش استفاده از یک تنظیم کننده ولتاژ موتور عمومی را دارد. شایان ذکر است که باید با پارامترهای مبدل فرکانس مقایسه کنید.

موتور الکتریکی برای شتاب گیری نرم و ترمز لازم است. چنین دستگاه هایی به طور گسترده در صنعت استفاده می شود. با کمک آنها سرعت چرخش فن ها تغییر می کند. موتورهای 12 ولت در سیستم های کنترل و خودروها استفاده می شود. همه سوئیچ هایی را دیده اند که سرعت چرخش فن اجاق گاز را در خودروها تغییر می دهد. این یکی از انواع رگلاتور است. فقط برای اجرای روان طراحی نشده است. سرعت چرخش در مراحل تغییر می کند.

کاربرد مبدل های فرکانس

مبدل های فرکانس به عنوان تنظیم کننده سرعت و 380 ولت استفاده می شود. اینها دستگاه های الکترونیکی با تکنولوژی بالا هستند که به شما امکان می دهند ویژگی های جریان (شکل سیگنال و فرکانس) را به طور اساسی تغییر دهید. آنها بر پایه ترانزیستورهای نیمه هادی قدرتمند و یک مدولاتور پهنای پالس هستند. تمام عملکرد دستگاه توسط یک واحد میکروکنترلر کنترل می شود. سرعت چرخش روتور موتور به آرامی تغییر می کند.

بنابراین از آنها در مکانیزم های بارگذاری شده استفاده می شود. هرچه شتاب کندتر باشد، نوار نقاله یا گیربکس بار کمتری را تجربه خواهد کرد. همه ژنراتورهای فرکانس دارای چندین درجه حفاظت هستند - برای جریان، بار، ولتاژ و موارد دیگر. برخی از مدل های مبدل فرکانس از تک فاز تغذیه می شوند و آن را به سه فاز تبدیل می کنند. این به شما امکان می دهد موتورهای ناهمزمان را در خانه بدون استفاده از مدارهای پیچیده وصل کنید. و هنگام کار با چنین دستگاهی هیچ افت قدرتی وجود نخواهد داشت.

رگولاتورها برای چه اهدافی استفاده می شوند؟

در مورد موتورهای ناهمزمان، کنترل کننده های سرعت برای موارد زیر مورد نیاز است:

1. صرفه جویی قابل توجه در انرژی. از این گذشته ، هر مکانیزمی به سرعت چرخش موتور بالایی نیاز ندارد - گاهی اوقات می توان آن را 20-30٪ کاهش داد و این هزینه های انرژی را به نصف کاهش می دهد.
2. حفاظت از مکانیسم ها و مدارهای الکترونیکی. با استفاده از مبدل های فرکانس می توانید دما، فشار و بسیاری از پارامترهای دیگر را کنترل کنید. اگر موتور به عنوان محرک پمپ کار می کند، باید یک سنسور فشار در ظرفی که هوا یا مایع را به داخل آن پمپ می کند، نصب شود. و هنگامی که به حداکثر مقدار رسید، موتور به سادگی خاموش می شود.
3. اجرای یک شروع نرم. نیازی به استفاده از دستگاه های الکترونیکی اضافی نیست - همه چیز را می توان با تغییر تنظیمات مبدل فرکانس انجام داد.
4. کاهش هزینه های نگهداری. با کمک چنین کنترل کننده های سرعت برای موتورهای الکتریکی 220 ولت، خطر خرابی درایو و مکانیسم های فردی کاهش می یابد.

مداری که بر اساس آن مبدل های فرکانس ساخته می شوند در بسیاری از لوازم خانگی رایج است. چیزی مشابه را می توان در منابع تغذیه اضطراری، دستگاه های جوش، تثبیت کننده های ولتاژ، منابع تغذیه برای رایانه ها، لپ تاپ ها، شارژرهای تلفن، واحدهای احتراق برای لامپ های نور پس زمینه تلویزیون های LCD و مانیتورهای مدرن یافت.

کنترل های چرخشی چگونه کار می کنند؟

شما می توانید با دستان خود یک کنترل کننده سرعت موتور الکتریکی بسازید، اما برای انجام این کار باید تمام جنبه های فنی را مطالعه کنید. از نظر ساختاری می توان چندین مؤلفه اصلی را متمایز کرد که عبارتند از:

1. موتور الکتریکی.
2. سیستم کنترل میکروکنترلر و واحد مبدل.
3. درایو و مکانیسم های مرتبط با آن.

