K provádění mnoha druhů prací na dřevě, kovu nebo jiných typech materiálů nejsou potřeba vysoké rychlosti, ale dobrá trakce. Správnější by bylo říci – okamžik. Právě díky němu lze plánované práce dokončit efektivně a s minimálními ztrátami výkonu. K tomuto účelu se jako pohonné zařízení používají stejnosměrné (nebo komutátorové) motory, u kterých je napájecí napětí usměrněno samotnou jednotkou. Poté je pro dosažení požadovaných výkonových charakteristik nutné upravit otáčky komutátorového motoru bez ztráty výkonu.
Vlastnosti regulace rychlosti
Je důležité vědět, co každý motor spotřebuje při otáčení nejen činný, ale i jalový výkon. V tomto případě bude úroveň jalového výkonu vyšší, což je způsobeno povahou zátěže. V tomto případě je úkolem návrhu zařízení pro regulaci rychlosti otáčení komutátorových motorů snížit rozdíl mezi činnými a jalovými výkony. Proto budou takové převodníky poměrně složité a není snadné je vyrobit sami.
Vlastníma rukama můžete sestrojit pouze zdání regulátoru, ale o úspoře energie nemá smysl mluvit. co je moc? Z elektrického hlediska je to odebraný proud vynásobený napětím. Výsledek poskytne určitou hodnotu, která zahrnuje aktivní a reaktivní složky. Pro izolaci pouze aktivní, tedy snížení ztrát na nulu, je nutné změnit charakter zátěže na aktivní. Tyto vlastnosti mají pouze polovodičové rezistory.
Proto, je nutné nahradit indukčnost rezistorem, ale to je nemožné, protože motor se změní v něco jiného a evidentně nic neuvede do pohybu. Cílem bezztrátové regulace je udržet točivý moment, nikoli výkon: ten se bude stále měnit. S takovou úlohou si poradí pouze měnič, který bude řídit rychlost změnou doby trvání otevíracího impulsu tyristorů nebo výkonových tranzistorů.
Generalizovaný obvod regulátoru
Příkladem regulátoru, který implementuje princip řízení motoru bez ztráty výkonu, je tyristorový měnič. Jedná se o zpětnovazební proporcionální integrované obvody, které poskytují přísná regulace charakteristiky, od zrychlení a brzdění až po zpátečku. Nejúčinnější je pulzní fázové řízení: frekvence opakování odemykacích pulzů je synchronizována s frekvencí sítě. To umožňuje udržovat točivý moment bez zvýšení ztrát v reaktivní složce. Zobecněný diagram může být reprezentován v několika blocích:
- usměrňovač s řízeným výkonem;
- řídicí jednotka usměrňovače nebo řídicí obvod pulzní fáze;
- zpětná vazba tachogenerátoru;
- proudová řídicí jednotka ve vinutí motoru.
Než se pustíme do přesnějšího zařízení a principu regulace, je nutné se rozhodnout pro typ komutátorového motoru. Na tom bude záviset schéma ovládání jeho výkonových charakteristik.
Typy komutátorových motorů
Jsou známy alespoň dva typy komutátorových motorů. První zahrnuje zařízení s kotvou a budicím vinutím na statoru. Druhá zahrnuje zařízení s kotvou a permanentními magnety. Je také nutné se rozhodnout, pro jaký účel je nutné navrhnout regulátor:
Konstrukce motoru
Konstrukčně je motor z pračky Indesit jednoduchý, ale při návrhu regulátoru pro řízení jeho otáček je potřeba brát ohled na parametry. Motory mohou mít různé charakteristiky, proto se změní i ovládání. Zohledňuje se také provozní režim, který určí konstrukci převodníku. Konstrukčně se skládá komutátorový motor z následujících komponent:
- Kotva, má vinutí uložené v drážkách jádra.
- Kolektor, mechanický usměrňovač střídavého síťového napětí, kterým se přenáší do vinutí.
