Регулювання оборотів електродвигунів в сучасній електронній техніці досягається не зміною напруги живлення, як це робилося раніше, а подачею на електромотор імпульсів струму, різної тривалості. Для цих цілей і служать, що останнім часом стали дуже популярними - ШІМ ( широтно-імпульсно модульовані) Регулятори. Схема універсальна - вона і регулятор обертів мотора, і яскравості ламп, і сили струму в зарядному пристрої.
Схема ШИМ регулятора
Зазначена схема добре працює, додається.
Без обробки схеми напругу можна піднімати до 16 вольт. Транзистор ставити в залежності від потужності навантаження.
Можна зібрати ШИМ регуляторі за такою електричною схемою, із звичайним біполярним транзистором:
А при необхідності замість складеного транзистора КТ827 поставити польовий IRFZ44N, з резистором R1 - 47к. Полевик без радіатора при навантаженні до 7 ампер не гріється.
Робота ШИМ регулятора
Таймер на мікросхемі NE555 стежить за напругою на конденсаторі С1, що знімає з виведення THR. Як тільки воно досягне максимуму – відкривається внутрішній транзистор. Що замикає виведення DIS на землю. При цьому на виході OUT утворюється логічний нуль. Конденсатор починає розряджатися через DIS і коли напруга на ньому стане нульовою - система перекинеться в протилежний стан - на виході 1, транзистор закритий. Конденсатор починає знову заряджатися і все знову повторюється.
Заряд конденсатора С1 йде шляхом: «R2->верхнє плече R1 ->D2», а розряд шляхом: D1 -> нижнє плече R1 -> DIS. Коли обертаємо змінний резистор R1, у нас змінюються співвідношення опорів верхнього та нижнього плеча. Що відповідно змінює відношення довжини імпульсу до паузи. Частота визначається в основному конденсатором С1 і ще трохи залежить від величини опору R1. Змінюючи відношення опорів заряду/розряду – змінюємо шпаруватість. Резистор R3 забезпечує підтяжку виходу до високого рівня - так там вихід з відкритим колектором. Який неспроможний самостійно виставити високий рівень.
Діоди можна ставити будь-які конденсатори приблизно такого номіналу, як на схемі. Відхилення в межах одного порядку не впливають на роботу пристрою. На 4.7 нанофарадах, поставлених С1, наприклад, частота знижується до 18кГц, але її майже не чутно.
Якщо після складання схеми гріється ключовий транзистор, що управляє, то швидше за все він повністю не відкривається. Тобто, на транзисторі велике падіння напруги (він частково відкритий) і через нього тече струм. В результаті розсіюється велика потужність на нагрівання. Бажано схему паралелити по виходу конденсаторами великої ємності, інакше співатиме і погано регулюватиме. Щоб не свистів – підбирайте С1, свист часто йде від нього. Загалом сфера застосування дуже широка, особливо перспективним буде її використання як регулятор яскравості потужних світлодіодних ламп, LED стрічок і прожекторів, але наступного разу. Стаття написана за підтримки ear, ur5rnp, stalker68.
Ще один електронний пристрій широкого застосування.
Є потужним ШИМ (PWM) регулятором з плавним ручним управлінням. Працює на постійній напрузі 10-50V (краще не виходити за діапазон 12-40V) та підходить для регулювання потужності різних споживачів (лампи, світлодіоди, двигуни, нагрівачі) з максимальним струмом споживання 40А.
Надіслали у стандартному м'якому конверті 
Корпус скріплюється на клямках, які легко ламаються, тому розкривати акуратно. 
Всередині плата та знята ручка регулятора 
Друкована плата - двосторонній склотекстоліт, паяння та монтаж акуратні. Підключення через потужний клемник. 
Вентиляційні прорізи у корпусі малоефективні, т.к. майже повністю перекриваються друкованою платою. 
У зібраному вигляді виглядає приблизно так 
Реальні розміри трохи більше заявлених: 123x55x40мм
Принципова електрична схема пристрою 
Заявлена частота ШІМ 12kHz. Реальна частота змінюється у діапазоні 12-13kHz при регулюванні вихідної потужності.
