Regulátor otáček kolektorového motoru bez ztrát

Pro provádění mnoha druhů prací na zpracování dřeva, kovu nebo jiných druhů materiálů nejsou vyžadovány vysoké rychlosti, ale dobrá tažná síla. Bude správnější říci - okamžik. Je to díky tomu, že plánovaná práce může být provedena kvalitativně as minimální ztrátou síly. Pro tento účel se jako hnací zařízení používají stejnosměrné motory (nebo kolektorové motory), u kterých provádí opravu napájecího napětí samotná jednotka. Poté, aby bylo dosaženo požadovaných provozních charakteristik, je nutné nastavit rotaci kolektorového motoru bez ztráty výkonu.

Vlastnosti řízení rychlosti

Je důležité vědět, že každý motor během otáčení spotřebuje nejen aktivní, ale i jalový výkon. V tomto případě bude úroveň jalového výkonu větší, což se vztahuje k povaze zatížení. V tomto případě je úkolem navrhování zařízení pro regulaci otáček kolektorových motorů snížit rozdíl mezi aktivními a reaktivními silami. Takovéto převaděče budou tedy poměrně složité a není snadné je vyrábět samostatně.

S vlastními rukama můžete vytvořit jen určitou náladu regulátora, ale nemá smysl mluvit o zachování moci. Co je síla? Z pohledu elektrických indikátorů je to produkt spotřebovaného proudu vynásobený napětím. Výsledkem bude určitá hodnota, která zahrnuje aktivní a reaktivní složky. Chcete-li izolovat pouze aktivní, tj. Ztrátovou informaci na nulu, je nutné změnit povahu zatížení na aktivní. Tyto vlastnosti jsou pouze polovodičové rezistory.

Proto, vyměňte induktor s odporem, ale to je nemožné, protože motor se změní na něco jiného a samozřejmě nic nepřinese do pohybu. Úkolem regulovat bez ztrát je zachránit okamžik, nikoli sílu: stále se to změní. Abyste se vyrovnali s podobným úkolem, bude to pouze převodník, který bude řídit rychlost změnou šířky impulsu otevření tyristorů nebo výkonových tranzistorů.

Generalizovaný regulační obvod

Příklad regulátoru, který implementuje princip řízení motoru bez ztráty výkonu, může být považován za tyristorový měnič. Jedná se o proporcionálně integrované obvody se zpětnou vazbou, které poskytují těsné regulace Charakteristiky, od zrychlení až po zpomalení směrem dozadu. Nejúčinnější je řízení impulsní fáze: pulzní frekvence odemykacích pulzů je synchronizována se síťovou frekvencí. To vám umožní ušetřit okamžik bez zvýšení ztrát v reaktivní součásti. Generalizovaná schéma může být zastoupena v několika blocích:

• výkonově řízený usměrňovač;
• řídicí jednotka usměrňovače nebo řídicí obvod impulsní fáze;
• zpětná vazba na tachogenerátor;
• proudové řídicí jednotky ve vinutí motoru.

Předtím, než se dostaneme k přesnějšímu zařízení a principu regulace, je nutné určit typ kolektorového motoru. Z toho bude záviset na kontrolním schématu jeho výkonu.

Typy kolektorových motorů

Nejméně dva typy kolektorových motorů jsou známy. První zahrnuje zařízení s kotvou a budicí vinutí na statoru. Druhým lze přiřadit zařízení s kotvou a permanentními magnety. Je také nutné rozhodnout, pro jaké účely je nutné navrhnout regulátor:

• Pokud je nutno regulovat jednoduchým pohybem (například otáčením brusného kamene nebo vrtáním), pak by měla být rychlost změněna z určité minimální hodnoty, nulové až na nulu, na maximální hodnotu. Orientační index: od 1000 do 3000 ot / min. Pro tento účel se použije zjednodušená schéma pro 1 tyristor nebo pár tranzistorů.
• Pokud je potřeba řídit rychlost od 0 do maxima, pak je nutné použít vysoce kvalitní schémata převodníků se zpětnou vazbou a pevnými kontrolními charakteristikami. Obvykle se samouk učitelé nebo amatéři stávají kolektory s budícím vinutím a tachogenerátorem. Takový motor je sestava používaná v každé moderní pračce a často selhá. Zvažte tedy princip řízení tohoto konkrétního motoru, který bude podrobněji zkoumat jeho zařízení.

