При эксплуатации коллекторных электродвигателей нередко возникает необходимость в регулировании оборотов устройства. Важно при этом не снизить общие показатели мотора, чтобы работа не пошла насмарку. Рассмотрим же детально особенности самостоятельного регулирования.
Силовые агрегаты данного типа активно используются в бытовой электрической технике, инструментах: стиральных машинах, болгарках, пылесосах, дрелях, квадрокоптерах и др.
это обусловливается высокой результативностью приборов, которые демонстрируют большое число оборотов и высоким крутящим моментом (также и пусковым).
Данных технических характеристик с лихвой хватает на обеспечения работы техники и инструментов на требуемом уровне.
Сами моторы работают от сетей как постоянного, так и переменного токов, от обычных бытовых сетей. Чтобы осуществить управление скоростями оборотов ротора такого двигателя, необходимо использовать специальные регуляторы. При этом потери в мощностях будут минимальными.
Общие параметры
Принцип работы и общая конструкция таких силовых агрегатов известны большинству, ведь при создании или модернизации конструкции не обойтись без познаний в данной категории. Состоит мотор из таких ключевых элементов:
- ротора;
- статора;
- коммутационного узла щеточно-коллекторного типа.
При подаче питания на ротор и статор, на каждом из них образовываются магнитные поля, которые взаимодействуют между собой. Это в свою очередь вызывает вращения у ротора.
Подача питания на этот компонент осуществляется с применением графитовых щеток, которые плотно прилегают к ламелям коллектора. Чтобы изменить направленность оборотов ротора, нужно поменять положение фаз напряжения на одном из двух элементов: статоре или роторе.
Обмотки этих приспособлений могут получать питание от источников, или подключаться друг к другу параллельно. Именно на основе этой особенности силовые агрегаты классифицируются на параллельные и последовательные. От этого зависит способ возбуждения медных обмоток.
Если говорить про коллекторные моторы последовательного типа, то именно они чаще всего применяются в бытовых электрических приборах. Это обусловливается тем, что именно такое возбуждение дает возможность получать самый устойчивый к перегрузкам мотор.
Регуляторы стандартные
Что касается данных компонентов, то они реализуются множеством способов. Первая и самая простая схема – тиристорная. Такая технология применяется в бытовых приборах: стиральных машинах, дрелях, шуруповертах, пылесосах, и др. С легкостью подключаются к сетям переменного тока, в том числе и бытового назначения.
Работа этой схемы довольно простая: на всех участках сетевых токов, конденсатор получает ток при помощи резистора. Зарядка осуществляется до уровня открытия динистора, который подключен к регулирующим электродам сисмстора. После этого последний открывается и через него проходит ток к нагрузкам КД.
Схема дает возможность продуктивно регулировать время подзарядки конденсатора в управленческой цепи, а также определяя среднюю мощность напряжения, подаваемую на мотор.
Давайте упорядочим все шаги работы данной схемы. Вот они:
- подача тока к конденсатору от источника питания на 220 вольт;
- напряжение для пробоя динистора подается также, но уже через резистор переменного типа;
- непосредственно пробой;
- открытие симистора. Компонент работает непосредственно с показателями нагрузки;
- чем выше напряжение – тем чаще симистор открывается.
Данная технология обеспечивает простое, но в то же время эффективное регулирование интенсивности оборотов. Но, в то же время применение стандартной схемы не обеспечивает обратной связи, что также стоит учитывать при ее реализации. Исходя из этого, нужно также знать, что при изменении показателей нагрузки, параллельно будут нуждаться в настройке обороты мотора.
Схема симисторная
Этот механизм имеет много общих параметров с диммером, применяемом для регулирования уровня яркости ламп накалывания. Обратная связь также отсутствует. Реализовать реверс по току моно, но с применением вспомогательной электроники. Это делается для того, чтобы беспрепятственно удерживать мощность на заданных показателях, не допуская перегревов и перегрузок.
Реостатная схема
Относится к модифицированным схемам, но, несмотря на это, ее реализация также отличается простотой. С помощью получается стабилизировать обороты, а также рассеивать огромное количество вырабатываемого тепла.
Регулировка осуществляется с помощью радиатора, который нужно заранее заготовить. Надо обеспечить и эффективный отвод тепла, что приводит к потерям энергии и, как следствие – коэффициента полезного действия.
Для того чтобы предотвратить эти недостатки, рекомендуют применять активное охлаждение на постоянной основе.
