Регулятор мощности коллекторного двигателя: Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220В

Содержание

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220В

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220в бывает двух типов стандартная и модифицированная. Все зависит непосредственно от регулятора, который вы используете.

Зачем они нужны

Множество бытовых приборов и электроинструментов не обходятся без коллекторного электродвигателя. Такая популярность подобного электродвигателя обусловлена универсальностью.

Для коллекторного электродвигателя может использование питание от тока постоянного или переменного напряжения. Дополнительным преимуществом является эффективный пусковой момент. При этом работа от постоянного или переменного тока электродвигателя сопровождается высокой частотой оборотом, что подходит далеко не всем пользователям. Чтобы обеспечить более плавный пуск и иметь возможность настраивать частоту вращения, используется регулятор оборотов. Простой регулятор вполне можно изготовить своими руками.

Но прежде чем будет обсуждаться схема, сначала нужно разобраться в коллекторных двигателях.

Коллекторные электродвигатели

Конструкция любого коллекторного двигателя включает несколько основных элементов:

  • Коллектор,
  • Щетки,
  • Ротор,
  • Статор.

Работа стандартного коллекторного электродвигателя основана на следующих принципах.

  1. Осуществляется подача тока от источника напряжения 220в. Именно 220 Вольт является стандартным напряжением бытовой сети. Для большинства приборов с электромоторами более 220 Вольт не требуется. Причем подача тока идет на ротор и статор, которые соединяются один с другим.
  2. В результате подачи тока от источника 220в образуется поле магнитное.
  3. Под воздействием магнитного напряжения начинается вращение ротора.
  4. Щетки осуществляют передачу напряжения непосредственно на ротор устройства. Причем щетки обычно изготавливают на основе графита.
  5. Когда направление тока в роторе или статоре меняется, вал вращается в обратную сторону.

Кроме стандартных коллекторных электродвигателей, существуют другие агрегаты:

  • Электромотор последовательного возбуждения. Их устойчивость к перегрузкам более внушительная. Часто встречаются в бытовых электроприборах,
  • Устройства параллельного возбуждения. У них сопротивление не отличается большими показателями, количество витков существенно больше, чем у аналогов,
  • Однофазный электромотор. Его очень легко изготовить своими руками, мощность на приличном уровне, а вот коэффициент полезного действия оставляет желать лучшего.

Регуляторы оборотов

Теперь возвращаемся к теме регулятора оборотов. Все доступные сегодня схемы можно разделить на две большие категории:

  • Стандартная схема регулятора оборотов,
  • Модифицированные устройства контроля оборотов.

Разберемся в особенностях схем подробнее.

Стандартные схемы

Стандартная схема регулятора коллекторного электромотора имеет несколько особенностей:

  • Изготовить динистор не составит труда. Это важное преимущество устройства,
  • Регулятор отличается высокой степенью надежности, что положительно сказывается в течение его периода эксплуатации,
  • Позволяет комфортно для пользователя менять обороты двигателя,
  • Большинство моделей основаны на тиристорном регуляторе.

Если вас интересует принцип работы, то такая схема выглядит довольно просто.

  1. Заряд тока от источника 220 Вольт идет к конденсатору.
  2. Далее идет напряжение пробоя динистора через переменный резистор.
  3. После этого происходит непосредственно сам пробой.
  4. Симистор открывается. Этот элемент несет ответственность за нагрузку.
  5. Чем выше окажется напряжение, чем чаще будет происходить открытие симистора.
  6. За счет подобного принципа работы происходит регулировка оборотов электродвигателя.
  7. Наибольшая доля подобных схем регулировки электродвигателя приходится на импортные бытовые пылесосы.
  8. Но при использовании стандартной схемы регулятора оборотов важно понимать, что он обратной связью не обладает. И если с нагрузкой произойдут изменения, обороты электродвигателя придется настраивать.

Модифицированная схема

Прогресс не стоит на месте. Несмотря на удовлетворительные характеристики стандартной схемы регулятора оборотов двигателя, усовершенствования никому еще не навредили.

Наиболее часто применяемыми схемами являются две:

  • Реостатная. Из названия становится очевидно, что здесь основой выступает реостатная схема. Такие регуляторы высокоэффективные при смене количества оборотов электродвигателя. Высокие показатели эффективности объясняются использованием силовых транзисторов, отбирающих часть напряжения. Так меньшее количество тока из источника 220 Вольт поступает на двигатель, ему не приходится работать с большой нагрузкой. При этом схема имеет определенный недостаток большое количество выделяемого тепла. Чтобы регулятор работал длительное время, для электроинструмента потребуется активное постоянное охлаждение,
  • Интегральная. Для работы интегрального устройства регулирования используется интегральный таймер, который отвечает за нагрузку на электродвигатель. Здесь могут быть задействованы всевозможные транзисторы. Это обусловлено наличием микросхемы в конструкции с большими параметрами выходного тока. При нагрузке менее 0,1 Ампер, все напряжение идет непосредственно на микросхему, обходя транзисторы. Чтобы регулятор работал эффективно, на затворе требуется наличие напряжения в 12 Вольт. Из этого вытекает, что электрическая цепь и напряжение питания обязаны отвечать данному диапазону.

Простой самодельный регулятор

Если вы не хотите покупать готовый регулятор оборотов для двигателя, его вполне можно попробовать изготовить своими руками для контроля мощности устройства.

Это дополнительные навыки для вас и определенная экономия средств для кошелька.

Для изготовления регулятора вам потребуется:

  • Набор проводков,
  • Паяльник,
  • Схема,
  • Конденсаторы,
  • Резисторы,
  • Тиристор.

Монтажная схема будет выглядеть следующим образом.

Согласно представленной схеме, регулятор мощности и оборотов будет контролировать 1 полупериод. Расшифровывается она следующим образом.

  1. Питание от стандартной сети 220в поступает на конденсатор. 220 Вольт стандартный показатель бытовых розеток.
  2. Конденсатор, получив заряд, вступает в работу.
  3. Нагрузка переходит к нижнему кабелю и резисторам.
  4. Положительный контакт конденсатора соединяется с электродом тиристора.
  5. Идет один достаточный заряд напряжения.
  6. Второй полупроводник при этом открывается.
  7. Тиристор через себя пропускает полученную от конденсатора нагрузку.
  8. Происходит разряжение конденсатора, и полупериод вновь повторяется.

При большой мощности электродвигателя, питающегося от постоянного или переменного тока, регулятор дает возможность применять агрегат более экономично.

Самодельные регуляторы оборотов имеют полное право на свое существование. Но когда речь заходит о необходимости использовать регулятор электродвигателя для более серьезного оборудования, рекомендуется купить готовое устройство. Пусть оно обойдется дороже, но вы будете уверены в работоспособности и надежности агрегата.

Как уменьшить, увеличить обороты электродвигателя 220 и 12В?

Для плавности увеличения и уменьшения скорости вращения вала существует специальный прибор  – регулятор оборотов электродвигателя 220в. Стабильная эксплуатация, отсутствие перебоев напряжения, долгий срок службы – преимущества использования регулятора оборотов двигателя на 220, 12 и 24 вольт.

Способы изменения вращения зависят от модели электрической машины. Характеристики электрических машин отличаются: постоянного и переменного тока, однофазные, трехфазные. Поэтому говорить нужно о каждом случае отдельно.

Простейший вариант

Легче всего изменять обороты электродвигателя постоянного тока. Они меняются простым изменением напряжения питания. Причем неважно где: на якоре или на возбуждении, но это касается только маломощных машин с минимальной нагрузкой. В основном управление скоростью вращения производят по цепи якоря. Более того, здесь возможно реостатное регулирование, если мощность мотора небольшая, или есть довольно мощный реостат.

Это самый неэкономичный вариант. Механические характеристики двигателя с независимым возбуждением самые невыгодные из-за больших потерь, результатом чего является падение механической мощности, КПД.

Еще одна возможность – введение реостата в обмотку возбуждения. Рассматривая характеристики двигателя с независимым возбуждением, увидим, что регулирование скорости вращения возможно только в сторону увеличения оборотов. Это происходит ввиду насыщения обмотки.

Итак, реостатное регулирование скорости вращения аппарата независимого возбуждения оправдано в системах с минимальной нагрузкой. Лучше всего, когда работа при таком включении буде периодической.

В цепи якоря

Это лучший вариант регулирования скорости мотора с независимым возбуждением. Частота вращения прямо пропорциональна подводимому к якорю напряжению. Механические характеристики не меняют своего угла наклона, а перемещаются параллельно друг другу.

Для осуществления этой схемы нужно цепь якоря подключить к источнику напряжения, которое можно менять.

Это возможно в электрических машинах малой или средней мощности. Двигатель большой мощности целесообразно подключить в схему с генератором напряжения независимого возбуждения.

В качестве привода для генератора используют обычный трехфазный асинхронник. Чтобы уменьшить обороты, достаточно на якоре понизить напряжение. Оно меняется от номинального и вниз. Эта схема имеет название «двигатель-генератор». Таким образом можно менять параметры на двигателе 220в.

Для низкого напряжения

Управление агрегатами на 12в проще из-за более низкого напряжения и как следствие, более доступных деталей. Вариантов подобных схем множество, поэтому важно понять сам принцип.

Такой двигатель имеет ротор, щеточный механизм и магниты. На выходе у него всего два провода, контролирование скорости идет по ним. Питание может быть 12, 24, 36в, или другое. Что нужно – это его менять. Лучше, когда в пределах от нуля до максимума. В более простых вариантах 12–0в не получится, другие варианты дают такую возможность.

Кто-то паяет радиоэлементы навесным монтажом, кто-то набирает печатную плату – это уже зависит от желания и возможностей каждого человека.

Этот вариант подойдет, если точность неважна: например, вентилятор. Напряжение меняется от 0 до 12 вольт, пропорционально меняется крутящий момент.

Другой вариант – со стабилизацией оборотов независимо от нагрузки на валу.

Питание 12 вольт, схема очень проста. Двигатель набирает обороты плавно, и также плавно их сбавляет так как напряжение на выходе меняется в пределах 12–0в. Как результат – можно убрать крутящий момент практически до нуля. Если потенциометр крутить в обратном направлении, мотор так же постепенно набирает обороты до максимума. Микросхема очень распространенная, ее характеристики тоже подробно описаны. Питание 12–18в.

Есть еще один вариант, только это уже не для 12, а для 24в питания.

