Var och en av oss har någon form av elektrisk apparat hemma som har fungerat i huset i mer än ett år. Men med tiden försvagas teknikens kraft och uppfyller inte sitt avsedda syfte. Det är då du bör vara uppmärksam på insidan av utrustningen. Oftast uppstår problem med elmotorn, som är ansvarig för utrustningens funktionalitet. Då bör du rikta uppmärksamheten mot en enhet som reglerar motorvarvtalet utan att minska dess effekt.

Typer av motorer

En hastighetskontroll med strömhållning är en uppfinning som kommer att blåsa nytt liv i en elektrisk apparat, och den kommer att fungera som en nyinköpt produkt. Men det är värt att komma ihåg att motorer kommer i olika format och var och en har sin egen maximala prestanda.

Motorerna har olika egenskaper. Detta betyder att den eller den tekniken fungerar med olika hastigheter på axeln som utlöser mekanismen. Motorn kan vara:

1. en fas,
2. tvåfas,
3. tre fas.

Mestadels trefas elektriska motorer finns i fabriker eller stora fabriker. Hemma används enfas och tvåfas. Denna elektricitet räcker för att driva hushållsapparater.

Krafthastighetsregulator

Arbetsprinciper

En 220 V elektrisk motorvarvtalsregulator utan effektförlust används för att bibehålla den initialt inställda axelhastigheten. Detta är en av de grundläggande principerna för denna enhet, som kallas en frekvensregulator.

Med sin hjälp arbetar den elektriska enheten med det inställda motorvarvtalet och minskar det inte. Motorvarvtalsregulatorn påverkar även kylningen och ventilationen av motorn. Med hjälp av kraft ställs hastigheten in som antingen kan höjas eller sänkas.

Många har ställt frågan om hur man kan minska hastigheten på en 220 V elmotor. Men denna procedur är ganska enkel. Man behöver bara ändra frekvensen på matningsspänningen, vilket avsevärt kommer att minska motoraxelns prestanda. Du kan också ändra strömförsörjningen till motorn genom att aktivera dess spolar. Elektrisk styrning är nära relaterad till magnetfältet och motorslirning. För sådana åtgärder använder de huvudsakligen en autotransformator och hushållsregulatorer, vilket minskar hastigheten på denna mekanism. Men det är också värt att komma ihåg att motoreffekten kommer att minska.

Axelrotation

Motorer är indelade i:

1. asynkron,
2. samlare

Hastighetsregulatorn för en asynkron elmotor beror på strömanslutningen till mekanismen. Kärnan i driften av en asynkronmotor beror på de magnetiska spolarna genom vilka ramen passerar. Den roterar på glidkontakter. Och när den vrider sig 180 grader när den vrids, kommer anslutningen att flyta i motsatt riktning genom dessa kontakter. På så sätt förblir rotationen densamma. Men med denna åtgärd kommer den önskade effekten inte att uppnås. Det kommer att träda i kraft efter att ett par dussin ramar av denna typ har lagts till mekanismen.

Kommutatormotorn används mycket ofta. Dess funktion är enkel, eftersom den passerade strömmen passerar direkt - på grund av detta går kraften hos elmotorn inte förlorad, och mekanismen förbrukar mindre elektricitet.

Motor tvättmaskin behöver också effektjustering. För detta ändamål gjordes speciella brädor som klarar av deras jobb: motorhastighetskontrollkortet från en tvättmaskin har multifunktionell användning, eftersom dess användning minskar spänningen, men förlorar inte rotationskraft.

Kretsen för detta kort har verifierats. Allt du behöver göra är att installera diodbryggor och välja en optokopplare för lysdioden. I det här fallet måste du fortfarande sätta en triac på kylaren. I princip startar motorjusteringen vid 1000 rpm.

Om du inte är nöjd med effektregulatorn och dess funktionalitet saknas, kan du göra eller förbättra mekanismen. För att göra detta måste du ta hänsyn till strömstyrkan, som inte bör överstiga 70 A, och värmeöverföringen under användning. Därför kan en amperemeter installeras för att justera kretsen. Frekvensen kommer att vara liten och kommer att bestämmas av kondensatorn C2.

