Регулировка оборотов коллекторного двигателя: Регулятор оборотов коллекторного электродвигателя — ООО «СЗЭМО Электродвигатель»

Регулятор оборотов коллекторного двигателя — своими руками, схема

Если же она излишне высока, то это приводит не только к существенному перерасходу электрической энергии, но и к возможному пережогу инструмента. При слишком высокой скорости вращения, работа инструмента может стать также менее предсказуемой. Как это исправить? Для этой цели принято использовать специальный регулятор скорости вращения.

Двигатель для электроинструментов и бытовой техники обычно относится к одному из 2 основных типов:

1. Коллекторные двигатели.
2. Асинхронные двигатели.

В прошлом, вторая из указанных категорий имела наибольшее распространение. Сейчас, примерно 85% двигателей, которые употребляются в электрических инструментах, бытовой или кухонной технике, относятся к коллекторному типу. Объясняется это тем, что они имеют большую степень компактности, они мощнее и процесс управления ими является более простым.

Действие любого электродвигателя построено на очень простом принципе: если между полюсами магнита поместить прямоугольную рамку, которая может вращаться вокруг своей оси, и пустить по ней постоянный ток, то рамка станет поворачиваться. Направление вращения определяется согласно «правилу правой руки».

Эту закономерность можно использовать для работы коллекторного двигателя.

Важным моментом здесь является подключение тока к этой рамке. Поскольку она вращается, для этого используются специальные скользящие контакты. После того, как рамка повернётся на 180 градусов, ток по этим контактам потечёт в обратном направлении. Таким образом, направление вращения останется прежним. При этом, плавного вращения не получится. Для достижения такого эффекта принято использовать несколько десятков рамок.

Сложности и особенности

Сложность создания регулятора оборотов коллекторного двигателя заключается в том, что устройство потребляет не только активную, но и реактивную мощность, которая увеличивается при повышении оборотов. Главной задачей является выравнивание и сокращение разрыва между двумя этими характеристиками.

Мощность коллекторного двигателя это произведение потребляемого им тока, на напряжение сети. Общее ее значение складывается из активной и реактивной.

В домашних условиях довольно тяжело привести к пустые потери к нуля. Для этого необходимо, чтобы прибор испытывал только активную нагрузку, что можно получить, только используя полупроводниковые резисторы.

Устройство

Коллекторный двигатель состоит обычно из ротора (якоря), статора, щёток и тахогенератора:

1. Ротор — это вращающаяся часть, статор — это внешний магнит.
2. Щётки, сделанные из графита – это основная часть скользящих контактов, через которую на вращающийся якорь подаётся напряжение.
3. Тахогенератор – это прибор, который отслеживает характеристики вращения. В случае нарушения равномерности движения, он корректирует поступающее в двигатель напряжение, тем самым делая его более плавным.
4. Статор может содержать не один магнит, а, например, 2 (2 пары полюсов). Также, вместо статических магнитов, здесь могут быть использованы и катушки электромагнитов. Работать такой мотор может как от постоянного, так и от переменного тока.

Простота регулировки скорости коллекторного двигателя определяется тем, что скорость вращения прямо зависит от величины поданного напряжения.

Кроме этого, важной особенностью является то, что ось вращения непосредственно можно присоединять к вращающемуся инструменты без использования промежуточных механизмов.

Если говорить об их классификации, то можно говорить о:

1. Коллекторных двигателях постоянного тока.
2. Коллекторных двигателях переменного тока.

В этом случае, речь идёт о том, каким именно током происходит питание электродвигателей.

Разница состоит в том, как организованы эти подключения.

Тут принято различать:

• Параллельное возбуждение.
• Последовательное возбуждение.
• Параллельно-последовательное возбуждение.

Принцип работы

Для сборки лучше всего выбрать тиристорный преобразователь, он позволит осуществлять изменение режима работы без существенных потерь.

К тому же, благодаря нему будут настроены такие функции как:

• Разгон-торможение.
• Жесткое регулирование характеристик.
• Переключение на реверсивное движение.

К тому же у него импульсно-фазовое управление. Которое, позволяет не терять момент вращения ротора, не увеличивая потери на реактивной характеристике.

Схема регулятора оборотов будет состоять из следующих ключевых узлов:

• Управляемый выпрямитель сигнала.
• Блок регулирования.
• Система обратной связи.
• Регулятор мощности сети.

Изменение скорости АД с короткозамкнутым ротором

Существует несколько способов:

1. Управление вращением за счет изменения электромагнитного поля статора: частотное регулирование и изменение числа пар полюсов.

1. Изменение скольжения электромотора за счет уменьшения или увеличения напряжения (может применяться для АД с фазным ротором).

Частотное регулирование

В данном случае регулировка производится с помощью подключенного к двигателю устройства для преобразования частоты. Для этого применяются мощные тиристорные преобразователи. Процесс частотного регулирования можно рассмотреть на примере формулы ЭДС трансформатора:

Двигатель

В зависимости от принципа управления и характеристик, существуют различные типы двигателей. Остановиться стоит только на двух, в одном используется обмотка возбуждения, а в другом постоянный магнит. В зависимости от выполняемой работы нужно правильно подобрать тип агрегата.

Если необходимо регулировать частоту вращения от минимального до конкретного значения, например в дрели. То лучше выбирать схему с постоянным магнитом.

В тех же случаях, когда минимальное значение вращения будет равняться 0 оборотов, лучше использовать обмотку возбуждения. Такая схема подойдет для регуляторов оборотов кулера компьютера.

Двигатель конструктивно состоит из следующих узлов:

• Якорь, он же ротор, на котором имеется обмотка.
• Коллектор, который выпрямляет ток.
• Статор, обмоткой которого создается магнитное поле.

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

• специализированными однофазными ПЧ
• трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

• интеллектуальное управление двигателем
• стабильно устойчивая работа двигателя
• огромные возможности современных ПЧ:

• возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
• многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
• входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
• различные выходы
• коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
• предустановленные скорости
• ПИД-регулятор

Минусы использования однофазного ПЧ:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

• более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
• разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

Читать также: Что такое тигли фото

Преимущества:

• более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
• огромный выбор по мощности и производителям
• более широкий диапазон регулирования частоты
• все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

Недостатки метода:

• необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
• пульсирующий и пониженный момент
• повышенный нагрев
• отсутствие гарантии при выходе из строя, т. к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

Регулятор оборотов в двигателе нужен для совершения плавного разгона и торможения. Широкое распространение получили такие приборы в современной промышленности. Благодаря им происходит измерение скорости движения в конвейере, на различных устройствах, а также при вращении вентилятора. Двигатели с производительностью на 12 Вольт применяются в целых системах управления и в автомобилях.

Регулятор

Закончив с двигателем и разобравшись с его показателями и режимом работы можно делать регулятор оборотов асинхронного двигателя своими руками.

Необходимо добиться следующих целей:

• Регулировка должна осуществляться от нуля оборотов до максимально возможных значений.
• На низких скоростях крутящий момент должен быть самым высоким.
• Нужно добиться плавного изменения количества оборотов.

Особенности подключения

При подключении проводов и соединении основных узлов между собой следует придерживаться следующим рекомендаций:

• Провода не должны быть слишком длинными. Особенно если речь идет о регуляторе оборотов бесколлекторного двигателя.
• Обмотка не должна быть повреждена.
• Места соединения должны быть надежно запаяны и изолированы друг от друга.

Плавный пуск асинхронных электродвигателей

АД кроме безусловных преимуществ, обладают существенными недостатками. Это рывок на старте и большие пусковые токи, в 7 раз превышающие номинальные. Для мягкого старта электродвигателя используются следующие методы:

• переключение обмоток по схеме звезда – треугольник;
• включение электродвигателя через автотрансформатор;
• использование специализированных устройств для плавного пуска.

В большинстве частотных регуляторов есть функция плавного пуска двигателя. Это не только снижает пусковые токи, но и уменьшает нагрузки на исполнительные механизмы. Поэтому регулирование частоты и плавный пуск довольно сильно связаны между собой.

Пошаговая инструкция

Классическая схема синистора работает по принципу зарядки конденсатора через мало ёмкий резистор. После того, как напряжение между обкладками достигнет нужного значения, симистор начинает пропускать ток к нагрузке.

Таким образом, можно контролировать емкость конденсатора, изменяя напряжение, которое пойдет на нагрузку. Для этого отлично подойдет реостат, который устанавливается на место резистора.

К сожалению, такая схема быстро нагревается из-за чего нужно устанавливать дополнительный радиатор позволяющий эффективно отводить тепло.

Более подходящей схемой, позволяющей сохранить потерянную мощность и точнее контролировать работу, является коммутация с силовыми резисторами. Их работа основана многократном открытии и закрытии за один период электрической синусоиды.

В таком режиме работы можно изменять пороговую мощность, это напрямую влияет на мощность работы ротора. Силовые резисторы выставляются на определенные показания входящего тока, собирая его в нужных объемах.

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.

При использовании электродвигателя в инструментах, одной из серьёзных проблем является регулировка скорости их вращения. Если скорость недостаточно высока, то действие инструмента является недостаточно эффективным.

Если же она излишне высока, то это приводит не только к существенному перерасходу электрической энергии, но и к возможному пережогу инструмента. При слишком высокой скорости вращения, работа инструмента может стать также менее предсказуемой. Как это исправить? Для этой цели принято использовать специальный регулятор скорости вращения.

Двигатель для электроинструментов и бытовой техники обычно относится к одному из 2 основных типов:

1. Коллекторные двигатели.
2. Асинхронные двигатели.

В прошлом, вторая из указанных категорий имела наибольшее распространение. Сейчас, примерно 85% двигателей, которые употребляются в электрических инструментах, бытовой или кухонной технике, относятся к коллекторному типу. Объясняется это тем, что они имеют большую степень компактности, они мощнее и процесс управления ими является более простым.

Фото регулятора оборотов своими руками

Регулирование скорости вращения коллекторного двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока и мотор-редукторы, созданные на их основе, нуждаются в надежной системе управления скоростью вращения вала. Простым и удобным методом решения проблемы является применение широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Способ основан на преобразовании постоянного напряжения в импульсное. При этом управление частотой вращения осуществляют путем изменения длительности подающегося импульса.

Например, по такому же принципу используют ШИМ схему в осветительных приборах для регулировки яркости свечения светодиодных ламп. Так как у светодиода небольшое время затухания частота работы устройства регулирования имеет большое значение. Качественные приборы должны полностью исключать мерцание при пониженной яркости свечения.

Управление двигателями постоянного тока методом ШИМ стало возможным благодаря силе инерции. После прекращения подачи напряжения на обмотки вал электродвигателя останавливается не сразу, продолжая движение по инерции. Путем кратковременной подачи напряжения с определенным периодом можно добиться плавного регулирования скорости вращения вала. При этом главным регулирующим параметром является размер паузы между импульсами.

Применение устройства управления для двигателя постоянного тока

Этот метод управления двигателем постоянного тока позволяет плавно изменять скорость вращения вала в широких пределах. ШИМ делает возможным изменение параметров работы двигателя в автоматическом режиме в соответствии с установленными данными. Необходимую информацию регулятор оборотов коллекторного двигателя получает от пользователя или специального датчика, который определяет, температуру, скорость вращения или любой другой параметр.

Схема управления коллекторным двигателем постоянного тока

Простую схему управления двигателем постоянного тока можно собирать из полевого транзистора. Он играет роль электронного ключа, который переключает схему питания двигателя после подачи напряжения на базу. Электронный ключ остается открытым на время, соответствующее длительности импульса.

ШИМ сигнал характеризуют коэффициентом заполнения, который равен обратной величие скважности. Коэффициент заполнения равен отношению продолжительности импульса к периоду его подачи. Скорость движения вала двигателя будет пропорциональна значению коэффициента заполнения. Поэтому, если частота ШИМ сигнала слишком низкая для обеспечения стабильной работы, то вал двигателя будет вращаться заметными рывками.

Оптимальные значения частоты ШИМ сигнала

Частота может варьироваться в широких пределах от нескольких десятков до нескольких сотен герц. Благодаря емкостной нагрузке происходит сглаживание импульсов. В итоге на двигатель подается «постоянное» напряжение средней величины в зависимости от параметров управляющей системы. Например, если двигатель получает питание от сети напряжением 10В, и к нему подключить регулятор с длительностью импульса равной половине периода подачи, то эффект будет таким же, как при подаче 5В на двигатель напрямую.

Сложности при ШИМ регулировании скорости двигателя постоянного тока

Также причиной нестабильной работы электродвигателя может стать факт влияния силы тока на скорость вращения ротора, которая находится в зависимости от уровня приложенного напряжения. Проблемы могут возникнуть при эксплуатации двигателей на малой скорости по отношению к номинальному значению.

Например, у пользователя есть двигатель, который при номинальном напряжение вращает ротор со скоростью 10об/сек. Чтобы понизить скорость до 1 об/сек недостаточно просто снизить напряжение до 1В. Подобрать подходящее значение подаваемого напряжения сложно и если пользователю и удастся, то при незначительном изменении условий эксплуатации скорость снова изменится.

Решением проблемы является применение системы автоматического регулирования или кратковременное включение электродвигателя на полную мощность. Движение ротора будет происходить рывками, но при правильно подобранной частоте и длительности подаваемых импульсов можно сделать вращение более стабильным. Так, добиваются устойчивого движения вала электродвигателя с любой скоростью, которая не будет меняться в зависимости от нагрузки.

Реализация ШИМ

Алгоритм реализации ШИМ:

1. В начале каждого импульса ставим единицу и ждем повышения значения до заданного уровня.
2. Сбрасываем линию на ноль.

Длительность импульса легче отследить с определенной периодичностью или ступенями. Например, десять регулировочных ступеней соответствуют 10% от максимального значения. Прежде всего необходимо определиться с частотой импульсов и количеств ступеней регулирования. Далее, умножают полученные значения. Результат произведения даст необходимую частоту прерываний таймера.

При желании можно выбрать подходящую частоту таймера или количество ступеней регулирования и путем расчетов находят необходимую частоту импульсов.