در همان ابتدای کار، پس از اعمال ولتاژ به سیم پیچ ها، روتور موتور با حداکثر توان می چرخد. این ویژگی است که ماشین های ناهمزمان را از سایرین متمایز می کند. به این بار از مکانیسمی که رانده می شود اضافه می شود. در نتیجه در مرحله اولیه مصرف توان و جریان به حداکثر افزایش می یابد.

گرمای زیادی تولید می شود. هم سیم پیچ ها و هم سیم ها بیش از حد گرم می شوند. استفاده از مبدل فرکانس به خلاص شدن از شر این مشکل کمک می کند. اگر یک استارت نرم تنظیم کنید، موتور به حداکثر سرعت شتاب نمی‌دهد (که توسط دستگاه نیز تنظیم می‌شود و ممکن است 1500 دور در دقیقه نباشد، اما فقط 1000 باشد) نه بلافاصله، بلکه در عرض 10 ثانیه (هر ثانیه 100-150 دور در دقیقه افزایش دهید. ). در عین حال، بار روی تمام مکانیزم ها و سیم ها به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

تنظیم کننده خانگی

شما می توانید کنترل کننده سرعت خود را برای یک موتور الکتریکی 12 ولت بسازید. این به یک کلید چند موقعیتی و مقاومت های سیمی نیاز دارد. با کمک دومی، ولتاژ تغذیه (و همراه با آن سرعت چرخش) تغییر می کند. سیستم های مشابهی را می توان برای موتورهای آسنکرون استفاده کرد، اما کارایی کمتری دارند. سال ها پیش، تنظیم کننده های مکانیکی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گرفتند - بر اساس درایوهای دنده یا متغیرها. اما چندان قابل اعتماد نبودند. الکترونیکی یعنی عملکرد بسیار بهتری دارد. از این گذشته ، آنها چندان حجیم نیستند و به شما امکان می دهند درایو را تنظیم کنید.

برای ساخت یک کنترل کننده چرخش موتور الکتریکی، به چندین دستگاه الکترونیکی نیاز دارید که می توانید آنها را از فروشگاه خریداری کنید یا از دستگاه های قدیمی اینورتر جدا کنید. VT138-600 triac نتایج خوبی را در مدارهای چنین دستگاه های الکترونیکی نشان می دهد. برای تنظیم، باید یک مقاومت متغیر در مدار قرار دهید. با کمک آن، دامنه سیگنال ورودی به تریاک تغییر می کند.

پیاده سازی سیستم مدیریت

برای بهبود پارامترهای حتی ساده ترین دستگاه، باید کنترل میکروکنترلر را در مدار کنترل کننده سرعت موتور الکتریکی قرار دهید. برای انجام این کار، شما باید یک پردازنده با تعداد مناسب ورودی و خروجی - برای اتصال سنسورها، دکمه ها، کلیدهای الکترونیکی انتخاب کنید. برای آزمایش‌ها، می‌توانید از میکروکنترلر AtMega128 استفاده کنید - محبوب‌ترین و آسان‌ترین استفاده. شما می توانید طرح های زیادی را با استفاده از این کنترلر در حوزه عمومی پیدا کنید. پیدا کردن آنها و استفاده از آنها در عمل دشوار نیست. برای اینکه به درستی کار کند، باید یک الگوریتم در آن بنویسید - پاسخ به اقدامات خاص. به عنوان مثال وقتی دما به 60 درجه می رسد (اندازه گیری شده روی رادیاتور دستگاه) باید برق را قطع کرد.

سرانجام

اگر تصمیم دارید خودتان دستگاهی نسازید، بلکه یک دستگاه آماده خریداری کنید، به پارامترهای اصلی مانند قدرت، نوع سیستم کنترل، ولتاژ کار، فرکانس ها توجه کنید. توصیه می شود ویژگی های مکانیزمی را که در آن برنامه ریزی شده است از تنظیم کننده ولتاژ موتور محاسبه شود. و فراموش نکنید که آن را با پارامترهای مبدل فرکانس مقایسه کنید.

شما می توانید سرعت چرخش شفت یک موتور کموتاتور کم مصرف را با اتصال سری به مدار منبع تغذیه آن تنظیم کنید. اما این گزینه بازده بسیار پایینی ایجاد می کند و علاوه بر آن امکان تغییر آرام سرعت چرخش وجود ندارد.