Двигатель постоянного тока, питание – переменное, так как стоит диодный мост. При желании можно мост выбросить и запитывать постоянкой от своего блока питания.

От сети

Однофазные электродвигатели переменного тока также позволяют регулировать вращение ротора.

Коллекторные машины

Такие моторы стоят на электродрелях, электролобзиках и другом инструменте. Чтобы уменьшить или увеличить обороты, достаточно, как и в предыдущих случаях, изменять напряжение питания. Для этой цели также есть свои решения.

Конструкция подключается непосредственно к сети. Регулировочный элемент – симистор, управление которого осуществляется динистором. Симистор ставится на теплоотвод, максимальная мощность нагрузки – 600 Вт.

Если есть подходящий ЛАТР, можно все это делать при помощи его.

Двухфазный двигатель

Аппарат, имеющий две обмотки – пусковую и рабочую, по своему принципу является двухфазным. В отличие от трехфазного имеет возможность менять скорость ротора. Характеристика крутящегося магнитного поля у него не круговая, а эллиптическая, что обусловлено его устройством.

Есть две возможности контролирования числа оборотов:

  1. Менять амплитуду напряжения питания (Uy),
  2. Фазное – меняем емкость конденсатора.

Такие агрегаты широко распространены в быту и на производстве.

Обычные асинхронники

Электрические машины трехфазного тока, несмотря на простоту в эксплуатации, обладают рядом характеристик, которые нужно учитывать. Если просто изменять питающее напряжение, будет в небольших пределах меняться момент, но не более. Чтобы в широких пределах регулировать обороты, необходимо довольно сложное оборудование, которое просто так собрать и наладить сложно и дорого.

Для этой цели промышленностью налажен выпуск частотных преобразователей, помогающих менять обороты электродвигателя в нужном диапазоне.

Асинхронник набирает обороты в согласии с выставленными на частотнике параметрами, которые можно менять в широком диапазоне. Преобразователь – самое лучшее решение для таких двигателей.

Выбираем устройство

Для того чтобы подобрать эффективный регулятор необходимо учитывать характеристики прибора, особенности назначения.

  1. Для коллекторных электродвигателей распространены векторные контроллеры, но скалярные являются надёжнее.
  2. Важным критерием выбора является мощность. Она должна соответствовать допустимой на используемом агрегате. А лучше превышать для безопасной работы системы.
  3. Напряжение должно быть в допустимых широких диапазонах.
  4. Основное предназначение регулятора преобразовывать частоту, поэтому данный аспект необходимо выбрать соответственно техническим требованиям.
  5. Ещё необходимо обратить внимание на срок службы, размеры, количество входов.

Прибор триак

Устройство симистр (триак) используется для регулирования освещением, мощностью нагревательных элементов, скоростью вращения.

Схема контроллера на симисторе содержит минимум деталей, изображенных на рисунке, где С1 – конденсатор, R1 – первый резистор, R2 – второй резистор.

С помощью преобразователя регулируется мощность методом изменения времени открытого симистора. Если он закрыт, конденсатор заряжается посредством нагрузки и резисторов. Один резистор контролирует величину тока, а второй регулирует скорость заряда.

Когда конденсатор достигает предельного порога напряжения 12в или 24в, срабатывает ключ. Симистр переходит в открытое состояние. При переходе напряжения сети через ноль, симистр запирается, далее конденсатор даёт отрицательный заряд.

Преобразователи на электронных ключах

Тиристорные регуляторы мощности являются одними из самых распространенных, обладающие простой схемой работы.

Тиристор, работает в сети переменного тока.

Отдельным видом является стабилизатор напряжения переменного тока. Стабилизатор  содержит трансформатор с многочисленными обмотками.

Схема стабилизатора постоянного тока

Зарядное устройство 24 вольт на тиристоре

Принцип действия заключаются в заряде конденсатора и запертом тиристоре, а при достижении конденсатором напряжения, тиристор посылает ток на нагрузку.

Процесс пропорциональных сигналов

Сигналы, поступающие на вход системы, образуют обратную связь. Подробнее рассмотрим с помощью микросхемы.

Микросхема TDA 1085

Микросхема TDA 1085, изображенная выше, обеспечивает управление электродвигателем 12в, 24в обратной связью без потерь мощности. Обязательным является содержание таходатчика, обеспечивающего обратную связь двигателя с платой регулирования. Сигнал стаходатчика идёт на микросхему, которая передаёт силовым элементам задачу – добавить напряжение на мотор. При нагрузке на вал, плата прибавляет напряжение, а мощность увеличивается. Отпуская вал, напряжение уменьшается. Обороты будут постоянными, а силовой момент не изменится. Частота управляется в большом диапазоне. Такой двигатель 12, 24 вольт устанавливается в стиральные машины.

Своими руками можно сделать прибор для гриндера, токарного станка по дереву, точила, бетономешалки, соломорезки, газонокосилки, дровокола и многого другого.

Промышленные регуляторы, состоящие из контроллеров 12, 24 вольт, заливаются смолой, поэтому ремонту не подлежат. Поэтому часто изготавливается прибор 12в самостоятельно. Несложный вариант с использованием микросхемы U2008B. В регуляторе используется обратная связь по току или плавный пуск. В случае использования последнего необходимы элементы C1, R4, перемычка X1 не нужна, а при обратной связи наоборот.

При сборе регулятора правильно выбирать резистор. Так как при большом резисторе, на старте могут быть рывки, а при маленьком резисторе компенсация будет недостаточной.

Важно! При регулировке контроллера мощности нужно помнить, что все детали устройства подключены к сети переменного тока, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности!

Регуляторы оборотов вращения однофазных и трехфазных двигателей 24, 12 вольт представляют собой функциональное и ценное устройство, как в быту, так и в промышленности.

Измерения

Понятно, что число оборотов нужно как-то определять. Для этого используют тахометры. Они показывают число вращения на данный момент. Обычным мультиметром просто так измерить скорость не получится, разве что на автомобиле.

Как видно, на электрических машинах можно менять различные параметры, подстраивая их под нужды производства и домашнего хозяйства.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя без потерь

Для выполнения многих видов работ по обработке древесины, металла или других типов материалов требуются не высокие скорости, а хорошее тяговое усилие. Правильнее будет сказать — момент. Именно благодаря ему запланированную работу можно выполнить качественно и с минимальными потерями мощности. Для этого в качестве приводного устройства применяются моторы постоянного тока (или коллекторные), в которых выпрямление питающего напряжения осуществляется самим агрегатом. Тогда для достижения требуемых рабочих характеристик необходима регулировка оборотов коллекторного двигателя без потери мощности.

Особенности регулирования скорости

Важно знать, что каждый двигатель при вращении потребляет не только активную, но и реактивную мощность. При этом уровень реактивной мощности будет больше, что связано с характером нагрузки. В данном случае задачей конструирования устройств регулирования скорости вращения коллекторных двигателей является уменьшение разницы между активной и реактивной мощностями. Поэтому подобные преобразователи будут довольно сложными, и самостоятельно их изготовить непросто.

Своими руками можно сконструировать лишь некоторое подобие регулятора, но говорить о сохранении мощности не стоит. Что такое мощность? С точки зрения электрических показателей, это произведение потребляемого тока, умноженное на напряжение. Результат даст некое значение, которое включает активную и реактивную составляющие. Для выделения только активной, то есть сведения потерь к нулю, необходимо изменить характер нагрузки на активную. Такими характеристиками обладают только полупроводниковые резисторы.

Следовательно, необходимо индуктивность заменить на резистор, но это невозможно, потому что двигатель превратится во что-то иное и явно не станет приводить что-либо в движение. Задача регулирования без потерь заключается в том, чтобы сохранить момент, а не мощность: она все равно будет изменяться. Справиться с подобной задачей сможет только преобразователь, который будет управлять скоростью за счёт изменения длительности импульса открытия тиристоров или силовых транзисторов.

Обобщенная схема регулятора

Примером регулятора, который осуществляет принцип управления мотором без потерь мощности, можно рассмотреть тиристорный преобразователь. Это пропорционально-интегральные схемы с обратной связью, которые обеспечивают жесткое регулирование характеристик, начиная от разгона-торможения и заканчивая реверсом. Самым эффективным является импульсно-фазовое управление: частота следования импульсов отпирания синхронизируется с частотой сети. Это позволяет сохранять момент без роста потерь в реактивной составляющей. Обобщенную схему можно представить несколькими блоками:

  • силовой управляемый выпрямитель;
  • блок управления выпрямителем или схема импульсно-фазового регулирования;
  • обратная связь по тахогенератору;
  • блок регулирования тока в обмотках двигателя.

Перед тем как углубляться в более точное устройство и принцип регулирования, необходимо определиться с типом коллекторного двигателя. От этого будет зависеть схема управления его рабочими характеристиками.

Разновидности коллекторных двигателей

Известно, как минимум, два типа коллекторных двигателей. К первому относятся устройства с якорем и обмоткой возбуждения на статоре. Ко второму можно отнести приспособления с якорем и постоянными магнитами. Также необходимо определиться, для каких целей требуется сконструировать регулятор:

  • Если необходимо регулировать простым движением (например, вращением шлифовального камня или сверлением), то обороты потребуется изменять в пределах от какого-то минимального значения, неравному нулю, — до максимального. Примерный показатель: от 1000 до 3000 об/мин. Для этого подойдёт упрощённая схема на 1 тиристоре или на паре транзисторов.
  • Если необходимо управлять скоростью от 0 до максимума, тогда придется использовать полноценные схемы преобразователей с обратной связью и жёсткими характеристиками регулирования. Обычно у мастеров-самоучек или любителей оказываются именно коллекторные двигатели с обмоткой возбуждения и тахогенератором. Таким мотором является агрегат, используемый в любой современной стиральной машине и часто выходящий из строя. Поэтому рассмотрим принцип управления именно этим двигателем, изучив его устройство более подробно.

Конструкция мотора

Конструктивно двигатель от стиральной машины «Индезит» несложен, но при проектировании регулятора управления его скоростью необходимо учесть параметры. Моторы могут быть различными по характеристикам, из-за чего будет изменяться и управление. Также учитывается режим работы, от чего будет зависеть конструкция преобразователя. Конструктивно коллекторный мотор состоит из следующих компонентов:

  • Якорь, на нем имеется обмотка, уложенная в пазы сердечника.
  • Коллектор, механический выпрямитель переменного напряжения сети, посредством которого оно передается на обмотку.
  • Статор с обмоткой возбуждения. Он необходим для создания постоянного магнитного поля, в котором будет вращаться якорь.