Därefter bör du konfigurera regulatorn och dess frekvens. Vid utmatning kommer denna puls att gå ut genom en push-pull-förstärkare som använder transistorer. Du kan också göra 2 motstånd som kommer att fungera som en utgång för datorns kylsystem. För att förhindra att kretsen brinner ut krävs en speciell blockerare, som kommer att fungera som det dubbla strömvärdet. Så den här mekanismen kommer att fungera under lång tid och i den volym som krävs. Effektregleringsanordningar ger dina elektriska apparater många års drift utan särskilda kostnader.

Detta hemmagjord krets kan användas som varvtalsregulator för en motor likström 12 V med märkström upp till 5 A eller som dimmer för 12 V halogen- och LED-lampor upp till 50 W. Hanteringen sker med hjälp av pulsbreddsmodulering(PWM) vid en pulsrepetitionshastighet på cirka 200 Hz. Naturligtvis kan frekvensen ändras vid behov, genom att välja för maximal stabilitet och effektivitet.

De flesta av dessa strukturer monteras till en mycket högre kostnad. Här presenterar vi en mer avancerad version som använder en 7555 timer, en drivrutin för bipolära transistorer och en kraftfull MOSFET med fälteffekt. Denna design ger förbättrad hastighetskontroll och fungerar över ett brett belastningsområde. Detta är verkligen ett mycket effektivt system och kostnaden för dess delar när de köps för självmontering är ganska låg.

Kretsen använder en 7555 Timer för att skapa en variabel pulsbredd på cirka 200 Hz. Den styr transistorn Q3 (via transistorerna Q1 - Q2), som styr hastigheten på elmotorn eller glödlamporna.

Det finns många applikationer för denna krets som kommer att drivas av 12V: elmotorer, fläktar eller lampor. Den kan användas i bilar, båtar och elfordon, i modeller järnvägar och så vidare.

12V LED-lampor till exempel LED-remsor, du kan också säkert ansluta här. Det vet alla LED-lampor Mycket effektivare än halogen eller glödlampor, de håller mycket längre. Och om nödvändigt, driv PWM-kontrollern från 24 volt eller mer, eftersom mikrokretsen själv med ett buffertsteg har en effektstabilisator.

De 220V elektrisk motorhastighetsregulator låter dig ändra frekvensen för antingen en elmotor som är utformad för att fungera från ett 220 volts nätverk.

Ganska populär hastighetsregulator för 220 volt elmotorer växelströmär en tyristorkrets. En typisk krets är att ansluta en elektrisk motor eller fläkt till tyristorns anodkrets.

En viktig förutsättning vid användning av sådana regulatorer är tillförlitlig kontakt genom hela kretsen. Detsamma kan inte sägas om kommutatorelektriska motorer, eftersom deras borstmekanism skapar kortvariga avbrott i den elektriska kretsen. Detta påverkar avsevärt kvaliteten på regulatorn.

Beskrivning av driften av hastighetsregulatorkretsen

Nedan schema tyristor hastighetsregulator, speciellt utformad för att ändra kollektorns rotationshastighet elektriska motorer(elektrisk borr, fräs, fläkt). Det första att notera är att motorn, tillsammans med effekttyristorn VS2, är ansluten till en av diagonalerna på diodbryggan VD3, medan den andra matas med nätspänning 220 volt.

Dessutom styrs denna tyristor av ganska breda pulser, tack vare vilka kortvariga avstängningar av den aktiva belastningen, som kännetecknar driften av kommutatormotorn, inte påverkar den stabila driften av denna krets.

För att styra tyristorn VS1 på transistorn VT1 monteras en pulsgenerator. Denna generator drivs av en trapetsformad spänning som skapas som ett resultat av att de positiva halvvågorna begränsas av en zenerdiod VD1 med en frekvens på 100 Hz. Kondensator Cl urladdas genom motstånden R1, R2, R3. Motstånd R1 styr urladdningshastigheten för denna kondensator.