Konstrukce motoru

Strukturálně, motor „Indesit“ pračkou je jednoduchý, ale design ovládacího knoflíku se svými rychlostních parametrů, je třeba vzít v úvahu. Motory mohou mít různé charakteristiky, kvůli tomu, co se bude měnit a řídit. Také je bráno v úvahu provozní režim, který bude záviset na konstrukci převodníku. Motor kolektoru je konstrukčně vytvořen následujících komponent:

• Kotva, na něm je navíjení, uloženo v drážkách jádra.
• Kolektor, mechanický usměrňovač střídavého napětí sítě, pomocí kterého se přenáší do vinutí.
• Stator s excitačním vinutím. Je nutné vytvořit trvalé magnetické pole, ve kterém se kotva otáčí.

Se zvyšujícím se proudem v obvodu motoru, který je součástí standardního schématu, je vinutí pole sériově zapojeno s armaturami. Tímto zapnutím zvýšíme magnetické pole působící na armaturu, což nám umožní dosáhnout linearity vlastností. Pokud se pole nezmění, získávání dobré dynamiky je obtížnější, nemluvě o velkých ztrátách energie. Takové motory je lepší používat při nízkých rychlostech, neboť jsou pohodlnější ovládání na malých diskrétních pohybech.

Uspořádáním samostatné řízení buzení a kotvou, lze dosáhnout velmi přesné polohování hřídele motoru, ale řídicí obvod je pak v podstatě složitější. Proto podrobněji zvažte řadič, který umožňuje měnit rychlost otáčení od 0 do maximální hodnoty, ale bez umístění. To může být užitečné, pokud z motoru z pračky bude provedena vysoce kvalitní vrtačka s možností řezání řezbářství.

Výběr schématu

Po zjištění všech podmínek, za kterých bude motor použit, je možné začít vyrábět regulátor otáček motoru kolektoru. Začíná volbou vhodného schématu, který vám poskytne všechny potřebné vlastnosti a schopnosti. Měli byste si je pamatovat:

• Ovládání rychlosti od 0 do maxima.
• Poskytuje dobrý točivý moment při nízkých rychlostech.
• Hladkost řízení rychlosti.

Vzhledem k mnoha schématům na internetu lze vyvodit závěr, že velmi málo lidí se zabývá vytvářením takových "agregátů". Je to kvůli složitosti principu řízení, protože je nutné organizovat regulaci mnoha parametrů. Úhel otevření tyristorů, trvání řídicího impulzu, doba zrychlení a zpomalení, rychlost vzestupu momentu. Tyto funkce jsou ovládány obvodem regulátoru, který provádí komplexní integrované výpočty a transformace. Vezměme v úvahu jeden ze schémat, který je populární mezi vlastními ucitelemi nebo ti, kteří prostě chtějí použít starý motor z pračky.

Pro všechny naše kritéria odpovídá regulace otáček obvod komutátoru motoru, sestavený na vyhrazené čipu TDA 1085. Tato kompletně dokončena ovladače pro řízení motorů, které umožňují měnit rychlost od 0 do maximální hodnoty, které poskytují údržbu času pomocí tachogenerátoru.

Návrhové prvky

Mikroobvod je vybaven vše potřebným pro vysoce kvalitní řízení motoru v různých režimech rychlosti od brzdění po zrychlení a otáčení při maximální rychlosti. Proto jeho použití značně zjednodušuje design a současně vytváří celek univerzální pohon, protože si můžete zvolit libovolnou rychlost s konstantním kroutícím momentem na hřídeli a použít nejen jako pohon dopravníku nebo vrtačku, ale také pro pohyb stolu.

