Регулирование оборотов двигателя постоянного тока: Регулятор скорости двигателя постоянного тока

Регулятор скорости двигателя постоянного тока

 Наиболее простой метод регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PWM). Суть этого метода заключается в том, что напряжение питания подается на двигатель в виде импульсов. При этом частота следования импульсов остается постоянной, а их длительность может меняться.

   ШИМ сигнал характеризуется таким параметром как коэффициент заполнения или Duty cycle. Это величина обратная скважности и равна отношению длительности импульса к его периоду.

 

D = (t/T) * 100%

   На рисунках ниже изображены ШИМ сигналы с различными коэффициентами заполнения.

   
   При таком методе управления скорость вращения двигателя будет пропорциональна коэффициенту заполнения ШИМ сигнала. 

   Простейшая схема управления двигателем постоянного тока состоит из полевого транзистора, на затвор которого подается ШИМ сигнал. Транзистор в данной схеме выполняет роль электронного ключа, коммутирующего один из выводов двигателя на землю.

Транзистор открывается на момент длительности импульса.


   Как будет вести себя двигатель в таком включении? Если частота ШИМ сигнала будет низкой (единицы Гц), то двигатель будет поворачиваться рывками. Это будет особенно заметно при маленьком коэффициенте заполнения ШИМ сигнала. 
   При частоте в сотни Гц мотор будет вращаться непрерывно и его скорость вращения будет изменяться пропорционально коэффициенту заполнения. Грубо говоря, двигатель будет «воспринимать» среднее значение подводимой к нему энергии. 

   Существует много схем для генерации ШИМ сигнала. Одна из самых простых — это схема на основе 555-го таймера. Она требует минимум компонентов, не нуждается в настройке и собирается за один час. 

   Напряжение питания схемы VCC может быть в диапазоне 5 — 16 Вольт. В качестве диодов VD1 — VD3 можно взять практически любые диоды. 

   Если интересно разобраться, как работает эта схема, нужно обратиться к блок схеме 555-го таймера. Таймер состоит из делителя напряжения, двух компараторов, триггера, ключа с открытым коллектором и выходного буфера. 

 
   Вывод питания (VCC) и сброса (Reset) у нас заведены на плюс питания, допустим, +5 В, а земляной (GND) на минус. Открытый коллектор транзистора (вывод DISCH) подтянут к плюсу питания через резистор и с него снимается ШИМ сигнал. Вывод CONT не используется, к нему подключен конденсатор. Выводы компараторов THRES и TRIG объединены и подключены к RC цепочке, состоящей из переменного резистора, двух диодов и конденсатора. Средний вывод переменного резистора подключен к выводу OUT. Крайние выводы резистора подключены через диоды к конденсатору, который вторым выводом подключен к земле. Благодаря такому включению диодов, конденсатор заряжается через одну часть переменного резистора, а разряжается через другую. 

   В момент включения питания на выводе OUT низкий логический уровень, тогда на выводах THRES и TRIG, благодаря диоду VD2, тоже будет низкий уровень. Верхний компаратор переключит выход в ноль, а нижний в единицу. На выходе триггера установится нулевой уровень (потому что у него инвертор на выходе), транзисторный ключ закроется, а на выводе OUT установиться высокий уровень (потому что у него на инвертор на входе). Далее конденсатор С3 начнет заряжаться через диод VD1. Когда она зарядится до определенного уровня, нижний компаратор переключится в ноль, а затем верхний компаратор переключит выход в единицу. На выходе триггера установится единичный уровень, транзисторный ключ откроется, а на выводе OUT установится низкий уровень. Конденсатор C3 начнет разряжаться через диод VD2, до тех пор, пока полностью не разрядится и компараторы не переключат триггер в другое состояние. Далее цикл будет повторяться. 

   Приблизительную частоту ШИМ сигнала, формируемого этой схемой, можно рассчитать по следующей формуле:


F = 1.44/(R1*C1), [Гц]

где R1 в омах, C1 в фарадах. 

При номиналах указанных на схеме выше, частота ШИМ сигнала будет равна:


F = 1.44/(50000*0.0000001) = 288 Гц.

   Объединим две представленные выше схемы, и мы получим простую схему регулятора оборотов двигателя постоянного тока, которую можно применить для управления оборотами двигателя игрушки, робота, микродрели и т.д.


   VT1 — полевой транзистор n-типа, способный выдерживать максимальный ток двигателя при заданном напряжении и нагрузке на валу. VCC1 от 5 до 16 В, VCC2 больше или равно VCC1. 

   Вместо полевого транзистора можно использовать биполярный n-p-n транзистор, транзистор дарлингтона, оптореле соответствующей мощности.

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. Например, в воздушных системах охлаждения регулятор оборотов изменяет скорость вращения вентилятора на основе данных, полученных от датчика температуры. Это позволяет автоматически замедлять скорость потока воздуха при низкой температуре и увеличивать при высокой.

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. Чтобы гарантировать плавное регулирование и стабильную работу частота должна превышать сотни герц.

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

ШИМ является популярным методом регулирования аналоговым напряжением в различных схемах. При использовании этого способа регулирования пользователь может столкнуться с непредсказуемым поведением двигателя. Например, вал может начать вращение в обратную сторону. Это происходит при низких емкостных нагрузках. В коллекторных двигателях в процессе работы происходит постоянное переключение обмоток якоря. Когда подключают регулятор, начинает происходить отключение и включение питание с определенной частотой. Дополнительная коммутация в сочетании с коллекторной может привести к проблемам с эксплуатацией двигателя. Поэтому устройства управления с ШИМ регулированием двигателя должны быть тщательно продуманы и проработаны.

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

Многие модели современных ПЛК контроллеров предоставляют возможность организации ШИМ. Но иногда доступных каналов оказывается недостаточно и приходится использовать программу обработки прерывай.

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»

Самостоятельное изготовление регулятора оборотов электродвигателя

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 270
Источник: https://www.asutpp.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya.html

Простейший вариант

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

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

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

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

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1094
Источник: https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/regulirovka-oborotov-elektrodvigatelya-220v-i-12v-kak-umenshit-uvelichit.html

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

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 289
Источник: https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/

Методы регулировки

Итак, различают три основных варианта регулирования скоростью:

  1. Изменением напряжения сети. Меняя подводимое питание можно управлять частотой вращения двигателя;
  2. Добавлением пускового реостата в цепь якоря. Регулируя сопротивление, можно уменьшить скорость вращения;
  3. Управлением магнитного потока. Двигатели с электромагнитами дают возможность регулировать поток путем изменения тока возбуждения. Однако нижний предел ν min ограничен насыщением магнитной цепи двигателя, что не позволяет увеличивать в большой степени магнитный поток.

К каждому из вариантов соответствует определённая зависимость механических характеристик.

Методы регулирования применительны к двигателям с различными:

  • типами возбуждения;
  • величиной мощности.

На практике в современных электрических моторах, в связи с недостатками и ограниченности диапазонов, рассмотренные методы не всегда применяются.

Это еще связано с тем, что машины отличаются довольно небольшими КПД, и к тому же не позволяют плавно увеличивать или уменьшать частоту вращения.

Электронные же схемы управления с регуляторами частоты, работающими от аккумуляторной батареи на 12 В, напротив, широко используются. Например, они очень актуальны для управления низковольтными электродвигателями 12 вольт в приборах автоматики, детских игрушках, электрических велосипедах, аккумуляторных детских автомобилях.

Принципиальной особенностью метода является то, что ток в цепи якоря и момент, развиваемый электродвигателем, зависят лишь от величины нагрузки на его валу. Регулировка осуществляется с помощью регулятора оборотов электродвигателя.

В течение очень долгого времени тиристорные преобразователи являлись единственным коммерчески доступными регуляторами двигателей. К слову сказать, они по-прежнему самые распространенные на сегодняшний день. Однако с появлением силовых транзисторов стали наиболее популярными регуляторы оборотов двигателя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией. Приведём для примера ниже схему, работающую от источника постоянного тока 12 В.

Схема на практике даёт возможность, к примеру, увеличивать либо уменьшать яркость свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Последовательно-параллельное управление используется в ситуациях, когда два или более агрегата постоянного тока соединены механически. Схема с последовательным соединением электродвигателей, в которой общее напряжение делится на всех, используется для низкоскоростных приложений. Схема с параллельным соединением машин, имеющих одинаковое напряжение, используется в высокоскоростных применениях.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 2539
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/regulirovanie-skorosti-dvigatelya-postoyannogo-toka/

Регулятор оборотов электродвигателя 220в

Его можно изготовить совершенно самостоятельно, но для этого нужно будет изучить все возможные технические особенности прибора. По конструкции можно выделить сразу несколько разновидностей главных деталей. А именно:

  1. Сам электродвигатель.
  2. Микроконтроллерная система управления блока преобразования.
  3. Привод и механические детали, которые связаны с работой системы.

Перед самым началом запуска устройства, после подачи определённого напряжения на обмотки, начинается процесс вращения двигателя с максимальным показателем мощности. Именно такая особенность и будет отличать асинхронные устройства от остальных видов. Ко всему прочему происходит прибавление нагрузки от механизмов, которые приводят прибор в движение. В конечном счёте на начальном этапе работы устройства мощность, а также потребляемый ток лишь возрастают до максимальной отметки.

В это время происходит процесс выделения наибольшего количества тепла. Происходит перегрев в обмотках, а также в проводах. Использование частичного преобразования поможет не допустить этого. Если произвести установку плавного пуска, то до максимальной отметки скорости (которая также может регулироваться оборудованием и может быть не 1500 оборотов за минуту, а всего лишь 1000) двигатель начнёт разгоняться не в первый момент работы, а на протяжении последующих 10 секунд (при этом на каждую секунду устройство будет прибавлять по 100−150 оборотов). В это время процесс нагрузки на все механизмы и провода начинает уменьшаться в несколько раз.

Как сделать регулятор своими руками

Можно совершенно самостоятельно создать регулятор оборотов электродвигателя около 12 В. Для этого стоит использовать переключатель сразу нескольких положений, а также специальный проволочный резистор. При помощи последнего происходит изменение уровня напряжения питания (а вместе с этим и показателя частоты вращения). Такие же системы можно применять и для совершения асинхронных движений, но они будут менее эффективными.

Ещё много лет назад широко использовались механические регуляторы — они были построены на основе шестеренчатых приводов или же их вариаторов. Но такие устройства считались не очень надёжными. Электронные средства показывали себя в несколько раз лучше, так как они были не такими большими и позволяли совершать настройку более тонкого привода.