När kondensatorn når en spänning som är tillräcklig för att öppna transistorn VT1, skickas en positiv puls till styrterminalen VS1. Tyristorn öppnas och nu visas en lång styrpuls på styrstiftet VS2. Och redan från denna tyristor tillförs spänningen, som faktiskt påverkar hastigheten, till motorn.

Elmotorns rotationshastighet styrs av motståndet R1. Eftersom en induktiv last är ansluten till kretsen VS2 är spontan upplåsning av tyristorn möjlig, även i frånvaro av en styrsignal. För att förhindra denna oönskade effekt läggs därför en diod VD2 till kretsen, som är parallellkopplad med excitationslindningen L1 hos den elektriska motorn.

Delar av fläkten och elmotorns varvtalsregulator

Zenerdiod - kan ersättas med en annan med en stabiliseringsspänning i området 27 - 36V. Tyristorer VS1 - vilken lågeffekt som helst med en likspänning på mer än 100 volt, VS2 - det är möjligt att leverera KU201K, KU201L, KU202M. Diod VD2 - med en backspänning på minst 400 volt och en framåtström på mer än 0,3A. Kondensator C1 – KM-6.

Ställa in hastighetsregulatorn

När du ställer in regulatorkretsen är det lämpligt att använda en strobe, som tillåter antingen en pekare voltmeter för växelström, som är ansluten parallellt med motorn.

Genom att vrida vredet på motståndet R1 bestäms spänningsområdet. Genom att välja resistans R3 ställs detta område in i området från 90 till 220 volt. Om fläktmotorn är instabil vid lägsta hastighet, är det nödvändigt att minska motståndet R2 något.

Alla moderna elverktyg eller hushållsapparater använder en kommutatormotor. Detta beror på deras mångsidighet, d.v.s. förmågan att arbeta utifrån både alternerande och DC spänning. En annan fördel är det effektiva startmomentet.

Den höga hastigheten på kommutatormotorn passar dock inte alla användare. För en smidig start och förmågan att ändra rotationshastigheten uppfanns en regulator, vilket är fullt möjligt att göra med dina egna händer.

Funktionsprincip och typer av kommutatormotorer

Varje elmotor består av en kommutator, stator, rotor och borstar. Principen för dess funktion är ganska enkel:

Utöver standardenheten finns det också:

Regulatorenhet

Det finns många system för sådana enheter i världen. Ändå kan de alla delas in i 2 grupper: standardprodukter och modifierade produkter.

Standardenhet

Typiska produkter kännetecknas av enkel tillverkning av idynistor och god tillförlitlighet vid ändring av motorvarvtal. Som regel är sådana modeller baserade på tyristorregulatorer. Funktionsprincipen för sådana system är ganska enkel:

Således justeras kommutatormotorns hastighet. I de flesta fall används ett liknande schema i utländska hushållsdammsugare. Du bör dock veta att en sådan hastighetsregulator inte har feedback. Därför, när belastningen ändras, måste du justera hastigheten på elmotorn.

Ändrade scheman

Naturligtvis passar standardenheten många fans av hastighetsregulatorer att "gräva" i elektroniken. Men utan framsteg och förbättringar av produkterna skulle vi fortfarande leva på stenåldern. Därför uppfinns ständigt mer intressanta system, som många tillverkare gärna använder.

De vanligaste är reostat- och integralregulatorer. Som namnet antyder är det första alternativet baserat på en reostatkrets. I det andra fallet används en integrerad timer.

Reostatiska är effektiva för att ändra antalet varv för kommutatormotorn. Hög effektivitet beror på krafttransistorer, som tar bort en del av spänningen. Således minskar strömflödet och motorn arbetar med mindre ansträngning.

Video: hastighetskontrollenhet med strömunderhåll

Den största nackdelen med detta system är den stora mängden värme som genereras. Därför, för smidig drift, måste regulatorn konstant kylas. Dessutom måste kylningen av anordningen vara intensiv.

Ett annat tillvägagångssätt implementeras i en inbyggd regulator, där en inbyggd timer ansvarar för belastningen. Som regel används transistorer av nästan vilken typ som helst i sådana kretsar. Detta beror på att den innehåller en mikrokrets med stora utströmsvärden.