Vlastnosti čipu lze nalézt na oficiálních stránkách. Uvádíme hlavní vlastnosti, které budou potřebné pro návrh konvertoru. K těm patří: integrovaný převodový obvod frekvence k napětí, generátor akcelerace, softstartér, jednotka zpracování signálu Tahoe, omezovací modul proudu a podobně. Jak je vidět, obvod je vybaven řadou ochran, které zajistí stabilitu regulátoru v různých režimech.

Níže uvedený obrázek ukazuje typickou schéma pro zapnutí čipu.

Schéma je jednoduché, takže je plně reprodukovatelné vlastním rukama. Existují některé funkce, které zahrnují limitní hodnoty a způsob regulace rychlosti:

• Maximální proud ve vinutí motoru nesmí překročit 10 A (za předpokladu, že je zařízení znázorněno na schématu). Pokud používáte triak s velkým stejnosměrným proudem, může být výkon vyšší. Všimněte si, že budete muset změnit odpor v zpětnovazební smyčce na menší stranu, stejně jako indukčnost zkratu.
• Maximální otáčky jsou dosaženy při 3200 ot / min. Tato charakteristika závisí na typu motoru. Obvod může ovládat motory až do 16 000 ot / min.
• Doba zrychlení na maximální rychlost dosahuje 1 sekundu.
• Normální zrychlení je dosaženo za 10 sekund od 800 do 1300 ot / min.
• Motor používá osmipólový tachogenerátor s maximálním výstupním napětím 6000 ot / min 30 V. To znamená, že musí výstup 8 mV při 1 ot / min. Při 15000 ot / min by mělo mít napětí 12 V.
• Pro ovládání motoru je použit triak 15A a omezené napětí 600 V.

Je-li nutné uspořádat zpětný chod motoru, je nutné pro tento účel doplnit obvod se spouštěčem, který přepne směr vinutí pole. Pro povolení převrácení bude zapotřebí také řídicí obvod s nulovou rychlostí. Obrázek neuvádí.

Princip řízení

Při určování rychlosti otáčení hřídele motoru se na výstupu vytváří řada impulzů rezistorem ve výstupním obvodu 5, aby se triak uvolnil za určitý úhel. Intenzita otáček je monitorována tachogenerátorem, který se vyskytuje v digitálním formátu. Řidič převádí přijaté impulsy do analogového napětí, což způsobuje, že se rychlost hřídele stabilizuje na jediné hodnotě bez ohledu na zatížení. Pokud se změní napětí z tachogenerátoru, vnitřní regulátor zvýší výstupní úroveň triakového řízení, což povede ke zvýšení rychlosti.

Čip může řídit dvě lineární zrychlení, což umožňuje dosáhnout dynamiky požadované z motoru. Jeden z nich je nastaven výstupním signálem Ramp 6. Tento regulátor používá výrobci praček, takže má všechny výhody pro použití pro domácí účely. Důvodem je přítomnost následujících bloků:

• Stabilizátor napětí zajišťuje normální provoz řídicího obvodu. Provádí se podle závěrů 9, 10.
• Obvod řízení rychlosti. Implementováno na základě zjištění MC 4, 11, 12. Je-li to nutné, může být řídicí jednotka převedena na analogový snímač, potom jsou výstupy 8 a 12 kombinovány.
• Blok počátečních impulzů. Implementuje se podle závěrů 1, 2, 13, 14, 15. Upravuje trvání řídicích impulsů, zpoždění, jejich tvorbu od stejnosměrného napětí a kalibrace.
• Zařízení generující napětí pilového zubu. Svorky 5, 6 a 7. Slouží k ovládání otáček podle nastavené hodnoty.
• Řídicí obvod zesilovače. Výstup 16. Umožňuje nastavit rozdíl mezi nastavenou rychlostí a aktuální rychlostí.
• Zařízení omezující proud na výstup 3. S rostoucím napětím na něm se úhel odemykání triaku snižuje.

Použijte podobná schéma zajišťuje plnou kontrolu kolektorového motoru v jakémkoli režimu. Díky nouzové regulaci zrychlení je možné dosáhnout požadované rychlosti zrychlení až po stanovenou rychlost. Tento regulátor lze použít pro všechny moderní motory od styaroků používaných pro jiné účely.