Так же по теме регулирования скорости коллекторного двигателя предлагаем статью «Управление коллекторным двигателем постоянного тока методом ШИМ»

Регулятор оборотов электродвигателя 220в: схема и описание

Как сделать регулятор оборотов электродвигателя 220в, схема и подробное описание.

В данной статье, мы рассмотрим как сделать контроллер скорости вращения для однофазных коллекторных электродвигателей. Эта схема имеет встроенный модуль обнаружения перегрузки, обеспечивает мягкий пуск управляемого двигателя и стабилизатор скорости вращения мотора.

Давайте рассмотрим технические параметры регулятора:

• напряжение питания: 230 вольт переменного тока.
• диапазон регулирования: 5…99%.
• напряжение нагрузки: 230 В / 12 А (2,5 кВт с радиатором).
• максимальная мощность без радиатора 300 Вт.
• низкий уровень шума.
• стабилизация оборотов.
• мягкий старт.
• размеры платы: 50×60 мм.

Электросхема принципиальная

Схема модуля системы регулирования основана на генераторе ШИМ импульсов и симисторе управления электродвигателем — классическая схемотехника для подобных устройств.

Элементы D1 и R1 обеспечивают ограничение величины напряжения питания до значения безопасной для питания микросхемы генератора.

Конденсатор C1 отвечает за фильтрацию напряжения питания.

Элементы R3, R5 и P1 являются делителем напряжения с возможностью его регулирования, который используется для задания величины мощности, подаваемой в нагрузку.

Расположение элементов на печатной плате.

В испытательном варианте был применен симистор BT138/800 с максимальным током 12 А, что дает возможность управления нагрузкой более 2 кВт. Если необходимо управление ещё большими токами нагрузки — советуем тиристор установить за пределами платы на большом радиаторе. Также следует помнить о правильном выборе предохранителя FUSE в зависимости от нагрузки.

Цифровой ШИМ регулятор оборотов коллекторного двигателя.

Имея в хозяйстве некоторые низковольтные устройства типа небольшой шлифовальной машинки и т. п. я захотел немного увеличить их функциональный и эстетический вид. Правда это не получилось, хотя я надеюсь все таки добиться своего, возможно в другой раз, на за саму вещицу расскажу сегодня.
Производитель данного регулятора фирма Maitech, вернее именно это название часто встречается на всяких платках и блочках для самоделок, хотя сайт этой фирмы почему то мне не попался.

Из-за того, что я не сделал в итоге то, что хотел, обзор будет короче обычного, но начну как всегда с того, как это продается и присылается.
В конверте лежал обычный пакетик с защелкой.

В комплекте только регулятор с переменным резистором и кнопкой, жесткой упаковки и инструкции нет, но доехало все целым и без повреждений.

Сзади присутствует наклейка, заменяющая инструкцию. В принципе большего для такого устройства и не требуется.
Указан рабочий диапазон напряжения 6-30 Вольт и максимальный ток в 8 Ампер.

Внешний вид весьма неплох, темное «стекло», темно-серый пластик корпуса, в выключенном состоянии кажется вообще черным. По внешнему виду зачет, придраться не к чему. Спереди была приклеена транспортировочная пленка.
Установочные размеры устройства:
Длина 72мм ( минимальное отверстие в корпусе 75мм), ширина 40мм, глубина без учета передней панели 23мм (с передней панелью 24мм).
Размеры передней панели:
Длина 42.5, мм ширина 80мм

Переменный резистор идет в комплекте с ручкой, ручка конечно грубовата, но для применения вполне сойдет.
Сопротивление резистора 100КОм, зависимость регулировки — линейная.
Как потом выяснилось, 100КОм сопротивление дает глюк. При питании от импульсного БП невозможно выставить стабильные показания, сказывается наводка на провода к переменному резистору, из-за чего показания скачут +\- 2 знака, но ладно бы скакали, вместе с этим скачут обороты двигателя.
Сопротивление резистора высокое, ток маленький и провода собирают все помехи вокруг.
При питании от линейного БП такая проблема отсутствует полностью.
Длина проводов к резистору и кнопке около 180мм.

Кнопка, ну тут ничего особенного. Контакты нормально открытые, установочный диаметр 16мм, длина 24мм, подсветки нет.
Кнопка выключает двигатель.
Т.е. при подаче питания индикатор включается, двигатель запускается, нажатие на кнопку его выключает, второе нажатие включает опять.
Когда двигатель выключен то индикатор так же не светится.

Под крышкой находится плата устройства.
На клеммы выведены контакты питания и подключения двигателя.
Плюсовые контакты разъема соединены вместе, силовой ключ коммутирует минусовой провод двигателя.
Подключение переменного резистора и кнопки разъемное.
На вид все аккуратно. Выводы конденсатора немного кривоваты, но я думаю что это можно простить 🙂

Дальнейшую разборку я спрячу под спойлер.

Подробнее

Плата собрана аккуратно, около контактов индикатора присутствуют следы флюса, но в целом плата чистая.
На плате присутствуют: диод для защиты от переполюсовки, стабилизатор 5 Вольт, микроконтроллер, конденсатор 470мкФ 35 Вольт, силовые элементы под небольшим радиатором.
Так же видны места под установку дополнительных разъемов, назначение их непонятно.

Набросал небольшую блок-схему, просто для примерного понимания что и как коммутируется и как подключается. Переменный резистор так и включен одной ногой к 5 Вольт, второй на землю. потому его можно спокойно заменить на более низкий номинал. На схеме нет подключений к нераспаянному разъему.

В устройстве использован микроконтроллер 8s003f3p6 производства STMicroelectronics.
Насколько мне известно, этот микроконтроллер используется в довольно большом количестве разных устройств, например ампервольтметрах.

Стабилизатор питания 78M05, при работе на максимальном входном напряжении нагревается, но не очень сильно.

Часть тепла от силовых элементов отводится на медные полигоны платы, слева видно большое количество переходов с одной стороны платы на другую, что помогает отводить тепло.
Так же тепло отводится при помощи небольшого радиатора, который прижат к силовым элементам сверху. Такое размещение радиатора кажется мне несколько сомнительным, так как тепло отводится через пластмассу корпуса и такой радиатор помогает несильно.
Паста между силовыми элементами и радиатором отсутствует, рекомендую снять радиатор и промазать пастой, хоть немного но станет лучше.

В силовой части применен транзистор IRLR7843, сопротивление канала 3.3мОм, максимальный ток 161 Ампер, но максимальное напряжение всего 30 Вольт, потому я бы рекомендовал ограничивать входное на уровне 25-27 Вольт. При работе на околомаксимальных токах присутствует небольшой нагрев.
Так же рядом расположен диод, который гасит выбросы тока от самоиндукции двигателя.
Здесь применен STPS1045 10 Ампер, 45 Вольт. К диоду вопросов нет.

Первое включение. Так получилось, что испытания я проводил еще до снятия защитной пленки, потому на этих фото она еще есть.
Индикатор контрастный, в меру яркий, читается отлично.

Сначала я решил попробовать на мелких нагрузках и получил первое разочарование.
Нет, претензий к производителю и магазину у меня нет, просто я надеялся, что в таком относительно недешевом устройстве будет присутствовать стабилизация оборотов двигателя.
Увы, это просто регулируемый ШИМ, на индикаторе отображается % заполнения от 0 до 100%.
Мелкого двигателя регулятор даже не заметил, дня него это совсем смешной ток нагрузки 🙂

Внимательные читатели наверняка обратили внимание на сечение проводов, которыми я подключил питание к регулятору.
Да, дальше я решил подойти к вопросу более глобально и подключил более мощный двигатель.
Он конечно заметно мощнее регулятора, но на холостом ходу его ток около 5 Ампер, что позволило проверить регулятор на режимах более приближенных к максимальным.
Регулятор вел себя отлично, кстати я забыл указать что при включении регулятор плавно увеличивает заполнение ШИМ от нуля до установленного значения обеспечивая плавный разгон, на индикаторе при этом сразу показывается установленное значение, а не как на частотных приводах, где отображается реальное текущее.
Регулятор не вышел из строя, немного нагрелся, но не критично.

Так как регулятор импульсный, то я решил просто ради интереса потыкаться осциллографом и посмотреть что происходит на затворе силового транзистора в разных режимах.
Частота работы ШИМа около 15 КГц и не меняется в процессе работы. Двигатель заводится примерно при 10% заполнения.

Изначально я планировал поставить регулятор в свой старый (скорее уже древний) блок питания для мелкого электроинструмента (о нем как нибудь в другой раз). по идее он должен был стать вместо передней панели, а на задней должен был расположиться регулятор оборотов, кнопку ставить не планировал (благо при включении устройство сразу переходит в режим — включено).
Должно было получиться красиво и аккуратно.

Но дальше меня ждало некоторое разочарование.
1. Индикатор хоть и был немного меньше по габаритам чем вставка передней панели, но хуже было то, что он не влазил по глубине упираясь в стойки для соединения половинок корпуса.
и если пластмассу корпуса индикатора можно было срезать, то не стал бы все равно, так как дальше мешала плата регулятора.
2. Но даже если бы первый вопрос я бы решил, то была вторая проблема, я совсем забыл как у меня сделан блок питания. Дело в том, что регулятор рвет минус питания, а у меня дальше по схеме стоит реле реверса, включения и принудительной остановки двигателя, схема управления всем этим. И с их переделкой оказалось все куда сложнее 🙁

Если бы регулятор был со стабилизацией оборотов, то я бы все таки заморочился и переделал схему управления и реверса, либо переделал регулятор под коммутацию + питания. А так можно и переделаю, но уже без энтузиазма и теперь не знаю когда.
Может кому интересно, фото внутренностей моего БП, собирался он лет так около 13-15 назад, почти все время работал без проблем, один раз пришлось заменить реле.

Резюме.
Плюсы
Устройство полностью работоспособно.
Аккуратный внешний вид.
Качественная сборка
В комплект входит все необходимое.

Минусы.
Некорректная работа от импульсных блоков питания.
Силовой транзистор без запаса по напряжению
При таком скромном функционале завышена цена (но здесь все относительно).

Мое мнение. Если закрыть глаза на цену устройства, то само по себе оно вполне неплохое, и выглядит аккуратно и работает нормально. Да, присутствует проблема не очень хорошей помехозащищенности, думаю что решить ее несложно, но немного расстраивает. Кроме того рекомендую не превышать входное напряжение выше 25-27 Вольт.
Больше расстраивает то, что я довольно много смотрел варианты всяких готовых регуляторов, но нигде не предлагают решение со стабилизацией оборотов. Возможно кто то спросит, зачем мне это. Объясню, как то попала в руки шлифовальная машинка со стабилизацией, работать гораздо приятнее чем обычной.

На этом все, надеюсь что было интересно 🙂

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Мосгриндер регулятор оборотов коллекторного двигателя (без потери мощности)

Данный регулятор снят с производства

Взамен него выпущен IРD-VR в корпусе IP54

Существует 2 способа регулировки частоты коллекторного двигателя. Первый простой способ —регулировка по напряжению. Второй способ управления  двигателем —  импульсный под управлением микропроцессора. Первый способ прост и дешев, но пропорционально падению оборотов двигателя падает и крутящий момент. Инструмент теряет работоспособность на малых оборотах.   Второй способ регулировки дороже и сложнее, но главное, он требует установки на вал двигателя таходатчика. Поставить таходатчик на уже готовый инструмент невозможно.

Мы нашли решение данной проблемы. Строго говоря, наш новый регулятор оборотов коллективного (щеточного) двигателя сохраняет крутящий момент а не мощность. Не теряется усилие на круге при работе. Точнее почти не теряется. Регулятор дает ~70-80% от максимального усилия при нулевом положении регулятора. Сохранение 100% крутящего момента не достижимо без использования обратной связи через таходатчик. В нашей схеме процессор  регулятора оборотов получает данные о текущей частоте работы щеточного двигателя по косвенным признакам. Из за этой погрешности в определении частоты и теряется 20-30% усилия. Но в сравнении с регулировкой частоты щеточного двигателя по напряжению контраст разительный. Регулятор оборотов работает вплоть до самых низких частот.

Технические характеристики:

Габаритные размеры: Д=85, Ш=85, В=70 мм (шнур 1,4 м)
Масса: 200 гр.
Диапазон допустимых мощностей регулировки: 800-1100 Вт
Подключение 220 В
Тип регулировки: микропроцессорная
Пылезащитное исполнений

Мосгриндер

до терминала ТК

Россия

Россия

60х70х80

Стабилизатор частоты вращения коллекторных двигателей

Cтабилизатор частоты вращения — регулятор с положительной обратной связью по току. Информацию о частоте вращения коллекторного двигателя можно извлечь из потребляемого им тока. Этот ток содержит переменную составляющую, первая гармоника которой имеет частоту, равную частоте вращения двигателя, умноженную на число пластин коллектора. Двигатели, которые чаще всего применяются в магнитофонах, имеют три пластины коллектора. Поэтому эта частота равна утроенной частоте вращения двигателя. Именно на этом принципе и построен описываемый регулятор.

Для получения сигнала обратной связи в цепь питания двигателя включен датчик тока R1. Ток, потребляемый двигателем, создает на этом резисторе падение, которое имеет переменную составляющую около 100 мВ peak-to-peak (график 1). Основная гармоника выделяется с помощью простейшего ФНЧ R2C1 и через разделительный конденсатор C2 поступает на вход усилителя, собранного на ОУ U1A. Коэффициент усиления задан резисторами R4R5 так, чтобы усилитель работал в режиме ограничения. На его выходе формируетя практически прямоугольный сигнал с частотой, равной утроенной частоте вращения двигателя (график 2). Этот сигнал дифференцируется с помощью цепочки C3R6R7R8 (график 3). Отрицательный выброс ограничивается диодом VD1. Далее сигнал поступает на компаратор, в роли которого использован ОУ U1B. Опорное напряжение задается с помощью делителя R9R10. На выходе компаратора формируются прямоугольные импульсы постоянной длительности (график 4). Постоянная составляющая такой импульсной последовательности пропорциональна частоте следования импульсов, т.е. частоте вращения двигателя. Импульсная последовательность интегрируется с помощью цепочек R11R12C5 и R13C6. Постоянное напряжение, пропорциональное частоте вращения, поступает на пропорционально-интегрирующий регулятор, собранный на ОУ U1C. Для получения образцового напряжения применен регулируемый стабилитрон U2. Нужную частоту вращения устанавливают регулировкой этого напряжения с помощью переменного резистора R19. Выход ОУ U1C умощнен комплементарным эмиттерным повторителем на транзисторах VT1VT2. Казалось бы, направление тока питания двигателя всегда одно и то же и достаточно было бы одиночного эмитерного повторителя, который обеспечивал бы вытекающий ток. Но на самом деле с двухтактным эмиттерным повторителем гораздо лучше поведение системы во время переходных процессов (при пуске двигателя или при резких колебаниях нагрузки на валу).