Для того чтобы создать регулятор вращения электродвигателя, стоит использовать сразу несколько устройств, которые можно либо купить в любом строительном магазине, либо снять со старых инвенторных устройств. Чтобы совершить процесс регулировки, стоит включить специальную схему переменного резистора. С его помощью происходит процесс изменения амплитуды входящего на резистор сигнала.

Внедрение системы управления

Чтобы значительно улучшить характеристику даже самого простого оборудования, стоит в схему регулятора оборотов двигателя подключить микроконтроллерное управление. Для этого стоит выбрать тот процессор, в котором есть подходящее количество входов и выходов соответственно: для совершения подключения датчиков, кнопок, а также специальных электронных ключей.

Для осуществления экспериментов стоит использовать особенный микроконтроллер AtMega 128 — это наиболее простой в применении и широко используемый контроллер. В свободном использовании можно найти большое число схем с его применением. Чтобы устройство совершало правильную работу, в него стоит записать определённый алгоритм действий — отклики на определённые движения. К примеру, при достижении температуры в 60 градусов Цельсия (замер будет отмечаться на графике самого устройства), должно произойти автоматическое отключение работы устройства.

Регулировка работы

Теперь стоит поговорить о том, как можно осуществить регулировку оборотов в коллекторном двигателе. В связи с тем, что общая скорость вращения мотора может напрямую зависеть от величины подаваемого уровня напряжения, для этого вполне пригодны совершенно любые системы для регулировки, которые могут осуществлять такую функцию.

Стоит перечислить несколько разновидностей приборов:

  1. Лабораторные автотрансформеры (ЛАТР).
  2. Заводские платы регулировки, которые применяются в бытовых устройствах (можно взять даже те, которые используются в пылесосах, миксерах).
  3. Кнопки, которые применяются в конструкции электроинструментов.
  4. Бытовые разновидности регуляторов, которые оснащены особым плавным действием.

Но при этом все такие способы имеют определённый изъян. Совместно с процессами уменьшения оборотов уменьшается и общая мощность работы мотора. Иногда его можно остановить, даже просто дотронувшись рукой. В некоторых случаях это может быть вполне нормальным, но по большей части это считается серьёзной проблемой.

Наиболее приемлемым вариантом станет выполнение функции регулировки оборотов при помощи применения тахогенератора.

Его чаще всего устанавливают на заводе. Во время отклонения скорости вращения моторов через симистры в моторе будет происходить передача уже откорректированного электропитания, сопутствующего нужной скорости вращения. Если в такую ёмкость будет встроена регулировка вращения самого мотора, то мощность не будет потеряна.

Как же это выглядит в виде конструкции? Больше всего используется именно реостатная регулировка процесса вращения, которая создана на основе применения полупроводника.

В первом случае речь пойдёт о переменном сопротивлении с использованием механического процесса регулировки. Она будет последовательно подключена к коллекторному электродвигателю. Недостатком в этом случае станет дополнительное выделение некоторого количества тепла и дополнительная трата ресурса всего аккумулятора. Во время такой регулировки происходит общая потеря мощности в процессе совершения вращения мотора. Он считается наиболее экономичным вариантом. Не используется для довольно мощных моторов по вышеуказанным причинам.

Во втором случае во время применения полупроводников происходит процесс управления мотором при помощи подачи определённого числа импульсов. Схема способна совершать изменение длительности таких импульсов, что, в свою очередь, будет изменять общую скорость вращения мотора без потери показателя мощности.

Если вы не хотите самостоятельно изготавливать оборудование, а хотите купить уже полностью готовое к применению устройство, то стоит обратить особое внимание на главные параметры и характеристики, такие, как мощность, тип системы управления прибором, напряжение в устройстве, частоту, а также напряжение рабочего типа. Лучше всего будет производить расчёт общих характеристик всего механизма, в котором стоит применять регулятор общего напряжения двигателя. Стоит обязательно помнить, что нужно производить сопоставление с параметрами частотного преобразователя.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 6715
Источник: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/samostoyatelnoe-izgotovlenie-regulyatora-oborotov-elektrodvigatelya.html

Принципиальная электросхема

Схема регулятор мотора на симисторе и U2008

Схема модуля системы регулирования основана на генераторе ШИМ импульсов и симисторе управления мотором — 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. Благодаря применению резистора R2, непосредственно входящего в цепь поступления на м/с фазы, внутренние блоки синхронизированы с симистором ВТ139.

Печатная плата

На следующем рисунке показано расположение элементов на печатной плате. Во время монтажа и запуска следует обратить внимание на обеспечение условий безопасной работы — регулятор имеет питание от сети 220В и его элементы непосредственно подключены к фазе.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 988
Источник: https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/

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:

Xc=1/2πfC

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:

        • ограниченное управление частотой
        • высокая стоимость

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

 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

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3862
Источник: https://MasterXoloda.ru/4/upravlenie-skorostyu-vrashheniya-odnofaznyh-dvigatelej

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

S=(n1-n2)/n2

n1 — скорость вращения магнитного поля

n2 — скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

 

 На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

 Преимущества данной схемы:

      • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
      • хорошая перегрузочная способность трансформатора

 Недостатки:

      • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
      • все недостатки присущие регулировке напряжением

 

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

  • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
  • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
  • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
  • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

 Достоинства тиристорных регуляторов:

      • низкая стоимость
      • малая масса и размеры 

  Недостатки:

      • можно использовать для двигателей небольшой мощности
      • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя 
      • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
      • все недостатки регулирования напряжением

  

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом. 

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

  Плюсы электронного автотрансформатора:

        • Небольшие габариты и масса прибора
        • Невысокая стоимость
        • Чистая, неискажённая форма выходного тока
        • Отсутствует гул на низких оборотах
        • Управление сигналом 0-10 Вольт

 Слабые стороны:

        • Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
        • Все недостатки регулировки напряжением

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 4702
Источник: https://MasterXoloda.ru/4/upravlenie-skorostyu-vrashheniya-odnofaznyh-dvigatelej

Увеличение мощности регулятора

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.

Кроме управления оборотами электромоторов, можно без каких-либо переделок использовать схему для регулировки яркости ламп.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 510
Источник: https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/

Как сделать самодельный регулятор оборотов двигателя

Можно сделать простой симисторный регулятор оборотов электродвигателя, его схема представлена ниже, а цена состоит только из деталей, продающихся в любом магазине электротехники.

Для работы нам понадобится мощный симистор типа BT138-600, её советует журнал радиотехники.

Фото — схема регулятора оборотов своими руками

В описанной схеме, обороты будут регулироваться при помощи потенциометра P1. Параметром P1 определяется фаза входящего импульсного сигнала, который в свою очередь открывает симистор. Такая схема может применяться как в полевом хозяйстве, так и в домашнем. Можно использовать данный регулятор для швейных машинок, вентиляторов, настольных сверлильных станков.

Принцип работы прост: в момент, когда двигатель немного затормаживается, его индуктивность падает, и это увеличивает напряжение в R2-P1 и C3, то в свою очередь влечет более продолжительное открытие симистора.

Тиристорный регулятор с обратной связью работает немного по-другому. Он обеспечивает обратный ход энергии в энергетическую систему, что является очень экономным и выгодным. Данный электронный прибор подразумевает включение в электрическую схемы мощного тиристора. Его схема выглядит вот так:

Здесь для подачи постоянного тока и выпрямления требуется генератор управляющего сигнала, усилитель, тиристор, цепь стабилизации оборотов.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1369
Источник: https://www.asutpp.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya.html

Измерения

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

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

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 362
Источник: https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/regulirovka-oborotov-elektrodvigatelya-220v-i-12v-kak-umenshit-uvelichit.html

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 30905
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:
  1. https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/regulirovka-oborotov-elektrodvigatelya-220v-i-12v-kak-umenshit-uvelichit.html: использовано 2 блоков из 7, кол-во символов 1456 (5%)
  2. http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/regulirovanie-skorosti-dvigatelya-postoyannogo-toka/: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 2939 (10%)
  3. https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/samostoyatelnoe-izgotovlenie-regulyatora-oborotov-elektrodvigatelya.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 10560 (34%)
  4. https://instrument.guru/elektrichestvo/opisanie-regulyatora-oborotov-elektrodvigatelya-bez-poteri-moshhnosti.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 666 (2%)
  5. https://MasterXoloda.ru/4/upravlenie-skorostyu-vrashheniya-odnofaznyh-dvigatelej: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 8564 (28%)
  6. https://www.asutpp.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 4933 (16%)
  7. https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 1787 (6%)

Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока с применением ПИД-регулятора на основе микроконтроллера Arduino Uno Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока с применением ПИД-регулятора на основе микроконтроллера Arduino Uno Боряк С. В.1, Куприянов И. В.2

1Боряк Сергей Васильевич /Borjak Sergej Vasil’evich — магистрант, 2Куприянов Илья Витальевич /Kuprijanov Il’ja Vital’evich — магистрант, кафедра автоматики и телемеханики, факультет приборостроения, информационных технологий и электроники, Пензенский государственный университет, г. Пенза

Аннотация: в статье предлагается вариант использования микроконтроллера Arduino Uno для управления скоростью вращения двигателя постоянного тока с использованием ПИД-регулятора и с обратной связью по датчику угла поворота. Ключевые слова: двигатель постоянного тока, микроконтроллер, ПИД-регулятор.

В робототехнике и различных технических устройствах стоит актуальной задача поддержания постоянной скорости вращения двигателя постоянного тока при изменении напряжения питания и нагрузки на валу. Авторы настоящей статьи предлагают вариант использования микроконтроллера Arduino Uno для управления скоростью вращения двигателя с использованием ПИД-регулятора и с обратной связью по датчику угла поворота.

На рисунке 1 представлена структурная схема регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока.

Рис. 1. Структурная схема регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока На рис. 1 обозначено: УК — управляющая команда, МК — микроконтроллер, У — усилитель, Д — двигатель, Р — редуктор, ОУ — объект управления, ДУП — датчик угла поворота

Управляющая команда (УК) представляет собой пакет данных объемом 5 байт, состоящий из пяти чисел, объемом 1 байт каждый. Первое число — резервное, второе -«1» или «0», обозначающее направление вращения двигателя, третье — целая часть величины заданной скорости, четвертое — дробная часть величины заданной скорости, пятое число — контрольная сумма. Управляющая команда подается на вход микроконтроллера Arduino Uno (МК). В микроконтроллере производится обработка входного сигнала ПИД-регулятором. На усилитель (У) подается управляющий сигнал, содержащий сигнал широтно-импульсного модулятора и информацию о величине скорости и её направлении. Сигнал с усилителя подается на двигатель (Д), на валу которого установлен датчик угла поворота (ДУП), выполняющий функцию считывания угла поворота выходного вала. Сигнал с ДУП передается в МК, организуя обратную связь для корректировки управляющего сигнала. Вращение с вала двигателя понижается редуктором и передается на объект управления.

