Pozdrav svima, vjerovatno mnogi radio amateri, poput mene, imaju više od jednog hobija, ali nekoliko. Izvan dizajna elektronskih uređaja Bavim se fotografijom, video snimanjem DSLR kamerom i montažom videa. Kao videografu, trebao mi je klizač za snimanje videa, a prvo ću ukratko objasniti šta je to. Fotografija ispod prikazuje fabrički klizač.

Klizač je dizajniran za snimanje videa na kamerama i video kamerama. Analogan je šinskom sistemu koji se koristi u bioskopima širokog formata. Uz njegovu pomoć stvara se glatko kretanje kamere oko objekta koji se fotografiše. Još jedan vrlo moćan efekat koji se može koristiti pri radu sa klizačem je mogućnost pomicanja bliže ili dalje od subjekta. Sljedeća fotografija prikazuje motor koji je odabran za izradu klizača.

Klizač pokreće 12-voltni DC motor. Na internetu je pronađen dijagram regulatora za motor koji pokreće klizač. Sljedeća fotografija prikazuje indikator napajanja na LED diodi, prekidač koji kontrolira vožnju unazad i prekidač za napajanje.

Prilikom rada s takvim uređajem važno je da postoji glatka kontrola brzine, plus lako uključivanje motora unazad. Brzina rotacije osovine motora, u slučaju korištenja našeg regulatora, glatko se podešava rotacijom ručke varijabilni otpornik na 5 kOhm. Možda nisam jedini od korisnika ovog sajta koga zanima fotografija, a neko drugi će želeti da replicira ovaj uređaj oni koji žele mogu preuzeti arhivu sa dijagramom i štampana ploča regulator Sljedeća slika pokazuje dijagram strujnog kola regulator motora:

Regulatorno kolo

Kolo je vrlo jednostavno i lako ga mogu sastaviti čak i početnici radio-amateri. Među prednostima sklapanja ovog uređaja mogu navesti njegovu nisku cijenu i mogućnost da ga prilagodite svojim potrebama. Na slici je prikazana štampana ploča kontrolera:

Ali opseg primjene ovog regulatora nije ograničen samo na klizače, lako se može koristiti kao regulator brzine, na primjer, strojna bušilica, domaći Dremel napajan od 12 volti ili hladnjak računara, na primjer, s dimenzijama; od 80 x 80 ili 120 x 120 mm. Također sam razvio shemu za okretanje motora unatrag, ili drugim riječima, brzo mijenjanje rotacije osovine u drugom smjeru. Da bih to učinio, koristio sam šestopolni prekidač sa 2 položaja. Sljedeća slika prikazuje njegov dijagram povezivanja:

Srednji kontakti prekidača, označeni (+) i (-), povezani su sa kontaktima na ploči označenim M1.1 i M1.2, polaritet nije bitan. Svi znaju da kompjuterski hladnjaci, kada se napon napajanja i, shodno tome, smanji brzina, prave mnogo manje buke tokom rada. Na sljedećoj fotografiji tranzistor KT805AM je na radijatoru:

Gotovo svaki tranzistor srednje i velike snage n-p-n strukture može se koristiti u krugu. Dioda se također može zamijeniti analogima prikladnim za struju, na primjer 1N4001, 1N4007 i drugi. Stezaljke motora su šantovane diodom u obrnutom spoju, to je učinjeno kako bi se zaštitio tranzistor u momentima uključivanja i isključivanja kola, budući da naš motor ima induktivno opterećenje. Također, krug daje indikaciju da je klizač uključen na LED diodi povezanoj serijski s otpornikom.

Kada koristite motor veće snage nego što je prikazano na fotografiji, tranzistor se mora pričvrstiti na radijator radi poboljšanja hlađenja. Fotografija rezultirajuće ploče prikazana je u nastavku:

Razgovarajte o članku KONTROLA BRZINE MOTORA SA RAZVRATOM

Povezuje se između napajanja i opterećenja. Napajanje se može napajati iz baterije ili AC/DC adaptera odgovarajućeg opterećenja.