Полученный регулятор ограничитель отличается своей эффективностью, при реализации смены числа оборотов двигателя. Также достичь производительности помогут силовые транзисторы, «отбирающие» определенную долю напряжения. Это обусловливается тем, что количество тока из сети 220В доходит до мотора в меньшем объеме, благодаря этому, силовой агрегат не сталкивается с большими нагрузками.
Интегральная
Стабилизация также относится к модифицированным схемам. Здесь в основе процесса регулирования лежит таймер интегрального действия.
Его основная задача – контролировать уровни нагрузки на электродвигатель. Здесь также находят свое применение транзисторы.
Особенность обусловливается микроконтроллером, входящим в состав системы, при этом, обладающим высокими параметрами выходного напряжения.
В ситуациях, когда имеет место нагрузка в 0,1 ампер, все токи поступают напрямую на плату, обходя транзисторы. Чтобы обеспечить эффективную работу регулятора, необходимо, чтобы на затворе было напряжение 12в.
Следовательно, для слаженной работы, электрическая цепь и уровень напряжения в источнике питания должны соответствовать этому диапазону.
Ресурс регулятора позволяет устанавливать компонент в мощных модификациях, для точного и быстрого регулирования их работы.
Самостоятельное создание регулятора
Заводские регуляторы представлены в широком ассортименте, как в интернете, так и обыкновенных магазинах. Но, если у вас нет желания приобретать готовый компонент и вы хотите собрать его самостоятельно – это реально осуществить. Чтобы задача была успешной – необходимо следовать алгоритму конструкции и иметь в наличии все необходимые компоненты.
Нам понадобятся:
- проводки;
- готовая схема;
- конденсаторные схемы;
- тиристор;
- резистор;
- паяльник.
Ориентируясь на схему компоновки, мощностной и оборотный регулятор будет отвечать за контроль первого полупериода. Самодельный стабилизатор имеет такой алгоритм работы (пример нашей модели):
- прибор, подключенный к стандартной сети питания на 220в, принимает ток на конденсатор;
- компонент сразу же срабатывает, после получения заряда;
- передача нагрузки к резисторам и нижним кабелям;
- соединение положительного конденсаторного контакта к тиристорному электроду;
- подача одного заряда напряжения на достаточном уровне;
- открытие второго полупроводника;
- конденсатор подает на тиристор нагрузку, он в свою очередь пропускает ее через себя;
- конденсатор разряжается;
- повторение полупериода;
Если мощность двигателя постоянного или переменного тока большая – регулятор обеспечивает экономную работу устройства. Для использования приспособления в своих бытовых, мощности и ресурса хватает.
Но, когда нужно осуществлять регулирование оборотов без потери мощности и более крупных и производительных агрегатов, тогда стоит обратить внимание все же на заводские модификации.
Несмотря на то, что такой вариант получится дороже, он обеспечит 100%-ю работоспособность и надежность.
А сейчас давайте рассмотрим другие, нестандартные, но довольно распространенные методы регулировки и стабилизации.
Способ 2
Здесь используется микросхема типа TDA 1085 со стандартной платой. Можно при желании создать собственную, «модернизировав» и изменив неподходящие элементы.
К примеру, можно применять двухстороннюю печатную плату. Конденсаторные и резисторные детали могут применяться при поверхностном монтаже. Рекомендуется развести друг от друга низко- и высоковольтные цепи.
А «земля» должна разводиться с учетом параметров микросхемы.
В результате получается компактная двусторонняя плата, обеспечивающая точное регулирование.
Частотная регулировка
Для решения этой задачи применяются частотные преобразователи (драйверы, инверторы), которые присоединяются к прибору. Они обеспечивают выпрямление напряжения, поступающего от источника. Агрегаты внутри формируют напряжение и частоты на необходимых уровнях. Далее осуществляется подача этих параметров на эл двигатель.
Стабилизация коллекторного двигателя 12вВсе характеристики, необходимые для регулирования работы, частотник рассчитывает сам, ориентируясь на внутренние алгоритмы, которые установлены производителем.
Из преимуществ такого способа стоит выделить:
- быстрое достижение плавности регулировки частот оборотов электрического мотора;
- возможность изменения скоростей и направлений вращения моторов;
- требуемые параметры поддерживаются самостоятельно;
- экономические выгоды.
Из слабых сторон стоит выделить обязательность наличия преобразователя, который нужно приобретать отдельно. Но, справедливости ради отметим, что цена на частотники невысокая и они легко впишутся в бюджет любого дома, хозяйства, предприятия.