Схема подключения элементов разработанной системы представлена на рисунке 2.

В микроконтроллере для вычисления управляющего сигнала имеется алгоритм, основанный на использовании ПИД-регулятора. Управляющая команда передается на

вход иЛЯТ микроконтроллера, сигналы с которого передаются на усилитель на основе микросхемы Ь298М [1]. ДУП основан на фотодатчиках 8БР8304 и ультрафиолетовых светодиодах. Конструкция ДУП имеет две оптопары, позволяющая определить не только угол поворота, но и организовать считывание направления вращения двигателя.

На рисунке 3 представлены экспериментальные данные испытания разработанной системы управления двигателя.

Рис. 2. Схема подключения элементов

Рис. 3. Экспериментальные данные испытания системы

При изменении скорости двигателя с 0 до 50 см/сек, двигатель имеет переходной процесс длительностью 300 миллисекунд. При увеличении нагрузки на валу двигателя в период с 2200 мс по 5000 мс наблюдается рост управляющего воздействия с целью увеличения крутящего момента на валу двигателя для компенсации внешнего воздействия. Таким образом, в ходе проведенной разработки была получена система с высоким быстродействием, позволяющая управлять двигателем постоянного тока.

Литература

1. [Электронный ресурс]. Datasheet микросхемы L298N. Режим доступа: http://www.alldatasheet.com/datasheet pdf/pdf/22440/STMICROELECTRONICS/L298 N.html. (дата обращения: 5.04.2016).

Роль внешнеторговой статистики в развитии международной логистики Сказкоподателева Е. А.

Сказкоподателева Екатерина Андреевна /Skazkopodateleva ЕкШеппа Andreevna — студент,

кафедра логистики, Государственный университет управления, г. Москва

Аннотация: в данной статье рассматривается на примере экспорта импорта России внешнеторговая статистика в период с 2013 по 2016 год и ее влияние на логистику.

Ключевые слова: импорт, экспорт, Россия, внешняя торговля, логистика.

Работа выполнена в соответствии с научной тематикой кафедры логистики ГУУ [1, 2], методическими положениями и рекомендациями [3, 4], а также в продолжение публикации прошлой работы [6].

На основе современных мобильных информационных технологий, программно-компьютерных, сетевых комплексов, терминалов, методов и стандартов ЛИС, навигаторов, интернет поступательно развивается и статистика внешнеэкономической деятельности [7, 8], повышается уровень ее качества, достоверности, и как следствие растет эффективность ее использования и доверия к ней со стороны административного аппарата предпринимателей и населения [5].

На примере экспорта и импорта 2013-2016 гг., как одного из наиболее популярных вопросов, рассмотрим статистические данные внешней торговли России. Согласно данным, опубликованным Федеральной таможенной службой в 2013 году, положительное внешнеторговое сальдо России за первые пять месяцев года сократилось на 14,8 % по сравнению с показателем аналогичного периода прошлого года и составило 85,6 млрд. долларов [10].

В целом же внешнеторговый оборот РФ за пять месяцев текущего года составил 332,8 млрд. долларов. Это на 2,4 % меньше аналогичного периода прошлого года. При этом в торговле со странами дальнего зарубежья положительное сальдо внешнеторгового баланса составило 74,1 млрд. долларов, что на 12 млрд. долларов меньше, чем за пять месяцев 2012 года, а со странами СНГ — на 11,5 млрд. долларов (меньше на 2,9 млрд. долларов) [10]. В 2014 году внешнеторговый баланс России находится не в лучшей форме. И хотя западные санкции не затронули отечественных экспортеров, торговля находится в зоне риска по ряду причин. В условиях падения нефтегазовых доходов России придется наращивать собственное производство,

Регулятор оборотов двигателя 220в своими руками простая схема


Производить регулировку скорости вращения вала коллекторного электродвигателя, имеющего малую мощность, можно подсоединяя последовательно в электроцепь его питания резистор. Но данный вариант создает очень низкий КПД, и к тому же отсутствует возможность осуществлять плавное изменение скорости вращения.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Подробнее

Основное, что этот способ временами приводит к полной остановке электродвигателя при низком напряжении питания. Регулятор оборотов электродвигателя постоянного тока, описанные в данной статье, не имеют эти недостатки. Данные схемы можно с успехом применять и для изменения яркости свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Регулировка оборотов электродвигателей повышает области их применения

Резка металла, камня, дерева, полировка кузова автомобиля, применение алмазных дисков и дисков разных диаметров – все эти работы требуют выбора такой скорости вращения электродвигателя, которая была бы безопасной в работе и не портила обрабатываемый материал.

Для достижения этих целей существуют регуляторы оборотов электродвигателей. Некоторый электроинструмент имеет встроенные регуляторы оборотов, инструмент эконом-класса регуляторов не имеет, но в технической литературе и во Всемирной паутине есть множество схем и рекомендаций как сделать регулятор оборотов двигателя своими руками.

«>

«>


«>

Технические характеристики контроллера

В целом, такие самодельные приборы отвечают таким техническим параметрам:

  • поддерживаемый диапазон напряжений = 110 − 240 Вольт;
  • возможны нагрузки в 2,5 кВт;
  • использование рабочей мощности в пределах 300 Вт;
  • возможно регулировать обороты в диапазоне от 9 до 99%.

Если после ознакомления со всей информацией появляется вопрос, как сделать регулятор оборотов вашего двигателя, схемы и подсказки специалистов наверняка помогут разобраться в этом не хитром, по сути, деле. Да и способов существует несколько: навесной монтаж, на поверхности печатной либо монтажной платы.

Продлить жизнь двигателя очень просто

Проблемой в любом хозяйстве является срок жизни электрического инструмента. Для продления его применяют плавный запуск при включении. Эту проблему также решает регулятор оборотов.

Физика процесса такова, что в момент включения двигателя создается мощный импульс пускового тока. Превышающий рабочий ток двигателя, он создает искрение в контакте коллектора со щетками, что вызывает быстрый их износ.

Пусковой ток может привести к сгоранию обмоток двигателя и износу редуктора из-за рывков при пуске. Плавный пуск делает работу с электроинструментом безопасной и сохраняет его исправность.

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.

Регулятор для двигателей на 220 Вольт

Регулятор оборотов двигателя, сделанный своими руками, можно вмонтировать в корпус инструмента или сделать в отдельном корпусе, что значительно улучшает удобство и универсальность пользования им. Автономный регулятор можно применять по мере необходимости для различных электроинструментов.

Простейший регулятор оборотов коллекторного двигателя своими руками можно сделать несколькими способами – на печатной плате, навесным монтажом и на монтажной плате.

Основные элементы схемы:

  • симистор BTA 16;
  • динистор DB 3;
  • переменный резистор 500 кОм;
  • постоянный резистор 2 кОм;
  • емкость 100 нФ;
  • фольгированный текстолит или монтажная плата;
  • припой;
  • канифоль;
  • хлорное железо;
  • маркер для лазерных дисков и карандаш.

Принцип работы контроллера

Любой регулятор оборотов коллекторного двигателя можно соорудить как в отдельном корпусе, так и вмонтировать в сам инструмент. Автономный вариант дает возможность использовать его, в случае необходимости, с различными инструментами. В любом случае, на принципе функционирования регулятора это не сказывается, т.е.:

  • питание от общей сети в 220 Вольт будет направляться на конденсатор;
  • происходит полная зарядка конденсатора;
  • затем нагрузка будет передаваться на резистор, а также нижний кабель;
  • электрод у тиристора (который соединен с «+» на конденсаторе) получит нагрузку;
  • начинает передаваться заряд напряжения;
  • открывается 2-ой полупроводник;
  • тиристор осуществляет пропуск нагрузки, полученной с конденсатора;
  • происходит полная разрядка конденсатора;
  • повтор полупериода (чем выше напряжение, тем чаще происходит повторение цикла).

Такие самодельные электронные регуляторы оборотов 220В, сделанные своими руками, долговечны, надежны, компактны по своим габаритам, бесшумны, и в то же время дают возможность тонко настроить работу всего привода.

Зачем они нужны

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

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

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

Коллекторные электродвигатели

Конструкция любого коллекторного двигателя включает несколько основных элементов:

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

Работа стандартного коллекторного электродвигателя основана на следующих принципах.

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

Кроме стандартных коллекторных электродвигателей, существуют другие агрегаты:

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

Выбор схемы

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

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

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

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

Регуляторы оборотов

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

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

Разберемся в особенностях схем подробнее.

Стандартные схемы

Стандартная схема регулятора коллекторного электромотора имеет несколько особенностей:

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

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.

Принцип работы и разновидности коллекторных двигателей

Каждый электродвигатель состоит из коллектора, статора, ротора и щёток. Принцип его работы довольно прост:

  1. Ток подаётся на статор и ротор, соединённые друг с другом.
  2. Образуется магнитное поле.
  3. Из-за воздействия магнитного напряжения, ротор начинает вращаться.
  4. Щётки (обычно их изготавливают из графита) передают напряжение на ротор.
  5. При изменении направления тока в статоре или роторе, вращение вала происходит в другую сторону.

Помимо стандартного устройства также существуют:

  • Электродвигатели последовательного возбуждения — обладают большей устойчивостью к перегрузкам (чаще всего используются в бытовых устройствах).
  • Изделия параллельного возбуждения — имеют большее количество витков и небольшое сопротивление.
  • Однофазные двигатели — лёгкость в изготовлении и широкий диапазон для применения, но низкий КПД.

Пуск, торможение и регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока —

Пуск двигателей постоянного тока осуществляется с помощью специального пускового сопротивления, включенного в цепь якоря. Сопротивление пускового реостата подбирается так, чтобы пусковой ток был не более 200— 250% номинального и чтобы за период пуска двигателя реостат не перегревался. В процессе пуска величина сопротивления реостата постепенно уменьшается до 0. При данном способе пуска часть энергии расходуется па нагрев реостата.

Применяется и другой, более совершенный и экономичный способ — плавное повышение напряжения па зажимах двигателя. Этот способ возможен при наличии управляемого преобразователя.