При увеличении тока в цепи двигателя, включенного по стандартной схеме, обмотка возбуждения включена последовательно с якорем. При таком включении мы увеличиваем и магнитное поле, воздействующее на якорь, что позволяет добиться линейности характеристик. Если поле будет неизменным, то получить хорошую динамику сложнее, не говоря уже о больших потерях мощности. Такие двигатели лучше использовать на низких скоростях, так как ими удобнее управлять на малых дискретных перемещениях.

Организовав раздельное управление возбуждением и якорем, можно добиться высокой точности позиционирования вала двигателя, но схема управления тогда существенно усложнится. Поэтому подробнее рассмотрим регулятор, который позволяет изменять скорость вращения от 0 до максимальной величины, но без позиционирования. Это может пригодиться, если из двигателя от стиральной машины будет изготавливаться полноценный сверлильный станок с возможностью нарезания резьбы.

Выбор схемы

Выяснив все условия, при которых будет использоваться мотор, можно начинать изготавливать регулятор оборотов коллекторного двигателя. Начинать стоит с выбора подходящей схемы, которая обеспечит вас всеми необходимыми характеристиками и возможностями. Следует вспомнить их:

  • Регулирование скорости от 0 до максимума.
  • Обеспечение хорошего крутящего момента на низких скоростях.
  • Плавность регулирования оборотов.

Рассматривая множество схем в интернете, можно сделать вывод о том, что мало кто занимается созданием подобных «агрегатов». Это связано со сложностью принципа управления, так как необходимо организовать регулирование многих параметров. Угол открытия тиристоров, длительность импульса управления, время разгона-торможения, скорость нарастания момента. Данными функциями занимается схема на контроллере, выполняющая сложные интегральные вычисления и преобразования. Рассмотрим одну из схем, которая пользуется популярностью у мастеров-самоучек или тех, кто просто хочет с пользой применить старый двигатель от стиральной машины.

Всем нашим критериям отвечает схема управления скоростью вращения коллекторным двигателем, собранная на специализированной микросхеме TDA 1085. Это полностью готовый драйвер для управления моторами, которые позволяют регулировать скорость от 0 до максимального значения, обеспечивая поддержание момента за счёт использования тахогенератора.

Особенности конструкции

Микросхема оснащена всем необходимым для осуществления качественного управления двигателем в различных скоростных режимах, начиная от торможения, заканчивая разгоном и вращением с максимальной скоростью. Поэтому ее использование намного упрощает конструкцию, одновременно делая весь привод универсальным, так как можно выбирать любые обороты с неизменным моментом на валу и использовать не только в качестве привода конвейерной ленты или сверлильного станка, но и для перемещения стола.

Характеристики микросхемы можно найти на официальном сайте. Мы укажем основные особенности, которые потребуются для конструирования преобразователя. К ним можно отнести: интегрированную схему преобразования частоты в напряжение, генератор разгона, устройство плавного пуска, блок обработки сигналов Тахо, модуль ограничения тока и прочее. Как видите, схема оснащена рядом защит, которые обеспечат стабильность функционирования регулятора в разных режимах.

На рисунке ниже изображена типовая схема включения микросхемы.

Схема несложная, поэтому вполне воспроизводима своими руками. Есть некоторые особенности, к которым относятся предельные значения и способ регулирования скоростью:

  • Максимальный ток в обмотках двигателя не должен превышать 10 А (при условии той комплектации, которая представлена на схеме). Если применить симистор с большим прямым током, то мощность может быть выше. Учтите, что потребуется изменить сопротивление в цепи обратной связи в меньшую сторону, а также индуктивность шунта.
  • Максимальная скорость вращения достигается 3200 об/мин. Эта характеристика зависит от типа двигателя. Схема может управлять моторами до 16 тыс. об/мин.
  • Время разгона до максимальной скорости достигает 1 секунды.
  • Нормальный разгон обеспечивается за 10 секунд от 800 до 1300 об/мин.
  • На двигателе использован 8-полюсный тахогенератор с максимальным выходным напряжением на 6000 об/мин 30 В. То есть он должен выдавать 8мВ на 1 об/мин. При 15000 об/мин на нем должно быть напряжение 12 В.
  • Для управления двигателем используется симистор на 15А и предельным напряжением 600 В.

Если потребуется организовать реверс двигателя, то для этого придется дополнить схему пускателем, который будет переключать направление обмотки возбуждения. Также потребуется схема контроля нулевых оборотов, чтобы давать разрешение на реверс. На рисунке не указано.

Принцип управления

При задании скорости вращения вала двигателя резистором в цепи вывода 5 на выходе формируется последовательность импульсов для отпирания симистора на определенную величину угла. Интенсивность оборотов отслеживается по тахогенератору, что происходит в цифровом формате. Драйвер преобразует полученные импульсы в аналоговое напряжение, из-за чего скорость вала стабилизируется на едином значении, независимо от нагрузки. Если напряжение с тахогенератора изменится, то внутренний регулятор увеличит уровень выходного сигнала управления симистора, что приведёт к повышению скорости.

Микросхема может управлять двумя линейными ускорениями, позволяющими добиваться требуемой от двигателя динамики. Одно из них устанавливается по Ramp 6 вывод схемы. Данный регулятор используется самими производителями стиральных машин, поэтому он обладает всеми преимуществами для того, чтобы быть использованным в бытовых целях. Это обеспечивается благодаря наличию следующих блоков:

  • Стабилизатор напряжения для обеспечения нормальной работы схемы управления. Он реализован по выводам 9, 10.
  • Схема контроля скорости вращения. Реализована по выводам МС 4, 11, 12. При необходимости регулятор можно перевести на аналоговый датчик, тогда выводы 8 и 12 объединяются.
  • Блок пусковых импульсов. Он реализован по выводам 1, 2, 13, 14, 15. Выполняет регулировку длительности импульсов управления, задержку, формирования их из постоянного напряжения и калибровку.
  • Устройство генерации напряжения пилообразной формы. Выводы 5, 6 и 7. Он используется для регулирования скорости согласно заданному значению.
  • Схема усилителя управления. Вывод 16. Позволяет отрегулировать разницу между заданной и фактической скоростью.
  • Устройство ограничения тока по выводу 3. При повышении напряжения на нем происходит уменьшение угла отпирания симистора.

Использование подобной схемы обеспечивает полноценное управление коллекторным мотором в любых режимах. Благодаря принудительному регулированию ускорения можно добиваться необходимой скорости разгона до заданной частоты вращения. Такой регулятор можно применять для всех современных двигателей от стиралок, используемых в иных целях.

Регулятор оборотов с поддержанием мощности своими руками

Залогом долговечности любого двигателя является плавность его работы. Для решения поставленной задачи в коллекторных силовых установках используются регуляторы оборотов с поддержанием мощности. Эти устройства можно приобрести либо сделать своими руками.Регулятор оборотов представляет собой частотный преобразователь, в основе которого лежит мощный транзистор. Он необходим для инвертирования напряжения, а также плавной остановки (пуска) электродвигателя при помощи широко-импульсного управления электрическими устройствами или ШИМ.

Область применения регуляторов

Простым примером такого преобразователя является стабилизатор напряжения, часто используемый в быту. Однако в сравнении с ним регулятор оборотов более функционален. Частотные преобразователи нашли широкое применение и используются во всех электроустройствах. Благодаря их применению не только обеспечивается точный контроль над работой двигателя,

но также достигается экономия электрической энергии, так как силовая установка потребляет лишь необходимую мощность, а не максимальную.

Купить регулятор оборотов двигателя без потери мощности можно для решения следующих задач:

  • Контроль температуры мотора без использования дополнительных контроллеров.
  • Сокращаются затраты на техническое обслуживание.
  • Обеспечивается плавный пуск.
  • Экономится электрическая энергия.

Устройство используется во всей бытовой технике, сварочных аппаратах и т. д.

Принцип работы устройства

В состав устройства входит три основных подсистемы:

  • Электромотор.
  • Микроконтроллерная система управления с блоком преобразователя.
  • Привод и связанные с ним механизмы.

После того как электродвигатель был запущен, показатель силы тока в цепи достигает максимальных значений. Причем этот процесс повторяется несколько раз, что приводит к выделению большого количества тепла. В результате долговечность электродвигателя сокращается. Используемое устройство исполняет роль ступенчатого инвертора, обеспечивая двойное преобразование энергии.

В зависимости от подаваемого напряжения, частотный регулятор выпрямляет ток посредством диода, расположенного на входе схемы. Затем ток проходит дополнительную фильтрацию, благодаря нескольким конденсаторам и поступает в микросхему, формирующую ШИМ. Вследствие всех этих процессов обмотка двигателя не подвергается чрезмерной нагрузке.

Рекомендации по выбору

Есть несколько характеристик, на которые необходимо обращать внимание при выборе регулятора:

  • Тип управления — в коллекторных электродвигателях используются векторные и скалярные системы управления. Первый вид чаще применяется, но второй является более надежным.
  • Мощность — этот показатель должен соответствовать максимально допустимой мощности предохраняемого устройства. Если силовая установка является низковольтной, то стоит остановить выбор на регуляторе с более высоким показателем мощности в сравнении с допустимым.
  • Напряжение — подбирается в соответствии с характеристиками двигателя.
  • Частотный диапазон — должен полностью соответствовать поставленным задачам, например, для ручного фрезерного станка вполне достаточно 1000 Гц.

Все остальные характеристики (габариты, срок гарантии и т. д. ) можно смело считать второстепенными. На рынке достаточно много брендов, выпускающих качественные и сравнительно недорогие устройства.

Изготовление своими руками

Если устройство планируется использовать в домашних условиях, то порой покупать готовое не имеет смысла. С финансовой точки зрения проще изготовить регулятор оборотов с поддержанием мощности своими руками. Для этого потребуется лишь несколько радиодеталей, которые могут быть легко приобретены. Основным элементом схемы является симистор типа ВТ138−600, а для регулирования оборотов используется потенциометр (обозначен буквой Р).

Существует много схем для создания регулятора частоты вращения, но предложенная наиболее проста в изготовлении. Собранное на ее основе устройство может использоваться для решения различных задач, например, в электроприводе швейной машинки или настольного станка. Принцип работы схемы предельно прост: при замедлении вращения двигателя показатель его индукции снижается, что приводит к росту напряжения на С3, R 2 и Р с последующим открытием тиристора.