Нужно отдельно остановиться на проблеме устойчивости системы автоматического регулирования. В данной ситуации дело усложняется тем, что на устойчивость влияют и механические параметры системы, которые количественно учесть очень трудно. Поэтому в некоторых случаях придется подобрать АЧХ регулятора с помощью элементов R16C7 или даже ограничить коэффициент усиления, включив параллельно этой цепочке резистор. Подбор нужно вести по критерию устойчивости регулятора как в установившемся режиме, так и во время переходных процессов. Для этого нужно с помощью осциллографа контролировать напряжение питания двигателя. При включении оно должно плавно достичь номинального значения, причем без колебательного процесса. Если при работающем я такждвигателе изменить нагрузку на валу, напряжение питание должно принять новое значение без колебательного процесса.

Полную версию этой статьи можно найти в журнале «Схемотехника», №4 за 2001 год. Автор — Л.Ридико

3 Объяснение простых схем контроллера скорости двигателя постоянного тока

Схема, которая позволяет пользователю линейно управлять скоростью подключенного двигателя, вращая присоединенный потенциометр, 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: 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 приведенной выше 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 меняться вверх / вниз с этой разницей, 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 из-за того, 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.

Video Demo

Когда дело доходит до управления скоростью двигателя равномерно и эффективно, контроллер на основе PWM 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, вывод триггера находится в низком логическом положении, поскольку конденсатор С1 не заряжается.

Вышеупомянутые условия инициируют цикл колебаний, переводя выходной сигнал на высокий логический уровень.
При высоком выходном сигнале конденсатор заряжается через D2.

При достижении уровня напряжения, составляющего 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 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.

Частота на выходе ИС может быть рассчитана 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:

Тестирование видео:

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 высокой настройки 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, перевод в состояние «еле-еле медленно» может оказаться невозможным по той же причине, что и объяснено выше.

Я изо всех сил старался улучшить отклик и добиться максимально медленного ШИМ-управления, 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 контролируемое движение во время регулировки более низкой скорости.

Дизайн № 3: Использование IC 556 для расширенного 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 весьма 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 вышеуказанных 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 снижена до минимального уровня.

На рисунке показано, как одну микросхему 556 IC можно использовать 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 конструкции схемы 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 следующие интересные особенности:

Скорость можно плавно изменять от нуля до максимума, без остановки.

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

Вращение двигателя можно изменить или изменить за доли секунды.

Скорость регулируется в обоих направлениях вращения двигателя.

Двум микросхемам 555 назначены две отдельные функции. Одна секция сконфигурирована как нестабильный мультивибратор, генерирующий такты прямоугольной волны 100 Гц, которые подаются на предыдущую секцию 555 внутри корпуса.

Вышеупомянутая 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 по показанной схеме контактов.

Напряжение выборки, прикладываемое извне, может быть получено из 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 = BC5474, D 9015 — D4 = 1N5408,
• Z1 = 4V7 400 мВт
• IC1 = 556,
• S1 = тумблер SPDT

Приведенная выше 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:

Precision Управление двигателем с помощью одного операционного усилителя

Чрезвычайно тонкое или сложное управление постоянным током. Двигатель может быть получен с помощью операционного усилителя и тахогенератора. Операционный усилитель выполнен в виде переключателя, чувствительного к напряжению.В схеме показано ниже, как только на выходе тахогенератора ниже, чем заданное опорное напряжение переключения транзистора быть включен и 100% мощности будут обеспечены к двигателю.

Switching действия ОУ будет происходить в только пару милливольт вокруг опорного напряжения. Вам понадобится двойной источник питания, который может быть просто стабилитроном.

Этот контроллер мотора обеспечивает плавную регулировку диапазона без каких-либо механических проблем.

Выходной сигнал операционного усилителя составляет всего +/- 10% от уровня шины питания, таким образом, используя двойной эмиттерный повторитель, можно контролировать огромные скорости двигателя.

Опорное напряжение может быть зафиксировано с помощью термисторов, или LDR и т.д. Экспериментальная установка указана в электрической схеме использовали ОУ RCA 3047A, и двигатель 0.25W 6V, как тахогенератор, который генерируется вокруг 4V при 13000 об / мин для предполагаемой обратной связи.

Дополнительные схемы схем :

ШИМ-управление двигателем с использованием только BJT

В следующей схеме также используется принцип ШИМ для желаемого управления скоростью двигателя, однако он не зависит от каких-либо интегральных схем или ИС, а использует только обычные BJT. для реализации.Я взял это со страницы старого журнала.

Цепи управления двигателем с использованием LM3524

IC LM3524 — это специализированная схема ШИМ-контроллера, которая позволяет нам конфигурировать очень полезные и точные схемы управления скоростью двигателя, как описано ниже:

На приведенной выше диаграмме показана базовая схема управления ШИМ-двигателем с использованием IC LM3524. Конструкция дополнительно включает управление обратной связью на основе датчика через микросхему LM2907.

Небольшой магнит прикреплен к валу двигателя, так что во время вращения магнит проходит вплотную к трансформатору со считывающей катушкой с железным сердечником.Этот механизм заставляет вращающийся магнит индуцировать резкий электрический импульс в считывающей катушке, который используется LM2907 в качестве триггерного входа и соответствующим образом обрабатывается как импульс управления обратной связью для LM3524 IC.

Система обратной связи гарантирует, что заданная скорость никогда не может отклоняться от заданной, обеспечивая точное управление скоростью. Гнездо на штыре № 2 LM3524 используется для управления скоростью двигателя.

Бездатчиковое управление, без обратной ЭДС двигателя

Следующая конструкция ШИМ-управления скоростью LM3525 позволяет осуществлять управление с обратной связью без использования сложного механизма тахометра или громоздких датчиков, реализованных в предыдущей конструкции.

Здесь обратная ЭДС двигателя используется в качестве сигнала обратной связи и подается на вход IC LF198. В случае, если скорость имеет тенденцию к превышению установленного уровня, LF198 сравнивает нарастающий сигнал ЭДС с эталонным сигналом выборки с выхода LM393. Результирующий выходной сигнал отправляется на усилитель ошибки микросхемы LM3524 для необходимой обработки выходного ШИМ на транзисторы драйвера. Управляемый ШИМ благодаря этой обратной связи без датчика через обратную ЭДС в конечном итоге позволяет двигателю оставаться точно зафиксированным на правильной скорости, которая регулируется потенциометром на контакте №2.

О компании 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 какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Регулировка частоты вращения коллекторного двигателя 220в, напряжение меняется.

Из своего первого рациона кислотного флюса я подумал о паяльном вентиляторе.После практики сборки магнитолы (четко объяснили необходимость вытяжки при пайке любым флюсом / припоем ) было решено: быть капотом! Очень скоро в руки попал ВН-2.

Но оказалось, что при прямом подключении к сети вентилятор очень шумный, и хотелось бы управлять будущей вытяжкой. Нужен регулятор!

Схема регулирования скорости однофазного асинхронного двигателя на транзисторе D209L

Собрав схему, я убедился в ее пригодность для регулирования однофазных оборотов асинхронного двигателя (как у ВН-2).Но после короткого замыкания на выходе в страну вечной охоты отправляется моя единственная КТ840 и неоновая лампочка, которую я подключил без резистора. Цены на KT840 меня совсем не обрадовали. Решив сэкономить на стипендии, я нашел аналоговый транзистор от горящего блока питания компьютера — D209L. С этим транзистором схему пришлось немного изменить:

Я решил добавить немного индикации, и на входе и выходе регулятора поставил светодиод. Сначала тоже опробовал новую схему на навесной установке, а потом решил собрать в штатном корпусе, который купил на радиорынке:

Трансформатор

Печатная плата

Офорт

Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора:
В 100 мл фармацевтической 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г соли. Этого раствора должно хватить, чтобы протравить 100 см2 меди толщиной 35 мкм.

Соли при приготовлении раствора жалеть нельзя.Поскольку он играет роль катализатора, он практически не расходуется в процессе травления. Перекись 3% не следует дополнительно разбавлять, потому что, когда вы добавляете оставшиеся ингредиенты, ее концентрация уменьшается.

Чем больше будет добавлено перекиси водорода (гидроперита), тем быстрее будет идти процесс, но не переусердствуйте — раствор не хранится, т. е. не используется повторно, а это значит, что гидропоника будет просто израсходована. Избыток перекиси легко определить по обильному «пузырению» во время травления.
Однако добавление лимонной кислоты и перекиси вполне допустимо, но рациональнее приготовить свежий раствор.

Окончательная сборка регулятора

Регулятор скорости двигателя — устройство, которое постепенно увеличивает или уменьшает скорость двигателя.С помощью такого устройства можно оставить постоянную скорость вращения двигателя даже при нестабильных нагрузках. Это продлит срок эксплуатации бытовой техники: электроинструментов, помощников на кухне и прочего. Процесс регулирования происходит из-за импульсной модуляции или изменения напряжения. Регулятор предназначен для управления частотой вращения двигателей непостоянного тока путем изменения среднего уровня напряжения путем фазовой стабилизации с помощью электронной схемы.

Устройство устройство

Устройство достаточно простое в использовании, но имеет довольно сложную конструкцию.Контроллер скорости двигателя 220 В имеет следующие компоненты: мост и два плеча, левое представляет собой делитель напряжения, а правое — тиристор и двигатель. В диагонали моста расположен тиристорный переход. Его сигнал представляет собой комбинацию сигналов, которые имеют место в противоположной фазе напряжения, которое задается резистивным двигателем и обратной ЭДС. Когда уровень напряжения постоянный, мост уравновешен, скорость вращения двигателя не меняется. Когда нагрузка на вал двигателя увеличивается, его скорость уменьшается, а уровень противо-ЭДС падает, в результате чего мост теряет баланс.Таким образом, сигнал, который направлен на тиристорный переход, увеличивается, в следующей фазе работы он быстрее открывается, что увеличивает мощность, идущую на двигатель.

Функции и характеристики

Основные функции регулятора скорости двигателя 220 В:

• Управление и регулировка частоты вращения двигателя электрического типа;
• Функция питания;
• Увеличение продолжительности эксплуатации электроприборов и инструментов.

Технические характеристики характеристик регуляторов определяют успешность их работы:

• Указанное напряжение непостоянного тока — описывает уровень напряжения, при котором устройство предназначено для работы. Единица измерения — вольт. Например, 220В.
• Максимальный ток нагрузки Свойство, характеризующее показатель, превышение которого отключает регулятор скорости. Измеряется в амперах.
• Выходной ток нагрузки — уровень электричества после регулятора.
• Спектр изменения мощности — характеризует диапазон между показателями наименьшей и наибольшей мощности, которую может выдержать устройство.

Помимо технических, регуляторов оборотов электродвигателя присущи и общие характеристики . Например: вес, размер (длина, ширина, высота).

Покупка регистра скорости двигателя

Купить регулятор скорости двигателя несложно.Сделать это можно в специализированных магазинах, где консультанты с радостью предоставят вам всю необходимую информацию. Более простой вариант — заказать устройство в интернет-магазине. В любом случае, выбирая одну из моделей регулятора, следует учитывать достоинства и недостатки устройства. Существенным недостатком многих регуляторов скорости двигателя является использование в нем излишне чувствительного тиристора: он реагирует на ток менее 100 мкА. Особенностью регуляторов являются дорогие преобразователи частоты, которых выпускают в небольшом количестве и далеко не все производители.

Производители бытовой техники

Сегодня на рынке представлено большое количество регуляторов оборотов двигателя от различных производителей, таких как: Italtecnica, VTS Euroheat, EUROHEAT и многих других. Предлагают потребителям модели разной мощности, конструкции, принципа работы.

Установка и подключение регулятора скорости мотора

Установка и подключение регулятора скорости во многом определяется тем, для чего он был приобретен.Естественно, что регулятор для кухонного комбайна, электродрели, стиральной машины подключаются по-разному. Да и устанавливать их стоит только точно выбрав для этого правильное место. Итак, приобретая подобный регулятор, для установки и подключения лучше всего обратиться к специалисту. Или, если вы уверены в своих силах, можете изучить конкретную схему или посмотреть видео-урок.

Регулятор скорости двигателя — незаменимое устройство в повседневной жизни, регулирующее скорость и частоту работы двигателя.Его преимущество в том, что он продлит срок службы ваших электроприборов, обеспечивая и поддерживая правильный постоянный уровень напряжения. Также это устройство может выполнять функцию источника питания. Регулятор скорости мотора обязательно должен быть у вас дома!

Это устройство предназначено для выполнения функции постепенного увеличения или уменьшения скорости вращения вала электродвигателя. Регулировка может осуществляться методом широтно-импульсной модуляции и методом изменения фазного напряжения.

Использование широтно-импульсной модуляции

Для контроля и регулирования скорости вращения двигателя асинхронного типа можно использовать импульсный регулятор-регулятор напряжения (инвертор). Он будет работать как источник питания. Он основан на использовании импульсного ШИМ-контроллера марки TL494. Напряжение питания электродвигателя, выходящее после ШИМ-контроллера, будет меняться в соответствии с изменением скорости вращения. При использовании этого метода достигается больший экономический эффект, устройство достаточно простое и одновременно увеличивает эффективность регулирования.