Оба эти способа могут применяться и для регулирования частоты вращения двигателей.

Широкое распространение в электроприводе рудничных машин получил способ регулирования частоты вращения двигателя независимого возбуждения путем изменения величины напряжения, подводимого к зажимам якоря. Питание якоря осуществляется от индивидуального, регулируемого источника постоянного тока: машинного генератора (система генератор — двигатель, Г—Д), тиристного преобразователя (система управляемый кремниевый выпрямитель — двигатель, КУВ — Д) и др.

Схема простейшей системы Г — Д и ее характеристики приведены на рис. 8.2.

Приводной двигатель ПД (синхронный или асинхронный) вращает с постоянной частотой якори генератора Г и возбудителя 5. От возбудителя В питаются обмотки возбуждения двигателя ОВД и генератора ОВГ. Генератор подает напряжение непосредственно на якорь двигателя Д, который приводит в движение машину РМ.

Регулирование частоты вращения двигателя Д производится за счет изменения величины напряжения на зажимах якоря. Изменение величины напряжения достигается изменением величины магнитного потока генератора Г с помощью реостата R1. С помощью переключателя П возможно изменение направления магнитного потока возбуждения генератора Г, а значит полярности подаваемого на двигатель напряжения. Так достигается реверсирование двигателя Д.

Известно, что при изменении величины напряжения 2 можно получить любое количество искусственных характеристик двигателя Д, т. е. регулировать частоту вращения его в широких пределах.

Изменяя величину сопротивления R2 в обмотке возбуждения двигателя, получаем изменение величины магнитного потока Ф двигателя. В этом случае характеристики располагаются выше естественной характерна тики двигателя, т. е. частота вращения двигателя регулируется и в сторону увеличения ее но сравнению с номинальной.

Система Г — Д и ее варианты применяются для привода подъемных машин, экскаваторов, прокатных станов и др. Не недостатки: высокая первоначальная стоимость, относительно низкий к. п. д. и громоздкость.

Для привода горных машин получила применение система КУВ — Д. В этой системе источником питания двигателя служит кремниевый управляемый вентиль — тиристор. Изменение напряжения на зажимах якоря осуществляется путем изменения времени открывания тиристора.

На схеме (рис. 8.3, а) изображены двигатель постоянного тока Д с обмоткой независимого возбуждения ОВД, трансформатор Тр, группа тиристоров Т, блок управления ими БУ. График изменения средней величины напряжения ил на зажимах двигателя приведен на рис. 8.3, б.

Регулирование напряжения на зажимах якоря осуществляется путем изменения продолжительности пребывания тиристоров Т в закрытом состоянии t. Сигнал на открытие тиристора в проводящем направлении подается регулируемым блоком управления БУ.

При включении трансформатора Тр напряжение подается на аноды тиристоров. Когда на анод поступает отрицательная полуволна напряжения, тиристор закрыт. Во время подачи положительное полуволны тиристор будет закрыт еще некоторое время, пока с блока БУ не поступит сигнала на открывание его.

С момента подачи сигнала тиристор будет пропускать ток в течение времени 2, а затем снова закроется. Так будет происходить каждую положительную полуволну.

Изменение продолжительности нахождения тиристоров в открытом состоянии вызывает изменение среднего значения выпрямленного напряжения 1 л, подаваемого на зажимы якоря, благодаря чему возможно плавное регулирование частоты вращения электродвигателя.

Так как тиристоры имеют малые габариты и массу при большой мощности, высокий к. п. д., большой срок службы, в них отсутствуют движущиеся и нормально искрящие части, они получают все большее применение в электроприводе рудничных машин. Так, например, система КУВ — Д уже нашла применение в приводе горных комбайнов.

Регулировка оборотов 12 вольтового двигателя


Шим регулятор оборотов двигателя

Двигатель подключен к полевому транзистору VT1, который управляется ШИМ мультивибратором, построенным на популярном таймере NE555. Из-за применения таймера NE555 схема регулирования оборотов получилась достаточно простой.

Как уже было сказано выше, шим регулятор оборотов двигателя выполнен с помощью простого генератора импульсов вырабатываемого нестабильным мультивибратором с частотой 50 Гц выполненного на таймере NE555. Сигналы с выхода мультивибратора обеспечивают смещение на затворе MOSFET транзистора.

Длительность положительного импульса можно регулировать переменным резистором R2. Чем больше ширина положительного импульса поступающего на затвор MOSFET транзистора, тем больше мощность поступает на двигатель постоянного тока. И наоборот чем уже ширина его, тем меньше мощности передается и как следствие понижаются обороты двигателя. Данная схема может работать от источника питания в 12 вольт.

Характеристики транзистора VT1 ( BUZ11):

Похожие записи:

Иваныч. Подруби эл. мотор к медогонке через диммер и будет тебе счастье.

Схема работает абы как Выдает максимум на выходе 3,5 вольт от источника питания в 12 вольт

Работает нормально.Стоит в блоке управления электродвигателем медогонки..

Может кто-то уже посмотрит? Схема явно не совпадает с распространенной стандартной схемой. По моему ошибка в подключении диодов и потенциометра.

Почему на всех схемах регуляторов в инете значения конденсаторов и резисторов отличаются.

От номиналов R2 и С1 зависит частота генерируемых таймером колебаний. R2 может быть от 25 до 1000 кОм. От его номинала зависит диапазон регулировки выходного напряжения. R1, если не ошибаюсь, наименьшего сопротивления, которое в эту схему можно поставить. От R3 зависит величина входного тока затвора транзистора. Такие небольшие различия в схемах не должны быть для Вас препятствием в выборе, на какой остановиться. Поэкспериментируйте с разными номиналами деталей, их немного. И Вы найдете то, что Вам нужно…

схема не рабочая. Спалил 555 й

Набросал схему в Proteus, все работает. Скриншоты добавил в статью. Проверьте правильность монтажа, возможно есть ошибки…

Одноканальный регулятор для мотора

Устройство управляет одним мотором, питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт.

Конструкция устройства

Основные элементы конструкции регулятора представлены на фото. 3. Устройство состоит из пяти компонентов: два резистор переменного сопротивления с сопротивлением 10 кОм (№1) и 1 кОм (№2), транзистор модели КТ815А (№3), пара двухсекционных винтовых клеммника на выход для подключения мотора (№4) и вход для подключения батарейки (№5).

Примечание 1. Установка винтовых клеммников не обязательна. С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно подключить мотор и источник питания напрямую.

Принцип работы

Порядок работы регулятора мотора описывает электросхема (рис. 1). С учетом полярности на разъем ХТ1 подают постоянное напряжение. Лампочку или мотор подключают к разъему ХТ2. На входе включают переменный резистор R1, вращение его ручки изменяет потенциал на среднем выходе в противовес минусу батарейки. Через токоограничитель R2 произведено подключение среднего выхода к базовому выводу транзистора VT1. При этом транзистор включен по схеме регулярного тока. Положительный потенциал на базовом выходе увеличивается при перемещении вверх среднего вывода от плавного вращения ручки переменного резистора. Происходит увеличение тока, которое обусловлено снижением сопротивления перехода коллектор-эмитттер в транзисторе VT1. Потенциал будет уменьшаться, если ситуация будет обратной.

Читать также: Станок для ковки unv3

Принципиальная электрическая схема

Материалы и детали

Необходима печатная плата размером 20х30 мм, изготовленная из фольгированного с одной стороны листа стеклотекстолита (допустимая толщина 1-1,5 мм). В таблице 1 приведен список радиокомпонентов.

Примечание 2. Необходимый для устройства переменный резистор может быть любого производства, важно соблюсти для него значения сопротивления тока указанные в таблице 1.

Примечание 3. Для регулировки токов выше 1,5А транзистор КТ815Г заменяют на более мощный КТ972А (с максимальным током 4А). При этом рисунок печатной платы менять не требуется, так как распределение выводов у обоих транзисторов идентично.

Процесс сборки

Для дальнейшей работы нужно скачать архивный файл, размещенный в конце статьи, разархивировать его и распечатать. На глянцевой бумаге печатают чертеж регулятора (файл termo1), а монтажный чертеж (файл montag1) – на белом листе офисной (формат А4).

Далее чертеж монтажной платы (№1 на фото. 4) наклеивают к токоведущим дорожкам на противоположной стороне печатной платы (№2 на фото. 4). Необходимо сделать отверстия (№3 на фото. 14) на монтажом чертеже в посадочных местах. Монтажный чертеж крепится к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпадать. На фото.5 показана цоколёвка транзистора КТ815.

Вход и выход клеммников-разъемов маркируют белым цветом . Через клипсу к клеммнику подключается источник напряжения. Полностью собранный одноканальный регулятор отображен на фото. Источник питания (батарея 9 вольт) подключается на финальном этапе сборки. Теперь можно регулировать скорость вращения вала с помощью мотора, для этого нужно плавно вращать ручку регулировки переменного резистора.

Для тестирования устройства необходимо из архива распечатать чертеж диска. Далее нужно наклеить этот чертеж (№1) на плотную и тонкую картонную бумагу (№2 ). Затем с помощью ножниц вырезается диск (№3).

Полученную заготовку переворачивают (№1 ) и к центру крепят квадрат черной изоленты (№2) для лучшего сцепления поверхности вала мотора с диском. Нужно сделать отверстие (№3) как указано на изображении. Затем диск устанавливают на вал мотора и можно приступать к испытаниям. Одноканальный регулятор мотора готов!


Устройство системы

Коллекторный тип двигателя состоит главным образом из ротора, статора, а также щёток и тахогенератора.

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя

В виде регуляторов оборотов электродвигателей 220 В и 380 В применяются особые частотные преобразователи. Такие устройства относят к высокотехнологическим, они и помогают совершить кардинальное преобразование характеристики тока (форму сигнала, а также частоту). В их комплектации имеются мощные полупроводниковые транзисторы, а также широтно-импульсный модулятор. Весь процесс осуществления работы устройства происходит с помощью управления специальным блоком на микроконтроллере. Изменение скорости во вращении ротора двигателей происходит довольно медленно.
Именно по этой причине частотные преобразователи применяются в нагруженных устройствах. Чем медленнее будет происходить процесс разгона, тем меньшая нагрузка будет совершена на редуктор, а также конвейер. Во всех частотниках можно найти несколько степеней защиты: по нагрузке, току, напряжению и другим показателям.