Изменение числа полюсов
Уменьшение или увеличение количества пар полюсов – еще один эффективный способ провести регулировку.
Этот вариант особо актуален для моделей двигателей многоскоростного действия со сложными роторными обмотками. Данные элементы разделены на определенные группы и чередуются в процессе работы.
Осуществляется это посредством коммутации, подключением последовательным или параллельным способом.
К преимуществам такого варианта регулировки относят:
- высокий КПД силового агрегата;
- требовательные механические выходные характеристики.
Стоимость реализации – одна из самых высоких, если сравнивать с другими технологиями. Вес и размеры готовой установки также немаленькие, что требует наличия свободного места для монтажа. Сам мониторинг оборотов осуществляется со ступенью в 1500 – 3000 оборотов в минуту.
Проведение регулирование в моторах АС
Устройства, работающие от переменного напряжения, также поддерживают регулирование оборотов. Рассмотрим вкратце основные способы такого управления, характерные для АС модификаций с фазными роторами.
При помощи напряжения
Для этого используются автотрансформаторы типа ЛАТР, которые осуществляют изменение напряжения на моторных обмотках. Таким образом производится и регулирование оборотов вала.
Метод является подходящим также и для вариаций с короткозамкнутыми роторами. Оператор имеет возможность проводить управление в пределах от минимальных до номинальных параметров двигателя.
Определение сопротивления
Переменное сопротивление реостата (или несколько таких явлений) реализуется непосредственно в цепи ротора. Оно воздействует на роторное поле и показатели тока, из-за чего получается изменять величины скольжения и точное число оборотов электродвигателя. Существует закономерность: чем уровень тока меньше, тем выше показатель скольжения двигателя и меньше скорость.
Преимущества:
- широкий диапазон регулирования оборотов электрического оборудования;
- сдержанные выходные характеристики машины.
К недостаткам относят:
- уменьшение продуктивности мотора;
- общее снижение рабочих параметров механизма.
Применение двойного питания
Здесь используются двигатели с двойным питанием, подающимся через вентильные приспособления. Основной упор делается на изменение показателей скольжения. При регулировании работы крупных специализированных машин, компонент подает и регулирует величину ЭДС (электродвижущей силы) на ротор от отдельно выбранных источников напряжения.
Вывод
При подаче напряжения у асинхронных моделей моторов наблюдаются рывки ротора. Это явление негативно влияет на работу, как самого агрегата, так и его привода. Именно поэтому, регулировка осуществляется по принципу плавного старта. Он обеспечивается такими факторами:
- старт посредством ЛАТР;
- разгон и работу мотора путем переключения обмоток по схемам треугольник/звезда;
- применение защитных устройств, например, частотного преобразователя.
Важно при регулировании оборотов не потерять в мощности. Применение вышеописанных методов позволит определить вращения без снижения продуктивности. Широкий выбор заводских моделей, но, можно реализовать деталь и самостоятельно.
Управление коллекторным двигателем с помощью U2010B
Переделал схему управления двигателя точила, а то существующая простенькая схема на одном симисторе и паре транзисторов с конденсаторами и резисторами вообще не держала обороты.
Срисовал родную схему точила ТЭ+ВГ-150, может кому пригодится
Заводская схема точила ТЭ+ВГ-150 
Список деталей
Делали обозначены согласно оригинальной схеме: R1 — 2 шт. по 36 кОм 2 Вт (в оригинале один резистор на 18 кОм 2 Вт, но он ощутимо греется, поэтому лучше сделать из двух) R2 — 1 шт. 330 кОм 0,125 Вт R3 — 1 шт. 180 Ом 0,5 Вт R4 — 1 шт. 3,3 кОм 0,125 Вт R5 — 1 шт. 3,3 кОм 0,125 Вт R6 — надо подбирать по формуле R7 — 1 шт. 7,5 кОм 0,125 Вт R8 — 1 шт. подстроечный 470 кОм R10 — 1 шт. подстроечный 100 кОм R11 — 1 шт. подстроечный 1 мОм P1 — 1 шт. переменный резистор 50 кОм (с ручкой регулировки и выключателем) Симистор BTA16-600 Конденсаторы: Электролитические С1 — 1 шт. 22 мкф х 50 вольт С2 — 1 шт. 4,7 мкф х 50 вольт С7 — 1 шт. 1 мкф х 50 вольт Керамические с выводами С3 — 1 шт 0,015 мкф С4 — 1 шт 0,15 мкф С5 — 1 шт 0,1 мкф Светодиод D3 любой малогабаритный(5 мм) красного цвета. Обозначает перегрузку. И не забыть про микросхему U2010b ЗЫ. R14 я вообще не ставил, а заменил перемычкой Для нее разработал маленькую печатную плату размером 60х65 мм: Напял деталей: 
ЗЫ. Резистор R3 увеличил на 51 Ом. Импульсы управления с микросхемы идут амплитудой 8 вольт, поэтому R3 можно сделать побольше 180 Ом обозначенных на схеме.