نکته اصلی این است که این روش گاهی اوقات منجر به توقف کامل موتور الکتریکی در ولتاژ تغذیه پایین می شود. کنترل کننده سرعت موتور الکتریکی مدارهای DC شرح داده شده در این مقاله این معایب را ندارند. از این مدارها می توان برای تغییر روشنایی لامپ های رشته ای 12 ولت نیز با موفقیت استفاده کرد.

توضیحات 4 مدار کنترل کننده سرعت موتور الکتریکی

طرح اول

سرعت چرخش توسط مقاومت متغیر R5 تغییر می کند که مدت زمان پالس ها را تغییر می دهد. از آنجایی که دامنه پالس های PWM ثابت و برابر با ولتاژ تغذیه موتور الکتریکی است، حتی در سرعت چرخش بسیار پایین هرگز متوقف نمی شود.

طرح دوم

این شبیه به قبلی است، اما تقویت کننده عملیاتی DA1 (K140UD7) به عنوان نوسانگر اصلی استفاده می شود.

این آپ امپ به عنوان یک ژنراتور ولتاژ عمل می کند که پالس های مثلثی شکل را تولید می کند و فرکانس آن 500 هرتز است. مقاومت متغیر R7 سرعت چرخش موتور الکتریکی را تنظیم می کند.

طرح سوم

این منحصر به فرد است، بر روی آن ساخته شده است. اسیلاتور اصلی با فرکانس 500 هرتز کار می کند. عرض پالس و در نتیجه دور موتور را می توان از 2% به 98% تغییر داد.

نقطه ضعف در تمام طرح های فوق این است که آنها عنصری برای تثبیت سرعت چرخش در هنگام افزایش یا کاهش بار روی شفت موتور DC ندارند. با استفاده از نمودار زیر می توانید این مشکل را حل کنید:

مدار این رگولاتور مانند اکثر رگولاتورهای مشابه دارای یک مولد ولتاژ اصلی است که پالس های مثلثی با فرکانس 2 کیلوهرتز تولید می کند. تمام ویژگی مدار وجود بازخورد مثبت (POS) از طریق عناصر R12، R11، VD1، C2، DA1.4 است که باعث تثبیت سرعت چرخش محور موتور الکتریکی در هنگام افزایش یا کاهش بار می شود.

هنگام تنظیم یک مدار با یک موتور خاص، مقاومت R12، عمق PIC را انتخاب کنید که در آن نوسانات خود در سرعت چرخش هنگام تغییر بار رخ ندهد.

قطعات کنترل کننده چرخش موتور الکتریکی

در این مدارها می توان از جایگزین های زیر برای قطعات رادیویی استفاده کرد: ترانزیستور KT817B - KT815، KT805. KT117A را می توان با KT117B-G یا 2N2646 جایگزین کرد. تقویت کننده عملیاتی K140UD7 در K140UD6، KR544UD1، TL071، TL081؛ تایمر NE555 - S555, KR1006VI1؛ ریز مدار TL074 - TL064، TL084، LM324.

هنگام استفاده از بار قوی تر، ترانزیستور کلید KT817 را می توان با یک ترانزیستور اثر میدان قدرتمند، به عنوان مثال، IRF3905 یا مشابه جایگزین کرد.

هنگام استفاده از موتور الکتریکی در ابزار، یکی از مشکلات جدی تنظیم سرعت چرخش آنها است. اگر سرعت به اندازه کافی بالا نباشد، ابزار به اندازه کافی موثر نیست.

اگر خیلی زیاد باشد، این نه تنها منجر به اتلاف قابل توجه انرژی الکتریکی، بلکه منجر به فرسودگی احتمالی ابزار می شود. اگر سرعت چرخش خیلی زیاد باشد، عملکرد ابزار نیز ممکن است کمتر قابل پیش بینی شود. چطوری میشه اینو تعمیر کرد؟ برای این منظور مرسوم است که از کنترلر مخصوص سرعت چرخش استفاده شود.

موتور ابزارهای برقی و لوازم خانگی معمولاً یکی از 2 نوع اصلی است:

1. موتورهای کموتاتور.
2. موتورهای آسنکرون

در گذشته، دومین دسته از این دسته‌ها بیشترین شیوع را داشت. امروزه تقریباً 85 درصد موتورهای مورد استفاده در ابزار الکتریکی، لوازم خانگی یا آشپزخانه از نوع کموتاتور هستند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که آنها فشرده تر هستند، آنها قدرتمندتر هستند و فرآیند مدیریت آنها ساده تر است.