При необхідності частоту роботи ШІМ можна зменшити, підпаявши потрібний конденсатор паралельно С5 (вихідна ємність 1nF). Збільшувати частоту небажано, т.к. збільшаться комутаційні втрати.
Змінний резистор має вбудований вимикач у крайньому лівому положенні, що дозволяє вимикати пристрій. Також на платі розташований червоний світлодіод, що горить у робочому стані регулятора.
З мікросхеми ШІМ контролера маркування навіщось старанно затерта, хоча неважко здогадатися, що коштує аналог NE555:)
Діапазон регулювання близький до заявлених 5-100%
Елемент CW1 схожий на стабілізатор струму в корпусі діода, але точно не впевнений.
Як і більшості регуляторів потужності, регулювання здійснюється по мінусовому провіднику. Захист від КЗ відсутня.
На мосфетах та діодному складанні маркування спочатку відсутнє, вони стоять на індивідуальних радіаторах з термопастою.
Регулятор може працювати індуктивну навантаження, т.к. на виході стоїть складання захисних діодів Шоттки, що пригнічує ЕРС самоіндукції.
Перевірка струмом 20А показала, що радіатори незначно гріються і можуть витягнути більше, імовірно до 30А. Виміряний сумарний опір відкритих каналів полевиків всього 0,002 Ом (падає 0,04В на струмі 20А).
Якщо знизити частоту ШІМ, витягнуть усі заявлені 40А. Шкода перевірити не зможу...
Висновки можете зробити самі, мені пристрій сподобався:)
Планую купити +56 Додати в обране Огляд сподобався +38 +85Плавна робота двигуна, без ривків та стрибків потужності – це запорука його довговічності. Для контролю цих показників використовується регулятор обертів електродвигуна на 220В, 12В і 24В, всі частотники можна виготовити своїми руками або купити вже готовий агрегат.
Навіщо потрібний регулятор оборотів
Регулятор обертів двигуна, частотний перетворювач – це прилад на потужному транзисторі, який необхідний для того, щоб інвертувати напругу, а також забезпечити плавну зупинку та пуск асинхронного двигуна за допомогою ШІМу. ШІМ – широко-імпульсне керування електричними пристроями. Його застосовують для створення певної синусоїди змінного та постійного струму.
Фото – потужний регулятор для асинхронного двигунаНайпростіший приклад перетворювача – це стандартний стабілізатор напруги. Але у приладу, що обговорюється, набагато більший спектр роботи і потужність.
Частотні перетворювачі використовуються у будь-якому пристрої, який живиться від електричної енергії. Регулятори забезпечують надзвичайно точний електричний моторний контроль, тому швидкість двигуна можна змінювати в меншу або більшу сторону, підтримувати оберти на потрібному рівні та захищати прилади від різких обертів. При цьому електродвигун використовується тільки енергія, необхідна для роботи, замість того, щоб запускати його на повній потужності.
Фото – регулятор обертів двигуна постійного струму Навіщо потрібний регулятор обертів асинхронного електродвигуна:
- Для економії електроенергії. Контролюючи швидкість двигуна, плавність його запуску та зупинки, сили і частоти оборотів, можна досягти значної економії власних коштів. Як приклад, зниження швидкості на 20% може дати економію енергії у розмірі 50%.
- Перетворювач частоти може бути використаний для контролю температури процесу, тиску або без використання окремого контролера;
- Не потрібно додаткового контролера для плавного запуску;
- Значно знижуються витрати на технічне обслуговування.
Пристрій часто використовується для зварювального апарату (в основному для напівавтоматів), електричної пічки, ряду побутових приладів (пилососа, швейної машинки, радіо, пральної машини), домашнього обігрівача, різних судномоделей і т.д.
Фото – шим контролер обертів Принцип роботи регулятора обертів
Регулятор обертів є пристроєм, що складається з наступних трьох основних підсистем:
- Двигуна змінного струму;
- головного контролера приводу;
- Приводу та додаткових деталей.