- Stator s vinutím pole. Je nutné vytvořit konstantní magnetické pole, ve kterém se bude kotva otáčet.
Když se proud v obvodu motoru, zapojeném podle standardního obvodu, zvýší, je budicí vinutí zapojeno do série s kotvou. Tímto zahrnutím také zvyšujeme magnetické pole působící na kotvu, což nám umožňuje dosáhnout linearity charakteristik. Pokud pole zůstane nezměněno, pak bude obtížnější získat dobrou dynamiku, nemluvě o velkých ztrátách výkonu. Je lepší používat takové motory při nízkých rychlostech, protože je pohodlnější ovládat při malých diskrétních pohybech.
Organizací samostatného řízení buzení a kotvy je možné dosáhnout vysoké přesnosti polohování hřídele motoru, ale řídicí obvod se pak výrazně zkomplikuje. Proto se blíže podíváme na ovladač, který umožňuje měnit rychlost otáčení z 0 na maximální hodnotu, avšak bez polohování. To by se mohlo hodit, pokud bude z motoru pračky vyrobena plnohodnotná vrtačka se schopností řezání závitů.
Výběr schématu
Po zjištění všech podmínek, za kterých bude motor používán, můžete začít vyrábět regulátor otáček pro komutátorový motor. Měli byste začít výběrem vhodného schématu, které vám poskytne všechny potřebné vlastnosti a schopnosti. Měli byste si je zapamatovat:
- Regulace rychlosti od 0 do maxima.
- Poskytuje dobrý točivý moment při nízkých otáčkách.
- Plynulé ovládání rychlosti.
Při pohledu na mnoho schémat na internetu můžeme dojít k závěru, že takové „jednotky“ vytváří jen málo lidí. To je způsobeno složitostí principu ovládání, protože je nutné organizovat regulaci mnoha parametrů. Úhel otevření tyristoru, doba trvání řídicího impulsu, doba zrychlení-zpomalení, rychlost nárůstu točivého momentu. Tyto funkce zajišťuje obvod na regulátoru, který provádí složité integrální výpočty a transformace. Podívejme se na jedno ze schémat, které je oblíbené mezi řemeslníky-samouky nebo těmi, kteří chtějí jednoduše využít starý motor z pračky.
Všechna naše kritéria splňuje obvod pro ovládání rychlosti otáčení kartáčovaného motoru, sestavený na specializovaném mikroobvodu TDA 1085. Jedná se o zcela hotový driver pro ovládání motorů, který umožňuje nastavit rychlost od 0 do maximální hodnoty zajišťující udržení točivého momentu pomocí tachogenerátoru.
Designové vlastnosti
Mikroobvod je vybaven vším potřebným pro kvalitní řízení motoru v různých rychlostních režimech, od brzdění až po zrychlení a otáčení na maximální rychlost. Proto jeho použití výrazně zjednodušuje design a zároveň dělá vše univerzální pohon, jelikož si můžete zvolit libovolnou rychlost s konstantním kroutícím momentem na hřídeli a využít ji nejen jako pohon dopravního pásu nebo vrtačky, ale i pro pohyb stolu.
Vlastnosti mikroobvodu lze nalézt na oficiálních stránkách. Naznačíme hlavní vlastnosti, které bude potřeba ke konstrukci převodníku. Patří mezi ně: integrovaný obvod pro převod frekvence na napětí, generátor zrychlení, softstartér, jednotka pro zpracování signálu Tacho, modul pro omezení proudu atd. Jak vidíte, obvod je vybaven řadou ochran, které zajistí stabilní provoz regulátoru v různých režimech.
Níže uvedený obrázek ukazuje typické schéma zapojení pro připojení mikroobvodu.