Om belastningen är mindre än 0,1 ampere, går all spänning direkt till mikrokretsen och går förbi transistorerna. Men för att regulatorn ska fungera effektivt är det nödvändigt att det finns en spänning på 12V vid grinden. Därför måste den elektriska kretsen och själva matningsspänningen motsvara detta område.

Översikt över typiska kretsar

Du kan reglera rotationen av elmotoraxeln med låg effekt med hjälp av seriell anslutning inget strömmotstånd. Detta alternativ har dock mycket låg effektivitet och oförmåga att smidigt ändra hastighet. För att undvika en sådan olägenhet bör du överväga flera regulatorkretsar som används oftast.

Som ni vet har PWM en konstant pulsamplitud. Dessutom är amplituden identisk med matningsspänningen. Följaktligen kommer elmotorn inte att stanna även vid låga hastigheter.

Det andra alternativet liknar det första. Den enda skillnaden är att den används som en masteroscillator operationsförstärkare. Denna komponent har en frekvens på 500 Hz och producerar triangulära pulser. Justering utförs också med hjälp av ett variabelt motstånd.

Hur man gör det själv

Om du inte vill spendera pengar på att köpa en färdig enhet kan du göra den själv. På så sätt kan du inte bara spara pengar, utan också få användbar erfarenhet. Så för att göra tyristorregulator nödvändig:

• lödkolv (för att kontrollera funktionalitet);
• trådar;
• tyristor, kondensatorer och motstånd;
• schema.

Som framgår av diagrammet styr regulatorn endast 1 halvcykel. Men för att testa prestanda på en vanlig lödkolv kommer detta att vara tillräckligt.

Om du inte har tillräckligt med kunskap för att dechiffrera diagrammet kan du bekanta dig med textversionen:

Användningen av regulatorer möjliggör en mer ekonomisk användning av elmotorer. I vissa situationer kan en sådan anordning göras oberoende. Men för mer seriösa ändamål (till exempel övervakning av värmeutrustning) är det bättre att köpa en färdig modell. Lyckligtvis finns det ett brett urval av sådana produkter på marknaden, och priset är ganska överkomligt.

Elmotorn är nödvändig för smidig acceleration och inbromsning. Sådana anordningar används ofta inom industrin. Med deras hjälp ändras fläktarnas rotationshastighet. 12 voltsmotorer används i styrsystem och bilar. Alla har sett brytarna som ändrar spisfläktens rotationshastighet i bilar. Detta är en av typerna av regulatorer. Den är helt enkelt inte utformad för att fungera smidigt. Rotationshastigheten ändras i steg.

Tillämpning av frekvensomriktare

Frekvensomformare används som hastighetsregulator och 380V. Dessa är högteknologiska elektroniska enheter som låter dig radikalt ändra strömmens egenskaper (signalform och frekvens). De är baserade på kraftfulla halvledartransistorer och en pulsbreddsmodulator. All drift av enheten styrs av en mikrokontrollerenhet. Motorrotorns rotationshastighet ändras mjukt.

Därför används de i laddade mekanismer. Ju långsammare acceleration, desto mindre belastning kommer transportören eller växellådan att uppleva. Alla frekvensgeneratorer är utrustade med flera skyddsgrader - för ström, belastning, spänning och andra. Vissa modeller av frekvensomvandlare drivs från enfas och förvandlar den till trefas. Detta gör att du kan ansluta asynkronmotorer hemma utan att använda komplexa kretsar. Och det blir ingen strömförlust när du arbetar med en sådan enhet.

För vilka ändamål används regulatorer?

För asynkronmotorer behövs varvtalsregulatorer för:

1. Betydande energibesparingar. När allt kommer omkring kräver inte varje mekanism en hög motorrotationshastighet - ibland kan den minskas med 20-30%, och detta kommer att minska energikostnaderna med hälften.
2. Skydd av mekanismer och elektroniska kretsar. Med hjälp av frekvensomvandlare kan du styra temperatur, tryck och många andra parametrar. Om motorn fungerar som en pumpdrift måste en trycksensor installeras i behållaren i vilken den pumpar luft eller vätska. Och när det maximala värdet nås kommer motorn helt enkelt att stängas av.
3. Utför en mjukstart. Det finns inget behov av att använda ytterligare elektroniska enheter - allt kan göras med inställningsändringar frekvensomvandlare.
4. Minska kostnader för Underhåll . Med hjälp av sådana hastighetsregulatorer för 220V elmotorer minskar risken för fel på drivningen och enskilda mekanismer.