Opterećenje može biti bilo koji DC motor ili žarulja sa žarnom niti. Zahvaljujući impulsnom radu (PWM), sklop radi gotovo bez gubitka energije. Upravljačkom tranzistoru nije potreban hladnjak.

Regulatorni krug je idealan za podešavanje brzine bušilice za bušenje ploča. Pri malim brzinama osigurava da bušilica radi s relativno visokim obrtnim momentom.

Opis regulatora brzine elektromotora

Logički elementi DD1.1, DD1.2 se koriste u obliku klasičnog PWM generatora. Otpornik R1 obavlja samo zaštitnu funkciju. Frekvencija generatora određena je kapacitivnošću C2 ili C3 i otporom potenciometra PR1 zajedno sa R2, R3. Paralelno povezani logički elementi DD1.3, DD1.4 upravljaju MOSFET tranzistorom (VT1).

Kada se koristi u strujnom kolu MOSFET tranzistor, otpornik R4 nije potreban i na njegovo mjesto je instaliran kratkospojnik. Ovaj otpornik (R4) je dostupan samo ako je umjesto MOSFET-a instaliran Darlington tranzistor n-p-n strukture npr. BD649. Zatim, da ograniči struju baze, otpornik R4 bi trebao imati vrijednost od 1k...2,2k.

PR1 vam omogućava da promijenite radni ciklus generiranog signala u vrlo širokom rasponu, od približno 1% do približno 99%. Signal iz generatora povremeno otvara i zatvara tranzistor VT1, a prosječna snaga koja se dovodi do opterećenja (konektor Z2) ovisi o radnom ciklusu signala. Dakle, potenciometar PR1 dozvoljava glatko podešavanje napajanje dovedeno do opterećenja.

VD4 dioda spojena obrnuto je neophodna kada se koristi induktivno opterećenje (na primjer, električni motor). Bez diode VD4, u trenutku gašenja mogu se pojaviti impulsi na odvodu tranzistora VT1 koji znatno prelaze dozvoljenu vrijednost za dati tranzistor i to ga može oštetiti.

Zahvaljujući impulsnom radu, gubici snage na tranzistoru VT1 su mali i stoga ne zahtijevaju radijator, čak i pri strujama od nekoliko ampera, odnosno snage opterećenja do 100 W. Treba imati na umu da je uređaj regulator snage, a ne stabilizator brzine motora, tako da brzina motora ovisi o njegovom opterećenju.

PAŽNJA! Krug regulira snagu u pulsirajućem modu, primjenjujući meandar na opterećenje. Takvi impulsi mogu biti izvor elektromagnetnih smetnji. Da bi se smetnje svele na minimum, treba koristiti kratke veze između jedinice i opterećenja.

Kabel za povezivanje treba da bude u obliku upredenog para (obične dve žice upletene zajedno). Također se preporučuje dodatno povezivanje elektrolitički kondenzator(komplet kondenzatora) kapaciteta 1000...10000 mikrona na konektor za napajanje Z1.

Krug osigurava dodatni kondenzator C3, povezan pomoću kratkospojnika J1. Uključivanje ovog kondenzatora uzrokuje smanjenje frekvencije generatora sa 700Hz na približno 25Hz. Ovo je korisno u smislu generiranih elektromagnetnih smetnji.

Iako u nekim slučajevima smanjenje frekvencije može biti neprihvatljivo, na primjer, može uzrokovati primjetno treperenje lampe. Zatim morate samostalno odabrati optimalni kapacitet C3.

Dato Regulator brzine elektromotora 220V omogućava vam promjenu frekvencije bilo kojeg električnog motora dizajniranog za rad iz mreže od 220 volti.

Prilično popularan regulator brzine za elektromotore od 220 volti AC je tiristorski krug. Tipično kolo je povezivanje električnog motora ili ventilatora na otvoreni krug tiristorskog anodnog kruga.

Jedan važan uvjet pri korištenju takvih regulatora je pouzdan kontakt kroz cijeli krug. Isto se ne može reći za komutatorske elektromotore, jer njihov mehanizam četkice stvara kratkotrajne prekide u električnom krugu. To značajno utječe na kvalitetu regulatora.