عملکرد هر موتور الکتریکی بر اساس یک اصل بسیار ساده است:اگر یک قاب مستطیل شکل را بین قطب های آهنربا قرار دهید که می تواند حول محور خود بچرخد و جریان مستقیم را از آن عبور دهید، قاب شروع به چرخش می کند. جهت چرخش طبق "قانون دست راست" تعیین می شود.

از این الگو می توان برای راه اندازی یک موتور کموتاتور استفاده کرد.

نکته مهم در اینجا اتصال جریان به این قاب است.از آنجایی که چرخش دارد، برای این کار از کنتاکت های کشویی مخصوص استفاده می شود. پس از چرخش قاب 180 درجه، جریان از طریق این کنتاکت ها در جهت مخالف جریان می یابد. بنابراین، جهت چرخش ثابت خواهد ماند. در عین حال، چرخش صاف کار نخواهد کرد. برای رسیدن به این اثر، مرسوم است که از چند ده فریم استفاده کنید.

دستگاه

یک موتور کموتاتور معمولاً از یک روتور (آرمیچر)، استاتور، برس ها و تاکوژنراتور تشکیل شده است:

1. روتور- این قسمت دوار است، استاتور یک آهنربای خارجی است.
2. برس های ساخته شده از گرافیت- این قسمت اصلی کنتاکت های کشویی است که از طریق آن ولتاژ به آرمیچر دوار تامین می شود.
3. تاکوژنراتوردستگاهی است که ویژگی های چرخش را کنترل می کند. در صورت نقض یکنواختی حرکت، ولتاژ ارائه شده به موتور را تنظیم می کند و در نتیجه آن را روان تر می کند.
4. استاتورممکن است نه یک آهنربا، بلکه، برای مثال، 2 (2 جفت قطب) داشته باشد. همچنین به جای آهنرباهای ساکن، می توان از سیم پیچ های الکترومغناطیس در اینجا استفاده کرد. چنین موتوری می تواند با جریان مستقیم و متناوب کار کند.

سهولت تنظیم سرعت یک موتور کموتاتور با این واقعیت تعیین می شود که سرعت چرخش مستقیماً به بزرگی ولتاژ اعمال شده بستگی دارد.

علاوه بر این، یک ویژگی مهم این است که محور چرخش را می توان مستقیماً بدون استفاده از مکانیزم های میانی به یک ابزار دوار متصل کرد.

اگر در مورد طبقه بندی آنها صحبت کنیم، می توانیم در مورد:

1. موتورهای برس خوردهجریان مستقیم.
2. موتورهای برس خوردهجریان متناوب.

در این مورد، ما در مورد اینکه چه نوع جریانی برای تغذیه موتورهای الکتریکی استفاده می شود صحبت می کنیم.

طبقه بندی همچنین می تواند بر اساس اصل تحریک موتور انجام شود. در طراحی موتور برس خورده، نیروی الکتریکی هم به روتور و هم به استاتور موتور (در صورت استفاده از آهنرباهای الکتریکی) تامین می شود.

تفاوت در نحوه سازماندهی این ارتباطات نهفته است.

در اینجا مرسوم است که متمایز شود:

• برانگیختگی موازی
• برانگیختگی مداوم
• تحریک موازی- ترتیبی.

تنظیم

حالا بیایید در مورد نحوه تنظیم سرعت موتورهای کموتاتور صحبت کنیم. با توجه به اینکه سرعت چرخش موتور صرفاً به مقدار ولتاژ عرضه شده بستگی دارد، هر وسیله تنظیمی که قادر به انجام این عملکرد باشد برای این کار کاملاً مناسب است.

بیایید تعدادی از این گزینه ها را به عنوان نمونه فهرست کنیم:

1. اتوترانسفورماتور آزمایشگاهی(LATR).
2. تابلوهای تنظیم کارخانه، در لوازم خانگی استفاده می شود (به ویژه می توانید از وسایلی که در مخلوط کن یا جاروبرقی استفاده می شود استفاده کنید).
3. دکمه ها، در طراحی ابزارهای برقی استفاده می شود.
4. تنظیم کننده های خانگینورپردازی با عمل صاف

با این حال، تمام روش های فوق یک نقص بسیار مهم دارند. همراه با کاهش سرعت، قدرت موتور نیز کاهش می یابد. در برخی موارد، می توان آن را حتی فقط با دست خود متوقف کرد. در برخی موارد ممکن است این امر قابل قبول باشد، اما در بیشتر موارد، مانعی جدی است.