Schéma je jednoduché, takže je docela reprodukovatelné vlastníma rukama. Existují některé funkce, které zahrnují mezní hodnoty a způsob řízení rychlosti:
Pokud potřebujete zorganizovat zpětný chod motoru, pak budete muset obvod doplnit startérem, který přepne směr budícího vinutí. Budete také potřebovat obvod ovládání nulové rychlosti, abyste dali povolení ke zpětnému chodu. Nezobrazeno na obrázku.
Princip ovládání
Když je rychlost otáčení hřídele motoru nastavena odporem ve výstupním obvodu 5, vytvoří se na výstupu sekvence impulsů pro odblokování triaku o určitý úhel. Rychlost otáčení je sledována tachogenerátorem, který probíhá v digitálním formátu. Budič převádí přijaté impulsy na analogové napětí, proto jsou otáčky hřídele stabilizovány na jediné hodnotě bez ohledu na zatížení. Pokud se změní napětí z tachogenerátoru, vnitřní regulátor zvýší úroveň výstupního řídicího signálu triaku, což povede ke zvýšení rychlosti.
Mikroobvod může ovládat dvě lineární zrychlení, což vám umožní dosáhnout dynamiky požadované od motoru. Jeden z nich je instalován na kolíku Ramp 6 obvodu. Tento regulátor používají sami výrobci praček, takže má všechny výhody pro použití v domácnosti. To je zajištěno přítomností následujících bloků:
Používání podobné schéma poskytuje plnou kontrolu nad komutátorovým motorem v jakémkoli režimu. Díky nucené regulaci zrychlení je možné dosáhnout požadované rychlosti zrychlení na danou rychlost otáčení. Takový regulátor lze použít pro všechny moderní motory praček používaných pro jiné účely.
Automatický regulátor otáček pro motory typu DPM.
Nějak jsem se rozhodl vyrobit automatický regulátor otáček pro svůj motor, kterým dělám díry do desek plošných spojů, už mě nebaví neustále mačkat tlačítko. No, myslím, že je jasné, že se dá regulovat podle potřeby: žádné zatížení - nízká rychlost, zvýšení zatížení - zvýšení rychlosti.
Začal jsem hledat schéma online a našel jsem jich několik. Vidím, že si lidé často stěžují, že PDM nefunguje s motory, no, myslím, že nikdo nezrušil zákon podlosti – ať vidím, co mám. Přesně: DPM-25. Dobře, protože existují problémy, nemá smysl opakovat chyby jiných lidí. Vyrobím si „nové“, ale vlastní.
Rozhodl jsem se začít získáním počátečních dat, konkrétně měřením proudu v různých provozních režimech. Ukázalo se, že můj motor při volnoběhu (volnoběh) odebírá 60 mA a při průměrném zatížení - 200 mA a ještě více, ale to je, když jej začnete konkrétně zpomalovat. Tito. provozní režim 60-250mA. Také jsem si všiml této vlastnosti: rychlost těchto motorů silně závisí na napětí, ale proud závisí na zatížení.
To znamená, že musíme sledovat spotřebu proudu a měnit napětí v závislosti na jeho hodnotě. Seděl jsem a přemýšlel a zrodilo se něco jako tento projekt:
Podle výpočtů měl obvod zvýšit napětí na motoru z 5-6V naprázdno, na 24-27V s nárůstem proudu na 260mA. A podle toho ji snižujte, když klesá.
Samozřejmě to nešlo hned, musel jsem si pohrát s výběrem hodnot integračního řetězce R6, C1. Zaveďte přídavné diody VD1 a VD2 (jak se ukázalo, LM358 neplní své funkce dobře, když se vstupní napětí blíží horní hranici jeho napájecího napětí). Ale moje muka byla naštěstí odměněna. Výsledek se mi moc líbil. Motor se tiše točil na volnoběh a velmi aktivně odolával pokusům o jeho zpomalení.