Opis rada kruga regulatora brzine

Ispod shema tiristor regulator brzine, posebno dizajniran za promjenu brzine rotacije kolektora električni motori(električna bušilica, glodalica, fan). Prvo što treba napomenuti je da je motor, zajedno sa energetskim tiristorom VS2, povezan na jednu od dijagonala diodnog mosta VD3, dok se druga napaja mrežnim naponom. 220 volti.

Osim toga, ovim tiristorom upravljaju prilično široki impulsi, zahvaljujući kojima su kratka isključenja aktivnog opterećenja koja karakteriziraju rad komutatorski motor, ne utiču na stabilan rad ovog kola.

Za upravljanje tiristorom VS1 na tranzistoru VT1 sastavljen je generator impulsa. Ovaj generator se napaja trapezoidnim naponom koji nastaje kao rezultat ograničavanja pozitivnih poluvalova pomoću zener diode VD1 frekvencije od 100 Hz. Kondenzator C1 se prazni kroz otpore R1, R2, R3. Otpornik R1 kontrolira brzinu pražnjenja ovog kondenzatora.

Kada kondenzator dostigne napon dovoljan da otvori tranzistor VT1, pozitivan impuls se šalje na upravljački terminal VS1. Tiristor se otvara i sada se na kontrolnom pinu VS2 pojavljuje dugi kontrolni impuls. I već iz ovog tiristora napon, koji zapravo utječe na brzinu, dovodi se do motora.

Brzinom rotacije elektromotora upravlja otpornik R1. Budući da je induktivno opterećenje priključeno na kolo VS2, moguće je spontano otključavanje tiristora, čak i u odsustvu upravljačkog signala. Stoga, kako bi se spriječio ovaj neželjeni učinak, u krug se dodaje dioda VD2, koja je paralelno povezana s pobudnim namotom L1 elektromotora.

Dijelovi regulatora brzine ventilatora i elektromotora

Zener dioda - može se zamijeniti drugom sa stabilizacijskim naponom u području od 27 - 36V. Tiristori VS1 - bilo koji male snage sa direktnim naponom većim od 100 volti, VS2 - moguće je napajati KU201K, KU201L, KU202M. Dioda VD2 - sa obrnutim naponom od najmanje 400 volti i strujom naprijed većom od 0,3A. Kondenzator C1 – KM-6.

Podešavanje regulatora brzine

Prilikom postavljanja kruga regulatora, preporučljivo je koristiti stroboskop, koji omogućava ili pokazivač voltmetra za naizmjeničnu struju, koji je povezan paralelno s motorom.

Okretanjem dugmeta otpornika R1 određuje se opseg napona. Odabirom otpora R3, ovaj raspon se postavlja u području od 90 do 220 volti. Ako je motor ventilatora nestabilan pri minimalnoj brzini, tada je potrebno malo smanjiti otpor R2.

Regulatorni krug, koji se koristi za promjenu brzine rotacije motora ili ventilatora, dizajniran je za rad iz mreže naizmjenične struje na naponu od 220 volti.

Motor je, zajedno sa energetskim tiristorom VS2, povezan na dijagonalu diodnog mosta VD3, dok drugi prima AC mrežni napon od 220 volti. Osim toga, ovaj tiristor provodi upravljanje s dovoljno širokim impulsima, zbog čega prekidi kratkih spojeva, s kojima rade svi komutatorski motori, ne utječu na stabilan rad kruga.

Prvim tiristorom upravlja tranzistor VT1, spojen prema kolu generatora impulsa. Čim napon na kondenzatoru postane dovoljan za otvaranje prvog tranzistora, pozitivan impuls će se poslati na upravljački terminal tiristora. Tiristor će se otvoriti i sada će se na drugom tiristoru pojaviti dugi kontrolni impuls. I iz njega napon, koji zapravo utječe na brzinu, ide na motor.

Brzina rotacije elektromotora se podešava varijabilni otpor R1. Budući da je induktivno opterećenje priključeno na kolo drugog tiristora, moguće je spontano otvaranje tiristora, čak iu odsustvu upravljačkog signala. Stoga, da bi se to blokiralo, dioda VD2 je uključena u krug, koja je povezana paralelno s L1 namotom motora.

