Obvod regulátora, ktorý sa používa na zmenu rýchlosti otáčania motora alebo ventilátora, je navrhnutý tak, aby fungoval zo siete striedavého prúdu pri napätí 220 voltov.
Motor je spolu s výkonovým tyristorom VS2 pripojený na uhlopriečku diódového mostíka VD3, pričom druhý prijíma striedavé sieťové napätie 220 voltov. Okrem toho tento tyristor vykonáva riadenie s dostatočne širokými impulzmi, vďaka čomu skratové prerušenia, s ktorými pracujú všetky komutátorové motory, neovplyvňujú stabilnú prevádzku obvodu.
Prvý tyristor je riadený tranzistorom VT1, zapojeným podľa obvodu generátora impulzov. Akonáhle bude napätie na kondenzátore dostatočné na otvorenie prvého tranzistora, na riadiacu svorku tyristora sa vyšle kladný impulz. Tyristor sa otvorí a teraz sa na druhom tyristore objaví dlhý riadiaci impulz. A z neho ide do motora napätie, ktoré vlastne ovplyvňuje otáčky.
Rýchlosť otáčania elektromotora sa nastavuje premenlivým odporom R1. Pretože k obvodu druhého tyristora je pripojená indukčná záťaž, je možné spontánne otvorenie tyristora, a to aj pri absencii riadiaceho signálu. Preto, aby sa to zablokovalo, je v obvode zahrnutá dióda VD2, ktorá je pripojená paralelne k vinutiu L1 motora.
Pri nastavovaní obvodu regulátora otáčok motora je vhodné použiť taký, ktorým je možné merať otáčky elektromotora, alebo bežný ručičkový voltmeter na striedavý prúd, ktorý je zapojený paralelne s motorom.
Výberom odporu R3 sa nastaví rozsah napätia od 90 do 220 voltov. Ak motor nepracuje správne pri minimálnych otáčkach, potom je potrebné znížiť hodnotu odporu R2.
Tento okruh je vhodný na nastavenie rýchlosti ventilátora v závislosti od teploty.
Používa sa ako citlivý prvok. V dôsledku jeho zahrievania sa jeho odpor znižuje, a preto na výstupe operačného zosilňovača naopak napätie stúpa a riadi otáčky ventilátora cez tranzistor s efektom poľa.
S premenlivým odporom P1 môžete nastaviť najnižšiu rýchlosť otáčania ventilátora pri najnižšej teplote a s premenlivým odporom P2 môžete ovládať najvyššiu rýchlosť otáčania pri maximálnej teplote.
Za normálnych podmienok nastavíme rezistor P1 na minimálne otáčky motora. Potom sa snímač zahreje a odporom P2 sa nastaví požadovaná rýchlosť ventilátora.
Obvod riadi rýchlosť ventilátora v závislosti od nameranej teploty pomocou konvenčného záporného teplotného koeficientu.
Obvod je taký jednoduchý, že obsahuje iba tri rádiové komponenty: nastaviteľný regulátor napätia LM317T a dva odpory tvoriace delič napätia. Jeden z odporov je záporný termistor TCR a druhý je bežný odpor. Pre zjednodušenie montáže uvádzam nižšie nákres plošného spoja.
Aby ste ušetrili peniaze, môžete štandardnú uhlovú brúsku vybaviť regulátorom otáčok. Takýto regulátor na brúsenie krytov rôznych elektronických zariadení je nepostrádateľným nástrojom v arzenáli rádioamatéra.
Mikroobvod U2008B je PWM regulátor otáčok pre striedavé komutátorové motory. Vyrába ho TELEFUNKEN, najčastejšie ho možno vidieť v riadiacom obvode elektrickej vŕtačky, krokovej píly, priamočiarej píly atď., a tiež pracuje s motormi z vysávačov, čo vám umožňuje nastaviť trakciu. Zabudovaný okruh mäkkého štartu výrazne predlžuje životnosť motorov. Riadiace obvody založené na tomto čipe môžu byť tiež použité na reguláciu výkonu, napríklad ohrievačov.