یک گزینه خوب تنظیم سرعت با استفاده از تاکوژنراتور است.معمولاً در کارخانه نصب می شود. اگر انحرافاتی در سرعت چرخش موتور وجود داشته باشد، منبع تغذیه از قبل تنظیم شده مربوط به سرعت چرخش مورد نیاز به موتور منتقل می شود. اگر کنترل چرخش موتور را در این مدار ادغام کنید، هیچ افت قدرتی وجود نخواهد داشت.

این چگونه سازنده به نظر می رسد؟ رایج ترین آنها کنترل چرخش رئواستاتیک و آنهایی هستند که با استفاده از نیمه هادی ها ساخته می شوند.

در مورد اول، ما در مورد مقاومت متغیر با تنظیم مکانیکی صحبت می کنیم. به صورت سری به موتور کموتاتور متصل می شود. نقطه ضعف تولید گرمای اضافی و اتلاف اضافی عمر باتری است. با این روش تنظیم، قدرت چرخش موتور از بین می رود. راه حل ارزانی است به دلایل ذکر شده برای موتورهای با قدرت کافی قابل استفاده نیست.

در حالت دوم، هنگام استفاده از نیمه هادی ها، موتور با اعمال پالس های خاصی کنترل می شود. مدار می تواند مدت زمان چنین پالس هایی را تغییر دهد که به نوبه خود سرعت چرخش را بدون افت توان تغییر می دهد.

چگونه خودتان آن را درست کنید؟

گزینه های مختلفی برای طرح های تنظیم وجود دارد. اجازه دهید یکی از آنها را با جزئیات بیشتری ارائه کنیم.

هم اکنون به چگونگی کارکرد آن می پردازیم:

در ابتدا، این دستگاه برای تنظیم موتور کموتاتور در خودروهای الکتریکی ساخته شد. ما در مورد یکی صحبت می کردیم که در آن ولتاژ تغذیه 24 ولت است، اما این طرح برای موتورهای دیگر نیز قابل اجرا است.

نقطه ضعف مدار، که در آزمایش عملکرد آن مشخص شد، مناسب بودن ضعیف در مقادیر جریان بسیار بالا است. این به دلیل کاهش سرعت در عملکرد عناصر ترانزیستور مدار است.

توصیه می شود جریان بیش از 70 آمپر نباشد. در این مدار هیچ حفاظت جریان یا دما وجود ندارد، بنابراین توصیه می شود یک آمپر متر تعبیه کنید و جریان را به صورت بصری کنترل کنید. فرکانس سوئیچینگ 5 کیلوهرتز خواهد بود، توسط خازن C2 با ظرفیت 20 نانوفتر تعیین می شود.

با تغییر جریان، این فرکانس می تواند بین 3 کیلوهرتز تا 5 کیلوهرتز تغییر کند. از مقاومت متغیر R2 برای تنظیم جریان استفاده می شود. هنگام استفاده از موتور الکتریکی در خانه، توصیه می شود از یک رگولاتور نوع استاندارد استفاده کنید.

در عین حال، توصیه می شود مقدار R1 را به گونه ای انتخاب کنید که عملکرد تنظیم کننده را به درستی پیکربندی کنید. از خروجی ریز مدار، پالس کنترل با استفاده از ترانزیستورهای KT815 و KT816 به تقویت کننده فشار کش می رود و سپس به ترانزیستورها می رود.

برد مدار چاپی دارای ابعاد 50 در 50 میلی متر بوده و از فایبرگلاس یک طرفه ساخته شده است.

این نمودار علاوه بر این 2 مقاومت 45 اهم را نشان می دهد. این کار برای اتصال احتمالی یک فن معمولی کامپیوتر برای خنک کردن دستگاه انجام می شود. هنگام استفاده از موتور الکتریکی به عنوان بار، لازم است مدار را با یک دیود مسدود کننده (دمپر) مسدود کنید که در مشخصات آن دو برابر جریان بار و دو برابر ولتاژ تغذیه است.