Prilikom postavljanja kruga regulatora broja obrtaja motora, preporučljivo je koristiti jedan, koji se može koristiti za mjerenje brzine vrtnje elektromotora, ili običan pokazivač voltmetra za naizmjeničnu struju, koji je povezan paralelno s motorom.

Odabirom otpora R3, raspon napona se postavlja od 90 do 220 volti. Ako motor ne radi ispravno pri minimalnoj brzini, tada je potrebno smanjiti vrijednost otpornika R2.

Ovaj krug je vrlo pogodan za podešavanje brzine ventilatora ovisno o temperaturi.

Koristi se kao osjetljivi element. Kao rezultat njegovog zagrijavanja, njegov otpor se smanjuje, a time i na izlazu operacioni pojačivač, naprotiv, napon se povećava kroz tranzistor sa efektom polja kontroliše brzinu ventilatora.

Sa varijabilnim otporom P1, možete podesiti najnižu brzinu rotacije ventilatora na najnižoj temperaturi, a sa promjenjivim otporom P2, možete kontrolisati najveću brzinu rotacije na maksimalnoj temperaturi.

U normalnim uvjetima, otpornik P1 postavljamo na minimalnu brzinu motora. Zatim se senzor zagrijava i željena brzina ventilatora se postavlja otporom P2.

Krug kontrolira brzinu ventilatora ovisno o očitanim temperaturama, koristeći konvencionalni negativni temperaturni koeficijent.

Kolo je tako jednostavno da postoje samo tri radio komponente: podesivi stabilizator napon LM317T i dva otpora koji formiraju djelitelj napona. Jedan od otpora je negativni TCR termistor, a drugi je običan otpornik. Za pojednostavljenje montaže, crtanje štampana ploča Citiram u nastavku.

Kako biste uštedjeli novac, standardnu ​​kutnu brusilicu možete opremiti regulatorom brzine. Takav regulator za mljevenje kućišta različite elektroničke opreme nezamjenjiv je alat u arsenalu radio-amatera.

Mikrokrug U2008B je PWM kontroler brzine za AC komutatorske motore. Proizvođač TELEFUNKEN, najčešće se može videti u upravljačkom krugu električne bušilice, step testere, ubodne testere, itd., a radi i sa motorima iz usisivača, omogućavajući vam podešavanje vuče. Ugrađeni sklop za meki start značajno produžava vijek trajanja motora. Upravljački krugovi zasnovani na ovom čipu mogu se koristiti i za regulaciju snage, na primjer, grijača.

Sve moderne bušilice proizvode se s ugrađenim regulatorima brzine motora, ali sigurno, u arsenalu svakog radio-amatera postoji stara sovjetska bušilica, u kojoj promjena brzine nije bila predviđena, što naglo smanjuje karakteristike performansi.

Možete regulirati brzinu rotacije asinhronog motora bez četkica podešavanjem frekvencije napona napajanja izmjeničnom strujom. Ova shema vam omogućava da podesite brzinu rotacije u prilično širokom rasponu - od 1000 do 4000 o / min.

Komutatorski motori se često mogu naći u kućanskim električnim aparatima i električnim alatima: mašina za pranje veša, brusilica, bušilica, usisivač, itd. Što uopće nije iznenađujuće, jer brušeni motori omogućavaju postizanje i velikih brzina i velikog obrtnog momenta (uključujući i veliki startni moment) - što je potrebno za većinu električnih alata.

U ovom slučaju, komutatorski motori se mogu napajati i jednosmjernom strujom (posebno ispravljenom) i naizmjeničnom strujom iz kućna mreža. Za kontrolu brzine rotora komutatorskog motora koriste se regulatori brzine, o čemu će biti riječi u ovom članku.

Prvo, sjetimo se dizajna i principa rada komutatorskog motora. Komutatorski motor obavezno uključuje sljedeće dijelove: rotor, stator i sklopnu jedinicu četka-kolektor. Kada se struja dovede na stator i rotor, njihova magnetna polja počinju da stupaju u interakciju i rotor na kraju počinje da se okreće.