Všetky moderné vŕtačky sa vyrábajú so zabudovanými regulátormi otáčok motora, ale určite sa v arzenáli každého rádioamatéra nachádza stará sovietska vŕtačka, v ktorej zmena otáčok nebola zamýšľaná, čo výrazne znižuje výkonové charakteristiky.
Rýchlosť otáčania asynchrónneho bezkomutátorového motora môžete regulovať úpravou frekvencie striedavého napájacieho napätia. Táto schéma vám umožňuje nastaviť rýchlosť otáčania v pomerne širokom rozsahu - od 1 000 do 4 000 otáčok za minútu.
Regulátor otáčok motora je potrebný na plynulé zrýchľovanie a brzdenie. Takéto zariadenia sa rozšírili v modernom priemysle. Vďaka nim sa meria rýchlosť pohybu v dopravníku, na rôznych zariadeniach, ako aj pri otáčaní ventilátora. Motory s výkonom 12 V sa používajú v celých riadiacich systémoch a v automobiloch.
Dizajn systému
Typ komutátorového motora pozostáva hlavne z rotora, statora, ako aj kief a tachogenerátora.
- Rotor je súčasťou rotácie, stator je externý typ magnetu.
- Kefy, ktoré sú vyrobené z grafitu, sú hlavnou časťou klzného kontaktu, cez ktorý sa na otočnú kotvu privádza napätie.
- Tachogenerátor je zariadenie, ktoré monitoruje rotačné charakteristiky zariadenia. Ak dôjde k porušeniu pravidelnosti procesu otáčania, upraví úroveň napätia vstupujúceho do motora, čím sa stane plynulejším a pomalším.
- stator. Takáto časť môže obsahovať nie jeden magnet, ale napríklad dva páry pólov. Zároveň namiesto statických magnetov budú cievky elektromagnetov. Takéto zariadenie je schopné vykonávať prácu z jednosmerného aj striedavého prúdu.
Schéma regulátora otáčok komutátorového motora
Špeciálne frekvenčné meniče sa používajú vo forme regulátorov otáčok pre elektromotory 220 V a 380 V . Takéto zariadenia sú klasifikované ako high-tech napomáhajú zásadnej transformácii prúdových charakteristík (tvaru signálu, ako aj frekvencie). Sú vybavené výkonnými polovodičovými tranzistormi, ako aj modulátorom šírky impulzu. Celý proces prevádzky zariadenia prebieha prostredníctvom ovládania špeciálnej jednotky na mikrokontroléri. K zmene rýchlosti otáčania rotora motorov dochádza pomerne pomaly.
Z tohto dôvodu sa v zaťažených zariadeniach používajú frekvenčné meniče. Čím pomalší je proces zrýchlenia, tým menej bude zaťažená prevodovka, ako aj dopravník. Vo všetkých frekvenčných generátoroch nájdete niekoľko stupňov ochrany: podľa zaťaženia, prúdu, napätia a iných indikátorov.
Niektoré modely frekvenčných meničov dodávajú energiu z jednofázového napätia (dosiahne až 220 Voltov) a vytvárajú z neho trojfázové napätie. To pomáha pripojiť asynchrónny motor doma bez použitia obzvlášť zložitých obvodov a návrhov. V tomto prípade spotrebiteľ pri práci s takýmto zariadením nestratí energiu.
Prečo používať takýto regulátor zariadenia?
Ak hovoríme o regulátorových motoroch, potom požadované rýchlosti sú:
Obvody používané na vytváranie frekvenčných meničov v elektrickom motore sú široko používané vo väčšine domácich zariadení. Takýto systém možno nájsť v bezdrôtových zdrojoch napájania, zváracích strojoch, nabíjačkách telefónov, napájacích zdrojoch pre osobné počítače a notebooky, stabilizátoroch napätia, zapaľovacích jednotkách na podsvietenie moderných monitorov, ako aj LCD televízoroch.
Regulátor otáčok elektromotora 220V
Môžete si ho vyrobiť úplne sami, ale na to budete musieť študovať všetky možné technické vlastnosti zariadenia. Podľa dizajnu je možné rozlíšiť niekoľko typov hlavných častí. menovite:
- Samotný elektromotor.
- Riadiaci systém mikrokontroléra pre konverznú jednotku.
- Pohon a mechanické časti, ktoré sú spojené s prevádzkou systému.