Хотя предложенная схема проста, она позволяет решить большое количество задач. При желании можно собрать более сложное устройство — тиристорный регулятор с обратной связью. Это выгодное решение с точки зрения экономии электроэнергии, но требующее большего набора знаний в области радиотехники, ведь практически все они основаны на микросхемах, например, TDA 1080.

коллекторный и асинхронный двигатели и варианты регулировки

Практически во всех бытовых приборах и электроинструментах используется коллекторныйдвигатель. В более новых моделях болгарок, шуруповертов, ручных фрезеров, пылесосов, миксеров и других присутствует регулировка оборотов двигателя, но в более поздних моделях такой функции нет. Такими инструментами и бытовыми приборами не всегда удобно работать, и поэтому существуют регуляторы оборотов с поддержанием мощности.

Виды двигателей и принцип работы

Двигатели делятся на три типа: коллекторный, асинхронный и бесколлекторный. В большинстве электроинструментов стоит первый тип. Этот электродвигатель имеет довольно компактный размер. Его мощность значительно выше, чем у асинхронного, а цена довольно низкая. Что касается асинхронных, то этот тип в основном используется в металлообрабатывающей отрасли, а также широкое распространение они получили в угледобывающих шахтах. Довольно редко их можно встретить в быту.

Бесколлекторный электродвигатель используется там, где нужны большие обороты, точное позиционирование и малые размеры. Например, в различной медицинской технике, авиамоделировании. Принцип работы довольно прост. Если рамку прямоугольной формы, которая имеет ось вращения, поместить между плюсами постоянного магнита, то она начнет вращаться. Направление зависит от направления тока в рамке. В составе этого типа присутствуют якорь и статор. Якорь вращается, а статор стоит неподвижно. Как правило, на якоре стоит не одна рамка, а 4,5 или более.

Асинхронный двигатель работает по другому принципу. Благодаря эффекту переменного магнитного поля в статорных катушках он приводится во вращение. Если углубиться в курс физики, то можно вспомнить, что вокруг проводника, через который проходит ток, создается своеобразное магнитное поле, заставляющее вращаться ротор.

Принцип работы бесколлекторного типа основан на включении обмоток так, чтобы магнитные поля статора и ротора были ортогональны друг другу, а вращающий момент регулируется специальным драйвером.

На рисунке отчетливо видно, что для перемещения ротора нужно выполнить необходимую коммутацию, но и регулировать обороты не представляется возможным. Тем не менее бесколлекторный двигатель может очень быстро набирать обороты.

Устройство коллекторного двигателя

Коллекторный электродвигатель состоит из статора и ротора. Ротором называется часть, которая

вращается, а статор является неподвижным. Еще одной составляющей электродвигателя являются графитовые щетки, по которым ток течет к якорю. В зависимости от комплектации могут присутствовать датчики Холла, которые дают возможность плавного запуска и регулировки оборотов. Чем выше подаваемое напряжение, тем выше обороты. Этот тип может работать как от переменного, так и от постоянного тока.

По классификации коллекторные двигатели можно разделить на те, что работают от переменного и от постоянного тока. Их также можно разделить по типу возбуждения обмотки: двигатели с параллельным, последовательным и смешанным (параллельно-последовательным) возбуждением.

Типы регулировки

Существует довольно много вариантов регулировки оборотов. Вот основные из них:

  • Блок питания с регулировкой выходного напряжения.
  • Заводские устройства регулировки, которые идут изначально с электромотором.
  • Регуляторы на кнопочном управлении и стандартные регуляторы, которые просто ограничивают напряжение.

Эти типы регулировки плохи тем, что с уменьшением или увеличением напряжения падает и мощность. В некоторых электроинструментах это допустимо, но, как показывает практика, в большинстве случаев это является неприемлемым из-за сильного падения мощности и, соответственно, КПД.

Наиболее приемлемым вариантом будет регулятор на основе симистора или тиристора. Мало того что такой регулятор не уменьшает мощность при уменьшении напряжения, он еще и позволяет осуществлять более плавный пуск и регулировку оборотов. К тому же такую схему можно сделать своими руками. Ниже изображен регулятор оборотов с поддержанием мощности. Схема собрана на базе симистора BTA 41 800 В.

Все номиналы электроэлементов обозначены на схеме. Это схема после сборки, работает довольно стабильно и обеспечивает плавную регулировку коллекторного двигателя. При уменьшении выходного напряжения мощность не уменьшается, что является весомым плюсом.

При желании можно собрать регулятор оборотов коллекторного двигателя 220 В своими руками. Эта схема собрана на базе симистора ВТА26−600, который предварительно необходимо установить на радиатор, так как при нагрузке этот элемент довольно сильно греется.

К готовой схеме возможно подключить электромотор, мощность которого не превышает 4 кВт.

Схема выглядит следующим образом.

Она успешно справится с регулировкой таких электроинструментов, как дрель, болгарка, циркулярка, лобзик. При желании можно использовать схему в качестве регулятора мощности ТЭН-ов, обогревателей и в качестве диммера. К минусам можно отнести невозможность регулировки мощности приборов, которые питаются от постоянного тока.

Регуляторы мощности постоянного тока

Иногда возникает потребность в регулировке оборотов коллекторного двигателя постоянного тока.

Если потребитель не имеет большой мощности, то возможно последовательно подсоединить переменный резистор, но тогда КПД такого регулятора резко упадет. Существуют схемы, при помощи которых возможно довольно плавно регулировать обороты, не уменьшая КПД. Такой регулятор подойдет для изменения яркости различных ламп, напряжения питания, не превышающего 12 В. Эта схема также выполняет роль стабилизатора частоты вращения, при изменении механической нагрузки на вал обороты остаются неизменными.

Эта схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока 12 В вполне подойдет для регулировки и стабилизации оборотов двигателей с током, не превышающим 5 А. В эту схему входит драйвер на биполярных транзисторах и таймер 7555, что обеспечивает стабильную работу и плавную скорость регулировки. Цена на детали довольно низкая, а это является несомненным плюсом. Можно также собрать регулятор оборотов электродвигателя 12 В своими руками.

Асинхронный двигатель и регулятор оборотов

Как правило, этот тип применяется на различных производствах, начиная от шахт и заканчивая металлообрабатывающими отраслями. Например, в угольных шахтах для плавного пуска конвейерных лент используется пускатель АПМ, в который встроено устройство на тиристорах, позволяющее плавно запустить конвейер. Асинхронный однофазный двигатель применяется также в автомобилях, вентиляторах печек, двигателях, которые приводят в движение дворники, бытовых вентиляторах, питающихся от напряжения 220 В. В машине двигатели работают от постоянного напряжения 12 вольт, но плавный запуск в них не предусмотрен.

Для регулировки оборотов асинхронного двигателя применяются так называемые частотные преобразователи. Эти преобразователи позволяют кардинально менять форму и частоту сигнала. Как правило, такие преобразователи собраны на базе мощных полупроводниковых транзисторов и импульсных модуляторов, а всеми элементами управляет ШИМ-контроллер.

Следует помнить: чем плавней разгон двигателя, тем меньше он испытывает перегрузок. Это касается редукторов, конвейеров, мощных насосов, лифтов. Вот одна схема регулятора оборотов асинхронного двигателя 220 В.

С помощью этой схемы можно регулировать обороты двигателей, мощность которых не превышает 1 тыс. Вт. При сборке этой схемы есть нюансы, которые необходимо учесть:

  • Тип соединения «треугольник».
  • Необходим драйвер трехфазного моста IR2133.
  • Микроконтроллер AT90SPWM3B.
  • Для прошивки микроконтроллера необходим программатор.
  • Мощные транзисторы IRG4BC30W или их аналоги.
  • ЖК-дисплей в качестве индикатора.
  • Импульсный блок питания, который можно купить или собрать собственноручно.

Из-за значительного нагрева диодный мост и силовые транзисторы необходимо установить на радиатор. Если предполагается подключение двигателя мощностью до 400 Вт, то термодатчик ставить необязательно, а для управления можно использовать опторазвязку.

Чтобы увеличить срок службы различных видов двигателей, рекомендуется пользоваться регуляторами оборотов, решающими большое количество проблем.

Простой регулятор скорости для коллекторного двигателя. — Паркфлаер

Предлагаю простой самодельный регулятор скорости для коллекторного двигателя, который можно сделать буквально за один вечер. Схема выполнена на широкодоступной элементной базе и легко повторяема. Регулятор многократно был мною изготовлен и использовался детишками в простых моделях автомашин, танков, кораблей. Сразу хочу сказать, что микроконтроллер (а так же прошивки и программатор) в этом регуляторе НЕ используются в целях облегчения повторения конструкции, так как не все моделисты имеют такую возможность, особенно в небольших городах. И вообще, акцент статьи
сделан на энтузиастов паяльника.  


Описание регулятора скорости коллекторного двигателя.

Регулятор скорости коллекторного электродвигателя предназначен для работы с любой аппаратурой пропорционального управления и служит для плавного регулирования оборотов двигателя от
минимальных до максимальных. Подключается к приемнику, как обычно, к каналу № 3. С КРЕНки регулятора поступает напряжение + 5….6 Вольт для питания приемника и рулевых машинок.