ЗЫ.ЗЫ. Как же мне теперь нравится как двигатель с этой новой схемой здорово держит обороты!!! Можно теперь легко задать обороты 1…2 оборота в секунду и магнит стенда крутится абсолютно ровно и без рывков.
Раньше такие обороты было просто невозможно установить. Сила магнита не маленькая и раньше двигатель или быстро мог крутить магнит или останавливался.
Двигатель точила работает так, как будто у него обратная связь с тахометром, хотя на самом деле нет.
Кому интересно и захочет повторить конструкцию, то выкладываю печатную плату в формате Sprint-Layout 6.0.
По просьбам трудящихся развел плату и для корпуса Dip16.
В архиве теперь раводка и для SMD и для Dip корпусов U2010b, а также компактная на СМД деталях для гравера.
(Для фото сессии, коробочку с платой, приклеенной на двухсторонний скотч, оторвал от стены) А это, как переделывал простенькую болгарку под плавный старт и регулировку оборотов(картинка кликабельная):
А тут можно найти эти самые U2010b.
Регулятор оборотов электродвигателя 220В на U2008B
Качественный и надёжный контроллер скорости вращения для однофазных коллекторных электродвигателей можно сделать на распространённых деталях буквально за 1 вечер. Эта схема имеет встроенный модуль обнаружения
перегрузки, обеспечивает мягкий пуск управляемого двигателя и стабилизатор скорости вращения мотора. Работает такой блок с напряжением как 220, так и 110 вольт.
Технические параметры регулятора
- напряжение питания: 230 вольт переменного тока
- диапазон регулирования: 5…99%
- напряжение нагрузки: 230 В / 12 А (2,5 кВт с радиатором)
- максимальная мощность без радиатора 300 Вт
- низкий уровень шума
- стабилизация оборотов
- мягкий старт
- размеры платы: 50×60 мм
Принципиальная электросхема
Схема модуля системы регулирования основана на генераторе ШИМ импульсов U2008B и симисторе управления мотором — классическая схемотехника для подобных устройств. Элементы D1 и R1 обеспечивают ограничение величины напряжения питания до значения безопасной для питания микросхемы генератора.
Конденсатор C1 отвечает за фильтрацию напряжения питания. Элементы R3, R5 и P1 являются делителем напряжения с возможностью его регулирования, который используется для задания величины мощности, подаваемой в нагрузку.
Благодаря применению резистора R2, непосредственно входящего в цепь поступления на м/с фазы, внутренние блоки синхронизированы с симистором ВТ139.
На следующем рисунке показано расположение элементов на печатной плате. Во время монтажа и запуска следует обратить внимание на обеспечение условий безопасной работы — регулятор имеет питание от сети 220В и его элементы непосредственно подключены к фазе.
Увеличение мощности регулятора
В испытательном варианте был применен симистор BT138/800 с максимальным током 12 А, что дает возможность управления нагрузкой более 2 кВт. Если необходимо управление ещё большими токами нагрузки — советуем тиристор установить за пределами платы на большом радиаторе. Также следует помнить о правильном выборе предохранителя FUSE в зависимости от нагрузки.
- Кроме управления оборотами электромоторов, можно без каких-либо переделок использовать схему для регулировки яркости ламп.
- АРХИВ:Скачать
Регулятор скорости вращения двигателя 220В на U2008b. Схема
Блок питания 0…30 В / 3A
Набор для сборки регулируемого блока питания…
Регулятор скорости вращения двигателя 220В. Эта система является контроллером скорости вращения для однофазных электродвигателей. Имеет простой стабилизатор скорости вращения двигателя, который обнаруживает изменения напряжения сети и, в соответствии с этим увеличивает или уменьшает угол открытия триака, регулируя мощность, подаваемую на нагрузку.
Схема собрана на основе особой микросхеме U2008, которая представляет собой регулятор мощности со схемой плавного пуска. Устройство идеально подходит для регулировки оборотов коллекторных двигателей (щеточного типа), например, дрель, двигатель пылесоса и т. д. Эту схему можно также использоваться для регулирования яркости свечения ламп накаливания.