Tesne pred spustením zariadenia, po privedení určitého napätia na vinutia, začína proces otáčania motora s maximálnym výkonom. Práve táto funkcia odlišuje asynchrónne zariadenia od iných typov. K všetkému ostatnému sa pridáva záťaž z mechanizmov, ktoré uvádzajú zariadenie do pohybu. V konečnom dôsledku sa v počiatočnej fáze prevádzky zariadenia výkon, ako aj spotreba prúdu zvyšuje iba na maximálnu úroveň.
V tomto čase nastáva proces uvoľňovania najväčšieho množstva tepla. K prehriatiu dochádza vo vinutiach, ako aj v drôtoch. Použitie čiastočnej transformácie pomôže tomu zabrániť. Ak nainštalujete mäkký štart, potom na značku maximálnych otáčok (ktorú možno nastaviť aj zariadením a nemusí to byť 1 500 ot./min, ale iba 1 000), motor začne zrýchľovať nie v prvom okamihu prevádzky, ale po ďalších 10 sekúnd (v rovnakom čase, každú sekundu zariadenie pridá 100-150 otáčok). V tomto čase sa zaťaženie všetkých mechanizmov a drôtov začne niekoľkokrát znižovať.
Ako vyrobiť regulátor vlastnými rukami
Môžete úplne nezávisle vytvoriť regulátor otáčok elektromotora asi 12 V. Na to by ste mali použiť prepínač viacerých polôh naraz, ako aj špeciálny drôtový odpor. Pomocou toho druhého sa mení úroveň napájacieho napätia (a súčasne rýchlosť otáčania). Rovnaké systémy môžu byť použité na vykonávanie asynchrónnych pohybov, ale budú menej efektívne.
Pred mnohými rokmi boli mechanické regulátory široko používané - boli postavené na báze prevodových pohonov alebo ich variátorov. Takéto zariadenia sa však nepovažovali za veľmi spoľahlivé. Elektronické prostriedky sa ukázali niekoľkonásobne lepšie, keďže neboli také veľké a umožňovali jemnejšie nastavenie pohonu.
Na vytvorenie regulátora otáčania elektromotora sa oplatí použiť niekoľko zariadení naraz, ktoré je možné zakúpiť v akomkoľvek železiarstve alebo odstrániť zo starých inventárnych zariadení. Ak chcete dokončiť proces úpravy, mali by ste ho zapnúť špeciálny obvod s premenlivým odporom. S jeho pomocou dochádza k procesu zmeny amplitúdy signálu vstupujúceho do odporu.
Implementácia manažérskeho systému
Na výrazné zlepšenie výkonu aj tých najjednoduchších zariadení sa oplatí pripojiť ovládanie mikrokontroléra k obvodu regulátora otáčok motora. Na tento účel by ste si mali zvoliť procesor, ktorý má vhodný počet vstupov a výstupov: na pripojenie snímačov, tlačidiel a špeciálnych elektronických kľúčov.
Na vykonanie experimentov by ste mali použiť špeciálny mikrokontrolér AtMega 128 je najjednoduchšie použiteľný a široko používaný ovládač. Vo voľnom použití nájdete veľké množstvo schém, ktoré ho používajú. Aby zariadenie vykonávalo správnu činnosť, mal by byť do neho zapísaný určitý algoritmus akcií - reakcie na určité pohyby. Napríklad, keď teplota dosiahne 60 stupňov Celzia (meranie bude zaznamenané na grafe samotného zariadenia), zariadenie by sa malo automaticky vypnúť.
Úprava prevádzky
Teraz stojí za to hovoriť o tom, ako môžete nastaviť rýchlosť v brúsenom motore. Vzhľadom na to, že celková rýchlosť otáčania motora môže priamo závisieť od veľkosti úrovne dodávaného napätia, sú na to celkom vhodné úplne akékoľvek riadiace systémy, ktoré môžu vykonávať takúto funkciu.
Stojí za to uviesť niekoľko typov zariadení:
- Laboratórne autotransformátory (LATR).
- Továrenské ovládacie dosky, ktoré sa používajú v domácich zariadeniach (môžete si vziať aj tie, ktoré sa používajú vo vysávačoch a mixéroch).