Принцип работы регулятора следующий. На микросхемы К561ЛА7 собран формирмирователь разностного импульса. На элементах 1 и 2 микросхемы собран ждущий мультивибратор. Он запускается PPM импульсом приходящим с канала 3 приемника. С выхода приемника импульс
имеет положительную полярность, а ждущий мультивибратор срабатывает по спаду
положительного импульса, поэтому на транзисторе КТ3102 собран инвертер импульса.
При появлении на входе схемы РРМ сигнала, синхронно с ним запускается ждущий мультивибратор,
который генерирует импульс фиксированной длительности – 1 мс. Его длительность (1 мс) задается
подбором резистора *150 Ком. Длительность импульса ждущего мультивибратора всегда постоянна и
равна 1 мс. А длительность КИ, поступающего с приемника, изменяется пропорционально положению
ручки ГАЗ передатчика. На элементах 3 и 4 МС К561ЛА7 собран формирователь разностного импульса. Этот импульс появляется на выводе 10 МС при превышении входным КИ, длительности импульса, сформированного ждущим мультивибратором. При отклонении ручки ГАЗ от минимального до максимального положения, длительность разностного импульса с выхода 10 МС изменяется от 1 мс до 2 х мс. Это изменение длительности разностного импульса управляет компаратором на МС К157УД2. Принцип его работы следующий — через делитель на резисторах по 100 Ком заряжается конденсатор 0,1 мкф, соединяющий анод диода КД522 с общим проводом, до напряжения порядка 3х Вольт.
Это напряжение прикладывается к выводу 5 МС К157УД2. Подстроечным резистором 22 Ком на
выводе 6 устанавливается пороговое напряжение срабатывания компаратора. Оно чуть менее 3 х
Вольт, порядка 2,7 Вольт. Катод диода подключен в к выводу 10. Когда на выводе 10 возникает
разностный импульс отрицательной полярности, конденсатор начинает разряжаться через диод и
внутреннее сопротивление выходного транзистора микросхемы. Таким образом степень разряда конденсатора (величина уменьшения напряжения на нем) зависит от длительности (ширины) разностного импульса, что в конечном счете определяет время нахождения компаратора во
включенном состоянии и ширину импульса на его выходе – вывод 9. Через резистивный делитель
10 ком –100 ком выходные импульсы компаратора управляют затвором полевого транзистора.
В цепи его стока и + шины питания 12 Вольт включен коллекторный электродвигатель.
В результате при переводе ручки ГАЗ передатчика из положения минимум в положение максимум изменяется ширина разностного импульса, степень разряда конденсатора 0,1 мкф, время нахождения компаратора в открытом состоянии и изменяются обороты электродвигателя.
На плату подается напряжение 12 Вольт от бортового аккумулятора. КРЕНка стабилизатора 5 вольтовая, но наличие в минусовом выводе резистора, позволяет подобрать на выходе стабилизатора
напряжение в пределах 5…..6 Вольт. Без резистора напряжение равно +5 Вольт. Ток нагрузки 1 Ампер. Этого более чем достаточно для питания приемника и рулевых машинок.
Ключевой транзистор – полевой MOSFET.

Принципиальная схема узла выделения командного импульса.


Принципиальная схема регулятора скорости.



Рисунок печатной платы со стороны деталей.

Рисунок печатной платы со стороны дорожек.

Монтажка.

Регулятор скорости установлен на модель. 

Файл разводки печатной платы  

(Регулятор хода КД.lay)

 

Лучшая цена на коллекторный двигатель — Отличные предложения на коллекторный двигатель от глобальных продавцов коллекторных двигателей

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для коллекционного мотора. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот верхний коллекторный двигатель в кратчайшие сроки станет одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели коллекционный мотор на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в коллекторном двигателе и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести Collector motor по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

3 Объяснение простых схем контроллера скорости двигателя постоянного тока

Схема, которая позволяет пользователю линейно управлять скоростью подключенного двигателя путем вращения присоединенного потенциометра, называется схемой контроллера скорости двигателя.

Здесь представлены 3 простых в сборке схемы регулятора скорости для двигателей постоянного тока, одна с использованием полевого МОП-транзистора IRF540, вторая с использованием IC 555 и третья концепция с IC 556 с обработкой крутящего момента.

Дизайн № 1: Контроллер скорости двигателя постоянного тока на основе Mosfet

Очень крутая и простая схема контроллера скорости двигателя постоянного тока может быть построена с использованием всего одного МОП-транзистора, резистора и потенциометра, как показано ниже:

Использование Эмиттерный повторитель BJT

Как видно, MOSFET настроен как повторитель источника или общий режим стока, чтобы узнать больше об этой конфигурации, вы можете обратиться к этому сообщению, в котором обсуждается версия BJT, тем не менее принцип работы остается тем же .

В вышеупомянутой конструкции контроллера двигателя постоянного тока регулировка потенциометра создает изменяющуюся разность потенциалов на затворе МОП-транзистора, а вывод истока МОП-транзистора просто следует за значением этой разности потенциалов и соответственно регулирует напряжение на двигателе.

Это означает, что источник всегда будет отставать от напряжения затвора на 4 или 5 В и будет изменяться вверх / вниз в зависимости от этой разницы, представляя переменное напряжение на двигателе от 2 до 7 В.

Когда напряжение затвора составляет около 7 В, вывод источника будет подавать минимум 2 В на двигатель, вызывая очень медленное вращение двигателя, и 7 В будет доступно на выводе источника, когда регулировка потенциометра генерирует полное напряжение 12 В на затворе. МОП-транзистора.

Здесь мы можем ясно видеть, что вывод истока mosfet, кажется, «следует» за затвором и, следовательно, за повторителем источника имени.

Это происходит потому, что разница между затвором и истоком МОП-транзистора всегда должна быть около 5В, чтобы МОП-транзистор работал оптимально.

В любом случае, вышеуказанная конфигурация помогает обеспечить плавное регулирование скорости двигателя, и конструкция может быть построена довольно дешево.

BJT может также использоваться вместо MOSFET, и фактически BJT будет обеспечивать более высокий диапазон управления от примерно 1 В до 12 В на двигателе.

Видео-демонстрация

Когда дело доходит до управления скоростью двигателя равномерно и эффективно, контроллер на основе ШИМ становится идеальным вариантом, здесь мы узнаем больше о простой схеме для реализации этой операции.

Конструкция № 2: ШИМ-управление двигателем постоянного тока с помощью IC 555

Конструкцию простого контроллера скорости двигателя, использующего ШИМ, можно понять следующим образом:
Первоначально, когда схема запитана, контакт триггера находится в низком логическом положении, поскольку конденсатор С1 не заряжается.

Вышеупомянутые условия инициируют цикл колебаний, переводя выходной сигнал на высокий логический уровень.
Высокий выходной сигнал теперь заставляет конденсатор заряжаться через D2.

При достижении уровня напряжения, равного 2/3 напряжения питания, вывод 6, который является порогом срабатывания триггера IC.
Момент срабатывает на контакте №6, на контактах №3 и №7 устанавливается низкий логический уровень.

При низком уровне на выводе №3 C1 снова начинает разряжаться через D1, и когда напряжение на C1 падает ниже уровня, составляющего 1/3 напряжения питания, выводы №3 и №7 снова становятся высокими, вызывая цикл следовать и продолжать повторять.

Интересно отметить, что C1 имеет два дискретно установленных пути для процесса зарядки и разрядки через диоды D1, D2 и через резистивные плечи, устанавливаемые потенциометром, соответственно.

Это означает, что сумма сопротивлений, с которыми сталкивается C1 во время зарядки и разрядки, остается неизменной независимо от того, как установлен потенциометр, поэтому длина волны выходного импульса всегда остается неизменной.

Однако, поскольку периоды времени зарядки или разрядки зависят от значения сопротивления, встречающегося на их пути, горшок дискретно устанавливает эти периоды времени в соответствии с его настройками.

Поскольку периоды времени заряда и разряда напрямую связаны с рабочим циклом выхода, они меняются в зависимости от настройки потенциометра, давая форму предполагаемым изменяющимся импульсам ШИМ на выходе.

Средний результат отношения метка / пространство дает выход ШИМ, который, в свою очередь, управляет скоростью двигателя постоянного тока.

Импульсы ШИМ подаются на затвор МОП-транзистора, который реагирует и регулирует ток подключенного двигателя в ответ на настройку потенциометра.

Уровень тока двигателя определяет его скорость и, таким образом, реализует управляющий эффект через потенциометр.

Частоту на выходе ИС можно рассчитать по формуле:

F = 1,44 (VR1 * C1)

МОП-транзистор может быть выбран в соответствии с требованиями или током нагрузки.

Принципиальная схема предлагаемого регулятора скорости двигателя постоянного тока представлена ​​ниже:

Прототип:

Видео-тестовое подтверждение:

В приведенном выше видеоролике мы можем увидеть, как устроена конструкция на основе IC 555. используется для управления скоростью двигателя постоянного тока.Как вы можете видеть, хотя лампочка отлично работает в ответ на ШИМ и меняет свою интенсивность от минимального свечения до максимально слабого, двигатель этого не делает.

Двигатель изначально не реагирует на узкие ШИМ, а запускается с рывком после того, как ШИМ настроены на значительно большую ширину импульса.

Это не означает, что в цепи есть проблемы, это потому, что якорь двигателя постоянного тока плотно зажат между парой магнитов. Чтобы инициировать запуск, якорь должен совершить скачок своего вращения через два полюса магнита, что не может произойти при медленном и плавном движении.Он должен начинаться с укола.

Именно поэтому двигатель изначально требует более высоких настроек ШИМ, и как только начинается вращение, якорь получает некоторую кинетическую энергию, и теперь достижение более низкой скорости становится возможным с помощью более узких ШИМ.

Тем не менее, переход в состояние «еле-еле медленно» может оказаться невозможным по той же причине, что описана выше.

Я изо всех сил старался улучшить отклик и добиться максимально медленного управления ШИМ, сделав несколько модификаций на первой диаграмме, как показано ниже:

Сказав это, двигатель мог бы показать лучшее управление на более медленных уровнях, если бы двигатель прикреплен или обвязан грузом через шестерни или систему шкивов.

Это может произойти из-за того, что нагрузка действует как демпфер и помогает обеспечить управляемое движение во время регулировки более низкой скорости.

Дизайн № 3: Использование IC 556 для улучшенного управления скоростью

Изменение скорости двигателя постоянного тока может показаться не таким сложным, и вы можете найти множество схем для этого.

Однако эти схемы не гарантируют постоянных уровней крутящего момента при более низких скоростях двигателя, что делает их работу неэффективной.

Кроме того, на очень низких скоростях из-за недостаточного крутящего момента двигатель имеет тенденцию останавливаться.

Еще одним серьезным недостатком является то, что в этих схемах нет функции реверсирования двигателя.

Предлагаемая схема полностью лишена вышеперечисленных недостатков и способна создавать и поддерживать высокие уровни крутящего момента даже при минимально возможных скоростях.

Работа схемы

Прежде чем обсуждать предложенную схему контроллера двигателя с ШИМ, мы также хотели бы изучить более простую альтернативу, которая не так эффективна. Тем не менее, его можно считать достаточно хорошим, если нагрузка на двигатель невелика, и пока скорость не снижается до минимального уровня.