Принципиальная схема регулятора расположена на рисунке ниже:
Диод D1 (1N4007) и резистор R1 (22к/2Вт) образуют простой блок питания, ограничивающий напряжение до безопасной величины для микросхемы. Конденсатор C1 (100мкф) фильтрует напряжение питания. Элементы R3 (15к) и R5 (220к) и потенциометр P1 (47к) образуют делитель напряжения, служащий для установки величины мощности, подаваемой в нагрузку.
Резистор R2 (680к) подключен непосредственно к проводу фазы, позволяет включать триак синхронно с переходом через ноль напряжения питания. Это в значительной степени сводит к минимуму возникновение помех в сети.
Все устройство собрано на печатной плате, изготовленной по методу ЛУТ. Монтаж устройства не сложен. Пайка следует начинать с резисторов, особенно R6, поскольку он частично находится под микросхемой U1. Под микросхему U1 хорошо бы установить панельку.
Во время использования устройства необходимо обратить внимание на тот факт, что система не имеет гальванической развязки с электросетью, а часть элементов непосредственно подключена к фазе сети. Ручку потенциометра P1 следует сделать из изоляционного материала.
Внимание! Схема не имеет гальванической развязки с электросетью, поэтому соблюдайте осторожность при настройке и работе с устройством.
Паяльный фен YIHUA 8858
Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…
Скачать рисунок печатной платы регулятора скорости вращения двигателя (38,2 KiB, скачано: 2 019)
источник
Регулятор оборотов коллекторных двигателей
В конструкции регулятора применена специализированная интегральная схема фирмы TELEFUNKEN U2008.
Система предназначена для регулирования оборотов коллекторных двигателей, питаемых от сети 220 В. Хорошо работает с электродвигателями, используемыми в инструментах (дрели, шаговой пилы, лобзика и т. п.
), а также работает с двигателями от пылесосов, делая возможным регулировку тяги. Встроенный контур «мягкого старта» значительно увеличивает срок службы двигателей.
Устройство можно также использовать для регулировки мощности обогревателей и лампочек.
Правильно смонтированная схема работает без дополнительной регулировки. Единственное, что необходимо сделать, – установить потенциометр Р1 в таком положении, чтобы в о^ном из крайних положений потенциометра Р2 получить минимальные обороты двигателя.
Резистор R1 следует впаять на несколько сантиметров над печатной платой для лучшего отвода тепла. При работе с небольшими нагрузками тиристор может работать без радиатора. При нагрузке более 200 Вт его следует оборудовать радиатором площадью несколько квадратных сантиметров.
Поскольку на элементы устройства поступает полное напряжение сети, все пробы должны производиться с соблюдением требований безопасности. Все виды регулировки должны производиться при отключенном напряжении питания. После настройки устройства печатную плату следует поместить в корпус из изоляционного материала, а ось потенциометра оборудовать ручкой.
| US1 | U2008 | R2 | 680 кОм |
| Th1 | TIC226, ВТ 136/600 | R3 | 220 кОм |
| D1 | 1 N4007 | R4 | 68 кОм |
| C2 | 4,7 мкФ | Р1 | 470 кОм (монтажный) |
| C3 | 100 нФ MKT | P2 | 47 кОм |
| C4 | 10 нФ MKT | R1 | 22 кОм |
Рис. 3. Монтажная схема
Литература: 100 лучших радиоэлектронных схем; – М : ДМК Пресс, 2004. -352 с.: ил.
Регулятор оборотов однофазных электродвигателей 220В
Эта система является контроллером скорости вращения для однофазных электрических двигателей. Схема имеет стабилизатор скорости вращения двигателя, который обнаруживает изменения напряжения сети и, соответственно, увеличивает или уменьшает угол открытия тиристора, регулируя мощность, подаваемую на нагрузку. Устройство построено на основе специализированной микросхемы U2008, которая является преобразователем для регуляторов мощности с системой мягкого старта. Устройство идеально подходит для регулировки оборотов двигателей щеточного типа, таких как дрель, двигатель пылесоса и так далее. Может схема также использоваться для регулирования яркости ламп накаливания или нагревательных элементов.