Некоторые модели частотных преобразователей совершают питание от однофазового напряжения (оно будет доходить до 220 Вольт), создают из него трехфазовое. Это помогает совершить подключение асинхронного мотора в домашних условиях без применения особо сложных схем и конструкций. При этом потребитель сможет не потерять мощность во время работы с таким прибором.

Зачем используют такой прибор-регулятор

Если говорить про двигатели регуляторов, то обороты нужны:

Схемы, по которым происходит создание частотных преобразователей в электродвигателе, широко используются в большинстве бытовых устройств. Такую систему можно найти в источниках беспроводного питания, сварочных аппаратах, зарядках телефона, блоках питания персонального компьютера и ноутбука, стабилизаторах напряжения, блоках розжига ламп для подсветки современных мониторов, а также ЖК-телевизоров.

Двухканальный регулятор для мотора

Используется для независимого управления парой моторов одновременно. Питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт. Ток нагрузки рассчитан до 1,5А на каждый канал.

Конструкция устройства

Основные компоненты конструкции представлены на фото.10 и включают: два подстроечных резистора для регулировки 2-го канала (№1) и 1-го канала (№2), три двухсекционных винтовых клеммника для выхода на 2-ой мотор (№3), для выхода на 1-ый мотор (№4) и для входа (№5).

Примечание.1 Установка винтовых клеммников не обязательна. С помощью тонкого монтажного многожильного провода можно подключить мотор и источник питания напрямую.

Принцип работы

Схема двухканального регулятора идентична электрической схеме одноканального регулятора. Состоит из двух частей (рис.2). Основное отличие: резистор переменного сопротивления замен на подстроечный резистор. Скорость вращения валов устанавливается заранее.

Читать также: Как сделать воздушный компрессор своими руками видео

Примечание.2. Для оперативной регулировки скорости кручения моторов подстроечные резисторы заменяют с помощью монтажного провода с резисторами переменного сопротивления с показателями сопротивлений, указанными на схеме.

Материалы и детали

Понадобится печатная плата размером 30х30 мм, изготовленная из фольгированного с одной стороны листа стеклотекстолита толщиной 1-1,5 мм. В таблице 2 приведен список радиокомпонентов.

Процесс сборки

После скачивания архивного файла, размещенного в конце статьи, нужно разархивировать его и распечатать. На глянцевой бумаге печатают чертеж регулятора для термоперевода (файл termo2), а монтажный чертеж (файл montag2) – на белом листе офисной (формат А4).

Чертеж монтажной платы наклеивают к токоведущим дорожкам на противоположной стороне печатной платы . Формируют отверстия на монтажом чертеже в посадочных местах. Монтажный чертеж крепится к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпасть. Производится цоколёвка транзистора КТ815. Для проверки нужно временно соединить монтажным проводом входы 1 и 2 .

Любой из входов подключают к полюсу источника питания (в примере показана батарейка 9 вольт). Минус источника питания при этом крепят к центру клеммника. Важно помнить: черный провод «-», а красный «+».

Моторы должны быть подключены к двум клеммникам, также необходимо установить нужную скорость. После успешных испытаний нужно удалить временное соединение входов и установить устройство на модель робота. Двухканальный регулятор мотора готов!

В АРХИВЕ представленные необходимые схемы и чертежи для работы. Эмиттеры транзисторов помечены красными стрелками.

Схема регулятора основанного на широтно-импульсной модуляции или просто ШИМ, может быть использована для изменения оборотов двигателя постоянного тока на 12 вольт. Регулирование частоты вращения вала при помощи ШИМ дает большую производительность, чем при использовании простого изменения постоянного напряжения подаваемого на двигатель.

От сети

Однофазные электродвигатели переменного тока также позволяют регулировать вращение ротора.

Коллекторные машины

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

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

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

Двухфазный двигатель

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

Есть две возможности контролирования числа оборотов:

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

Такие агрегаты широко распространены в быту и на производстве.

Обычные асинхронники

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

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

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

В цепи якоря

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

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

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

Для низкого напряжения

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

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

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

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

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

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

Управление скоростью двигателя постоянного тока (шунт и серия)

Часто требуется управлять скоростью двигателя постоянного тока по запросу. Это преднамеренное изменение скорости привода известно как управление скоростью двигателя постоянного тока .

Регулирование скорости двигателя постоянного тока осуществляется вручную оператором или с помощью устройства автоматического управления. Это отличается от регулирования скорости, когда скорость пытаются поддерживать (или «регулировать») против естественного изменения скорости из-за изменения нагрузки на вал.

Скорость двигателя постоянного тока (N) равна:

Таким образом, скорость 3-х типов двигателей постоянного тока – параллельного, последовательного и комбинированного – можно контролировать, изменяя величины в правой части уравнение выше.

Следовательно, скорость можно изменять, изменяя:

  1. Напряжение на клеммах якоря, В.
  2. Внешнее сопротивление в цепи якоря, R a .
  3. Поток на полюс, φ.

Напряжение на клеммах и внешнее сопротивление связаны с изменением, влияющим на цепь якоря, а поток связан с изменением магнитного поля.Таким образом, управление скоростью двигателя постоянного тока можно разделить на:

  1. методы управления якорем
  2. методы управления полем

.

Управление скоростью двигателя постоянного тока

Методы управления скоростью двигателя постоянного тока можно классифицировать как:

  1. Методы управления якорем
  2. Методы управления полем
  3. Двигатель постоянного тока с помощью Управление якорем может быть выполнено с помощью:

    1. Метод контроля сопротивления якоря
    2. Метод управления шунтирующим якорем
    3. Контроль напряжения на клеммах якоря

    Метод контроля сопротивления якоря

    Это наиболее распространенный метод.Здесь управляющее сопротивление включено непосредственно последовательно с питанием двигателя, как показано на рис.

    Потерей мощности в управляющем сопротивлении последовательного двигателя постоянного тока можно пренебречь, поскольку этот метод управления используется в течение большей части времени для снижения скорости в условиях легкой нагрузки. Этот метод управления скоростью наиболее экономичен при постоянном крутящем моменте. Этот метод управления скоростью используется для двигателей постоянного тока, приводящих в движение краны, подъемники, поезда и т. д. .Напряжение, подаваемое на якорь, изменяется путем изменения последовательного реостата R 1 . Возбуждающий ток можно изменять, изменяя шунтирующее сопротивление якоря R 2 . Этот способ регулирования скорости неэкономичен из-за значительных потерь мощности в сопротивлениях регулирования скорости. Здесь управление скоростью достигается в широком диапазоне, но ниже нормальной скорости.

    Регулятор напряжения на клеммах якоря

    Регулирование скорости двигателя постоянного тока может осуществляться путем подачи питания на двигатель от отдельного источника переменного напряжения.Этот метод требует больших затрат, поэтому используется редко.

    Двигатель постоянного тока, управляемый полем

    Регулировка скорости двигателя постоянного тока с помощью управления полем может быть выполнена с помощью:

    1. Метод полевого отвода
    2. . Здесь поток поля можно уменьшить, шунтируя часть тока двигателя вокруг последовательного поля. Чем меньше сопротивление дивертора, тем меньше ток возбуждения, меньше поток, следовательно, больше скорость.Этот метод дает скорость выше нормальной и используется в электроприводах, в которых скорость должна резко возрастать при снижении нагрузки.

      Управление полем с ответвлениями

      Это еще один метод увеличения скорости за счет уменьшения потока, который достигается за счет уменьшения числа витков обмотки возбуждения, через которую протекает ток. В этом методе несколько ответвлений от обмотки возбуждения выводятся наружу. Этот метод используется в электрической тяге.

      Управление скоростью параллельного двигателя постоянного тока

      Классификация методов управления скоростью для параллельного двигателя постоянного тока аналогична классификации двигателей постоянного тока.Эти два метода:

      1. Методы управления якорем
      2. Методы управления полем

      Шунтирующий двигатель постоянного тока, управляемый якорем

      Шунтирующий двигатель постоянного тока, управляемый якорем, может выполняться двумя способами:

      1. Управление сопротивлением якоря 90
      Контроль сопротивления якоря

      При контроле сопротивления якоря в цепь якоря добавляется переменное сопротивление. Поле подключено напрямую к источнику питания, поэтому поток не изменяется из-за изменения последовательного сопротивления.Это применяется для шунтирующего двигателя постоянного тока. Этот метод используется в печатных машинах, кранах, подъемниках, где скорость ниже номинальной используется только в течение короткого периода времени.

      Управление напряжением якоря

      Для этого метода управления скоростью требуется переменный источник напряжения, отделенный от источника, подающего ток возбуждения. Этот метод позволяет избежать недостатков плохого регулирования скорости и низкой эффективности методов управления сопротивлением якоря.

      Базовый метод управления регулируемым напряжением якоря для управления скоростью d реализуется с помощью регулируемого генератора напряжения, который называется Ward Leonard System .Этот метод предполагает использование комплекта двигатель-генератор (MG). Этот метод лучше всего подходит для сталепрокатных заводов, бумагоделательных машин, элеваторов, шахтных подъемников и т. д. Этот метод известен как система Уорда Леонарда.

      Преимущества шунтового двигателя постоянного тока, управляемого якорем
      1. Очень точное регулирование скорости во всем диапазоне в обоих направлениях
      2. Достигается равномерное ускорение
      3. Хорошая регулировка скорости
      4. Обладает рекуперативной тормозной способностью
        1. Требуется дорогостоящее устройство, требуется больше площади
        2. Низкая эффективность при малых нагрузках
        3. Привод производит больше шума.

        Шунтирующий двигатель постоянного тока с полевым управлением

        С помощью этого метода скорость шунтирующего двигателя постоянного тока регулируется с помощью полевого реостата.

        Шунтирующий двигатель постоянного тока, управляемый реостатом

        В этом методе изменение скорости осуществляется с помощью переменного сопротивления, включенного последовательно с шунтирующим полем. Увеличение управляющих сопротивлений уменьшает ток возбуждения при уменьшении потока и увеличении скорости. Этот метод управления скоростью не зависит от нагрузки на двигатель.Мощность, затрачиваемая на управление сопротивлением, очень мала, так как ток возбуждения имеет небольшую величину. Этот метод управления скоростью также используется в комбинированном двигателе постоянного тока.

        Недостатки шунтового двигателя постоянного тока, управляемого полевым реостатом
        • Невозможно получить малую скорость.
        • Максимальная скорость достигается только при пониженном крутящем моменте.
        • Скорость максимальна при минимальном значении потока, который определяется размагничивающим действием реакции якоря на поле.