На рисунке показано, как можно использовать одну микросхему 556 IC для управления скоростью подключенного двигателя, мы не будем вдаваться в подробности, единственным заметным недостатком этой конфигурации является то, что крутящий момент прямо пропорционален скорости двигателя. .

Возвращаясь к предлагаемой схеме контроллера скорости с высоким крутящим моментом, здесь мы использовали две микросхемы 555 вместо одной или, скорее, одну микросхему 556, которая содержит две микросхемы 555 в одном корпусе.

Принципиальная схема

Основные характеристики

Вкратце предлагаемый контроллер двигателя постоянного тока включает в себя следующие интересные особенности:

Скорость может плавно изменяться от нуля до максимума, без остановки.

На крутящий момент не влияют уровни скорости и он остается постоянным даже при минимальных уровнях скорости.

Вращение двигателя можно перевернуть или изменить за доли секунды.

Скорость изменяется в обоих направлениях вращения двигателя.

Две микросхемы 555 выполняют две отдельные функции. Одна из секций конфигурируется как нестабильный мультивибратор, генерирующий тактовые сигналы прямоугольной формы 100 Гц, которые подаются на предыдущую секцию 555 внутри корпуса.

Указанная выше частота отвечает за определение частоты ШИМ.

Транзистор BC 557 используется в качестве источника постоянного тока, который поддерживает заряженным соседний конденсатор на его плече коллектора.

При этом на вышеуказанном конденсаторе создается пилообразное напряжение, которое сравнивается внутри микросхемы 556 IC с напряжением образца, приложенным извне через показанную схему контактов.

Примерное напряжение, подаваемое извне, может быть получено с помощью простой схемы источника питания с переменным напряжением 0–12 В.

Это изменяющееся напряжение, подаваемое на микросхему 556 IC, используется для изменения ШИМ импульсов на выходе и, в конечном итоге, используется для регулирования скорости подключенного двигателя.

Переключатель S1 используется для мгновенного изменения направления вращения двигателя, когда это необходимо.

Список деталей

  • R1, R2, R6 = 1K,
  • R3 = 150K,
  • R4, R5 = 150 Ом,
  • R7, R8, R9, R10 = 470 Ом,
  • C1 = 0,1 мкФ,
  • C2, C3 = 0,01 мкФ,
  • C4 = 1 мкФ / 25VT1,
  • T2 = TIP122,
  • T3, T4 = TIP127
  • T5 = BC557,
  • T6, T7 = BC51647, D
  • — D4 = 1N5408,
  • Z1 = 4V7 400 мВт
  • IC1 = 556,
  • S1 = Тумблер SPDT

Вышеупомянутая схема была вдохновлена ​​следующей схемой драйвера двигателя, которая была опубликована давно в журнале Elecktor Electronic India.

Управление крутящим моментом двигателя с помощью IC 555

Первую схему управления двигателем можно значительно упростить, если использовать DPDT-переключатель для реверсирования двигателя и транзистор эмиттерного повторителя для управления скоростью, как показано ниже:

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Как отремонтировать стеклоподъемник / двигатель

Как поменять или отремонтировать стеклоподъемник / двигатель или заменить стеклоподъемник, по bmstichter

2004-2008 F-150 — Полноразмерные двери — Только боковые окна — (Crew Cab все 4) — (Стандартная кабина и передняя кабина Super 2)

Можно сделать всего за 1-2 часа, я бы дал больше времени, чтобы конечно

Необходимые инструменты

  • Торцевой ключ и головки (точные размеры не указаны)
  • Удлинитель на 3 дюйма
  • Отвертка с плоским жалом
  • Отвертка с крестообразным шлицем
  • Инструмент для снятия трима (опция)
  • Биты Torx (нужны только для снятия мотора стеклоподъемника)

Дополнительные расходные материалы

  • Малярная лента или другая защитная пленка для окон
  • Эпоксидная
  • Наждачная бумага
  • Обезжириватель
  • шплинт
  • Силиконовая смазка
  • Силиконовый герметик
  • Застежка-молния
  • Тепловая пушка
  • Малое долото V или U
  • Наждачная бумага
  • Маленький гвоздь

Процедура

Шаг 1 — Найдите винты, которыми крепится дверная панель:
(2) — За дверную ручку
(2) — В нижней части панели

Чтобы добраться до винтов у ручки двери, необходимо снять съемную панель.Снимите все (4) застежки и сохраните их.

Шаг 2 — Здесь начинается инструмент для снятия обрезки. в руке

Вам нужно будет снять панель управления окном, приподняв ее вверх за шов, противоположная сторона дверного полотна. После поднятия его можно будет удалить. сдвинув ее от дверной панели.

Там есть быстроразъемный элемент, который подключается к панели управления. На нем есть кнопка, которая освобождает разъем.Нажмите кнопку и отделите это снять панель управления.

Шаг 3 — Теперь вам нужно снять дверную панель

Есть еще один винт, который удерживает дверную панель; это в полости что осталось, когда вы сняли панель управления (я использовал отвертку с торцевой ключ на ¼ дюйма и адаптер для бит, но гибкий вал на бит-отвертка или достаточно маленькая отвертка подойдут) у меня была Phillips голова.

Есть клипсы, которые удерживают дверную панель на месте Мне нравится снятие обшивки инструмент, потому что он легко их снимает.В любом случае вам нужно будет поддеть дверная панель требует небольшого давления, но они выходят наружу. тянуть слишком сильно, потому что дверная ручка все еще будет прикреплена к дверная панель, когда все зажимы вынуты, поднимите панель вверх, появится губа, которая сидит внутри оконного проема.

Чтобы снять дверную ручку в сборе, необходимо поддеть язычки, удерживающие его в панель (старайтесь не сломать их). Затем вам нужно нажать узел через отверстие внутрь кабины, затем поверните его и снимите дверную панель, убедившись, что узел проходит сбоку так, чтобы он не застревал на панели.

Затем вам может потребоваться снять пластиковую скобу, которая выступает из дверь.

Для заднего стекла — будет дополнительная обшивка это нужно будет удалить.

Шаг 4 — На внутренней стороне двери есть водозащита. это нужно удалить.

В основном вы снимаете пластиковый слой с клея, оставляя немного в дверь, чтобы ее можно было легко заменить (если вы не запачкаете).
Я обнаружил, что проще всего начать с угла и обходить стороной сохраняя направление тяги с помощью клея, никогда не имея рук на расстоянии более 30 см, чтобы пластиковое ограждение не растягивалось.А также если у вас возникли проблемы с запуском, может помочь универсальный нож, но обязательно разрезайте клей, оставляющий часть на двери, а часть на пластике. Положи это на место который не испачкается, чтобы его можно было легко надеть без других клеи.

Шаг 5 — После снятия водного экрана можно увидеть регулятор и крепежные болты (зеленые) и регулятор, а также оконные зажимы и оконные зажимы. Зажимы для моего окна дали возможность, если розетка или бит Torx.Любой из них подойдет, просто убедитесь, что они подходят.

На этом этапе я бы рекомендовал попытаться защитить ваше окно, это чрезвычайно вероятно, что если у вас есть оттенок, они поцарапаются на этом этапе, если вы этого не сделаете, и они в любом случае могут поцарапаться. Я пробовала малярный скотч там, где, как я думал, мне грозила опасность, но я не добился успеха. Вы, возможно но я бы посоветовал покрыть все окно, если у вас есть тонировка.

Я бы также заклеил и защитил любую окрашенную поверхность, которую стекло может возможно использовать полотенца для прокладки, но они не должны быть слишком толстыми барьера плотно прилегает.Это также хорошее время, чтобы подготовить место разместить окно после его снятия.

Обратите особое внимание на то, как плотно прилегает уплотнитель.

ПРИМЕЧАНИЕ: ПРОЦЕДУРА ДЛЯ ПЕРЕДНЕЙ ЧАСТИ ОТЛИЧАЕТСЯ. И НАЗАД WINDOWS

Передние окна

Для переднего окна я обнаружил, что самое легкое место для доступа к зажиму окна болты были примерно на полпути, но отрегулируйте их так, чтобы вы могли добраться до них обоих. (Вы могут перемещать окно вверх и вниз после ослабления одного болта, чтобы вы могли перейти к другому устройству)
Ослабьте два болта, удерживающие окно, ровно настолько, чтобы они могли позволить окну ослабьте, а затем опустите окно полностью вниз

Далее снимаем уплотнитель вокруг окна, должно быть две штуки.

Чтобы снять окно, вам необходимо вытащить его из ослабленных зажимов. опустите его рядом с регулятором и начните поднимать, но как только вы вам нужно будет повернуть окно на 90 °, задняя часть окна должна выходите первым, пока передняя часть наклоняется вниз. (Вот где вы захотите взять свое время, и это помогает иметь второй комплект рук)
Также переднее окно снимается с внешней стороны оконной рамы.

Задние окна

Для задних стекол пока они похожи на передние, есть отличия.я нашел что проще всего достать один из болтов для хомутов, пока другой проще с окном полностью вверх. После ослабления зажимов опустите окна полностью, снять уплотнитель вокруг оконного проема.

Снимите окно с зажимов и опустите окно в дверь на все вниз. В окне две выемки, в одну окно легче достать вне другого (я считаю, что это был внутренний).

Вам нужно будет поднять окно, не поворачивая его, и я считаю, что его можно будет легче удалить, если окно войдет внутрь оконной рамы.

Шаг 6

Теперь, когда окно снято и не мешает, пора снять стеклоподъемник. Внутри двери есть (4) зеленые болты, которые удерживают направляющие регулятора на месте, и имеется (1) болт, которым двигатель крепится к дверь. Также имеется штекер для быстрого подключения, который снимается с двигателя. (См. Рис. 1. в шаге 5)

Сначала ослабьте (4) зеленые болты, достаточно одного или двух оборотов.

После этого снимите быстроразъемную вилку с мотора стеклоподъемника

Затем удалите последний болт, которым двигатель крепится к двери.(Мотор прикреплен к кронштейну, прикрепленному к одной из направляющих.

После того, как все болты будут ослаблены и один удален, можно сдвинуть обе направляющие вверх и вперед, чтобы отсоединить их от двери.

Теперь их можно удалить через щель в двери.
Я обнаружил, что диагональ вместе с одной направляющей и одним концом за раз — самая легкая техника.

Шаг 7

После снятия регулятора вы можете проверить его на наличие проблемы.Простейший способ сделать это, чтобы поместить его в шаблон X, который он был установлен на окно. Если кабель провисает, что является проблемой, необходимо причина для этого.