Коли двигун змінного струму запускається на повну потужність відбувається передача струму з повною потужністю навантаження, таке повторюється 7-8 разів. Цей струм згинає обмотки двигуна та виробляє тепло, яке виділятиметься тривалий час. Це може значно знизити довговічність двигуна. Іншими словами, перетворювач – це своєрідний ступінчастий інвертор, що забезпечує подвійне перетворення енергії.
Фото – схема регулятора для колекторного двигуна Залежно від вхідної напруги, частотний регулятор числа обертів трифазного або однофазного електродвигуна відбувається випрямлення струму 220 або 380 вольт. Ця дія здійснюється за допомогою діода, що випрямляє, який розташований на вході енергії. Далі струм проходить фільтрацію за допомогою конденсаторів. Далі формується ШІМ, це відповідає електросхема. Тепер обмотки асинхронного електродвигуна готові до передачі імпульсного сигналу та їх інтеграції до потрібної синусоїди. Навіть у мікроелектродвигуна ці сигнали видаються, у буквальному значенні слова, пачками.
Фото – синусоїда нормальної роботи електродвигуна Як вибрати регулятор
Існує кілька характеристик, за якими потрібно вибирати регулятор оборотів для автомобіля, верстатного електродвигуна, побутових потреб:
- Тип керування. Для колекторного електродвигуна бувають регулятори з векторною або скалярною системою керування. Перші найчастіше застосовуються, але другі вважаються надійнішими;
- Потужність. Це один із найважливіших факторів для вибору електричного перетворювача частот. Потрібно підбирати частотник з потужністю, яка відповідає максимально допустимій на приладі, що охороняється. Але для низьковольтного двигуна краще підібрати регулятор потужніше, ніж допустима величина Ватт;
- напруга. Звичайно, тут все індивідуально, але по можливості потрібно купити регулятор оборотів для електродвигуна, у якого принципова схема має широкий діапазон допустимих напруг;
- Діапазон частот. Перетворення частоти – це основне завдання даного приладу, тому намагайтеся вибрати модель, яка максимально відповідатиме Вашим потребам. Скажімо, для ручного фрезера буде достатньо 1000 герц;
- За іншими характеристиками. Це термін гарантії, кількість входів, розмір (для настільних верстатів та ручних інструментів є спеціальна приставка).
При цьому потрібно розуміти, що є так званий універсальний регулятор обертання. Це частотний перетворювач для безколекторних двигунів.
Фото – схема регулятора для безколекторних двигунів У цій схемі є дві частини – одна логічна, де на мікросхемі розташований мікроконтролер, а друга – силова. В основному, така електрична схема використовується для потужного електричного двигуна.
Відео: регулятор оборотів електродвигуна з ШИро V2
Як зробити саморобний регулятор обертів двигуна
Можна зробити простий симісторний регулятор оборотів електродвигуна, його схема представлена нижче, а ціна складається тільки з деталей, що продаються в магазині електротехніки.
Для роботи нам знадобиться потужний симістор типу BT138-600, її радить журнал радіотехніки.
Фото – схема регулятора оборотів своїми руками В описаній схемі обороти будуть регулюватися за допомогою потенціометра P1. Параметром P1 визначається фаза вхідного імпульсного сигналу, який у свою чергу відкриває симистор. Така схема може застосовуватися як у польовому господарстві, так і домашньому. Можна використовувати цей регулятор для швейних машинок, вентиляторів, настільних свердлильних верстатів.
Принцип роботи простий: у момент, коли двигун трохи загальмовується, його індуктивність падає, і це збільшує напругу R2-P1 і C3, то в свою чергу тягне більш тривале відкриття сімістора.
Тиристорний регулятор із зворотним зв'язком працює трохи по-іншому. Він забезпечує зворотний хід енергії в енергетичну систему, що є дуже економним та вигідним. Цей електронний прилад передбачає включення в електричну схему потужного тиристора. Його схема виглядає ось так:
Тут для подачі постійного струму та випрямлення потрібен генератор сигналу, що управляє, підсилювач, тиристор, ланцюг стабілізації оборотів.