На рисунке выше показана схема использования ШИМ-контроллера для трехфазного асинхронного двигателя, подключенного через конденсатор к однофазной сети.

Этот метод, несмотря на свою эффективность, имеет два существенных недостатка:

• невозможность реверсивного управления двигателем без использования дополнительных переключающих устройств;
Преобразователи частоты
• , используемые в регуляторе, имеют высокую стоимость и доступны у ограниченного числа производителей.

Блок управления и регулирования скорости вращения электродвигателей изменением фазного напряжения

Есть несколько типов блоков управления, выпускаемых промышленным способом. Применяются для однофазных асинхронных двигателей, пределы регулирования составляют от 25 до 100% значения мощности и от 1000 до 4000 об / мин. Это устройства с маркировкой РВС207, РВ600 / 900.

Срабатывание блока настройки происходит при изменении среднего значения переменного напряжения на электродвигателе. Производится методом регулирования фазного напряжения при изменении угла открытия полупроводниковых приборов (тиристоров, симисторов и др.), С помощью которых была собрана схема.

Управление агрегатом осуществляется с помощью внешнего переменного резистора. В случае, если мощность меньше 25%, двигатель отключается и переходит в дежурный режим.

Контроль работы осуществляется с помощью светового индикатора. Двигатель выключен — время от времени мигает красный цвет. Двигатель работает — рабочий цикл индикатора пропорционален частоте вращения (производительности) двигателя.

На рисунке представлена ​​схема подключения регулятора RVS 207.

Регулятор скорости асинхронного двигателя

Помимо образцов регуляторов, промышленных образцов регуляторов, существует возможность самостоятельного исполнения регуляторов скорости для бесщеточных двигателей, не уступающих промышленным образцам. Схема построена на примере регулятора промышленного производства, его можно собрать самостоятельно.

На фото вверху электрическая схема регулятора скорости бесщеточного двигателя.

Регулировка числа оборотов вращения бесщеточного вала асинхронного электродвигателя Допускается также при изменении величины переменного напряжения, подаваемого на электродвигатель.

В состав регулятора входит задающий генератор, он служит для изменения частоты в пределах 50 — 200 Гц. Генератор состоит из мультивибратора, работа которого построена на микросхеме К561ЛА7 и декодера счетчика К561ИЕ8 с коэффициентом преобразования 8, отвечает за формирование сигналов управления полумостовых силовых полевых транзисторов.

Схема имеет выходной трансформатор Т-1. Он служит для развязки транзисторов полумоста.

включает в себя диодный мост и удваивающие напряжение питания — конденсаторы большой емкости.

Диодный мост подключен по нестандартной схеме. C4 и R7 служат демпфирующей схемой, они служат для сглаживания скачков напряжения, которые представляют опасность для транзисторов VT4.

Рекомендация : для ключей транзисторов управления трансформатором можно применить трансформатор от телевизионного блока питания. В данном случае тип не играет большой роли, главное, чтобы первичная обмотка состояла из 120 витков провода 0,7 мм2, вторичная — из 2 независимых обмоток по 60 витков, провод, используемый во вторичной обмотке, аналогичный к первичному проводу.Первичная обмотка имеет напряжение 2 х 12 В, вторичная обмотка — по 12 В.

Необходимо помнить, что обе вторичные обмотки должны иметь хорошую изоляцию друг от друга, между обмотками высокий потенциал, он составляет 640 В, они подключены к затворам транзисторных ключей в противофазе.

Такой регулятор может управлять вращением асинхронного двигателя с максимальной рабочей мощностью 500 Вт. Для того, чтобы с помощью регулятора регулировать двигатели большей мощности, нужно применить большее количество переключателей мощности, а также изменить емкость фильтра питания в сторону увеличения, это элементы схемы C3 и C4. Для регулятора достаточно использовать печатную плату размером 110 х 80 мм. Трансформатор, управляющий силовыми транзисторными ключами, монтируется отдельно от блока управления.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что то упустил. Загляните, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего наилучшего.

Асинхронные двигатели используются в станках и другом оборудовании, таком как электроприводы, для привода движущихся частей. Их широкое использование обусловлено простой конструкцией и относительно невысокой стоимостью.В этих условиях важно отрегулировать скорость асинхронного двигателя, чтобы вы могли работать в различных условиях. Стандартные схемы предусматривают системы механической трансмиссии, которые при определенных обстоятельствах не очень удобны. Электрическое управление дает ряд преимуществ, несмотря на все сложности, связанные с подключением.

Методы регулировки

Электрическая регулировка скорости позволяет точно и плавно регулировать необходимые режимы работы. Эту операцию можно проводить сразу несколькими способами, связанными с изменением параметров двигателя и электрического тока.

Прежде всего, может изменяться напряжение, приложенное к статору, а также вспомогательное сопротивление цепи ротора. Кроме того, частота вращения связана с изменением количества пар полюсов и частоты тока.

В последних двух методах изменение скорости вращения происходит без значительного снижения мощности и потери эффективности.Все они имеют свои достоинства и недостатки, но в целом успешно используются для настройки. Эти методы считаются наиболее подходящими для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором конструкции. Эти двигатели чаще всего используются в производственном секторе.

Особенности частотного регулирования

Наиболее часто используемое частотное регулирование, которое производится с помощью полупроводниковых преобразователей. Их действие основано на особенностях асинхронных двигателей. Здесь магнитное поле вращается с частотой, связанной с частотой, присутствующей в напряжении электрической сети.

Для того, чтобы двигатель работал эффективно, напряжение также должно изменяться одновременно с частотой. Изменение значения напряжения тесно связано с моментом нагрузки. При постоянной нагрузке напряжение будет меняться пропорционально показателю частоты.

С помощью современных приборов скорость вращения асинхронного двигателя можно регулировать в самом широком диапазоне. При необходимости можно применить ускорение или замедление агрегатов в зависимости от тех или иных технологических операций.Для установки необходимых параметров используются специальные модули управления. Силовые переключатели — это специальные мощные транзисторы. При высокочастотном переключении искажения тока минимальны.

Как определить скорость обмотки двигателя

Декор для дня рождения своими руками

Закрыть … [X]

Этот ящик для вещей можно использовать на кухне, в ванной или других помещениях для украшения комнаты своими руками.

Ковбойские остроносые сапоги Принцип самодельного замка заключается в следующем. В одной половине — постоянный магнит. а в другом — металлическая пластина. Один из них прикреплен к двери. Второй, со снятой металлической пластиной, снабжен герконом КЭМ-1 и крепится к дверной коробке. Если дверь находится в закрытом положении, обе части замка нажимаются, магнит воздействует на геркон, замыкая его контакты. Если дверь открывается, магнит гаснет, и контакты геркона размыкаются.

Аккумулятор, системный блок компьютера, даже блок питания ноутбука — все это лучшие друзья.О таких хороших обогревателях, как мы с мужем, я уже молчу.

Берем наполнитель и набиваем куклу. Когда полностью равномерно распределите упаковку, сшейте изделие. Ручки необходимо пришивать к телу почти у шеи.

Из одного поддона, отшлифованного, пропитанного и покрытого лаком, получается садовый столик, похожий на журнальный столик, слева на рис. Если пара есть в наличии, буквально за полчаса можно сделать настенную стойку по центру и справа.Цепочки для него тоже можно сплести из самой мягкой проволоки, покрыть трубкой ПВХ или, лучше, термоусаживаемой. Чтобы полностью поднять столешницу небольшой набор инструментов на поддонах на стене полки.

Что ж, если наполнить водой стеклянную чашу, вазу, конфетницу, пунш-банку или обычные стаканы, рассыпав на дно морские камешки, и выпустить свечи-таблетки в «свободное плавание», мы получим волшебство. изюминка на романтический Новый год. Для более интересного и неожиданного эффекта можно поэкспериментировать с цветом воды.Как происходит установка шипов на резину?

Детские игрушки ручной работы — это красиво, дешево и приятно. Оригинальные и развивающие игрушки нужны каждому ребенку, но не всегда их можно купить. Сегодня мы покажем вам 5 примеров забавных игрушек, которые вы можете сделать самостоятельно. Они могут быть из картона, бумаги или дерева. В общем, вдохновляйтесь и чаще радуйте своих детей.

Для основания этой конструкции можно использовать толстую фанеру, а для ее верхней части — поликарбонат.Найти в сети солнечные батареи сегодня тоже не проблема.

Внимание! При стыковке панелей не следует прилагать слишком много усилий, можно повредить стык.

Именно столько ножей должно быть у хозяйки на кухне, чтобы процесс приготовления всегда был простым и приятным.

Для изготовления корыт своими руками нам потребуется:

Расчет дерева. Доски, называемые клепанными, имеют двояковыпуклые стороны, что придает изделиям из меди выпуклость.Чтобы сделать их такими, нужно взять нижнюю часть ствола дерева и расколоть ее по подобию рубки дров. Если его аккуратно разрезать, то нарушается естественная целостность волокон, что для такого изделия плохо. Не стоит сразу начинать скакать по фигуре — бревна нужно сушить 2 месяца. Причем сушить не под палящим солнцем, а в темном прохладном помещении.

Как плести браслеты из шнурков

То, что большинство новогодних костюмов для дошкольников легко шьется на основе комбинезона, может существенно сузить и облегчить творческий поиск. Если вы научитесь шить комбинезон — основу новогоднего костюма и придумать (нарисовать) своими руками декоративные элементы к нему, вы сможете сделать удивительные и довольно интересные модели новогодних платьев для детей. Главное, все продумать до мелочей, вооружиться знаниями по теме — чтобы результат работы всех приятно удивил и порадовал.

Дизайн гардероба

Картинки

Подарок маме на день рождения своими руками фото инструкция

Похожие новости .

Управление двигателем постоянного тока: Skill-Lync

Существуют разные типы транзисторов. Очень распространенным является «транзистор с биполярным переходом» или «BJT». И обычно это выглядит так:

Имеет три контакта: база (b), коллектор (c) и эмиттер (e). И он доступен в двух версиях: NPN и PNP. Схематический символ NPN выглядит так:

Транзистор работает из-за чего-то, что называется полупроводящим материалом.Ток, протекающий от базы к эмиттеру, «открывает» ток от коллектора к эмиттеру.

В стандартном транзисторе NPN необходимо приложить напряжение около 0,7 В между базой и эмиттером, чтобы ток протекал от базы к эмиттеру. Когда вы подаете 0,7 В от базы к эмиттеру, вы включаете транзистор и позволяете току течь от коллектора к эмиттеру.

Рис. 1: Изображение, показывающее Н-мостовую схему, используемую для управления направлением вращения двигателя постоянного тока

Как показано на рисунке, есть две клеммы «A» и «B» двигателя постоянного тока.Теперь, если мы соединим клемму A с питанием + Ve и клемму B с питанием –Ve или землей, ток будет течь от двигателя от A к B, и двигатель будет вращаться в одном направлении — скажем, по часовой стрелке (CW) или в прямом направлении. Теперь, как показано на втором рисунке, меняем клеммы питания. Теперь B подключен к + Ve, а A подключен к земле. Ток будет течь от двигателя от B к A, и двигатель будет вращаться в другом направлении (против часовой стрелки — против часовой стрелки или в обратном направлении).

Расположение показано в правой части рисунка.Четыре переключателя подключены между питанием + Ve и землей, а двигатель постоянного тока подключен между двумя переключателями, как показано. Такое расположение схем известно как Н-мост, потому что он выглядит как буква «Н» (Н-мостовые схемы наиболее широко используются в драйверах двигателей постоянного тока). Посмотрим, как он дает обратное питание на двигатель.

При одновременном нажатии SW1 и SW4 ток будет течь от + Ve — SW1 — A — B — SW4 — Gnd. Таким образом, мотор будет вращаться в одном направлении. Откройте (отпустите) SW1 и SW4, чтобы остановить двигатель.Теперь, если нажаты SW2 и SW3, ток будет течь от + Ve — SW2 — B — A — SW3 — Gnd. Таким образом, двигатель получает обратное питание, и он будет вращаться в другом направлении.

Биполярный переходной транзистор (BJT), когда он используется для приложений переключения мощности, работает как IGBT. Когда он является проводящим (BJT работает в области насыщения), между коллектором и эмиттером возникает прямое напряжение Vf (в диапазоне 1 В). Следовательно, блок IGBT можно использовать для моделирования устройства BJT.

Блок IGBT не моделирует ток затвора, управляющий BJT или IGBT.Переключатель управляется сигналом Simulink® (1/0). В двигателе постоянного тока используется заданная модель (5 л.с., 24 В, 1750 об / мин). Он имитирует нагрузку типа вентилятора (где крутящий момент нагрузки пропорционален квадрату скорости). Среднее напряжение якоря может изменяться от 0 до 240 В, когда рабочий цикл (указанный в блоке Pulse Generator) изменяется от 0 до 100%.

H-мост состоит из четырех пар BJT / Diode (BJT моделируется моделями IGBT). Одновременно переключаются два транзистора: Q1 и Q4 или Q2 и Q3. Когда Q1 и Q4 срабатывают, на двигатель подается положительное напряжение, а диоды D2-D3 работают как свободно вращающиеся диоды, когда Q1 и Q4 выключены.Когда Q2 и Q3 срабатывают, на двигатель подается отрицательное напряжение, и диоды D1-D4 работают как свободно вращающиеся диоды, когда Q2 и Q3 выключены.

Мы можем видеть, что ток якоря внезапно меняет свое направление, когда скорость двигателя меняется на противоположную.

Мы видим, что внезапный выброс тока якоря уменьшается за счет изменения рабочего цикла, то есть метода импульсной модуляции.

AIM- См. Раздел справки «Блок четырехквадрантного прерывателя постоянного тока (DC7)».Сравните это с моделью Н-моста

Четырехквадрантная работа любых приводов или двигателя постоянного тока означает, что машина работает в четырех квадрантах. Это Торможение вперед , Торможение вперед , Торможение назад и Торможение назад .