- Tlačidlá, ktoré sa používajú pri konštrukcii elektrického náradia.
- Domáce typy regulátorov, ktoré sú vybavené špeciálnym hladkým chodom.
Ale zároveň majú všetky takéto metódy určitú chybu. Spolu s procesom znižovania otáčok klesá aj celkový výkon motora. Niekedy sa to dá zastaviť aj jednoduchým dotykom ruky. V niektorých prípadoch to môže byť celkom normálne, ale väčšinou sa to považuje za vážny problém.
Najprijateľnejšou možnosťou by bolo vykonať funkciu nastavenia rýchlosti pomocou aplikácie tachogenerátorov.
Najčastejšie sa inštaluje vo výrobe. Keď sa rýchlosť otáčania motorov odchyľuje cez triaky v motore, prenesie sa už nastavený napájací zdroj spolu s požadovanou rýchlosťou otáčania. Ak je v takejto nádobe zabudované ovládanie otáčania samotného motora, výkon sa nestratí.
Ako to vyzerá v dizajne? Najviac využívané je reostatické riadenie procesu otáčania, ktoré je vytvorené na základe použitia polovodiča.
V prvom prípade budeme hovoriť o premenlivom odpore pomocou procesu mechanického nastavenia. Bude zapojený do série s komutátorovým motorom. Nevýhodou v tomto prípade bude dodatočné uvoľnenie určitého tepla a dodatočné plytvanie zdrojom celej batérie. Počas takejto úpravy dochádza k všeobecnej strate výkonu, keď sa motor otáča. Považuje sa za najhospodárnejšiu možnosť. Z vyššie uvedených dôvodov sa nepoužíva pre pomerne výkonné motory.
V druhom prípade Pri použití polovodičov prebieha proces riadenia motora aplikáciou určitého počtu impulzov. Obvod je schopný meniť trvanie takýchto impulzov, čo zase zmení celkovú rýchlosť otáčania motora bez straty výkonu.
Ak nechcete vyrábať zariadenie sami, ale chcete si kúpiť zariadenie, ktoré je úplne pripravené na použitie, mali by ste venovať osobitnú pozornosť hlavným parametrom a charakteristikám, ako je výkon, typ riadiaceho systému zariadenia, napätie v zariadení. , frekvencia a prevádzkové napätie. Najlepšie by bolo vypočítať všeobecné charakteristiky celého mechanizmu, v ktorom sa oplatí použiť všeobecný regulátor napätia motora. Je potrebné pripomenúť, že je potrebné vykonať porovnanie s parametrami frekvenčného meniča.
Nie každá moderná vŕtačka alebo brúska je vybavená továrenským regulátorom otáčok a najčastejšie nie je zabezpečená regulácia otáčok. Brúsky aj vŕtačky sú však postavené na báze komutátorových motorov, čo umožňuje každému ich majiteľovi, aj keď vie, ako narábať s spájkovačkou, vyrobiť si vlastný regulátor otáčok z dostupných elektronických súčiastok, či už domácich alebo dovezených.
V tomto článku sa pozrieme na schému a princíp činnosti najjednoduchšieho regulátora otáčok motora pre elektrické náradie a jedinou podmienkou je, že motor musí byť komutátorového typu – s charakteristickými lamelami na rotore a kefami (ktoré niekedy iskrí ).
Vyššie uvedená schéma obsahuje minimum dielov a je vhodná pre elektrické náradie do 1,8 kW a vyššie, pre vŕtačku alebo brúsku. Podobný obvod sa používa na reguláciu rýchlosti v automatických práčkach, ktoré majú komutátorové vysokorýchlostné motory, ako aj v stmievačoch pre žiarovky. Takéto obvody vám v zásade umožnia regulovať teplotu ohrevu hrotu spájkovačky, elektrického ohrievača na báze vykurovacích telies atď.
Budú potrebné nasledujúce elektronické komponenty:
Konštantný odpor R1 - 6,8 kOhm, 5 W.
Variabilný odpor R2 - 2,2 kOhm, 2 W.
Konštantný odpor R3 - 51 Ohm, 0,125 W.
Filmový kondenzátor C1 - 2 µF 400 V.
Filmový kondenzátor C2 - 0,047 uF 400 voltov.