Snaga se dovodi do rotora preko grafitnih četkica koje čvrsto prianjaju na komutator (na lamele komutatora). Za promjenu smjera rotacije rotora potrebno je promijeniti faziranje napona na statoru ili na rotoru.

Namotaji rotora i statora mogu se napajati iz različitih izvora ili mogu biti povezani međusobno paralelno ili serijski. Po tome se razlikuju komutatorski motori paralelne i serijske pobude. To su serijski pobuđeni komutatorski motori koji se mogu naći u većini električnih aparata za kućanstvo, jer takvo uključivanje omogućava da se dobije motor otporan na preopterećenja.

Govoreći o regulatorima brzine, prije svega ćemo se fokusirati na najjednostavniji tiristorski (triak) krug (vidi dolje). Ovo rješenje se koristi u usisivačima, mašinama za pranje rublja, brusilicama i pokazuje visoku pouzdanost pri radu u krugovima naizmjenične struje (posebno iz kućne mreže).

Radi ovu šemu prilično jednostavno: u svakom periodu mrežni napon puni se kroz otpornik do napona za otključavanje dinistora spojenog na kontrolnu elektrodu glavnog prekidača (triac), nakon čega se otvara i propušta struju do opterećenja (na komutatorski motor).

Podešavanjem vremena punjenja kondenzatora u kontrolnom krugu otvaranja trijaka, reguliše se prosječna snaga koja se dovodi do motora, a brzina se prilagođava u skladu s tim. Ovo najjednostavniji regulator bez trenutnih povratnih informacija.

Triac kolo je slično običnom, u njemu nema povratne informacije. Za pružanje strujne povratne informacije, na primjer za održavanje prihvatljive snage i izbjegavanje preopterećenja, potrebna je dodatna elektronika. Ali ako uzmemo u obzir opcije iz jednostavnih i nepretencioznih shema, onda za triac sklop prati krug reostata.

Reostatski krug vam omogućava da učinkovito regulirate brzinu, ali dovodi do odvajanja velike količine topline. Ovo zahteva radijator i efikasno odvođenje toplote, što znači gubitak energije i nisku efikasnost kao rezultat.

Regulatorna kola bazirana na specijalnim tiristorskim upravljačkim krugovima ili barem na integriranom tajmeru su učinkovitija. Prebacivanje opterećenja (motor komutatora) na naizmjenična struja sprovedeno tranzistor snage(ili tiristor), koji se otvara i zatvara jedan ili više puta tokom svakog perioda sinusnog talasa u mreži. Ovim se regulira prosječna snaga koja se dovodi do motora.

Upravljački krug se napaja sa 12 volti DC iz vlastitog izvora ili iz mreže od 220 volti kroz krug za gašenje. Takvi krugovi su pogodni za upravljanje snažnim motorima.

Princip regulacije sa DC mikro krugovima je naravno. Tranzistor se, na primjer, otvara sa strogo određenom frekvencijom od nekoliko kiloherca, ali je trajanje otvorenog stanja regulirano. Dakle, okretanjem ručke promjenjivog otpornika postavlja se brzina rotacije rotora komutatorskog motora. Ova metoda je pogodna za održavanje niskih brzina komutatorskog motora pod opterećenjem.

Bolja kontrola je upravo podešavanje prema DC. Kada PWM radi na frekvenciji od oko 15 kHz, podešavanje širine impulsa kontrolira napon na približno istoj struji. Recimo, regulisanje konstantan napon u rasponu od 10 do 30 volti, primaju različite brzine pri struji od oko 80 ampera, postižući potrebnu prosječnu snagu.

Ako želite napraviti jednostavan regulator za komutatorski motor vlastitim rukama bez posebnih zahtjeva za povratnim informacijama, tada možete odabrati tiristorski krug. Sve što vam treba je lemilica, kondenzator, dinistor, tiristor, par otpornika i žice.

Ako vam je potreban kvalitetniji regulator sa mogućnošću održavanja stabilnih brzina pod dinamičkim opterećenjima, bolje pogledajte regulatore na mikro krugovima sa povratnom spregom koji mogu obraditi signal iz tahogeneratora (senzora brzine) komutatorskog motora, kako je implementirano, na primjer, u mašinama za pranje veša.

Andrey Povny