Начните с осмотра кабеля, если он изношен, разорван или сломан. рекомендую покупать совершенно новый регулятор с новым шкивом для мотора. (Я бы рекомендую немного сэкономить на стрессе и покупать все это в собранном виде с мотор)

Если кабели отсоединились и на них нет повреждений, проверьте пластик. где концы кабеля соединяются с оконными зажимами на салазках.

Если вы обнаружите, что в месте крепления кабеля отсутствует микросхема, ее можно отремонтировать. или замените его, если сможете найти деталь (здесь шплинт и эпоксидка пригодится)

Если есть повреждение в том месте, где он встречается с поручнем, вы можете удержать его на застежке-молнии, но я бы не рекомендовал его, я бы заменил его или, по крайней мере, получите деталь, чтобы, если она снова сломается или когда она снова сломается, вы сможете исправить ее правильно

Если вы не видите проблем с рельсами и салазками, проверьте шкивы. на верхушках и низах рельсов, через которые должен проходить кабель.

На каждом из них должно быть по 2 полукруглых выреза. чтобы пропустить кабель через них, вы должны совместить вырезы с внешней стороной и поместите в них кабель, возможно, придется немного повернуть их, чтобы кабель для входа полностью

Если нет проблем, посмотрите на двигатель в сборе и шкив. Если проволока там протерта скорее всего порезал шкив и содрал так что кабель отваливается.

На этом этапе следует обратить особое внимание на то, как кабели расположены. в шкиве, если вы вставите их задом, тросы будут недостаточно тугими и окно будет двигаться назад и в конце концов снова упадет.

Теперь вам нужно будет использовать биты torx, чтобы отделить двигатель от кронштейна. Необходимо удалить (3) винта Torx. Когда вы сделаете это, шкив соскользнет с мотора, когда вы потянете его назад.

Чтобы проверить двигатель, проще всего снова подключить его к быстрому подключите и используйте либо главную панель управления драйвера, либо подключите пульт управления панель, чтобы проверить это, но убедитесь, что ключ во включенном положении, и вы получаете мощность мотора.

Шаг 8 — Отремонтируйте или замените (вариант замены перейдите к шагу 9)

Если вы диагностировали проблему с регулятором или двигателем и у вас решил исправить или заменить его помните, что он находится под большим давлением со стороны время, когда вы его снова собрали.

ГЛАВНЫЙ ШКИВ — Если с кабелями нет проблем и что-то случилось к главному шкиву (тому, который прикреплен к двигателю). Может быть способ исправить это, сделав канавки и гребни более гладкими, более четкими и симметричный.Я бы не рекомендовал это из-за каких-либо серьезных повреждений.

Вам понадобится небольшое V- или U-образное долото, пропановая горелка или тепловая пушка. наждачной бумагой и гвоздем, который идеально входит в пазы. Токарный станок или дрель с винтом, шайбой и гайкой — помощь, но не необходимость.

Тепло должно размягчить пластик, но не обжечь его, долото должно удалите все большие куски пластика и наждачной бумагой отшлифуйте его и сделать ноготь гладким — сделать контурную шлифовальную машинку.

Сверло с винтом, шайбой и гайкой для создания импровизированного тихоходного токарного станка. и я рекомендую медленную скорость, если у вас есть токарный станок.
Это не на 100% эффективно, но будет работать, если вы возьмете свой

Pololu — Regulators and Power Supplies

.

Сравнить все товары в этой категории

Подкатегории

Импульсные понижающие преобразователи снижают входное напряжение до более низкого регулируемого напряжения намного более эффективно, чем линейные регуляторы.

Преобразователи

Buck-boost и SEPIC работают с входными напряжениями, которые выше, равны или ниже регулируемого выходного напряжения, что делает их особенно подходящими для приложений с батарейным питанием, в которых напряжение батареи начинается выше желаемого выходного напряжения и падает ниже цели по мере разряда батареи.

Повышающие преобразователи

генерируют стабилизированное выходное напряжение, превышающее входное.

Эти шунтирующие регуляторы могут защитить источники питания от скачков напряжения, генерируемых контроллерами двигателей, к которым они подключены.


Товары в категории «Регуляторы и источники питания»

Этот крошечный инвертор напряжения генерирует отрицательное выходное напряжение, соответствующее напряжению на его входе, которое может быть от 1.От 8 В до 5,3 В. Компактный модуль (0,3 ″ × 0,35 ″) имеет типичный КПД более 80% и может непрерывно выдавать до 60 мА.

Этот импульсный адаптер питания 5 Вт, выполненный в стиле «настенной бородавки», внесен в список UL, обеспечивает до 1 А при регулируемом 5 В постоянного тока. Адаптер переменного тока работает с входным напряжением 100–240 В переменного тока и имеет шнур питания постоянного тока длиной 1,5 м (5 футов), заканчивающийся центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм.

Этот импульсный адаптер питания в стиле «настенной бородавки» на 15 Вт, внесенный в список UL, подает до 3 А при регулируемом 5 В постоянного тока.Адаптер переменного тока работает с входным напряжением 100–240 В переменного тока и имеет шнур питания постоянного тока длиной 1,5 м (5 футов), заканчивающийся центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм.

Этот включенный в список UL настольный импульсный адаптер питания мощностью 25 Вт подает до 5 А при регулируемом 5 В постоянного тока при входном напряжении 100–240 В переменного тока. Он включает шнур питания переменного тока 1,5 м (5 футов) с трехконтактной вилкой в ​​американском стиле и шнур питания постоянного тока 1,5 м (5 футов), который заканчивается центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм. .

Этот импульсный адаптер питания 12,6 Вт, выполненный в стиле «настенной бородавки», внесен в список UL, обеспечивает до 2,5 А при регулируемом 5,25 В постоянного тока. Он предназначен для использования с USB-устройствами на 5 В и был специально разработан для подачи 5,25 В вместо 5 В, чтобы обеспечить питание устройства, близкое к 5 В, даже при высоком потребляемом токе. Адаптер переменного тока работает с входным напряжением 100–240 В переменного тока и имеет шнур питания постоянного тока длиной 1,5–1,8 м (5–6 футов), который заканчивается разъемом USB micro-B.

Этот импульсный адаптер питания мощностью 9 Вт в стиле «настенной бородавки», внесенный в список UL, обеспечивает до 1 А при регулируемом напряжении 9 В постоянного тока. Адаптер переменного тока работает с входным напряжением 100–240 В переменного тока и имеет шнур питания постоянного тока длиной 1,5 м (5 футов), заканчивающийся центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм.

Этот импульсный адаптер питания мощностью 27 Вт, выполненный в стиле «настенной бородавки», внесен в список UL, подает до 3 А при регулируемом напряжении 9 В постоянного тока. Адаптер переменного тока работает с входным напряжением от 100 до 240 В переменного тока и имеет шнур питания постоянного тока длиной 1,5 м (5 футов), оканчивающийся центральным плюсом 5.Соединитель ствола 5 × 2,1 мм.

Этот включенный в список UL настольный импульсный адаптер питания мощностью 45 Вт обеспечивает подачу до 5 А при регулируемом 9 В постоянного тока при входном напряжении 100–240 В переменного тока. Он включает шнур питания переменного тока 1,5 м (5 футов) с трехконтактной вилкой в ​​американском стиле и шнур питания постоянного тока 1,5 м (5 футов), который заканчивается центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм. .

Этот импульсный адаптер питания на 12 Вт, выполненный в стиле «настенной бородавки», внесен в список UL, обеспечивает до 1 А при регулируемом 12 В постоянного тока.Адаптер переменного тока работает с входным напряжением 100–240 В переменного тока и имеет шнур питания постоянного тока длиной 1,5 м (5 футов), заканчивающийся центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм.

Этот включенный в список UL импульсный адаптер питания мощностью 36 Вт в стиле «настенная бородавка» подает до 3 А при регулируемом 12 В постоянного тока. Адаптер переменного тока работает с входным напряжением 100–240 В переменного тока и имеет шнур питания постоянного тока длиной 1,5 м (5 футов), заканчивающийся центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм.

Этот включенный в список UL настольный импульсный адаптер питания мощностью 60 Вт подает до 5 А при регулируемом напряжении 12 В постоянного тока от входного напряжения 100–240 В переменного тока.Он включает шнур питания переменного тока 1,5 м (5 футов) с трехконтактной вилкой в ​​американском стиле и шнур питания постоянного тока 1,5 м (5 футов), который заканчивается центрально-положительным цилиндрическим разъемом 5,5 × 2,1 мм. .

Модель 60-200: Пылесборник 2 л.с.

    • Деревообрабатывающее оборудование
      • Ленточные пилы
      • Токарные станки
      • Шлифовальные машины
      • Сандерс
      • сверлильные станки
      • Фильтрация воздуха
      • Пылесборники
      • Пылесосы
      • Настольная пила
      • Mortisers
      • Фуговальные станки
      • Мокрая точилка
      • Посмотреть все наши продукты
    • Принадлежности
      • Ленточная пила
        Принадлежности
      • Токарные станки
        Принадлежности
      • Принадлежности для настольных шлифовальных машин / буфера / точилки
      • Фуговально-строгальный станок
        Принадлежности
      • Пылесборник
        Принадлежности
      • Фильтрация воздуха
        Принадлежности
      • Принадлежности для сверлильного станка и фрезы
      • Респиратор Stealth Half Mask
      • Комплекты для передвижения / аксессуары для рабочих стоек
      • Шлифовальный станок
        Принадлежности
      • Принадлежности для настольной / спиральной пилы
      • Ленточная пила без инструмента
        Направляющий комплект
      • Работа
        Фары
      • Инструмент
        Хранение
      • Беспроводной
        Принадлежности
      • Токарная обработка
        Инструментальная система
    • Где купить
    • Купить RIKON Parts
    • Поддержка
      • Свяжитесь с нами
      • Купить RIKON Parts
      • Регистрация продукта
      • Техническая поддержка
      • Руководства по продуктам
      • Новости и события
      • Медиацентр
      • Гарантия
      • Стать дилером
      • FAQ
    • Деревообрабатывающее оборудование
      • Ленточные пилы
      • Токарные станки

    Электроника 102 — Урок 5

    На предыдущем уроке мы разработали простой регулятор напряжения, смоделировали его и продемонстрировали производительность с использованием SPICE.Схема, которую мы изучали, представляет собой реальную схему, которая могла быть найдено на схеме коммерческого электронного оборудования.