Двигатель работает в двух режимах — Мотор и торможение . Моторный привод, способный работать в обоих направлениях вращения и производить как движение, так и регенерацию, называется четырехквадрантным приводом с регулируемой скоростью.

В режиме двигателя машина работает как двигатель и преобразует электрическую энергию в механическую, поддерживая ее движение. В режиме торможения машина работает как генератор и преобразует механическую энергию в электрическую и, как следствие, противодействует движению. Двигатель может работать как в прямом, так и в обратном направлении, то есть в режиме движения и торможения.

Произведение угловой скорости и крутящего момента равно мощности, развиваемой двигателем.Для многоквадрантной работы приводов используются следующие условные обозначения значений крутящего момента и скорости. Когда двигатель вращается в прямом направлении, скорость двигателя считается положительной. Для приводов, которые работают только в одном направлении, скорость движения вперед будет их нормальной скоростью.

При нагрузках, включающих движения вверх и вниз, скорость двигателя, вызывающего движение вверх, считается движением вперед. Для реверсивных приводов скорость движения выбирается произвольно.Вращение в противоположном направлении дает обратную скорость, которая обозначается отрицательным знаком .

Скорость положительного изменения скорости в прямом направлении или крутящий момент, обеспечивающий ускорение, известна как Положительный крутящий момент двигателя . В случае замедления крутящий момент двигателя считается отрицательным. Момент нагрузки противоположен положительному крутящему моменту двигателя в направлении.

На рисунке ниже показана четырехквадрантная работа приводов:

В квадранте I развиваемая мощность положительна, и машина работает как двигатель, поставляющий механическую энергию.Операция в I (первом) квадранте называется Вперед. II (второй) квадрант Операция известна как Торможение. В этом квадранте направление вращения положительное, а крутящий момент отрицательный, и, таким образом, машина работает как генератор, развивающий отрицательный крутящий момент, который противодействует движению.

Кинетическая энергия вращающихся частей доступна в виде электрической энергии, которая может быть возвращена в сеть. При динамическом торможении энергия рассеивается в сопротивлении.Работа квадранта III (третьего) известна как реверсивное движение . Мотор работает, в обратном направлении. И скорость, и крутящий момент имеют отрицательные значения, а мощность — положительные.

В квадранте IV (четвертый) крутящий момент положительный, а скорость отрицательная. Этот квадрант соответствует торможению в режиме реверсивного движения .

Модель Simulink —

Двигатель постоянного тока мощностью 200 л.с. возбуждается отдельно от источника постоянного напряжения 150 В постоянного тока.Напряжение якоря обеспечивается преобразователем IGET, управляемым двумя регуляторами PI. Преобразователь питается от шины 515 В постоянного тока, полученной путем выпрямления источника напряжения 380 В переменного тока 50 Гц. Чтобы ограничить напряжение на шине постоянного тока во время динамического режима торможения, между диодным выпрямителем и блоком DC7 был добавлен тормозной прерыватель.

Первый регулятор — это регулятор скорости, за ним следует регулятор тока. Регулятор скорости выдает задание тока якоря (n pu), используемое регулятором тока для получения электромагнитного момента, необходимого для достижения желаемой скорости.Скорость изменения задания скорости следует за рампами ускорения и замедления, чтобы избежать внезапных изменений задания, которые могут вызвать чрезмерное охлаждение и дестабилизировать систему.

Регулятор тока управляет током якоря, вычисляя соответствующие коэффициенты заполнения импульсов 5 кГц четырех устройств IGBT (широтно-импульсная модуляция) .Для правильного поведения системы мгновенные значения импульсов устройств IGBT 1 и 4 противоположны значениям устройств IGBT 2 и 3. Это генерирует среднее напряжение на аматуре, необходимое для получения желаемого тока якоря.Чтобы ограничить амплитуду колебаний тока, сглаживающая индуктивность включена последовательно с контуром аматуры.

ВЫХОД —

СРАВНЕНИЕ ПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ ЧЕТЫРЕХ КВАДРАНТОВ (DC7) С Н-МОСТОМ:

В четырехквадрантном прерывателе привод постоянного тока распределяет требуемый ток питания для каждого сектора и состоит из четырех квадрантов, таких как прямое движение двигателя, прямое рекуперативное торможение, обратное движение двигателя и обратное рекуперативное торможение. В то время как H-мост подает нерегулярный ток для каждого сектора, который вызывает колебания напряжения в токе якоря. Он состоит из двух операций: движение вперед и движение назад.

В современных зарядных устройствах для электромобилей используются цепи Hbridge. Работа в четырех квадрантах требуется как в промышленных, так и в коммерческих приложениях.

Эффективность прерывателя выше, чем у H-моста, а обслуживание меньше, чем у H-моста.

В робототехнике используются Н-мостовые схемы. Некоторые другие применения четырехквадрантной работы — это системы испытательной нагрузки двигателя.

Рекуперативное торможение невозможно в H-мосте, а в прерывателе возможно.

Наиболее важное применение схемы H-Bridge в качестве схемы драйвера двигателя. Цепи Hbridge могут быть размещены в небольших местах. Четырехквадрантный измельчитель легкий по своей природе.

В H-мосте нам нужно изменить полярность, которая меняет направление на противоположное, чтобы управлять двигателем, тогда как в модели прерывателя нам нужно прерывать один сигнал под управлением другого.

Исследование 3-

AIM- Создайте подходящую модель электромобиля, используя блок DC7, и сделайте отчет о результатах.

Процедура —

Напряжение якоря обеспечивается преобразователем IGBT, управляемым двумя регуляторами Pl. Преобразователь питается от шины 515 В постоянного тока, полученной путем выпрямления источника напряжения переменного тока 380 В Гц. Чтобы имитировать напряжение шины постоянного тока в режиме динамического торможения, между диодным выпрямителем и блоком DC7 был добавлен тормозной прерыватель.

Первый регулятор — это регулятор скорости, за которым следует регулятор тока. Регулятор скорости выдает задание тока якоря (в о.е.), используемое регулятором тока для получения электромагнитного момента, необходимого для достижения желаемой скорости. Скорость изменения задания скорости следует за ускорением. и рампы замедления, чтобы избежать внезапных изменений задания, которые могут вызвать перегрузку по току якоря и дестабилизировать систему.

Источником энергии электромобиля является аккумулятор или топливный элемент. Возьмем случай с аккумулятором. Чтобы изменить источник энергии на стороне входа, вы можете взять модель аккумуляторной батареи и настроить ее, обратившись к любому информационному листу, листу, относящемуся к электромобилю. модель батареи. В противном случае укажите любой ввод цикла привода, заменяющий этот ввод, вместо цикла привода. Вставьте таблицу данных с помощью блока источника цикла привода и измените источник цикла привода в качестве переменной рабочего пространства.

Задание скорости и временной период рабочего цикла получают из электронной таблицы, которые рассматриваются как входные данные для модели электромобиля. Здесь схемная модель электромобиля показана ниже.

Здесь мы создаем электронную таблицу времени и скорости рабочего цикла в формате Excel. Единицы измерения времени и скорости представлены в таблице. Время работы вводится до 20 секунд, а скорость (об / мин) повышается между этим периодом времени. В этой таблице скорость снижается и останавливается в конце времени цикла.

Предполагаемые значения времени и скорости, введенные в эту таблицу, показаны ниже.

Данные из электронной таблицы импортируются в скрипт Matlab и используются в качестве данных ездового цикла для модели электромобиля.Данные скорости двигателя и периода времени вводятся в эту рабочую область, тогда как эти данные берутся для данных цикла привода блоком источника цикла привода. Изменение скорости может происходить во время цикла в соответствии с вводом, который нам дан. как ниже

Исходный блок цикла движения используется в качестве эталона скорости в этой модели электромобиля, где данные вставляются рабочей областью в Matlab. Единицы скорости источника и единицы скорости на выходе изменяются как об / мин.Задание скорости учитывается из источника цикла движения, а скорость двигателя берется из таблицы электронной таблицы. Блок источника цикла движения показан ниже

ВЫХОД —

На этом графике показаны различные минимальные значения энергии, которые представляют собой поток напряжения якоря во время рабочего цикла и изменения тока якоря в рабочем цикле и скорости двигателя. При 184 рабочих циклах поток тока IGBT увеличивается на 80% рабочего цикла, что происходит при увеличении скорости.И он вернется к своему фактическому потоку, когда скорость уменьшится.

Мгновенные значения импульсов устройства IGBT 1 ＆ 4 противоположны таковым для устройств IGBT 2 3. Это генерирует среднее напряжение якоря, необходимое для получения желаемого тока якоря.

В рабочем цикле 283 имеет место обратное действие, и поток тока IGBT проходит в отрицательном направлении. Он достигает максимального диапазона 90% рабочего цикла в обратном направлении из-за увеличения скорости. Когда скорость уменьшается, ток становится низким и достигает своего фактического расхода.Поток напряжения якоря передается от отрицательного вывода к положительному выводу.

Ток якоря получается из входных данных, и он может изменяться в зависимости от изменения скорости, когда скорость двигателя увеличивается, ток в якоре также увеличивается. Таким образом, ток в аматуре постепенно увеличивается, что зависит от потребления энергии для трансмиссии. Он начинается с 0, и поток увеличивается до 450 А тока, при высокой скорости двигателя ток будет увеличиваться. Во время этой операции появляется флуктуация тока, но в этой модели электромобиля наблюдается минимальная флуктуация.

Скорость двигателя увеличена на этом выходном графике из-за увеличения скорости, введенной в электронную таблицу. Он достигает скорости 1500 об / мин в течение 10 секунд после того, как скорость двигателя снижается и возвращается к исходному состоянию, которое указано в цикле движения. Поэтому модель EV с использованием блока DC7 моделируется, и результаты получаются в соответствии с нашими указанными входными данными.

Контроль и измерение скорости двигателя постоянного тока

При тестировании скорости двигателя постоянного тока к двигателю применяется ШИМ, и его рабочий цикл изменяется от минимального до максимального.При применении ШИМ также измеряется фактическая частота вращения двигателя постоянного тока и записывается, чтобы увидеть, как изменяется скорость двигателя (об / мин) при изменении ширины ШИМ. Наряду с этим также измеряется приложенное к двигателю напряжение, чтобы увидеть скорость двигателя при разном приложенном напряжении. Точнее, после записи всех значений готовится таблица наблюдений для ширины импульса (рабочего цикла), приложенного напряжения и скорости двигателя в оборотах в минуту. Эта таблица используется для подготовки графика рабочего цикла -> числа оборотов или приложенного напряжения -> графика числа оборотов двигателя.

Данный проект демонстрирует приведенный выше пример.Он применяет ШИМ к двигателю постоянного тока для непрерывного изменения его скорости от минимальной до максимальной и от максимальной до минимальной, а также измеряет следующие параметры

1) Ширина ШИМ в%

2) Подаваемое напряжение на двигатель

3) Скорость двигателя в об / мин

Он использует плату Arduino UNO для генерации ШИМ и измерения / расчета более 3 параметров. Эти параметры отображаются на ЖК-дисплее 16×4. С помощью Arduino очень легко изменять скорость двигателя постоянного тока. Arduino может генерировать ШИМ на своем аналоговом выходном контакте, и когда он применяется к двигателю постоянного тока, его скорость изменяется.Так что это очень простая и легкая задача. Для измерения частоты вращения используется датчик оптопрерывания MOC7811. Когда двигатель совершает 1 оборот, датчик генерирует 1 импульс, и такие импульсы рассчитываются Arduino для расчета числа оборотов в минуту. Итак, давайте посмотрим, как это делается. Начнем сначала с принципиальной схемы, а затем ее описания и работы.

Принципиальная схема:

Описание схемы:

Как показано на рисунке, схема построена с использованием платы разработки Arduino UNO, ЖК-дисплея 16×4, транзистора Дарлингтона NPN TIP122 и оптического датчика прерывания MOC7811.

· Аналоговый выходной контакт 9 Arduino управляет двигателем постоянного тока 12 В при 2000 об / мин через TIP122. Этот вывод подключается к базовому входу TIP122 через токоограничивающий резистор R2, а двигатель постоянного тока подключается к коллектору TIP122

. На внутренний ИК-светодиод MOC7811 подается прямое смещение с использованием источника питания 5 В от платы Arduino через токоограничивающий резистор R1. Внутренний фототранзистор подтягивается резистором R4. Коллекторный выход транзистора подключен к цифровому выводу 7 или Arduino

. Выводы данных ЖК-дисплея с D4 по D7 подключены к цифровым выводам 5, 4, 3 и 2 Arduino, а выводы управления Rs и En подключены к 12 и 11.Вывод RW подключен к земле. Вывод Vcc и вывод LED + подключены к источнику питания 5 В от платы Arduino, а выводы Vss и LED- выводы подключены к земле платы Arduino

· Один потенциометр подключен к выводу Vee для изменения контрастности ЖК-дисплея

Работа схемы:

· Сначала на двигатель подается напряжение 12 В от внешнего источника питания. Затем плата Arduino, ЖК-дисплей и датчик получают питание через USB от ПК / ноутбука

· Первоначально ЖК-дисплей показывает различные параметры, как

PWM ip:

PWM Duty:

PWM volt:

speed:

· Затем arduino начинает применять ШИМ к двигателю с максимальной шириной импульса

· Таким образом, двигатель начнет вращаться с максимальной скоростью.Предусмотрена некоторая временная задержка, позволяющая двигателю достичь полной скорости.

· Когда двигатель начинает вращаться, колесо с прорезями, прикрепленное к его валу, также будет вращаться.