کارکردن دستگاه در غیاب چنین دیودی ممکن است به دلیل گرمای بیش از حد احتمالی منجر به خرابی شود.در این حالت، دیود باید روی هیت سینک قرار گیرد. برای این کار می توانید از یک صفحه فلزی با مساحت 30 سانتی متر مربع استفاده کنید.

سوئیچ های تنظیم کننده به گونه ای کار می کنند که تلفات برق روی آنها بسیار کم است. که دردر طرح اولیه از یک فن استاندارد کامپیوتر استفاده شده است. برای اتصال آن از مقاومت محدود کننده 100 اهم و ولتاژ تغذیه 24 ولت استفاده شده است.

دستگاه مونتاژ شده به شکل زیر است:

هنگام ساخت یک واحد قدرت (در شکل پایین)، سیم ها باید به گونه ای وصل شوند که حداقل خم شدن آن هادی هایی وجود داشته باشد که جریان های زیادی از آن عبور می کنند، می بینیم که ساخت چنین دستگاهی به دانش حرفه ای خاصی نیاز دارد و مهارت ها شاید در برخی موارد استفاده از دستگاه خریداری شده منطقی باشد.

معیارهای انتخاب و هزینه

برای انتخاب صحیح مناسب ترین نوع تنظیم کننده، باید ایده خوبی از انواع این دستگاه ها داشته باشید:

1. انواع مختلف کنترل.می تواند یک سیستم کنترل بردار یا اسکالر باشد. اولی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، در حالی که دومی قابل اعتمادتر در نظر گرفته می شود.
2. قدرت رگولاتورباید با حداکثر قدرت ممکن موتور مطابقت داشته باشد.
3. با ولتاژانتخاب دستگاهی که دارای بیشترین خواص جهانی باشد راحت است.
4. ویژگی های فرکانستنظیم کننده مناسب شما باید با بالاترین فرکانس مورد استفاده موتور مطابقت داشته باشد.
5. سایر خصوصیاتدر اینجا ما در مورد طول دوره گارانتی، ابعاد و سایر مشخصات صحبت می کنیم.

بسته به هدف و خواص مصرف کننده، قیمت ها برای تنظیم کننده ها می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد.

در بیشتر موارد آنها در محدوده تقریباً 3.5 هزار روبل تا 9 هزار قرار دارند:

1. کنترل کننده سرعت KA-18 ESC، برای مدل های مقیاس 1:10 طراحی شده است. هزینه 6890 روبل.
2. کنترل کننده سرعت MEGAکلکتور (ضد رطوبت). هزینه 3605 روبل.
3. کنترل کننده سرعت برای مدل های LaTrax 1:18.قیمت آن 5690 روبل است.

هر مته یا آسیاب مدرن مجهز به تنظیم کننده سرعت کارخانه نیست و اغلب کنترل سرعت اصلاً ارائه نمی شود. با این حال، آسیاب و مته هر دو بر اساس موتورهای کموتاتور ساخته می شوند، که به هر یک از صاحبان آنها، حتی اگر می دانند چگونه با آهن لحیم کاری کار کنند، می توانند کنترل کننده سرعت خود را از قطعات الکترونیکی موجود، داخلی یا وارداتی بسازند.

در این مقاله به نمودار و اصل عملکرد ساده ترین کنترل کننده دور موتور برای ابزار برقی می پردازیم و تنها شرط آن این است که موتور باید از نوع کموتاتور باشد - با لایه های مشخصه روی روتور و برس ها (که گاهی جرقه می زنند. ).

نمودار بالا حاوی حداقل قطعات است و برای ابزارهای برقی تا 1.8 کیلو وات و بالاتر، برای مته یا آسیاب مناسب است. مدار مشابهی برای تنظیم سرعت در ماشین‌های لباسشویی خودکار که دارای موتورهای کموتاتور با سرعت بالا هستند و همچنین در دیمرهای لامپ‌های رشته‌ای استفاده می‌شود. چنین مدارهایی در اصل به شما امکان می دهد دمای گرمایش نوک آهن لحیم کاری ، بخاری برقی بر اساس عناصر گرمایش و غیره را تنظیم کنید.

قطعات الکترونیکی زیر مورد نیاز خواهد بود:

مقاومت ثابت R1 - 6.8 کیلو اهم، 5 وات.

مقاومت متغیر R2 - 2.2 کیلو اهم، 2 وات.