        Твердотельный регулятор скорости

        Статические накопители Ward Leonard используются в наши дни из-за недостатков классического метода.Вращающиеся наборы MG заменены полупроводниковыми преобразователями для управления скоростью двигателя постоянного тока. Используемые преобразователи представляют собой прерыватели (в случае питания постоянным током) или управляемые выпрямители (в случае питания переменным током). Этот метод не подходит для периодических нагрузок.

        Теория управления скоростью двигателя постоянного тока

        Чтобы определить скорость двигателя постоянного тока, мы начнем с уравнения для ЭДС двигателя постоянного тока (электромагнитной силы). Мы знаем, что уравнение ЭДС двигателя постоянного тока равно:

        Следовательно, переформулируя уравнение:

        При k = PZ/60A, тогда:

        Отсюда при E = V – I a R a , мы получаем скорость двигателя постоянного тока (N):

        Управление скоростью двигателя постоянного тока | Аврора

        • Регулятор скорости постоянного тока для двигателей 12, 24, 48 В, вентиляторов и насосов

        •    Управление через изолированные входы: 0–10 В постоянного тока, 0–20 мА, потенциометр
        •    Верно 1.0 Форм-фактор: мотор работает тише и холоднее
        •    Заводская настройка для заказов от 50 шт.
        Эксплуатация/установка PDF

        Аврора Лист данных

        Aurora — это компактный и экономичный регулятор скорости двигателя постоянного тока, разработанный для OEM-применений на рынках HVAC, электронного и промышленного управления. Aurora регулирует скорость двигателя постоянного тока с помощью управляющего сигнала (0-5 В постоянного тока, 0-10 В постоянного тока, 0-20 мА) или потенциометра. Напряжение на двигателе изменяется с помощью схемы управления понижающим преобразователем, работающей на высокой частоте для достижения максимальной энергоэффективности при минимальных размерах.Типичные области применения контроллера двигателя постоянного тока включают: промышленное оборудование, конвейеры, технологическое оборудование, вентиляторы и центробежные насосы. 100% тестирование на производственном предприятии, соответствующем стандарту ISO 9001:2008, гарантирует получение надежного и качественного продукта, соответствующего вашим требованиям к управлению двигателем постоянного тока.

        Преимущества использования контроллера двигателя постоянного тока Aurora включают в себя снижение акустического шума, регулирование окружающей среды (влажность, температура или давление), повышенную надежность продукта, повышенную безопасность и экономию энергии.

        Технические характеристики Особенности
        • » Источник питания:
          • – от 10 до 72 В постоянного тока
          • – от 12 до 48 В переменного тока, 50/60 Гц
        • » Номинальный ток: 6 А при 55°C или менее
        • » Номинальное напряжение двигателя 12, 24 или 48 В постоянного тока выбирается перемычкой.Примечание. Выходное напряжение не должно превышать напряжения питания.
          • – с полным диапазоном регулирования 0-12/24/48 В постоянного тока. Примечание. Напряжение питания постоянного тока должно превышать макс. желаемое выходное напряжение не менее чем на 2,5 В при полной нагрузке. Свяжитесь с заводом для получения вариантов снижения падения напряжения.
        • » Выход постоянного тока с фильтрацией обеспечивает форм-фактор 1.0, обеспечивающий важные преимущества:
          • – Двигатель работает тише
          • – Двигатель охлаждается
          • — Позволяет источнику питания высокого напряжения запускать низковольтные двигатели без повреждений
        • » Цикл за циклом Защита от перегрузки по току 8 А
        • » Вход защищен предохранителем на 10 А
        • » Рабочая температура: от -20°C до 55°C
        • » Температура хранения: от -40°C до 125°C
        • » Вес: 8.3 унции (236 грамм)
        • » Соответствует RoHS (6/6)
        • » Плавный пуск и ограничение тока при пуске
        • » Полная аналоговая обратная связь для регулирования с обратной связью
        • » Высокая энергоэффективность, обычно более 90 %
        • » Двухполупериодная мостовая схема выпрямления, модель ADC600-F
        • » Защита от обратной полярности, модель ADC602-F
        • » Off-Input позволяет запускать/останавливать без разрыва линий переменного тока
        • » Управление двигателем постоянного тока на основе изолированных входных сигналов управления:
          • – управляющий сигнал 0–20 мА
          • – управляющий сигнал 0–5 В постоянного тока
          • – управляющий сигнал 0–10 В постоянного тока
          • – Дистанционный потенциометр
        • » Доступна специальная заводская конфигурация для установки:
          • – ИК компенсация
          • — Ограничение тока
          • – Скорость ускорения/замедления
          • — Мин./макс. скорости
        • » Монтаж: на печатной плате или на DIN-рейке
        • » Соединения: клеммные колодки
        • » Совместимость с датчиками скорости SmartFan TachScan

        Размеры регулятора скорости двигателя постоянного тока Aurora

        Для получения чертежей САПР используйте ссылки в разделе «Дополнительная информация» ниже.

        Номер детали регулятора скорости двигателя постоянного тока Aurora

        Номер детали Описание
        АДК600-Ф Контроллер Aurora для питания 12–48 В переменного тока
        АДК602-Ф Контроллер Aurora для питания 10–72 В постоянного тока
        DIN600-F Дополнительный комплект для монтажа на DIN-рейку (щелкните, чтобы увидеть размеры)

        Дополнительная информация

        » Лист данных по эксплуатации и установке Aurora (PDF)
        » Чертеж Aurora STEP CAD (.шаг)
        ПРИМЕЧАНИЕ. Если файл САПР открывается как новое окно браузера с текстом, щелкните ссылку правой кнопкой мыши, выберите «Сохранить ссылку как» и выберите локальную папку для сохранения файла.
        » Прайс-лист (PDF)
        » Нажмите здесь, чтобы задать вопросы или комментарии

        Чтобы поговорить с инженером или представителем по обслуживанию, позвоните по телефону (978) 486-4160 (с 9:00 до 17:00 по восточному поясному времени)

        .

        Управление скоростью двигателей постоянного тока

        Соотношение, приведенное ниже, дает скорость двигателя постоянного тока

        Приведенное выше уравнение показывает, что скорость зависит от напряжения питания V, сопротивления цепи якоря R a и потока возбуждения Ф, создаваемого током возбуждения.На практике изменение этих трех факторов используется для управления скоростью. Таким образом, существует три основных метода управления скоростью двигателей постоянного тока.

        1. Изменение сопротивления в цепи якоря: Этот метод называется контролем сопротивления якоря или реостатным контролем.
        2. Изменение потока поля Ф
          Этот метод называется управлением потоком поля.
        3. Изменение приложенного напряжения.
          Этот метод также называется контролем напряжения якоря.

        1.Контроль сопротивления якоря (регулятор реостата):

        Рисунок: (a) Регулирование скорости постоянного тока. Шунтируйте двигатель контролем сопротивления якоря.
        (b) Регулирование скорости двигателя постоянного тока с помощью управления сопротивлением якоря.

        В этом методе в цепь якоря включается переменный последовательный резистор R и . На рисунке (а) выше показан процесс подключения параллельного двигателя. В этом случае поле напрямую подключено к источнику питания, и поэтому на поток Ф не влияет изменение R e .

        На рисунке (б) показан способ подключения внешнего сопротивления R и в цепи якоря последовательного двигателя постоянного тока. В этом случае на ток и, следовательно, на поток влияет изменение сопротивления цепи якоря.

        Падение напряжения в R и уменьшает напряжение, подаваемое на якорь, и поэтому скорость снижается.

        Этот метод имеет следующие недостатки:

        1. При внешнем сопротивлении R e теряется большое количество энергии.
        2. Управление ограничено, чтобы дать скорость ниже нормальной, и увеличение скорости не может быть получено этим методом.
        3. Для заданного значения R e снижение скорости не является постоянным, а зависит от нагрузки двигателя.

        Этот метод используется только для небольших двигателей.


        2. Изменение потока поля Ф (управление потоком поля):

        Поскольку ток поля создает поток, и если мы управляем током поля, то можно управлять скоростью. В шунтовом двигателе скорость можно регулировать включением переменного резистора R c последовательно с шунтирующей обмоткой возбуждения.На приведенной ниже диаграмме резистор R c называется регулятором шунтирующего поля .

        Рисунок: (a) Регулирование скорости шунтового двигателя постоянного тока изменением магнитного поля.
        (b) Дивертор параллельно серии двигателей постоянного тока.

        дает ток возбуждения шунта

        Любой из методов может изменить ток возбуждения последовательного двигателя:

        • Переменное сопротивление R d включено параллельно последовательной обмотке возбуждения.Резистор, соединенный параллельно, называется дивертором . Часть основного тока отводится через R d .
        • Во втором методе используется управление постукивающим полем.

        Здесь ампер-витки изменяются путем изменения числа витков возбуждения. Такая схема используется в электрической тяге.

        Рис. Поле серии с резьбой на двигателе постоянного тока

        Преимущества управления полем следующие:

        • Это простой и удобный способ.
        • Потери мощности в шунтирующем поле малы, поскольку ток шунтирующего поля I sh очень мал.

        3. Контроль напряжения якоря:

        Мы можем контролировать скорость двигателей постоянного тока, изменяя приложенное к якорю напряжение. На этом принципе управления напряжением якоря работает система управления скоростью Уорда-Леонарда. В этой системе M — главный двигатель постоянного тока, скорость которого необходимо регулировать, а G — генератор постоянного тока с независимым возбуждением. Генератор G приводится в движение трехфазным приводным двигателем, который может быть асинхронным или асинхронным двигателем.Комбинация приводного двигателя переменного тока и генератора постоянного тока называется комплектом двигатель-генератор (MG).

        Рисунок: привод Ward-Leonard

        Преимущества приводов Ward-Leonard:

        1. Этот привод имеет плавное регулирование скорости двигателей постоянного тока в широком диапазоне в обоих направлениях.
        2. Обладает способностью рекуперативного торможения.
        3. При использовании синхронного двигателя с перевозбуждением в качестве привода генератора постоянного тока компенсируются отстающие реактивные вольт-амперы установки.Таким образом, общий коэффициент мощности установки улучшается.

        Недостатки классической системы Уорда-Леонарда:

        1. Его первоначальная стоимость высока из-за использования двух дополнительных машин (комплект M-G) той же мощности, что и основной двигатель постоянного тока.
        2. Имеет большие размеры и вес.
        3. Требует большей площади пола и дорогостоящего фундамента.
        4. Требуется очень частое обслуживание.
        5. Потери выше из-за более низкой эффективности.
        6. Его привод производит больше шума.