    Мы также обнаружили, что, несмотря на простоту и эффективность, регулировку нагрузки можно улучшить. Выходное напряжение может изменяться примерно на 200 мВ при изменении тока нагрузки с 5 мА до 100 мА. Температурная стабильность была хорошей, но не превосходной, с разбросом примерно 80 мВ между 25 и 75 градусов С.

    Бывают случаи, когда необходимо более жестко контролировать выходное напряжение.

    В этом уроке мы собираемся разработать улучшенный стабилизатор напряжения с значительно улучшенными характеристиками. характеристики регулирования температуры и нагрузки.

    Системы с замкнутым контуром

    Так же, как мы улучшили работу усилителя с помощью обратной связи, мы можем улучшить работу регулятора напряжения через обратную связь.

    Однако на этот раз это будет немного сложнее, чем просто добавить резистор.

    Общая идея обратной связи состоит в том, чтобы подавать часть выходного сигнала обратно на вход, с правильной фазой и амплитудой.

    Например, вы можете сравнить систему с открытым контуром с вождением автомобиля с завязанными глазами (не рекомендуется, но только представьте ….) Вы могли знать по опыту, что определенное давление на акселератор будет двигать машину с определенной скоростью.

    Однако, если автомобиль буксирует лодку или автомобиль поднимается в гору, такое же давление не даст результата. такая же скорость.Если снять повязку, посмотрите на спидометр и увидите, как падает скорость, вы увеличиваете давление на акселератор. Это обратная связь.

    Общая идея обратной связи — попытаться сохранить что-то постоянным, несмотря на меняющиеся условия.

    Для нашего регулятора напряжения мы собираемся использовать технику под названием «замкнутый контур», чтобы более точно контролировать выходное напряжение. Это будет иметь ряд преимуществ.

    Система с обратной связью сравнивает выход системы (в общем смысле) с ссылка и управляет входом управления системы вверх или вниз, когда они не совпадают.

    Хорошо известным примером системы с замкнутым контуром является термостат. Он сравнивает фактическую температуру с заданным значением, и если температура слишком низкая, он включает обогреватель, а если он слишком высок, включает кондиционер (или просто выключает обогреватель, если наружная температура не выше заданного значения.)

    Другой пример замкнутой системы — мать, которая наблюдает за тем, как ее ребенок исследует новые территории и вмешивается только тогда, когда ребенок выходит за пределы того, что мать считает безопасным.

    Противоположностью замкнутой системы будет система разомкнутого цикла, которая чаще используется с подростками: родители дают им ключ от машины и говорят «не превышайте скорость» и надеяться на лучшее, потому что, к лучшему или к худшему, подросткам нужна свобода научиться самоконтролю, и в конечном итоге было бы контрпродуктивно не давать им эту возможность.

    Однако, возвращаясь к регуляторам, я предпочитаю, чтобы мои регуляторы жестко контролировались, и мы собираюсь посмотреть, как мы можем сделать это с помощью замкнутой системы.

    Вот из чего состоит базовая замкнутая система:


    На этой диаграмме показаны основные элементы, которые есть во всех системах с замкнутым контуром, хотя иногда на одном физическом устройстве можно перегруппировать несколько функций:
    • Источник питания
    • A ссылку
    • Усилитель ошибки, который сравнивает эталонный сигнал с сигналом обратной связи, полученным на выходе
    • Контроллер мощности
    • Схема обратной связи (которая производит выборку выходного сигнала и подает его на усилитель ошибки)

    Обратите внимание, что хотя я использовал программное обеспечение для захвата электрических схем для создания На схеме замкнутой системы выше, элементы системы могут, но не иметь быть блоками электронной схемы.

    Если мы сравним схему замкнутой системы со схемой нашего регулятора, мы можем легко идентифицировать источник питания (это будет источник напряжения V1), контроллер питания (это был бы транзистор Q1) и опорный (D1), но это не так понятно, что такое ошибка усилителя (это база = эмиттерный переход транзистора), цепь обратной связи (это простое подключение, потому что один вход усилителя ошибки, эмиттер привязан к выходу, а другой, базовый, привязан к эталону).

    По сравнению с другой системой с обратной связью, круиз-контролем на вашем автомобиле, вот элементы:

    • Источник питания: двигатель
    • Ссылка: скорость, которую вы ввели в круиз-контроле, нажав кнопку «круиз».
    • Усилитель ошибок: аппаратное обеспечение круиз-контроля
    • Регулятор мощности: небольшой серводвигатель (иногда электродвигатель, иногда управляемый вакуумом от двигателя), который приводит в действие ускоритель
    • Цепь обратной связи: спидометр, преобразующий скорость в электрическую сигнал поступает на оборудование круиз-контроля.
    Вот как работает простой регулятор напряжения в терминах замкнутой системы:
    Когда ток нагрузки увеличивается, он стремится опустить эмиттер транзистора Q1 вниз (ближе к земле).
    Поскольку на базе поддерживается фиксированное напряжение с помощью стабилитрона, это увеличивает напряжение между базой и эмиттером, что влечет больше тока в базу, что заставляет транзистор подавать больший ток к своему эмиттеру, пока он не подаст нужную величину.

    Причина, по которой эта схема имеет то, что мы называем «слабым» регулированием, заключается в том, что элемент который сравнивает вывод со ссылкой, также является элементом управления, тем и только транзистор в схеме.

    У одиночного транзистора недостаточно усиления для выполнения обеих задач.

    Лучший регулятор

    Первым шагом к созданию лучшего регулятора напряжения является разделение функции усилителя ошибок и регулятора мощности.


    <Регулятор-5-1.png >>

    В этой схеме Q1 — это усилитель ошибки, а Q2 — регулятор мощности.

    Обратите внимание на использование нового компонента: I1 — это загрузка (выберите Components-> Load). Это другой тип источника тока, и для всех практических целей он взаимозаменяемый с источником тока.

    У этой схемы есть еще одна особенность из-за того, что усилитель ошибки и контроллер питания — это отдельные устройства: мы можем реализовать настоящую цепь обратной связи, состоящая из R1 и R2.Реальная стоимость схема обратной связи здесь заключается в том, что она позволяет установить выходное напряжение на что-то, что может отличаться (в данном случае всегда выше), чем стабилитрон вольтаж.

    Вот как работает схема:

    При включении выходное напряжение составляет 0 В, а напряжение источника нарастает. Напряжение в точке обратной связи — это выходное напряжение, деленное на два. (поскольку R1 и R2 равны), значит, это тоже будет 0 В.В то время напряжение на эмиттере Q1 не имеет значения, потому что при 0 В на базе Q1 будет отключен (выключен), поэтому он не будет рисовать ток коллектора, поэтому весь ток, доступный от R3, пойдет на базу Q2, включаю его.

    Когда Q2 включается, выходное напряжение повышается. Когда выходное напряжение достигает 13,6 В, напряжение в точке обратной связи будет 13,6 / 2 = 6,8 В, поэтому Q1 будет есть 0,6 В между базой и эмиттером, и он начнет включаться.

    Когда Q1 включится, он начнет пропускать ток через свой коллектор, уменьшая ток, доступный для управления базой Q2.

    В конце концов, схема стабилизируется примерно до 0,7 В на базе эмиттера Q1. переход, который должен соответствовать выходному напряжению 13,8 В.

    Давайте запустим моделирование, чтобы увидеть, как далеко мы находимся. График ниже показывает результат напряжение как функция тока нагрузки:


    <Регулятор-5-2.png >>

    Где в первой цепи было падение напряжения около 200 мВ, когда ток нагрузки изменился с 5 до 100 мА, эта схема имеет только около 60 мВ, что является значительным улучшением.

    Построим график базового напряжения и выходного напряжения:


    <Регулятор-5-3.png >>

    Мы можем ясно видеть, что базовое напряжение Q2 растет с увеличением тока нагрузки. увеличивается, показывая эффект усиления в Q1, пытаясь компенсировать падение выходного напряжения из-за усиления Q2.В предыдущей схеме база проходного транзистора управлялась непосредственно стабилитроном и, следовательно, работал при фиксированном напряжении.

    Посмотрим, что такое температурная стабильность. Добавьте следующую директиву Spice:

     
            .СПИСОК ТЕМП. ШАГОВ 25 50 75
            
    и снова запустите моделирование.

    Вот результат:


    <Регулятор-5-4.png >>

    Изменение температуры теперь составляет 120 мВ в диапазоне температур от 25 до 75. градусов C.Предыдущая схема имела около 80 мВ для выходного напряжения 5 В, или 1,6%. Эта схема имеет около 120 мВ для выходного напряжения около 14 В или около 0,85%, так что в относительной стоимости это примерно вдвое лучше.

    ВАЖНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: модификации схемы, необходимые для этого примера делает сравнение с предыдущей схемой регулятора более похожим на яблоки на апельсины, так как эта схема генерирует номинальное выходное напряжение 14 В. напряжение, и поэтому он должен работать от более высокого напряжения, чем предыдущий цепь.

    Подавление пульсации

    Щелкните правой кнопкой мыши на V1 в поле Small Signal AC Analysis , введите «1» в поле Амплитуда переменного тока коробка. Это указывает SPICE использовать этот источник для анализа переменного тока. Нажмите OK , затем нажмите Simulate-> Edit Simulation Cmd и щелкните вкладку AC Analysis .

    Введите следующие значения:

    • Тип развертки: октава
    • Количество точек на октаву: 50
    • Начальная частота: 10k
    • Конечная частота: 100 мегабайт
    Щелкните «ОК».

    Щелкните значок «Выполнить» и выберите V (вывод).


    <Регулятор-5-6.png >>

    Этот график показывает подавление пульсаций непосредственно в дБ как функцию пульсаций. частота. В этом примере подавление пульсаций составляет от 24 дБ до примерно 1 МГц, тогда он падает до 9 дБ на частоте 100 МГц.

    Обратите внимание, что пунктирная линия на графике анализа переменного тока — это фазовая характеристика схема. Мы изучим это позже.

    Упражнения

    1. Обсуждая эту схему, я заметил, что теперь выходное напряжение функция не только напряжения стабилитрона, но и цепи обратной связи.
      Попробуйте изменить схему обратной связи, чтобы получить номинальное выходное напряжение 9 В.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.