Kretsen enligt vilken frekvensomformare byggs är utbredd i många hushållsapparater. Något liknande finns i källorna avbrottsfri strömförsörjning, svetsmaskiner, spänningsstabilisatorer, strömförsörjning för datorer, bärbara datorer, telefonladdare, tändningsenheter för bakgrundsbelysningslampor på moderna LCD-TV och bildskärmar.

Hur fungerar vridreglage?

Du kan göra en elektrisk motorhastighetsregulator med dina egna händer, men för att göra detta måste du studera alla tekniska aspekter. Strukturellt kan flera huvudkomponenter särskiljas, nämligen:

1. Elektrisk motor.
2. Mikrokontrollers styrsystem och omvandlarenhet.
3. Drivning och mekanismer förknippade med det.

I början av driften, efter att spänningen applicerats på lindningarna, roterar motorrotorn med maximal effekt. Det är denna funktion som skiljer asynkrona maskiner från andra. Till detta läggs belastningen från mekanismen som drivs. Som ett resultat, i det inledande skedet, ökar effekt- och strömförbrukningen till ett maximum.

Mycket värme genereras. Både lindningarna och ledningarna överhettas. Att använda en frekvensomformare hjälper till att bli av med detta. Om du installerar smidig start, sedan till maxhastigheten (som också regleras av enheten och kanske inte är 1500 rpm, utan bara 1000), kommer motorn inte att accelerera omedelbart, utan över 10 sekunder (öka med 100-150 rpm varje sekund). Samtidigt kommer belastningen på alla mekanismer och ledningar att minska avsevärt.

Hemmagjord regulator

Du kan göra din egen hastighetsregulator för en 12V elmotor. Detta kommer att kräva en flerlägesbrytare och trådlindade motstånd. Med hjälp av den senare ändras matningsspänningen (och med den rotationshastigheten). Liknande system kan användas för asynkronmotorer, men de är mindre effektiva. För många år sedan användes mekaniska regulatorer i stor utsträckning - baserade på växellådor eller variatorer. Men de var inte särskilt pålitliga. Elektroniska medel fungerar mycket bättre. När allt kommer omkring är de inte så skrymmande och låter dig finjustera enheten.

För att göra en elektrisk motorrotationsregulator behöver du flera elektroniska apparater, som antingen kan köpas i en butik eller tas bort från gamla inverterenheter. VT138-600 triac visar goda resultat i kretsarna för sådana elektroniska enheter. För att göra justeringen måste du inkludera i kretsen variabelt motstånd. Med dess hjälp ändras amplituden för signalen som kommer in i triacen.

Implementering av ett ledningssystem

För att förbättra parametrarna för även de mest enkel enhet, måste du inkludera mikrokontrollerkontroll i elmotorns hastighetskontrollkrets. För att göra detta måste du välja en processor med ett lämpligt antal ingångar och utgångar - för anslutning av sensorer, knappar, elektroniska nycklar. För experiment kan du använda AtMega128 mikrokontroller - den mest populära och enklaste att använda. Du kan hitta många scheman som använder denna kontroller i det offentliga området. Att hitta dem själv och tillämpa dem i praktiken är inte svårt. För att det ska fungera korrekt måste du skriva in en algoritm i det - svar på vissa åtgärder. Till exempel, när temperaturen når 60 grader (mätt på enhetens radiator), bör strömmen stängas av.

Till sist

Om du bestämmer dig för att inte göra enheten själv, utan att köpa en färdig, var uppmärksam på huvudparametrarna, som effekt, typ av styrsystem, driftsspänning, frekvenser. Det är tillrådligt att beräkna egenskaperna hos mekanismen där det är planerat att använda motorspänningsregulatorn. Och glöm inte att jämföra det med parametrarna för frekvensomformaren.