        Управление скоростью двигателя — 4QD

        4QD — Управление электродвигателем

        Помощь механикам в налаживании работы электрооборудования

        Мы производим прочные, надежные и простые в использовании регуляторы скорости постоянного тока для электродвигателей

        У нас есть целый ряд контроллеров скорости двигателя постоянного тока и аксессуаров для электродвигателей с батарейным питанием, которые разработаны и изготовлены в Великобритании.

        Нашей страстью является обеспечение работы как промышленных машин, так и любителей.Нам нравится помогать механикам наладить работу электрики, и мы можем предоставить решения для управления скоростью электродвигателя практически для всего, что связано с аккумулятором и электродвигателем постоянного тока. Чтобы увидеть, что мы сделали, загляните сюда или просто просмотрите сайт ,  все изображения на этом сайте используют наши контроллеры.

        • Наш ассортимент контроллеров двигателей рассчитан на ток от 30 до 360 ампер, от 12 до 84 вольт и может использоваться в самых разных приложениях, в которых используются электродвигатели с постоянными магнитами.
        • Наши новые контроллеры Pro-160 и Pro-360 — единственные контроллеры на рынке с дистанционно устанавливаемым дисплеем, показывающим напряжение, ток и температуру.
        • Все наши продукты легко подключаются и регулируются.
        • Наши контроллеры надежны, многие из них по-прежнему работают по прошествии 25 с лишним лет.
        • Отправим в любую страну.
        • У нас есть ряд дополнительных радиаторов. Если вам нужен мощный ШИМ-контроллер с водяным охлаждением, то наши — одни из лучших на рынке.
        • У нас есть обширная база знаний с большим количеством технической поддержки, руководств, электрических схем и справочной информации по широкому кругу вопросов управления двигателем, например, что такое ШИМ? и как осуществляется переключение H-bridge? Если вы предпочитаете видео, у нас есть выбор по установке, устранению неполадок и общему интересу здесь.
        • Мы любим говорить с клиентами об их приложениях и хотели бы услышать от вас, если у вас есть специальный проект или идеи для новых продуктов.
        • Мы можем помочь с проектированием жгутов проводов.
        • Мы можем разработать продукты управления и программное обеспечение на заказ.
        • Мы полностью контролируем производство и не полагаемся на натянутые линии поставок.

        Для получения схемы базовой установки щелкните здесь.

        Чтобы получить помощь в выборе контроллера, нажмите здесь.

        Приходите и посмотрите … здесь наши контроллеры и наши аксессуары.

        Или просто позвоните по номеру , мы на связи 01487 450520 и всегда рады обсудить ваш проект.

        %PDF-1.4 % 1 0 объект >поток 2018-01-02T15:18:57-05:00Microsoft® Word 20162022-04-25T01:33:48-07:002022-04-25T01:33:48-07:00iText 4.2.0 от 1T3XTapplication/pdfuuid:cbc0dcae- f597-472a-8d74-497bd9f189e9uuid: bb1e5e5b-4fa0-4b65-84a2-a9ba5d1430f4uuid: cbc0dcae-f597-472a-8d74-497bd9f189e9

      5. savedxmp.iid: 348365466E01E8118F4CBD663C9BF3662018-01-25T06: 52: 57 + 05: 30Adobe Bridge CS6 (Windows) / метаданные
      6. Н. Л. Исмаил
      7. К. А. Закария
      8. Н.С. Мох Назар
      9. М. Сьярипудин
      10. А. С. Н. Мохтар
      11. С. Танакоди
      12. конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект >поток [email protected][{j\6X~I5fA2#Q4IH&t?qbWq!I/Onv ?ϢMmŪ$-;Z/ASfq:eV\ƗlW?=

        0B1[q WrYN6&H?}~Ej ـCa

        RAE DC Products Group — A Bluffton Motor Works Company


        Модель SC представляет собой экономичный контроллер двигателя с входным напряжением 115 В переменного тока и выходным напряжением 0–90 В постоянного тока, где требуется хорошая производительность при очень низкой стоимости. SC рассчитан на непрерывный выходной ток 5 А и работает в одном направлении. Встроенные потенциометры обеспечивают основное управление скоростью, а меньшие потенциометры доступны для установки пределов управления минимальной/максимальной скоростью.Фиксированное ограничение по току 200 % и защита от переходных процессов дополняют этот небольшой прочный корпус. Отличный выбор для применения OEM с открытым корпусом для управления скоростью двигателей постоянного тока с постоянными магнитами.

        Узнать больше >


        Модель IPC Automation D130 220 В переменного тока на входе, 0–180 В постоянного тока на выходе с регулируемой скоростью Привод двигателя SCR обеспечивает четырехквадрантное полуволновое управление двигателями постоянного тока в различных приложениях. Недорогая конструкция может быть использована в танцполе, проволочной раздаче, натяжении полотна или в других экономичных приложениях с приводом от двигателя.

        Сочетая традиционное качество IPC в прочном корпусе, D130 предлагает плавное регулируемое ускорение, регулируемое ограничение прямого и обратного тока, регулируемое положение потенциометра и многие другие функции для специализированной или групповой работы. Быстрое реверсирование обеспечивает быстрый отклик и экономию энергии. Простое подключение.

        Узнать больше >


        Модель IPC Automation D130 110 В переменного тока на входе, 0–90 В постоянного тока на выходе с регулируемой скоростью Привод двигателя SCR обеспечивает четырехквадрантное полуволновое управление двигателями постоянного тока в различных приложениях.Недорогая конструкция может быть использована в танцполе, проволочной раздаче, натяжении полотна или в других экономичных приложениях с приводом от двигателя. Объединяя традиционное качество IPC в прочном корпусе, D130 предлагает плавное регулируемое ускорение, регулируемое ограничение прямого и обратного тока, регулируемое положение потенциометра и многие другие функции для специализированной или групповой работы. Быстрое реверсирование обеспечивает быстрый отклик и экономию энергии. Простое подключение.

        Узнать больше >


        Модель IPC Automation D130 220 В переменного тока на входе, 0–180 В постоянного тока на выходе 2 л.с. Привод двигателя SCR с регулируемой скоростью обеспечивает четырехквадрантное полуволновое управление двигателями постоянного тока в различных приложениях.Недорогая конструкция может быть использована в танцполе, проволочной раздаче, натяжении полотна или в других экономичных приложениях с приводом от двигателя. Объединяя традиционное качество IPC в прочном корпусе, D130 предлагает плавное регулируемое ускорение, регулируемое ограничение прямого и обратного тока, регулируемое положение потенциометра и многие другие функции для специализированной или групповой работы. Быстрое реверсирование обеспечивает быстрый отклик и экономию энергии. Простое подключение.

        Узнать больше >


        IPC D160 представляет собой трехфазный регулятор мощности SCR, который обеспечивает управление фазовым углом с переменным напряжением для различных приложений.Полностью изолированное полностью цифровое возбуждение невосприимчиво к искажениям сети переменного тока, РЧ и шуму. Эти защищенные контроллеры имеют множество стандартных функций, таких как плавный пуск, вход управления напряжением или током, выход переменного или постоянного тока, работа в открытом или замкнутом контуре и различные варианты обратной связи по переменному или постоянному току. Токовый вход 4-20 мА с регулировкой смещения и смещения. Регулируемый предел тока. Непрерывный выходной ток 30 А. (Более высокие токи или другие напряжения по запросу) Также доступен в виде пакета, предназначенного только для триггера (используется силовая часть, поставляемая заказчиком).

        Узнать больше >


        Недорогой однофазный SCR-контроллер мощности IPC D1000 предлагает управление фазовым углом с переменным напряжением для различных приложений. Полностью цифровая стрельба невосприимчива к искажениям сети переменного тока, РЧ и шуму. Эти защищенные контроллеры имеют множество стандартных функций, таких как плавный пуск, вход управления напряжением или током, выход переменного или постоянного тока, работа в открытом или замкнутом контуре и различные варианты обратной связи по переменному или постоянному току. Токовый вход 4-20 мА с регулировкой смещения и смещения.Регулируемый предел тока. Непрерывный номинал 30 ампер постоянного тока. (Более высокие токи или другие напряжения по запросу) Небольшая занимаемая площадь экономит ценное пространство. Простое подключение.

        Узнать больше >


        IPC Automation RHV PWM 115 В переменного тока Вход, ШИМ-выход с регулируемой скоростью Привод постоянного тока обеспечивает эффективное управление двигателями с постоянными магнитами и мотор-редукторами, используемыми во многих типах приложений и устройств для работы двигателя в одном направлении. Сочетая традиционное качество IPC в компактном прочном корпусе, RHV предлагает плавное и линейное ускорение, регулируемую максимальную скорость, автоматическое ограничение тока и бесшумную работу в очень компактном корпусе.

        Использует внешний потенциометр для управления скоростью двигателя. В упрощенном подключении используются обычные экономичные быстроразъемные разъемы 0,250 дюйма. Использование ШИМ-контроллера позволяет увеличить мощность двигателя до 78% по сравнению с аналогичными конструкциями контроллеров на основе SCR.

        Узнать больше >


        Контроллеры IPC RLVS 1215 и RLVS 2415 предназначены для простого и очень эффективного управления двигателями постоянного тока с постоянными магнитами на 12 и 24 В и мотор-редукторами, работающими в одном направлении.Эти контроллеры обеспечивают плавное, бесшумное и экономичное управление скоростью двигателя. Конструкция высокоскоростного выхода FET PWM (с широтно-импульсной модуляцией).

        Узнать больше >


        Контроллеры IPC RLVS 2415 специально разработаны для обеспечения простого и эффективного управления двигателями постоянного тока с постоянными магнитами и мотор-редукторами с батарейным питанием, работающими в одном направлении. Эти контроллеры обеспечивают плавное, бесшумное и экономичное управление скоростью двигателя.Конструкция высокоскоростного выхода FET PWM (широтно-импульсная модуляция).

        Узнать больше >


        Контроллеры IPC RLVS1215F/R специально разработаны для обеспечения простого и эффективного управления двигателями постоянного тока с постоянными магнитами и мотор-редукторами с батарейным питанием, работающими в двух направлениях. Интеллектуальный реверс фиксирует сигнал скорости до нуля при изменении направления. Эти контроллеры обеспечивают плавное, бесшумное и экономичное управление скоростью двигателя.Конструкция высокоскоростного выхода FET PWM (широтно-импульсная модуляция). 15А выход 20А пик. (Большие токи по запросу). Может быть инкапсулирован эпоксидной смолой для суровых условий.