مقاومت ثابت R3 - 51 اهم، 0.125 وات.

خازن فیلم C1 - 2 µF 400 V.

خازن فیلم C2 - 0.047 uF 400 ولت.

دیودهای VD1 و VD2 - برای ولتاژ تا 400 ولت، برای جریان تا 1 آمپر.

تریستور VT1 - برای جریان مورد نیاز، برای ولتاژ معکوس حداقل 400 ولت.

مدار مبتنی بر تریستور است. تریستور یک عنصر نیمه هادی با سه پایانه آند، کاتد و الکترود کنترل است. پس از اعمال یک پالس کوتاه از قطبیت مثبت به الکترود کنترل تریستور، تریستور به دیود تبدیل می شود و شروع به هدایت جریان می کند تا زمانی که این جریان در مدار آن قطع شود یا جهت آن تغییر کند.

پس از توقف جریان یا تغییر جهت آن، تریستور بسته می شود و جریان را تا زمانی که پالس کوتاه بعدی به الکترود کنترل اعمال شود متوقف می کند. خوب، از آنجایی که ولتاژ در شبکه خانگی متناوب سینوسی است، پس هر دوره از سینوسی شبکه، تریستور (به عنوان بخشی از این مدار) دقیقاً از لحظه تنظیم شده (در فاز تنظیم) شروع به کار خواهد کرد و هر چه تریستور کمتر باشد. در هر دوره باز باشد، هرچه سرعت ابزار برقی کمتر باشد، و هر چه تریستور بیشتر باز باشد، سرعت بالاتر خواهد بود.

همانطور که می بینید، اصل ساده است. اما وقتی روی یک ابزار برقی با موتور کموتاتور اعمال می شود، مدار هوشمندانه تر کار می کند و ما بعداً در مورد این صحبت خواهیم کرد.

بنابراین، شبکه در اینجا به طور موازی شامل: یک مدار کنترل اندازه گیری و یک مدار قدرت است. مدار اندازه گیری از مقاومت های ثابت و متغیر R1 و R2، خازن C1 و دیود VD1 تشکیل شده است. این زنجیر برای چیست؟ این یک تقسیم کننده ولتاژ است. ولتاژ تقسیم کننده و آنچه مهم است، EMF پشتی روتور موتور، در آنتی فاز جمع می شود و یک پالس برای باز کردن تریستور تشکیل می دهد. هنگامی که بار ثابت است، زمان باز بودن تریستور ثابت است، بنابراین سرعت ثابت و ثابت است.

به محض اینکه بار روی ابزار و در نتیجه روی موتور افزایش می یابد، مقدار back-EMF کاهش می یابد، زیرا سرعت کاهش می یابد، به این معنی که سیگنال به الکترود کنترل تریستور افزایش می یابد و باز شدن با تاخیر کمتری رخ می دهد. ، یعنی قدرت عرضه شده به موتور افزایش می یابد و سرعت افت افزایش می یابد. به این ترتیب سرعت حتی تحت بار ثابت می ماند.

در نتیجه عملکرد ترکیبی سیگنال ها از پشت EMF و از تقسیم کننده مقاومتی، بار تأثیر زیادی بر سرعت ندارد، اما بدون تنظیم کننده این تأثیر قابل توجه خواهد بود. بنابراین، با استفاده از این مدار، کنترل سرعت پایدار در هر نیم سیکل مثبت سینوسی شبکه قابل دستیابی است. در سرعت های چرخش متوسط ​​و پایین این اثر بارزتر است.

اما با افزایش سرعت، یعنی با افزایش ولتاژ حذف شده از مقاومت متغیر R2، پایداری حفظ سرعت ثابت کاهش می یابد.

در این حالت بهتر است یک دکمه شنت SA1 به موازات تریستور ارائه شود. عملکرد دیودهای VD1 و VD2 اطمینان از عملکرد نیمه موجی تنظیم کننده است، زیرا ولتاژهای تقسیم کننده و روتور فقط در صورت عدم وجود جریان از طریق موتور مقایسه می شوند.

خازن C1 ناحیه کنترل را در سرعت های پایین گسترش می دهد و خازن C2 حساسیت به تداخل ناشی از جرقه زدن برس را کاهش می دهد. تریستور باید بسیار حساس باشد تا جریان کمتر از 100 میکروآمپر بتواند آن را باز کند.