Zkusil jsem to v praxi. Ukázalo se, že v takových rychlostech se dá dobře mířit i bez děrování a to i s malým zásekem... Navíc rezerva nastavení byla tak velká, že počet otáček závisel na tvrdosti materiálu. Zkoušel jsem to na různé druhy dřeva, pokud bylo měkké, nedosáhl jsem na maximální rychlost, pokud bylo tvrdé, otočil jsem to naplno. Ve výsledku se ukázalo, že bez ohledu na materiál byla rychlost vrtání přibližně stejná. Vrtání se zkrátka stalo velmi pohodlným.
Tranzistor VT2 a rezistor R3 se zahřály až na 70 stupňů, navíc první se zahřál na XX a druhý pod zátěží. Symbolický radiátor v podobě plechu (alias pouzdra) snížil teplotu tranzistoru na 42 stupňů. Rezistor jsem zatím nechal v tomto režimu, pokud vyhoří, vyměním ho za 2 kusy 5,1 Ohm v sérii.
Zde je fotografie přijatého zařízení: 
Pokud by někdo z fotky neuhádl, tělo je plechovka z použité korunky.
Ano, a také nedodávejte do obvodu více než 30V - to je maximální napětí pro LM358. Méně je možné - vrtal jsem normálně na 24V.
To je vše. Pokud má někdo výkonnější motor, je potřeba snížit odpor R3 přibližně o stejnou hodnotu - kolikrát větší je váš proud naprázdno. Pokud je maximální napětí pod 27V, je nutné snížit napájecí napětí a hodnotu rezistoru R2. To není v praxi vyzkoušeno, ale podle propočtů by to tak mělo být. Vzorec je uveden vedle diagramu. Koeficient 100 je správný pro hodnoty R1, R2 a R3 uvedené v diagramu. S jinými nominálními hodnotami to bude takto: R2*R3/R1.
Pokud se tedy parametry vašeho motoru výrazně liší od mého, možná budete muset vybrat R6 a C1. Znaky jsou následující: pokud motor funguje trhaně (rychlost stoupá a pak klesá), je třeba zvýšit hodnocení, pokud je obvod velmi promyšlený (zrychlení trvá dlouho, snížení rychlosti trvá dlouho rychlost při změně zatížení), je třeba jmenovité hodnoty snížit.
Pečeť 
Děkuji za pozornost, přeji úspěch při opakování návrhu.
P.S. Známku jsem nahrál sem.
Rychlost otáčení hřídele komutátorového motoru s nízkým výkonem můžete upravit jeho zapojením do série s jeho napájecím obvodem. Tato možnost však vytváří velmi nízkou účinnost a navíc neexistuje možnost plynulé změny rychlosti otáčení.
Hlavní věc je, že tato metoda někdy vede k úplnému zastavení elektromotoru při nízkém napájecím napětí. Regulátor otáček elektromotoru Stejnosměrné obvody popsané v tomto článku tyto nevýhody nemají. Tyto obvody lze také úspěšně použít ke změně jasu 12voltových žárovek.
Popis 4 obvodů regulátoru otáček elektromotoru
První schéma
Rychlost otáčení je měněna proměnným rezistorem R5, který mění dobu trvání impulsů. Protože amplituda pulzů PWM je konstantní a rovná se napájecímu napětí elektromotoru, nikdy se nezastaví ani při velmi nízké rychlosti otáčení.
Druhé schéma
Je podobný předchozímu, ale jako hlavní oscilátor je použit operační zesilovač DA1 (K140UD7).
Tento operační zesilovač funguje jako generátor napětí vytvářející trojúhelníkové pulsy a mající frekvenci 500 Hz. Variabilní odpor R7 nastavuje rychlost otáčení elektromotoru.
Třetí schéma
Je jedinečný, je na něm postaven. Hlavní oscilátor pracuje s frekvencí 500 Hz. Šířku pulzu, a tedy i otáčky motoru, lze měnit od 2 % do 98 %.