Схема регулятора оборотов на U2008
Схема включения микросхемы U2008
Элементы D1 (1N4007) и R1 (22k/2W) образуют простой блок питания, что ограничивает напряжение до безопасной величины для микросхемы. Конденсатор C1 (100uF) фильтрует напряжение питания. Элементы R3 (15k), R5 (220k) и потенциометр P1 (47k) образуют делитель напряжения, служащий для задания уровня величины мощности, подаваемой в нагрузку. Резистор R2 (680k) прилагается непосредственно к проводу фазы и позволяет включать тиристор синхронно с фазой напряжения питания. Это сводит к минимуму уровень помех в сети.
Полезное: Как заменять и перемещать электрические розетки на другое место
Сборка регулятора
Изготовление можно выполнить на печатной плате или навесным монтажом. Монтаж устройства действительно не сложен. Пайку следует начинать с резисторов, особенно R6, поскольку он частично находится под корпусом U1. Под микросхему хорошо использовать панельку.
Во время запуска устройства необходимо обратить внимание на тот факт, что схема не изолирована от сети, и часть элементов непосредственно присоединена к проводу фазы 220 В.
Потенциометр P1 следует снабдить ручкой из изоляционного материала, на случай, если произойдёт пробой напряжения на корпус.
Рисунки платы
Печатная плата
Скачать плату, разработанную для этого тиристорного регулятора, можно по ссылке напрямую с файлового сервера сайта 2 Схемы.
НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ
Коллекторный двигатель
Множество бытовых приборов и электроинструментов не обходятся без коллекторного электродвигателя. Такая популярность подобного электродвигателя обусловлена универсальностью.
Для коллекторного электродвигателя может использование питание от тока постоянного или переменного напряжения. Дополнительным преимуществом является эффективный пусковой момент.
При этом работа от постоянного или переменного тока электродвигателя сопровождается высокой частотой оборотом, что подходит далеко не всем пользователям.
Чтобы обеспечить более плавный пуск и иметь возможность настраивать частоту вращения, используется регулятор оборотов. Простой регулятор вполне можно изготовить своими руками.
Но прежде чем будет обсуждаться схема, сначала нужно разобраться в коллекторных двигателях.
Коллекторные электродвигатели
Конструкция любого коллекторного двигателя включает несколько основных элементов:
- Коллектор,
- Щетки,
- Ротор,
- Статор.
Работа стандартного коллекторного электродвигателя основана на следующих принципах.
- Осуществляется подача тока от источника напряжения 220в. Именно 220 Вольт является стандартным напряжением бытовой сети. Для большинства приборов с электромоторами более 220 Вольт не требуется. Причем подача тока идет на ротор и статор, которые соединяются один с другим.
- В результате подачи тока от источника 220в образуется поле магнитное.
- Под воздействием магнитного напряжения начинается вращение ротора.
- Щетки осуществляют передачу напряжения непосредственно на ротор устройства. Причем щетки обычно изготавливают на основе графита.
- Когда направление тока в роторе или статоре меняется, вал вращается в обратную сторону.
Технология изготовления арки из гипсокартона своими руками
Кроме стандартных коллекторных электродвигателей, существуют другие агрегаты:
- Электромотор последовательного возбуждения. Их устойчивость к перегрузкам более внушительная. Часто встречаются в бытовых электроприборах,
- Устройства параллельного возбуждения. У них сопротивление не отличается большими показателями, количество витков существенно больше, чем у аналогов,
- Однофазный электромотор. Его очень легко изготовить своими руками, мощность на приличном уровне, а вот коэффициент полезного действия оставляет желать лучшего.
Принцип работы регулятора оборотов
Регулятор оборотов представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:
- Двигателя переменного тока;
- Главного контроллера привода;
- Привода и дополнительных деталей.
Когда двигатель переменного тока запускается на полную мощность, происходит передача тока с полной мощностью нагрузки, такое повторяется 7-8 раз.
Этот ток сгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться продолжительное время. Это может значительно снизить долговечность двигателя.
Иными словами, преобразователь – это своеобразный ступенчатый инвертор, который обеспечивает двойное преобразование энергии.
Фото – схема регулятора для коллекторного двигателя
В зависимости от входящего напряжения, частотный регулятор числа оборотов трехфазного или однофазного электродвигателя, происходит выпрямление тока 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется при помощи выпрямляющего диода, который расположен на входе энергии.
Далее ток проходит фильтрацию при помощи конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электросхема. Теперь обмотки асинхронного электродвигателя готовы к передаче импульсного сигнала и их интеграции к нужной синусоиде.
Даже у микроэлектродвигателя эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.