· Датчик MOC7811 расположен таким образом, что паз колеса проходит через датчик воздушный зазор. Таким образом, когда двигатель совершает один полный оборот, паз проходит через зазор датчика. Из-за прорези в колесе ИК-свет падает на фототранзистор. Таким образом, транзистор проводит и генерирует отрицательный импульс на выходе коллектора. Таким образом, каждое вращение двигателя производит импульс

· Частота этих импульсов фактически равна RPS (-оборотов в секунду) двигателя.Чтобы измерить частоту этого импульса, сначала измеряется время включения, затем измеряется время выключения, и исходя из этой частоты рассчитывается как

Период времени = Ton + Toff (в нас)

Частота = 1000000 / период времени

· Эта частота скорость двигателя в RPS. Исходя из этого RPS, скорость двигателя рассчитывается в RPM как

RPM = 60 × RPS

· Вход ШИМ изменяется от 250 до 100 с шагом 15. Это напрямую отображается на ЖК-дисплее

· Время включения и выключения время выхода ШИМ также измеряется для расчета рабочего цикла ШИМ как

Продолжительность ШИМ = [PWM_Ton / (PWM_Ton + PWM_Toff)] × 100

· Наконец, напряжение, приложенное к двигателю, рассчитывается как

Напряжение, приложенное к двигателю = напряжение двигателя × режим

= (12/100) × режим

· Сначала вход ШИМ уменьшается с 250 до 100 за 10 шагов по 15, а затем снова увеличивается со 100 до 250, и этот цикл повторяется непрерывно

· Итак скорость двигателя непрерывно уменьшается, а затем непрерывно увеличивается.Мы можем наблюдать изменение скорости двигателя, которое отображается на ЖК-дисплее как скорость в об / мин.

Таким образом, данный проект изменяет скорость двигателя постоянного тока, а также точно ее измеряет. Он отображает% ширины импульса, приложенного к двигателю, вместе с приложенным напряжением. Таким образом, можно записать скорость двигателя в об / мин при разном напряжении и ширине импульса в таблице наблюдений для дальнейших нужд.

Установка скорости двигателя постоянного тока с помощью схемы микроконтроллера с управляемым светом

Современные драйверы светодиодов очень гибкие, что позволяет использовать их в широком спектре приложений, от сканеров до автомобилей и бортового освещения.Многие из этих драйверов также могут быть настроены с использованием нескольких топологий — повышающей, понижающей и понижающей-повышающей — для удовлетворения широкого спектра требований конкретных приложений.

Для низких входных напряжений и высоких напряжений струны подходит топология повышения, тогда как понижающая схема больше подходит для высоких входных напряжений и низких напряжений струны. Понижающая топология используется для широкого диапазона входов, где напряжение может быть ниже или выше светодиодной цепочки.

В этой статье рассматривается процесс выбора подходящей топологии и соответствующих подключений.В целях иллюстрации примеры основаны на драйвере светодиода µModule LTM8042. Этот драйвер поддерживает светодиоды с током до 1 А и коэффициентом диммирования 3000: 1, работает при входном напряжении от 3 до 30 В и имеет частотный диапазон от 250 кГц до 2 МГц.

Boost LED Driver

Наиболее распространенная топология для светодиодного драйвера — это повышающее приложение, которое может использоваться для светодиодной матрицы, питаемой от входной шины 12 В, где V _IN F. Рисунок 1 , с блок-схемой, показанной на рисунке Рисунок 2 .

1. Здесь LTM8042 управляет четырьмя светодиодами; V _IN от 5,75 до 10,25 В и I _OUT = 0,5 A.

2. На блок-схеме LTM8042 показаны соединения в повышающей конфигурации.

Входное напряжение подключено к клемме BSTIN / BKLED–, а катод светодиодной цепочки подключен к GND. Когда транзистор Q включен, в катушке индуктивности L нарастает ток. Когда Q выключается, напряжение на L меняет полярность, и ток катушки индуктивности начинает течь к конденсатору C2 выходного фильтра.Регулировка яркости светодиодов реализована в секции PWM, которая регулирует рабочий цикл и, соответственно, средний ток светодиода (устанавливается резистором RCLR). Конденсатор С1 представляет собой фильтр входного напряжения.

Понижающий светодиодный драйвер

Понижающая топология используется для относительно высоких входных напряжений, таких как автомобильные и промышленные шины 24 В. На рисунке 3 показана блок-схема конфигурации для V _IN > V _F . Входное напряжение подключается к клемме BSTOUT / BKIN, а катод светодиода подключается к клемме BSTIN / BKLED–.

3. На этой блок-схеме LTM8042 показаны соединения в понижающей конфигурации.

Когда транзистор Q включен, ток течет от входа через цепочку светодиодов и индуктивность L на GND. Когда Q выключается, напряжение на L меняет полярность, и диод D становится смещенным в прямом направлении. Это вытягивает катод светодиода ниже уровня входного напряжения, обеспечивая заданное значение тока в цепочке светодиодов. C5 создает выходной фильтр для этой топологии.

Buck-Boost LED Driver

Во многих коммерческих, аккумуляторных и солнечных приложениях входное напряжение варьируется в широком диапазоне.В таких ситуациях оптимальным решением является повышенно-понижающая топология, показанная на рис. 4 . Входное напряжение и светодиодный катод подключаются к клемме BSTIN / BKLED–.

4. Подключения LTM8042 показаны в понижающе-повышающей конфигурации.

Когда транзистор Q включен, в катушке индуктивности L нарастает ток. Когда Q выключается, напряжение на L меняет полярность, смещая диод D в прямом направлении, в то время как напряжение поднимается выше входного уровня.Широтно-импульсный модулятор (ШИМ) поддерживает заданное значение тока через светодиод и C5, а C2 работает как выходной фильтр. Напряжение цепочки светодиодов V _F может быть ниже или выше V _IN .

Результаты испытаний для трех топологий

Все три топологии были протестированы с использованием демонстрационной схемы DC1511 с LTM8042 — с использованием одной и той же цепочки светодиодов, выходного тока и частоты коммутации во всех случаях. Чтобы убедиться, что рассеиваемая мощность смещения одинакова для всех трех настроек, также был поставлен один и тот же V _CC (показан на рисунке 1) .Штырь V _CC может быть подключен к V _IN в большинстве случаев.

На рисунке 5 показаны полученные кривые эффективности. Все три топологии также были смоделированы в средах LTspice; Файлы моделирования, относящиеся к LTM8042, можно найти в его техническом описании.

5. График показывает эффективность LTM8042 для конфигураций повышающего, понижающего и понижающего-повышающего уровней.

В результате настраиваемые драйверы светодиодов обеспечивают универсальный подход к конструкции светодиодов, обеспечивая эффективную работу в широком диапазоне входных напряжений и обеспечивая ток цепочки светодиодов до 1 А.Поскольку эти драйверы могут быть легко применены как повышающие, понижающие или понижающие-повышающие драйверы, один и тот же драйвер может использоваться для удовлетворения требований различных приложений.

Регулировка скорости движения судового электродвигателя

«Идеальная простота асинхронного двигателя, его отличная реверсивность и другие уникальные качества делают его в высшей степени подходящим для движения кораблей».

— Изобретатель индукционного двигателя, ученый Никола Тесла был одним из первых сторонников электрической тяги для кораблей, писал в феврале 1917 года.

Автор: Джагабандху Маджумдер FIE, факультет IMTC Мумбаи

Силовая установка с гондолой

Azipod, что означает Azimuthing Podded Drive, представляет собой революционный подход к движению, разработанный ABB, который стал отраслевым стандартом для судов ледового плавания благодаря своим превосходным характеристикам в самых суровых ледовых условиях, позволяя судам самостоятельно пересекать Северный морской путь. В конце августа 2019 года двигательная установка Azipod вошла в историю, доведя ледокол норвежской береговой охраны до Северного полюса.

Эта прочность корпуса и технология электропривода с гондолами, уникальная способность вращать судно на 360 градусов с полным крутящим моментом и тягой в любом направлении с комбинированной концепцией корабля двойного действия (DAS) Arctic сделали все вышеперечисленное достижение и возможность круглогодичного плавания, что дает контейнеровозам возможности ледокольного судна и позволяет им преодолевать 1,7 метра ровного льда и более 10 метров гребневого льда со значительно меньшей установленной мощностью (13 мегаватт) и меньшим энергопотреблением, чем у обычных судов с дизельным двигателем. такой же вес и конструкция корпуса.

Рис. 1 Танкер СПГ двойного действия, приводящий в движение тяжелый лед

Работая при температурах до -50 ° C, флот из 15 танкеров-газовозов ледового класса Arc7, перевозящих жидкие грузы, обычно называют танкерами двойного действия с азимутальной двигательной установкой, разработал концепцию транспортировки нефти между российской Арктикой и Европой. и первый танкер двойного действия — это тип ледокольного корабля, предназначенный для движения вперед по открытой воде и тонкому льду, но разворачиваться и идти кормой в тяжелых ледовых условиях.Таким образом, судно может работать самостоятельно в суровых ледовых условиях без помощи ледокола, но сохраняет лучшие характеристики на открытой воде, чем традиционные ледокольные суда

.

Первое в истории грузовое судно, которое отправилось из Мурманска в Шанхай по Северному морскому пути — без помощи ледоколов — недавно завершило свой первый переход, сократив 65-дневный путь на обратном этапе до 19 дней

В основном два производителя двигательной установки гондолы.ABB является крупнейшим производителем и предлагает два типа контейнеров: Azipod (5-30 МВт) и Compact (0,4-5 МВт). Rolls-Royce (RR) — вторая по величине компания на рынке, производящая капсулы под названием Mermaid (5-25 МВт).

Последняя серия Azipod M оснащена двигателями с постоянными магнитами четвертого поколения ABB, в которых используются проверенные двигательные технологии Azipod, которые были усовершенствованы для дальнейшего увеличения мощности и максимального повышения эффективности. Простота конструкции системы обеспечивает повышенную прочность и надежность, в то же время упрощая обслуживание.

Двигательная установка капсулы — это тип азимутальной силовой установки, установленной вместо обычного гребного винта, который представляет собой комбинацию рулевого управления и системы гребного винта, состоящей из встроенного электродвигателя, установленного в капсуле, который непосредственно приводит в действие гребной винт фиксированного шага.

Поддон в сборе, погруженный за пределы корпуса корабля, установленный в гондоле под кормой корабля, имеющий короткую линию вала, состоящую из гребного винта, уплотнений, подшипников и вала, а также двигатель переменного тока.

Рисунок 2 Детали силовой установки гондолы

Модуль рулевого управления содержит механические компоненты, включая электрические / гидравлические двигатели рулевого управления, поворотную трансмиссию, поворотный подшипник и поворотное уплотнение, которое обеспечивает функцию рулевого управления Azipod.Рулевой механизм соединен с кораблем монтажным блоком.

Каждый модуль рулевого управления Azipod состоит из четырех двигателей рулевого управления, каждый двигатель передает мощность на обод главной передачи через планетарный редуктор и предохранительную муфту, которая находится на валу между редуктором и двигателем рулевого управления, который защищает механику рулевого управления от внешних случайных нагрузок, а также планетарный редуктор. и главная передача в случае сильной перегрузки.

Двигатель переменного тока с регулируемой скоростью управляется частотно-регулируемым приводом через контактные кольца, обеспечивает полный и плавный крутящий момент в любом направлении и на низких скоростях, что обеспечивает отличную маневренность, позволяет управлять большими судами в ограниченном пространстве без помощи буксиры.Динамическое позиционирование судна для круизных лайнеров возможно при наличии достаточного количества силовых установок гондолы.

Более эффективная и безопасная поворотная способность движителя Azipod была подтверждена в ходе исследования натурными и полноскоростными испытаниями на радиус разворота между кораблями-близнецами MS Fantasy с традиционной силовой установкой и MS Elation с движительной установкой Azipod, в которых зафиксировано 38 процентное уменьшение тактического диаметра.

Узел гребного винта гондолы вращается вокруг вертикальной оси, может вращаться на 360 ° и используется для управления судном, что позволяет обходиться без руля, а также для судов легче иметь передний и задний ход для управления направлением движения без необходимости реверсирования. двигатель первичного двигателя или винт регулируемого шага.

Типичным для усовершенствованной силовой установки POD является то, что гребной винт тянет корабль, в отличие от обычного, менее эффективного толкающего действия. Также было обнаружено, что расстояние до аварийного останова существенно сократилось, поскольку реверсирование может быть выполнено либо путем изменения скорости гребного винта, либо путем поворота блока Azipod на 180 °.

Система устраняет необходимость в очень тяжелом и громоздком оборудовании, требуемом для обычных силовых установок, включая длинные линии валов, редукторы, гребные винты с регулируемым шагом и поперечные кормовые подруливающие устройства.Конструкция значительно упростилась, нагрузка на обслуживание значительно снизилась, а механические потери исключены.

Рисунок 3 Различные режимы маневрирования движителя капсулы

Преимущества двигательной установки POD

• Повышение энергоэффективности до 20% при снижении расхода топлива и затрат в течение жизненного цикла.
• Существенно более высокая надежность и доступность за счет резервированной конфигурации силовой установки.
• Экономия времени и денег при строительстве;
• Экологичная силовая установка Низкий расход топлива снижает выбросы.Минимальная потребность в смазочных материалах снижает потенциальные утечки. Пропульсивная установка также позволяет использовать биоразлагаемые смазочные материалы.
• Отличная маневренность. Безопасно и маневренно, даже самые большие суда могут маневрировать с дециметровой точностью. В узкие гавани можно попасть быстро и безопасно.
• Снижена вибрация корпуса, отсутствует резонансный эффект гребного винта.
• Эффект кавитации снижен за счет уменьшения диаметра гребного винта,
• Экономичная работа при пониженной скорости, поскольку количество поставляемых генераторов может быть согласовано в соответствии с потребляемой мощностью.

Электроэнергетическая установка гондольного двигателя

Однолинейная схема энергосистемы силовой установки гондолы показана на рисунке 4, который состоит из двух комплектов гондол, каждая из которых имеет одинаковую конфигурацию, независимо друг от друга. Каждый двигатель имеет две обмотки статора с преобразователем частоты для резервирования.

Типичная двигательная установка гондолы имеет четыре главных генератора, которые подключены к главному распределительному щиту, а низковольтный распределительный щит питается от судовых служебных трансформаторов.Главный распределительный щит можно разделить на две отдельные сети с помощью разделительных выключателей для увеличения резервирования электростанции.