Slabým místem ve všech výše uvedených schématech je, že nemají prvek pro stabilizaci rychlosti otáčení, když se zatížení hřídele stejnosměrného motoru zvyšuje nebo snižuje. Tento problém můžete vyřešit pomocí následujícího diagramu:
Jako většina podobných regulátorů má obvod tohoto regulátoru hlavní generátor napětí, který produkuje trojúhelníkové impulsy s frekvencí 2 kHz. Celým specifikem obvodu je přítomnost pozitivní zpětné vazby (POS) prostřednictvím prvků R12, R11, VD1, C2, DA1.4, která stabilizuje rychlost otáčení hřídele elektromotoru při zvýšení nebo snížení zatížení.
Při nastavování obvodu se specifickým motorem, odporem R12, zvolte hloubku PIC, při které nedochází k vlastním oscilacím rychlosti otáčení při změně zátěže.
Části regulátorů otáček elektromotoru
V těchto obvodech je možné použít tyto náhrady rádiových součástek: tranzistor KT817B - KT815, KT805; KT117A lze nahradit KT117B-G nebo 2N2646; Operační zesilovač K140UD7 na K140UD6, KR544UD1, TL071, TL081; časovač NE555 - S555, KR1006VI1; mikroobvod TL074 - TL064, TL084, LM324.
Při použití výkonnější zátěže lze klíčový tranzistor KT817 nahradit výkonným tranzistorem s efektem pole, například IRF3905 nebo podobným.
Odpovědět
Lorem Ipsum je prostě fiktivní text tiskařského a sazebního průmyslu. Lorem Ipsum je standardním fiktivním textem v tomto odvětví již od 16. století, kdy neznámá tiskárna vzala galéru písma a zakódovala ji, aby vytvořila vzorník písma. Přežila nejen pět http://jquery2dotnet.com/ století , ale také skok do elektronické sazby, která zůstává v podstatě nezměněna.
Automatický regulátor otáček funguje následovně - při volnoběžných otáčkách se vrtačka otáčí rychlostí 15-20 ot./min., jakmile se vrtačka dotkne obrobku pro vrtání, otáčky motoru se zvýší na maximum. Po vyvrtání otvoru a odlehčení motoru otáčky opět klesnou na 15-20 ot./min.
Schéma automatické regulace otáček motoru a LED podsvícení:
Tranzistor KT805 lze nahradit KT815, KT817, KT819.
KT837 lze nahradit KT814, KT816, KT818.
Volbou odporu R3 se nastaví minimální otáčky motoru při volnoběhu.
Volbou kondenzátoru C1 se upraví zpoždění při zapnutí maximálních otáček motoru, když se v motoru objeví zátěž.
Tranzistor T1 musí být umístěn na radiátoru, zahřívá se poměrně silně.
Rezistor R4 se volí v závislosti na napětí použitém k napájení stroje podle maximálního osvětlení LED.
Sestavil jsem obvod s uvedenými jmenovitými hodnotami a byl jsem s chodem automatiky vcelku spokojen, jediný kondenzátor C1 jsem nahradil dvěma paralelně zapojenými kondenzátory 470 µF (byly menší velikosti).
Mimochodem, obvod není pro typ motoru kritický, testoval jsem ho na 4 různých typech, na všech funguje dobře.
K motoru jsou připevněny LED diody, které osvětlují místo vrtání.
Deska plošných spojů mého návrhu regulátoru vypadá takto.
Nějak jsem se rozhodl vyrobit automatický regulátor otáček pro svůj motor, kterým dělám díry do desek plošných spojů, už mě nebaví neustále mačkat tlačítko. No, myslím, že je jasné, že se dá regulovat podle potřeby: žádné zatížení - nízká rychlost, zvýšení zatížení - zvýšení rychlosti.
Začal jsem hledat schéma online a našel jsem jich několik. Vidím, že si lidé často stěžují, že PDM nefunguje s motory, no, myslím, že nikdo nezrušil zákon podlosti – ať vidím, co mám. Přesně: DPM-25. Dobře, protože existují problémy, nemá smysl opakovat chyby jiných lidí. Vyrobím si „nové“, ale vlastní.