        Узнать больше >


        Контроллеры IPC RLVS2415F/R специально разработаны для обеспечения простого и эффективного управления двигателями постоянного тока с постоянными магнитами и мотор-редукторами с батарейным питанием, работающими в двух направлениях. Интеллектуальный реверс фиксирует сигнал скорости до нуля при изменении направления.Эти контроллеры обеспечивают плавное, бесшумное и экономичное управление скоростью двигателя. Конструкция высокоскоростного выхода FET PWM (широтно-импульсная модуляция). 15А выход 20А пик. (Большие токи по запросу). Может быть инкапсулирован эпоксидной смолой для суровых условий.

        Узнать больше >

        Регулятор скорости двигателя постоянного тока — инструменты Inst

        Электродвигатели постоянного тока модели

        генерируют крутящий момент за счет реакции между двумя магнитными полями: одно поле создается стационарными «полевыми» обмотками (катушками), а другое — обмотками во вращающемся якоре.В некоторых двигателях постоянного тока отсутствуют обмотки возбуждения, вместо них используются большие постоянные магниты, так что стационарное магнитное поле является постоянным для всех условий эксплуатации.

        В любом случае, принцип работы электродвигателя постоянного тока заключается в том, что ток, проходящий через якорь, создает магнитное поле, которое пытается выровняться со стационарным магнитным полем. Это заставляет якорь вращаться:

        Однако набор сегментированных медных полосок, называемый коммутатором, разрывает электрический контакт с теперь выровненной катушкой и подает питание на другую катушку (или в простом примере, показанном выше, повторно подает напряжение на ту же петлю провода в противоположном направлении), чтобы создать другое несоосное магнитное поле, которое продолжает вращать якорь.Электрический контакт между вращающимися сегментами коммутатора и стационарным источником питания осуществляется через угольные щетки. Эти щетки со временем изнашиваются (как и сам коммутатор), и их необходимо периодически заменять.

        Большинство промышленных двигателей постоянного тока имеют несколько катушек якоря, а не одну, как показано на упрощенном рисунке выше. Здесь показана фотография большого (1250 лошадиных сил) двигателя постоянного тока, используемого для приведения в движение паромного судна, с четко видимыми полюсами возбуждения и арматуры (выглядящими как спицы в колесе):

        Крупный план узла одной щетки на этом большом двигателе показывает угольную щетку, подпружиненный держатель щетки и множество коллекторных стержней, с которыми щетка соприкасается при вращении якоря:

        Двигатели постоянного тока демонстрируют следующие отношения между механическими и электрическими величинами:

        Крутящий момент:

        • Крутящий момент прямо пропорционален напряженности магнитного поля якоря, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна току через обмотки якоря
        • Крутящий момент также прямо пропорционален напряженности магнитного поля неподвижного полюса, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна току через обмотки возбуждения (в двигателе с непостоянными магнитами возбуждения)

        Скорость:

        • Скорость ограничена противо-ЭДС, создаваемой якорем, когда он вращается в стационарном магнитном поле.Эта противо-ЭДС прямо пропорциональна скорости якоря, а также прямо пропорциональна напряженности магнитного поля неподвижного полюса (которая прямо пропорциональна току обмотки возбуждения в двигателе без постоянного магнита)
        • Таким образом, скорость прямо пропорциональна напряжению якоря
        • Скорость также обратно пропорциональна напряженности стационарного магнитного поля, которая прямо пропорциональна току через обмотки возбуждения (в двигателе с непостоянными магнитами возбуждения)

        Очень простой метод управления характеристиками скорости и крутящего момента двигателя постоянного тока с обмоткой возбуждения (с непостоянными магнитами) заключается в контроле величины тока через обмотку возбуждения:

        Уменьшение сопротивления резистора управления полем позволяет увеличить ток через обмотку возбуждения, усиливая ее магнитное поле.Это повлияет на работу двигателя двумя способами: во-первых, двигатель будет генерировать больший крутящий момент, чем раньше (при той же величине тока якоря), потому что теперь якорь реагирует на более сильное магнитное поле; во-вторых, скорость двигателя уменьшится, потому что больше противо-ЭДС будет генерироваться вращающимся якорем для той же скорости вращения, и эта противо-ЭДС, естественно, попытается выровняться с приложенным напряжением источника постоянного тока. И наоборот, мы можем увеличить скорость двигателя постоянного тока (и уменьшить его выходной крутящий момент), увеличив сопротивление резистора управления полем, ослабив стационарное магнитное поле, через которое вращается якорь.

        Регулирование тока возбуждения может изменить баланс между скоростью и крутящим моментом, но мало влияет на общую мощность двигателя. Чтобы контролировать выходную мощность двигателя постоянного тока, мы также должны регулировать напряжение и ток якоря. Переменные резисторы также могут использоваться для этой задачи, но в наше время это обычно не одобряется из-за потраченной впустую мощности.

        Лучшим решением является электронная схема управления питанием, которая очень быстро включает и выключает транзисторы, переключая питание на якорь двигателя.Это называется широтно-импульсной модуляцией или ШИМ.

        Рабочий цикл (время включения в зависимости от времени включения+выключения) формы импульсного сигнала будет определять долю общей мощности, подаваемой на двигатель:

        Такая электронная схема управления мощностью обычно называется приводом. Таким образом, привод с регулируемой скоростью или ЧРП представляет собой схему большой мощности, используемую для управления скоростью двигателя постоянного тока. Приводы двигателей могут быть настроены вручную для запуска двигателя с заданной скоростью или принимать электронный управляющий сигнал для изменения скорости двигателя таким же образом, как электронный сигнал дает команду регулирующему клапану двигаться.При оснащении сигнализацией дистанционного управления моторный привод работает так же, как и любой другой исполнительный элемент управления: следуя команде контроллера процесса, чтобы стабилизировать некоторую переменную процесса на заданном уровне.

        Более старая технология подачи импульсной мощности на двигатель постоянного тока заключается в использовании схемы управляемого выпрямителя с использованием тиристоров вместо обычных выпрямительных диодов для преобразования переменного тока в постоянный. Поскольку основным источником питания большинства промышленных двигателей постоянного тока в любом случае является переменный ток, и этот переменный ток должен быть преобразован в постоянный в какой-то точке системы, имеет смысл интегрировать управление прямо в точку выпрямления:

        Схемы управляемого выпрямителя

        работают по принципу изменения длительности «пусковых» импульсов относительно импульсов формы волны переменного тока.Чем раньше цикл переменного тока запускается каждым тиристором, тем дольше он будет работать, чтобы пропускать ток к двигателю. Схема «управления фазой» управляет всей этой синхронизацией и генерацией импульсов.

        Привод двигателя постоянного тока, который просто меняет мощность двигателя в соответствии с управляющим сигналом, был бы грубым и трудным для применения для управления большинством процессов. В идеале от привода с регулируемой скоростью требуется точное управление скоростью двигателя. По этой причине большинство преобразователей частоты рассчитаны на получение обратной связи от тахометра, механически соединенного с валом двигателя, поэтому преобразователь частоты «знает», с какой скоростью вращается двигатель.Тахометр обычно представляет собой небольшой генератор постоянного тока, вырабатывающий напряжение постоянного тока, прямо пропорциональное скорости его вала (от 0 до 10 вольт — обычная шкала). Обладая этой информацией, преобразователь частоты может дросселировать подачу электроэнергии на двигатель по мере необходимости для достижения любой скорости, задаваемой управляющим сигналом. Встроенная в привод петля обратной связи управления скоростью делает преобразователь частоты «ведомым контроллером» в системе каскадного управления, когда привод получает сигнал заданного значения скорости от любого контроллера процесса, который отправляет ему выходной сигнал:

        Фотография тахогенераторов (двойных, для резервирования), механически соединенных с этим большим паромным двигателем мощностью 1250 лошадиных сил, появляется здесь:

        Здесь можно увидеть тиристоры, переключающие питание на этот двигатель, подключенные через витую пару к платам управления, выдающим «зажигающие» импульсы на каждый тиристор в соответствующие моменты времени:

        Целостность сигнала обратной связи тахогенератора к преобразователю частоты чрезвычайно важна по соображениям безопасности.Если тахогенератор отключается — механически или электрически (не важно) — от привода, привод «думает», что двигатель не вращается. В качестве регулятора скорости привод передает полную мощность двигателю постоянного тока, пытаясь разогнать его до нужной скорости. Таким образом, потеря обратной связи тахогенератора приводит к тому, что двигатель сразу же «разгоняется» до полных оборотов. Это в лучшем случае нежелательно и, вероятно, опасно в случае двигателей такой мощности, как тот, что приводит в движение этот корабль.

        Как и во всех формах управления электроэнергией, основанных на длительности импульсов и рабочих циклах, схемы ЧРП создают много электрического «шума». Импульсные сигналы с прямоугольным фронтом, создаваемые быстрым включением и выключением полупроводниковых силовых устройств, эквивалентны бесконечным сериям высокочастотных синусоидальных волн, некоторые из которых могут иметь достаточно высокую частоту, чтобы самораспространяться в пространстве в виде электромагнитных волн. . Эти радиочастотные помехи или РЧ-помехи могут быть довольно серьезными, учитывая высокие уровни мощности цепей привода промышленных двигателей.По этой причине крайне важно, чтобы ни проводники питания двигателя, ни проводники, подающие переменный ток в цепь привода, не прокладывались рядом с проводкой слабого сигнала или проводкой управления, потому что наведенный шум нанесет ущерб любым системам, использующим эти сигналы низкого уровня. .

        Помехи радиопомех на силовых проводах переменного тока можно уменьшить, направив мощность переменного тока через фильтры нижних частот, называемые сетевыми реакторами, расположенными рядом с приводом. Эти линейные дроссели, состоящие из катушек индуктивности с сердечником из черных металлов, соединенных последовательно с приводом, блокируют обратное распространение высокочастотного шума на остальную часть проводки распределения питания переменного тока, где он может повлиять на другое электронное оборудование.Тем не менее, мало что можно сделать с помехами РЧ-помех между приводом и двигателем, кроме как экранировать проводники внутри хорошо заземленного металлического кабелепровода и/или использовать силовые кабели с заземленным экраном.

        .

0 comments on “Регулирование оборотов двигателя постоянного тока: Регулятор скорости двигателя постоянного тока

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.