Силовые установки блока

обычно состоят из генераторных установок высокого напряжения 11 кВ / 6,6 кВ, распределительных щитов, понижающих трансформаторов, преобразователей частоты, размещенных в отсеке для отсека на корабле, и синхронных двигателей в отсеке для движения.

Блок контактных колец используется для передачи напряжения и мощности с регулируемой частотой от преобразователя к двигателю в свободно вращающейся гондоле.

Рисунок 4 Типичная однолинейная схема бортовой двигательной установки гондолы

Пропульсивный двигатель и компоненты возбуждения

Используются три типа пропульсивных двигателей: синхронные, с постоянными магнитами и асинхронные двигатели. Наиболее распространенным высокоэффективным коэффициентом мощности 0,9 в силовых двигателях большого диапазона мощности является синхронный двигатель (SM) из-за его большой выходной мощности.

Ротор

SM вращается с синхронной скоростью, что означает, что ротор вращается с той же скоростью, что и синхронная скорость вращающегося поля обмотки статора.Но асинхронный двигатель значительно расширяется в отношении двигателей с гондолами меньшей мощности.

Принцип работы синхронного двигателя (SM)

Конструкция SM аналогична генератору переменного тока. Когда на статор подается трехфазное питание, между статором и зазором ротора возникает вращающееся магнитное поле. ротор возбуждается источником постоянного тока, индуцируя северный и южный полюса на роторе.

Электропитание постоянного тока включается для намагничивания ротора, когда ротор начинает вращаться вокруг синхронной скорости путем запуска с помощью внешнего первичного двигателя или запуска с помощью демпферных обмоток (SM работает как асинхронный двигатель) или запуска статического преобразователя частоты .Северный и южный полюса ротора и статора блокируют друг друга.

Таким образом, ротор начинает вращаться со скоростью вращающегося магнитного поля, а двигатель работает с синхронной скоростью. Скорость двигателя можно изменить только путем изменения частоты питания статора преобразователем частоты.

Синхронный двигатель тяги

Существует два метода возбуждения обмоток возбуждения: либо контактными кольцами и щетками, либо использованием бесщеточной машины возбуждения, с помощью которой обслуживание значительно упрощается, поскольку отсутствуют щетки и контактные кольца.

Рисунок 5 Синхронный двигатель POD Бесщеточное возбуждение обмоток ротора

Бесщеточная система возбуждения, постоянный ток подавался на ротор маршевого двигателя от возбудителя, установленного на том же валу, что и несущий ротор. Переменный ток, генерируемый в роторе возбудителя, преобразовывался в постоянный ток через блок вращающегося диодного выпрямителя и подавался на ротор пропульсивного двигателя.

Возбуждение ротора щеткой и скользящим кольцом

Применения для регулируемой скорости, где требуется очень быстрое и точное управление скоростью или крутящим моментом, двигатель обычно оснащен щетками и блоком контактных колец, чтобы обеспечить возбуждение и управление двигателем от преобразователя частоты.

На валу двигателя расположены два контактных кольца торцевого типа, расположенные концентрически, с доступом через съемные смотровые крышки. Блок контактных колец со щетками состоял из установки блока контактных колец, блока диодного моста, блока угольных щеток и блока удаления пыли, установленных на существующем блоке ротора возбудителя и втулки статора.

Возбуждение ротора осуществляется от трансформатора возбуждения и преобразователя возбуждения.Преобразователь возбудителя представляет собой трехфазный преобразователь с встречно-задними тиристорами (SCR), который может регулировать возбуждение Propulsion SM, как показано на рисунке 4.

Двигатель SM может запускаться с помощью преобразователя частоты путем статического пуска преобразователя частоты, а его скорость можно точно регулировать. Это большое преимущество при маневрировании через порты и места стоянки.

Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)

Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM), используемый для приложений большой мощности, который имеет высокий электрический КПД 98%, хороший коэффициент мощности и имеет прочную и надежную конструкцию.

Потери в роторе сведены к минимуму, а также исключаются щетки и контактные кольца или бесщеточные компоненты возбуждения, необходимые для намагничивания ротора.

Рисунок 6 Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM)

Преобразователь частоты

Преобразователь частоты предназначен для управления скоростью и крутящим моментом двигателя путем преобразования постоянной частоты в переменную частоту и напряжение. Техническое развитие полупроводников было важным и сделало возможным множество различных конструкций преобразователей.

Преобразователь имеет нежелательные эффекты, такие как гармонические искажения, которые могут нарушить работу системы.

Рисунок: Поток мощности и КПД электродвигательной установки капсулы

Преобразователь частоты, наиболее часто используемый в силовой установке гондолы

Прямые потомки технологии приводов постоянного тока и используют полупроводниковый компонент кремниевый управляемый выпрямитель (SCR) или «тиристоры».

Тиристоры

, также известные как кремниевый управляемый выпрямитель (SCR), включаются подачей пускового импульса, малого тока затвора, когда он находится в прямом смещении, и выключаются, когда анодный ток достигает нуля.

Выходное напряжение изменяется путем изменения угла срабатывания или задержки стробирующего импульса SCR.

• Циклопреобразователи (Cyclo) для двигателей переменного тока, обычно для синхронных двигателей
• Преобразователи инверторного типа (CSI) для двигателей переменного тока (синхронные двигатели)

Последний тип преобразователя частоты, возникший благодаря техническому развитию силовых полупроводников, отличается от двух вышеупомянутых высокоскоростными управляемыми переключателями, такими как биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) или тиристоры с интегрированным затвором (IGCT).вместо тиристоров.

Этот преобразователь частоты называется VSI-PWM, поскольку IGBT / IGCT можно включать и выключать на высокой скорости, поэтому выходное напряжение можно регулировать с помощью широтно-импульсной модуляции (PWM). ❖ Преобразователи типа инверторный источник напряжения (VSI) для двигателей переменного тока, то есть асинхронных, синхронных и синхронных двигателей с постоянными магнитами.

Основное различие между тремя преобразователями заключается в их частоте переключения, при которой VSI имеет самую высокую выходную частоту около 300 Гц.CSI имеет максимальную выходную частоту примерно 120 Гц, в то время как цикло может выдавать только 40% входной частоты, 25 Гц при входной частоте 60 Гц.

Циклоконвертер

A Циклопреобразователи — это преобразователи переменного тока более старой технологии, преобразователи частоты переменного тока в переменный ток преобразуют переменный ток постоянного напряжения с постоянной частотой в другую форму волны переменного тока с более низкой частотой источника питания в желаемую скорость двигателя.

Это преобразователи частоты с естественной коммутацией, в которых используются тиристоры с естественной коммутацией.Основным преимуществом циклоконвертера является то, что он может создавать высокий крутящий момент на низкой скорости с низкой пульсацией крутящего момента и хорошими динамическими характеристиками.

Недостатком циклоконвертера является то, что выходная частота ограничена одной третью входной частоты для разумной выходной мощности и эффективности.

Циклоконвертер состоит из шести групп цепей преобразователей, три группы которых называются мостовыми преобразователями положительного напряжения, а три других — преобразователями мостов отрицательного напряжения, подключенными в противоположном направлении (спина к спине), причем оба моста питаются от промежуточного понижающего высоковольтного преобразователя. трансформаторы.

Это снижает напряжение двигателя и требуемый уровень изоляции, а также обеспечивает дополнительное сопротивление линии для ограничения величины предполагаемого тока короткого замыкания и гармонических искажений напряжения на главной шине питания.

Рисунок 7 Циклопреобразователи для управления скоростью синхронного двигателя

Во время каждого положительного полупериода положительная группа переносит ток, а во время отрицательного полупериода отрицательная группа переносит ток.

Продолжительность работы каждой группы тиристоров определяет желаемую выходную частоту.

Среднее значение выходного напряжения изменяется путем изменения угла срабатывания или задержки проводимости тиристоров, тогда как выходная частота может быть изменена путем изменения последовательности срабатывания тиристоров.

Инвертор источника тока (CSI) и инвертор источника напряжения (VSI)

Двумя наиболее распространенными типами инверторов являются инвертор источника тока (CSI) и инвертор источника напряжения (VSI). Как следует из их названия, инверторы источника тока питаются постоянным током, а инверторы источника напряжения питаются постоянным напряжением.

Следовательно, на выходе привода CSI будет регулируемый трехфазный переменный ток, а на выходе привода VSI — трехфазное переменное напряжение с регулируемой величиной и частотой. Ключевое различие между дисками CSI и дисками VSI заключается в их способе хранения энергии.

В приводах

CSI используется индуктивный накопитель энергии, то есть они используют индукторы в цепи постоянного тока для хранения энергии постоянного тока и регулирования пульсаций тока между преобразователем и инвертором.

И наоборот, в приводах VSI используется емкостная память с конденсаторами в звене постоянного тока, которые одновременно хранят и сглаживают напряжение постоянного тока для инвертора.

Рисунок 8 Регулировка частоты вращения пропульсивного двигателя для преобразователей частоты типа VSI и CSI

Принцип работы инвертора источника тока (синхроконвертора)

Синхропреобразователь имеет управляемый выпрямитель, называемый преобразователем на стороне источника / линии, и каскады инвертора, называемые преобразователем на стороне нагрузки, которые оба полагаются на естественное отключение или коммутацию линии для тиристоров трехфазным переменным током. напряжения на обоих концах преобразователя.

Рисунок 9 Синхронный моторный привод с тиристорным инвертором с коммутацией нагрузки (CSI)

Преобразователь линия / сторона представляет собой 12-пульсный тиристорный преобразователь с линейной коммутацией, который получает питание от источника питания постоянной частоты 60 Гц, трансформатор питания со звездой и треугольником, несколько вторичных обмоток, чтобы обеспечить сдвиг фазы на 30 градусов для 12-импульсного выпрямления для уменьшения эффекта. гармоник из-за явления переключения тиристорного моста.

Поток тока в преобразователе на стороне сети регулируется путем регулировки угла включения тиристоров входного моста на стороне автономного преобразователя и путем естественной коммутации линии питания переменного тока.

Катушка индуктивности или реактор звена постоянного тока используется для сглаживания постоянного тока, который эффективно превращает преобразователь на стороне сети в преобразователь источника тока для преобразователя на стороне машины.

В результате действия индуктивности L такой инвертор часто называют инвертором источника тока с естественной коммутацией (CSI), иногда называемым инвертором с коммутацией нагрузки (LCI) или Synchro.

Рисунок 10 Осциллограммы фазного тока от инвертора источника тока

Тиристоры выходного моста (преобразователя со стороны машины) срабатывают синхронно с вращением двигателя и действуют как электронный коммутатор, управляя тиристорами коммутации ступеней инвертора тиристора T1-T6, которые срабатывают с разностью фаз. 60º в порядке их числа.

Каждая форма волны фазного тока с разностью фаз 120 градусов, 6 ступеней получается, как показано на рисунке 10, что приводит к гармоникам двигателя и пульсации крутящего момента.CSI требует от двигателя определенного встречно-индуцированного напряжения (ЭДС) для выполнения коммутации. Следовательно, он в основном используется в приводах синхронных двигателей, в которых двигатель может работать с емкостным коэффициентом мощности.

Поскольку мосты питания и машины идентичны и оба подключены к трехфазной сети переменного тока. источник напряжения, их роли можно переключать на обратное. Это полезно для регенерации мощности двигателя обратно в сеть электропитания, которая обеспечивает электрический тормозной момент во время аварийной остановки судна.

Принцип работы инверторов источника напряжения (VSI)

В инверторных приводах источника напряжения (VSI) используются высокоскоростные переключатели мощности с принудительной коммутацией, использующие ШИМ (широтно-импульсная модуляция).

Обычно используется широкий спектр переключателей питания с принудительной коммутацией, включая тиристоры с выключенным затвором (GTO), биполярные транзисторы с изолированным затвором — IGBT и тиристоры с интегрированным затвором — IGCT.

Тиристор выключения затвора (GTO)

Тиристор с выключенным затвором (GTO) — это особый тип тиристора, представляющий собой полупроводниковый прибор большой мощности.

Он был изобретен в General Electric. GTO. В отличие от обычных тиристоров, это полностью управляемые переключатели, которые можно включать и выключать с помощью третьего вывода, вывода затвора.

Биполярные транзисторы с изолированным затвором — IGBT

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) представляет собой трехконтактное устройство переключения силовых полупроводниковых устройств, которое можно использовать для быстрого переключения с высокой эффективностью, которое в основном используется для переключения / обработки сложных волновых схем с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

IGBT представляет собой сочетание биполярного переходного транзистора (BJT) и металл-оксидного полупроводникового полевого транзистора (MOSFET), входная сторона представляет собой полевой МОП-транзистор с выводом затвора, а выходная сторона представляет собой BJT с коллектором и эмиттером. Коллектор и Эмиттер являются выводами проводимости, а затвор — контрольным выводом, с помощью которого управляется операция переключения.

IGBT ведет себя как переключатель, когда небольшое положительное напряжение подается на затвор, который IGBT включает.Ток будет течь между коллектором и эмиттером. IGBT можно отключить, сняв положительное напряжение с затвора.

Диод свободного хода предотвращает индуктивное прерывание тока, что обеспечивает защиту от переходного перенапряжения, которое может вызвать обратный пробой переключателей IGBT и MOSFET.

Тиристоры с интегрированной затворной коммутацией — IGCT

IGCT — это новый силовой полупроводник, разработанный совместно компаниями Mitsubishi и ABB. Это управляемый затвором выключатель, который отключается как транзистор, но ведет себя как тиристор с наименьшими потерями проводимости.

IGCT дает пренебрежимо малые потери при включении, так как можно использовать управление включением / выключением оптического волокна, которое необходимо только для подключения к источнику питания 28–40 В. Гораздо меньшее время выключения IGCT позволяет ему работать на более высоких частотах. Это, вместе с низкими потерями проводимости, позволяет работать на более высоких частотах, чем те, которые раньше получали тиристоры или IGBTS.

Способ изменения частоты

Путем изменения периода импульсов напряжения, которые индуцируют ток в фазах двигателя, можно изменить результирующую частоту формы выходного тока, как описано ниже.

Частота изменяется путем изменения периода включения и выключения IGBT-переключателей с S1 на S4.