Rozhodl jsem se začít získáním počátečních dat, konkrétně měřením proudu v různých provozních režimech. Ukázalo se, že můj motor při volnoběhu (volnoběh) odebírá 60 mA a při průměrném zatížení - 200 mA a ještě více, ale to je, když jej začnete konkrétně zpomalovat. Tito. provozní režim 60-250mA. Také jsem si všiml této vlastnosti: rychlost těchto motorů silně závisí na napětí, ale proud závisí na zatížení.
To znamená, že musíme sledovat spotřebu proudu a měnit napětí v závislosti na jeho hodnotě. Seděl jsem a přemýšlel a zrodilo se něco jako tento projekt:
Podle výpočtů měl obvod zvýšit napětí na motoru z 5-6V naprázdno, na 24-27V s nárůstem proudu na 260mA. A podle toho ji snižujte, když klesá.
Samozřejmě to nešlo hned, musel jsem si pohrát s výběrem hodnot integračního řetězce R6, C1. Zaveďte přídavné diody VD1 a VD2 (jak se ukázalo, LM358 neplní své funkce dobře, když se vstupní napětí blíží horní hranici jeho napájecího napětí). Ale moje muka byla naštěstí odměněna. Výsledek se mi moc líbil. Motor se tiše točil na volnoběh a velmi aktivně odolával pokusům o jeho zpomalení.
Zkusil jsem to v praxi. Ukázalo se, že v takových rychlostech se dá dobře mířit i bez děrování a to i s malým zásekem... Navíc rezerva nastavení byla tak velká, že počet otáček závisel na tvrdosti materiálu. Zkoušel jsem to na různé druhy dřeva, pokud bylo měkké, nedosáhl jsem na maximální rychlost, pokud bylo tvrdé, otočil jsem to naplno. Ve výsledku se ukázalo, že bez ohledu na materiál byla rychlost vrtání přibližně stejná. Vrtání se zkrátka stalo velmi pohodlným.
Tranzistor VT2 a rezistor R3 se zahřály až na 70 stupňů, navíc první se zahřál na XX a druhý pod zátěží. Symbolický radiátor v podobě plechu (alias pouzdra) snížil teplotu tranzistoru na 42 stupňů. Rezistor jsem zatím nechal v tomto režimu, pokud vyhoří, vyměním ho za 2 kusy 5,1 Ohm v sérii.
Zde je fotografie přijatého zařízení:
Pokud by někdo z fotky neuhádl, tělo je plechovka z použité korunky.
Ano, a také nedodávejte do obvodu více než 30V - to je maximální napětí pro LM358. Méně je možné - vrtal jsem normálně na 24V.
To je vše. Pokud má někdo výkonnější motor, je potřeba snížit odpor R3 zhruba o stejnou hodnotu - kolikrát větší je váš proud naprázdno. Pokud je maximální napětí pod 27V, je nutné snížit napájecí napětí a hodnotu rezistoru R2. Toto nebylo v praxi vyzkoušeno, jiné motory nemám, ale podle výpočtů by to tak mělo být. Vzorec je uveden vedle diagramu. Koeficient 100 je správný pro hodnoty R1, R2 a R3 uvedené v diagramu. S jinými nominálními hodnotami to bude takto: R2*R3/R1.
Pokud se tedy parametry vašeho motoru výrazně liší od mého, možná budete muset vybrat R6 a C1. Znaky jsou následující: pokud motor funguje trhaně (rychlost stoupá a pak klesá), je třeba zvýšit hodnocení, pokud je obvod velmi promyšlený (zrychlení trvá dlouho, snížení rychlosti trvá dlouho rychlost při změně zatížení), je třeba jmenovité hodnoty snížit.
Děkuji za pozornost, přeji úspěch při opakování návrhu.
Signet je připojen.