Как выбрать регулятор
Существует несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор оборотов для автомобиля, станочного электродвигателя, бытовых нужд:
- Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Первые чаще применяются, но вторые считаются более надежными;
- Мощность. Это один из самых важных факторов для выбора электрического преобразователя частот. Нужно подбирать частотник с мощностью, которая соответствует максимально допустимой на предохраняемом приборе. Но для низковольтного двигатель лучше подобрать регулятор мощнее, чем допустимая величина Ватт;
- Напряжение. Естественно, здесь все индивидуально, но по возможности нужно купить регулятор оборотов для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
- Диапазон частот. Преобразование частоты – это основная задача данного прибора, поэтому старайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать Вашим потребностям. Скажем, для ручного фрезера будет достаточно 1000 Герц;
- По прочим характеристикам. Это срок гарантии, количество входов, размер (для настольных станков и ручных инструментов есть специальная приставка).
Хорошо себя зарекомендовали приборы марки Sinus, E-Sky и Pic.
При этом также нужно понимать, что есть так называемый универсальный регулятор вращения. Это частотный преобразователь для бесколлекторных двигателей.
Фото – схема регулятора для бесколлекторных двигателей
В данной схеме есть две части – одна логическая, где на микросхеме расположен микроконтроллер, а вторая – силовая. В основном такая электрическая схема используется для мощного электрического двигателя.
Читать также: Ремонт посудомоечной машины ханса своими руками
Видео: регулятор оборотов электродвигателя с ШИро V2
Регуляторы оборотов
Теперь возвращаемся к теме регулятора оборотов. Все доступные сегодня схемы можно разделить на две большие категории:
«Копалочка» Отличный инструмент для дачника
- Стандартная схема регулятора оборотов,
- Модифицированные устройства контроля оборотов.
Разберемся в особенностях схем подробнее.
Стандартные схемы
Стандартная схема регулятора коллекторного электромотора имеет несколько особенностей:
- Изготовить динистор не составит труда. Это важное преимущество устройства,
- Регулятор отличается высокой степенью надежности, что положительно сказывается в течение его периода эксплуатации,
- Позволяет комфортно для пользователя менять обороты двигателя,
- Большинство моделей основаны на тиристорном регуляторе.
Если вас интересует принцип работы, то такая схема выглядит довольно просто.
- Заряд тока от источника 220 Вольт идет к конденсатору.
- Далее идет напряжение пробоя динистора через переменный резистор.
- После этого происходит непосредственно сам пробой.
- Симистор открывается. Этот элемент несет ответственность за нагрузку.
- Чем выше окажется напряжение, чем чаще будет происходить открытие симистора.
- За счет подобного принципа работы происходит регулировка оборотов электродвигателя.
- Наибольшая доля подобных схем регулировки электродвигателя приходится на импортные бытовые пылесосы.
- Но при использовании стандартной схемы регулятора оборотов важно понимать, что он обратной связью не обладает. И если с нагрузкой произойдут изменения, обороты электродвигателя придется настраивать.
Модифицированная схема
Прогресс не стоит на месте. Несмотря на удовлетворительные характеристики стандартной схемы регулятора оборотов двигателя, усовершенствования никому еще не навредили.
Наиболее часто применяемыми схемами являются две:
- Реостатная. Из названия становится очевидно, что здесь основой выступает реостатная схема. Такие регуляторы высокоэффективные при смене количества оборотов электродвигателя. Высокие показатели эффективности объясняются использованием силовых транзисторов, отбирающих часть напряжения. Так меньшее количество тока из источника 220 Вольт поступает на двигатель, ему не приходится работать с большой нагрузкой. При этом схема имеет определенный недостаток большое количество выделяемого тепла. Чтобы регулятор работал длительное время, для электроинструмента потребуется активное постоянное охлаждение,
- Интегральная. Для работы интегрального устройства регулирования используется интегральный таймер, который отвечает за нагрузку на электродвигатель. Здесь могут быть задействованы всевозможные транзисторы. Это обусловлено наличием микросхемы в конструкции с большими параметрами выходного тока. При нагрузке менее 0,1 Ампер, все напряжение идет непосредственно на микросхему, обходя транзисторы. Чтобы регулятор работал эффективно, на затворе требуется наличие напряжения в 12 Вольт. Из этого вытекает, что электрическая цепь и напряжение питания обязаны отвечать данному диапазону.
Регулятор оборотов мощности
Принципы работы
Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.
С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.
Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора.
Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма.
Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.
Вращение вала
Двигатели делят на:
Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах.
И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен.
Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.
Коллекторный двигатель используется очень часто. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.
Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.
Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.
Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.
Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера.
Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме.
Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.
Читать также: Чем нейтрализовать паяльную кислоту
Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.
Типы регулировки
Существует довольно много вариантов регулировки оборотов. Вот основные из них:
- Блок питания с регулировкой выходного напряжения.
- Заводские устройства регулировки, которые идут изначально с электромотором.
- Регуляторы на кнопочном управлении и стандартные регуляторы, которые просто ограничивают напряжение.
Читать также: Как сделать заземление в собственном доме
Эти типы регулировки плохи тем, что с уменьшением или увеличением напряжения падает и мощность. В некоторых электроинструментах это допустимо, но, как показывает практика, в большинстве случаев это является неприемлемым из-за сильного падения мощности и, соответственно, КПД.
Наиболее приемлемым вариантом будет регулятор на основе симистора или тиристора.
Мало того что такой регулятор не уменьшает мощность при уменьшении напряжения, он еще и позволяет осуществлять более плавный пуск и регулировку оборотов. К тому же такую схему можно сделать своими руками.
Ниже изображен регулятор оборотов с поддержанием мощности. Схема собрана на базе симистора BTA 41 800 В.
Все номиналы электроэлементов обозначены на схеме. Это схема после сборки, работает довольно стабильно и обеспечивает плавную регулировку коллекторного двигателя. При уменьшении выходного напряжения мощность не уменьшается, что является весомым плюсом.
При желании можно собрать регулятор оборотов коллекторного двигателя 220 В своими руками. Эта схема собрана на базе симистора ВТА26−600, который предварительно необходимо установить на радиатор, так как при нагрузке этот элемент довольно сильно греется.
К готовой схеме возможно подключить электромотор, мощность которого не превышает 4 кВт.
Схема выглядит следующим образом.
Она успешно справится с регулировкой таких электроинструментов, как дрель, болгарка, циркулярка, лобзик. При желании можно использовать схему в качестве регулятора мощности ТЭН-ов, обогревателей и в качестве диммера. К минусам можно отнести невозможность регулировки мощности приборов, которые питаются от постоянного тока.
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Регулятор скорости двигателя Разное • HamRadio
Регулятор скорости двигателя был создан на основе специализированной микросхемы U2008. Микросхема имеет встроенный модуль для плавного пуска управляемого двигателя.
Блок контроля тока в нагрузке (обнаружение перегрузки) и простое управление частотой вращения двигателя, которое обнаруживает изменения сетевого напряжения и соответственно увеличивает или уменьшает угол открытия симистора, регулируя мощность, отдаваемую в нагрузку.
Кроме того, структура микросхемы является интегрированным стабилизатором и источником опорного напряжения. Все включено в корпус DIP8.
Схема базовой системы управления показана на рисунке.
Элементы D1 и R1 обеспечивают ограничение напряжения питания на безопасное значение для интегральной схемы, а также однополупериодное выпрямление этого напряжения.
Конденсатор C1 отвечает за фильтрацию напряжения питания. Элементы R3, R5 и P1 представляют собой делитель напряжения с возможностью его регулирования, который используется для установки мощности, подаваемой в нагрузку. Используя резистор R2, непосредственно подключенный к напряжению сети, блоки внутренней синхронизации US1 управляют активацией симистора синхронно с питающем напряжением.
Это в значительной степени минимизирует радио электрические помехи, которые возникают при импульсном переключении больших индуктивностей (обмоток электродвигателей) при высоких значениях напряжения питания.
Нет необходимости защищать регулятор, вы также можете не применять сетевые фильтры. Уровень создаваемых помех намного меньше, чем при использовании стандартного источника питания с переключаемым режимом.
На рисунке показано расположение элементов на печатной плате.
Размеры печатной платы: 50 × 60 мм
Регулятор скорости двигателя при сборке и запуске необходимо обратить внимание на обеспечение безопасных (электрических) условий работы. Схема не развязана от электросети, а некоторые элементы напрямую подключены к напряжению сети.
В регулятор скорости двигателя в качестве управляющего элемента используется симистор BT138 / 800 с максимальным током 12А, что дает возможность нагружать примерно до 2,5 кВт.
Если необходимо управлять большими мощностями, не забудьте увеличить сечение проводников, подающие ток нагрузки на симистор. Или установите симистр за пределы платы на радиаторе.
Также следует помнить, что в соответствии с нагрузкой следует выбирать предохранитель.
Небольшой и наглядный пример подключения регулятора к источнику питания показан на рисунке.
Загрузка...