Например, если переключатели S1 и S4 включены на 1 секунду, а S2 и S3 на 1 секунду, и эта операция повторяется, создается переменный ток с одним чередованием в секунду, то есть переменный ток с частотой 2 Гц.

Пропульсивный двигатель с регулировкой скорости путем изменения частоты также должен регулировать напряжение пропорционально частоте, чтобы поддерживать постоянные характеристики скорости и крутящего момента на всех скоростях.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) для управления напряжением

Целью управления ШИМ является создание выходного сигнала синусоидального тока для создания крутящего момента в двигателе.

PWM — это способ управления аналоговыми устройствами с цифровым (вкл. / Выкл.) Выходом, который используется для управления амплитудой фиксированных сигналов напряжения постоянного тока путем быстрого переключения фаз включения и выключения сигнала напряжения постоянного тока и изменения ширины фаза включения или рабочий цикл, как показано на рисунке 11.

Рисунок 11 Изменение напряжения в результате широтно-импульсной модуляции и формы волны синусоидального тока в катушке двигателя

Рисунок 12 ШИМ-управление для генерации эквивалентной синусоидальной волны на высокой / низкой скорости

Рисунок 13 Управление скоростью двигателя с помощью IGBT-переключателя PWM Источник напряжения Инвертор

Привод с широтно-импульсной модуляцией (PWM), часто также называемый VSI (инвертор источника напряжения), характеризуется своим звеном постоянного напряжения, которое питается от системы питания с помощью диодного выпрямителя.Конденсаторная батарея используется для сглаживания напряжения промежуточного контура и минимизации влияния гармонических искажений на выходе инвертора ШИМ на питание двигателя.

Коэффициент мощности около 0,955 поддерживается на постоянном уровне на всех скоростях двигателя, поскольку для создания постоянного напряжения используется диодный мост, привод с ШИМ потребляет ток с коэффициентом мощности почти равным единице от источника питания.

Для создания трехфазного фазового сдвига на 120 градусов между фазами в VSI переключатели IGBT / IGCT / GTO включаются и выключаются через равные промежутки времени для подачи прямоугольных импульсов напряжения на каждую фазу.

На рисунке 15 показаны линейные напряжения инвертора, VAB, VBC и VCA. Линейные напряжения формируются путем подключения линейных клемм двигателя к стороне высокого или низкого напряжения шины постоянного тока.

Три переключателя инвертора, как показано на рисунке 13, всегда будут замкнуты, и в любой момент времени одно из приложенных линейных напряжений равно нулю, поскольку клеммы трехфазного двигателя должны быть подключены к двум клеммам постоянного тока.

Каждые 60 ° один переключатель включается, а другой выключается, что приводит к линейным напряжениям, показанным на рисунке.

Рисунок 14 Действие переключения IGBT-переключателя каждые 30 градусов

Рисунок 15 Формы сигналов трехфазного инвертора источника напряжения

Проектирование управления двигателями: введение в двигатели и контроллеры

Часть 1 из серии статей по проектированию управления двигателями начинается с введения в двигатели и контроллеры

Маурицио Ди Паоло Эмилио, писатель

Электродвигатели потребляют почти половину электроэнергии, производимой во всем мире.Фактически, они обеспечивают необходимую движущую силу для большей части современного оборудования. Двигатели, насосы и вентиляторы присутствуют во все более широком ассортименте продукции, от небольших потребительских товаров до крупных промышленных машин.

Эффективность и преобразование энергии всегда играли важную роль в разработке электроники, а в случае электродвигателей преобразование происходит дважды: сначала для выработки электричества, необходимого для управления двигателем, затем для преобразования электричества в двигатель. сила.Устранение шума, производимого двигателями, является одной из наиболее распространенных проблем, с которыми приходится сталкиваться разработчикам электроники в этом типе приложений.

Типологии

Система управления двигателем дает возможность повысить эффективность на этапе проектирования. Понимание потребностей управления каждым типом движка и того, какой стиль лучше всего подходит для данного приложения, может помочь обеспечить большую эффективность в любом контексте.

На практике двигатель состоит из трех частей: части, которая движется (обычно она вращается, но есть также линейные двигатели), неподвижной части и части, которая генерирует электромагнитное поле.Эти части называются соответственно ротором, статором и переключателем.

Все электродвигатели работают благодаря одному и тому же физическому принципу взаимодействия магнитных полей и электрических токов. Это взаимодействие генерирует крутящий момент в Нм и скорость (выраженную в оборотах в минуту или об / мин), с помощью которых определяется производительность двигателя.

Различные типы двигателей отличаются друг от друга способом создания магнитных полей:

• Двигатели непрерывного действия (постоянного тока): статическое поле, создаваемое магнитами или обмотками статора; вращать обмотки в роторе.
• Двигатели переменного тока (AC): динамическое поле, создаваемое взаимодействием между полями, создаваемыми током, и ротором.
• Шаговые двигатели: Эти двигатели используют последовательность электрических импульсов для вращения вала двигателя.

Бесщеточные двигатели постоянного тока отличаются прочностью и надежностью, а также просты в сборке и управлении. Бесщеточный двигатель постоянного тока — это электродвигатель, который преобразует электрическую энергию постоянного тока в механическую. Он использует магнитные поля для создания движения.Магнитное поле, состоящее из ротора с постоянным магнитом и вращающегося статора магнитного поля, создается статором. Магниты могут быть постоянными (например, ферритовыми) в двигателях малой мощности и генерироваться специальными обмотками в двигателях средней и большой мощности, также называемыми полями обмотки. Мощность передается к ротору с помощью вращающихся коллекторов и щеток.

Двигатели

постоянного тока не должны контактировать со скользящими электрическими контактами (щетками) на валу двигателя для работы.Переключение тока в обмотках статора и изменение ориентации создаваемого ими магнитного поля происходит электронным способом. Это приводит к более низкому механическому сопротивлению, исключает возможность образования искр при увеличении скорости вращения и значительно снижает потребность в периодическом обслуживании.

В двигателях постоянного тока создаваемый крутящий момент пропорционален току, который проходит через обмотки ротора. Простейшее управление через драйвер постоянного тока воздействует на напряжение питания.Чем выше напряжение, тем больше оборотов. Приводной крутящий момент изменяется при изменении частоты вращения двигателя. Они часто используются в динамическом моделировании.

В двигателе переменного тока создание магнитного поля происходит из разницы угловых скоростей между токами статора и токами, генерируемыми в роторе. Ротор состоит из электрической цепи, состоящей из двух колец на концах и соединяющих их стержней, которые сделаны на основе проводящего материала.Все двигатели переменного тока обычно работают без щеток; т.е. для работы им не нужны скользящие контакты.

Основное различие между двумя типами двигателей — регулирование скорости. Скорость двигателя постоянного тока регулируется путем изменения тока обмотки якоря, в то время как скорость двигателя переменного тока регулируется путем изменения частоты, что обычно происходит при регулировке частоты.

Кроме того, отсутствие коллектора позволяет двигателю переменного тока развивать скорость выше, чем скорость двигателя постоянного тока, и может питаться высоким напряжением, что в двигателе постоянного тока невозможно из-за близости лопастей коллектора.

Есть два типа двигателей переменного тока: синхронные и асинхронные.

Синхронный двигатель — это тип электродвигателя, приводимого в действие переменным током, в котором период вращения синхронизирован с частотой напряжения питания, обычно трехфазного. Он состоит из ротора (вращающаяся часть, которая объединена с валом), на котором есть несколько магнитных полюсов переменной полярности, создаваемых постоянными магнитами или электромагнитами, питаемыми постоянным током, и статора с обмотками или катушками, снабженными переменным током. Текущий.

Полярное расширение статора создает вращающееся магнитное поле, которое приводит в движение ротор. Частота вращения связана с частотой питающей сети как функция количества полярных расширений, имеющихся в двигателе. Коэффициент мощности синхронного двигателя можно регулировать, а применение большого синхронного двигателя может повысить эффективность работы без необходимости регулировки скорости. В последние годы малые синхронные двигатели все чаще используются в системах регулирования скорости.

Асинхронный двигатель — это тип электродвигателя, приводимого в действие переменным током, частота вращения которого не пропорциональна 50/60 Гц; то есть он не «синхронен» с ним. По этой причине он отличается от синхронных двигателей. В трехфазном двигателе полярное расширение кратно трем. Асинхронный двигатель имеет более высокий КПД и лучшие рабочие характеристики, начиная с диапазона полной нагрузки, близкого к работе с постоянной скоростью. Они также соответствуют большинству требований к трансмиссии в промышленном и сельскохозяйственном оборудовании.

Рис. 1: Функция двигателя постоянного тока (Изображение: Magnetic Innovations)

Шаговый двигатель — это синхронный импульсный электродвигатель постоянного тока с бесщеточным электронным управлением, который может делить его вращение на ступеньки. Шаговые двигатели — это двигатели, которые, в отличие от всех других, предназначены для удержания вала в устойчивом положении. Если они просто приводятся в действие, они просто останавливаются в очень точном положении.

Шаговые двигатели обладают высоким крутящим моментом при низких угловых скоростях.Это полезно для ускорения полезной нагрузки на максимальной скорости. Кроме того, шаговые двигатели обладают высоким удерживающим моментом. Это крутящий момент, который при включении двигателя противодействует вращению. Как правило, он довольно высокий, и даже для небольших двигателей это приводит к «самоблокировке», когда ротор неподвижен.

Внутри шагового двигателя есть несколько обмоток / катушек, расположенных по кругу на статоре, которые работают как электромагниты. Заявленное производителем количество фаз соответствует количеству групп электрически соединенных катушек.

Существует два типа шаговых двигателей: однополярные с пятью-шестью проводами и биполярные с четырьмя проводами. Разница между двумя типами заключается в способе подключения электромагнитов. Существуют также гибридные двигатели, которые могут работать как в однополярном, так и в биполярном режимах, по-разному используя кабели двигателя ( Рис. 2 ).

Рис.2: Шаговый двигатель с контроллером (Изображение: Microchip)

Контроллеры

Управление скоростью и направлением двигателей предполагает режим работы используемого двигателя и требует различных методов и схем в зависимости от типа двигателя и различных требований приложения.

Назначение контроллера мотора — иметь возможность вручную или автоматически воздействовать на электродвигатель (пуск-стоп, опережающее инверсия, скорость, скручивание и защита от перегрузок по напряжению).

Для управления электродвигателями необходимы электронные схемы, которые еще несколько лет назад были сделаны из дискретных компонентов из-за задействованных напряжений и токов. Управление двигателем находится в авангарде исследований и разработок, направленных на создание эффективных микроэлектронных решений на двух уровнях: вычислительное программное обеспечение и силовая электроника.

На вычислительном уровне в прошлом преобладающей технологией были цифровые сигнальные процессоры (DSP), которые претерпели эволюцию, которая привела к реализации различных решений. Одним из примеров является широкая линейка недорогих 8-битных микроконтроллеров PIC и AVR от Microchip Technology, а также высокопроизводительные 16-битные контроллеры цифровых сигналов dsPIC (DSC), которые содержат инновационные периферийные устройства PWM для управления двигателем, включая дополнительные формы сигналов, выделенные временные развертки, и быстрые 12-битные АЦП.

БТИЗ

, теперь уже третьего поколения, представляют собой базовую функциональность устройств управления мощностью, которые хорошо подходят для решения сложных задач управления двигателями.IGBT последнего поколения разработали отличную взаимосвязь между скоростью переключения и стабильностью поведения в особенно экстремальных условиях использования, например, в автомобильном секторе при использовании инверторов для привода электродвигателей. Примером может служить серия IGBT S на 1200 В от STMicroelectronics. Эти IGBT оптимизированы для работы на низких частотах (до 8 кГц), характеризующихся низким Vce (sat). Он основан на технологии полевого останова траншейных ворот третьего поколения.

Использование устройств из карбида кремния (SiC) в приложениях управления двигателями и электрической мощностью представляет собой настоящий момент инноваций благодаря таким функциям, как экономия энергии, уменьшение размеров, высокая степень интеграции и надежность, все из которых особенно чувствительны в таких приложениях, как как автомобильная и промышленная автоматизация.Эти устройства сочетают в себе быстродействующую кремниевую технологию и технологию SiC-диодов, в результате чего получается гибридное технологическое решение. Infineon, например, произвела интегрированные силовые устройства как часть семейства компонентов под названием CoolSiC ( Рис. 3 ).

Рис. 3: Оценочная плата привода двигателя CoolSiC MOSFET для 7,5 кВт (Изображение: Infineon Technologies)

Заключение

Характеристики двигателя, будь то двигатель постоянного, переменного тока или шаговый, будут определять конструкцию моторного привода.

Основными факторами, определяющими конструкцию привода щеточных двигателей постоянного тока, являются его преимущества, которые включают простоту конструкции, легкость вождения и управления скоростью, а также высокий пусковой момент. Их регулировку скорости можно довольно легко реализовать, изменяя ток или напряжение питания.

Шаговые двигатели

обеспечивают очень точное позиционирование с очень простой системой управления. Они используются в автоматизации, робототехнике и компьютерной периферии (принтеры, плоттеры и т. Д.).

Асинхронные двигатели

переменного тока, особенно трехфазные, широко используются в промышленности, поскольку они могут получать питание непосредственно от сети, а также являются прочными, надежными и экономичными.Однако их использование ограничено простейшими движениями, потому что их трудно контролировать и они плохо стартуют.

Для выбора оптимального двигателя для применения, прежде всего, необходимо установить крутящий момент сопротивления, создаваемый нагрузкой при различных скоростях и условиях использования (наихудший случай). Момент сопротивления должен быть рассчитан с учетом статического и динамического трения, а также инерции системы на двигателе во время разгона и замедления.Как только сопротивление крутящему моменту на разных скоростях известно, можно выбрать двигатель с кривой крутящего момента выше кривой крутящего момента нагрузки.

Статья по теме:

Устройство управления двигателем: снижение шума в шаговых двигателях

Подробнее о журнале «Электронные продукты»

.

No related posts.