Diódy VD1 a VD2 - pre napätie do 400 V, pre prúd do 1 A.
Tyristor VT1 - pre požadovaný prúd, pre spätné napätie najmenej 400 voltov.
Obvod je založený na tyristore. Tyristor je polovodičový prvok s tromi svorkami: anóda, katóda a riadiaca elektróda. Po privedení krátkeho impulzu kladnej polarity na riadiacu elektródu tyristora sa tyristor zmení na diódu a začne viesť prúd, kým sa tento prúd vo svojom obvode nepreruší alebo nezmení smer.
Po zastavení prúdu alebo pri zmene jeho smeru sa tyristor uzavrie a prestane viesť prúd, kým sa na riadiacu elektródu neprivedie ďalší krátky impulz. No, keďže napätie v domácej sieti je striedavé sínusové, potom každá perióda sieťovej sínusoidy bude tyristor (ako súčasť tohto obvodu) pracovať striktne od nastaveného momentu (v nastavenej fáze) a tým menší bude tyristor otvorené počas každej periódy, tým nižšia bude rýchlosť elektrického náradia a čím dlhšie bude tyristor otvorený, tým vyššia bude rýchlosť.
Ako vidíte, princíp je jednoduchý. Ale keď sa použije na elektrické náradie s komutátorovým motorom, obvod funguje šikovnejšie a o tom si povieme neskôr.
Sieť tu teda paralelne zahŕňa: merací riadiaci obvod a napájací obvod. Merací obvod pozostáva z konštantných a premenných rezistorov R1 a R2, kondenzátora C1 a diódy VD1. Na čo je táto reťaz? Toto je delič napätia. Napätie z deliča, a čo je dôležité, spätného EMF z rotora motora, sa sčítajú v protifáze a vytvárajú impulz na otvorenie tyristora. Keď je zaťaženie konštantné, potom je doba otvorenia tyristora konštantná, preto sú otáčky stabilizované a konštantné.
Akonáhle sa zaťaženie nástroja, a teda aj motora, zvýši, hodnota spätného EMF sa zníži, pretože otáčky sa znížia, čo znamená, že signál do riadiacej elektródy tyristora sa zvýši a otvorenie nastane s menším oneskorením. , to znamená, že výkon dodávaný do motora sa zvyšuje, čím sa zvyšuje pokles rýchlosti. Takto zostávajú otáčky konštantné aj pri zaťažení.
V dôsledku kombinovaného pôsobenia signálov zo spätného EMF a z odporového deliča nemá záťaž veľký vplyv na otáčky, ale bez regulátora by bol tento vplyv významný. S použitím tohto obvodu je teda možné dosiahnuť stabilné riadenie rýchlosti v každom kladnom polcykle sínusoidy siete. Pri stredných a nízkych otáčkach je tento efekt výraznejší.
Avšak so zvyšujúcou sa rýchlosťou, to znamená so zvyšujúcim sa napätím odstráneným z premenlivého odporu R2, sa stabilita udržiavania konštantnej rýchlosti znižuje.
V tomto prípade je lepšie zabezpečiť paralelné s tyristorom bočné tlačidlo SA1. Funkciou diód VD1 a VD2 je zabezpečiť polvlnovú prevádzku regulátora, pretože napätia z deliča a z rotora sa porovnávajú iba pri absencii prúdu cez motor.
Kondenzátor C1 rozširuje kontrolnú zónu pri nízkych rýchlostiach a kondenzátor C2 znižuje citlivosť na rušenie od iskrenia kefy. Tyristor musí byť vysoko citlivý, aby ho mohol otvoriť prúd menší ako 100 μA.
Na jednoduché mechanizmy je vhodné inštalovať analógové regulátory prúdu. Môžu napríklad meniť rýchlosť otáčania hriadeľa motora. Z technickej stránky je implementácia takéhoto regulátora jednoduchá (budete musieť nainštalovať jeden tranzistor). Vhodné na nastavenie nezávislých otáčok motorov v robotike a napájacích zdrojoch. Najbežnejšie typy regulátorov sú jednokanálové a dvojkanálové.
Video č.1. Jednokanálový regulátor v prevádzke. Zmení rýchlosť otáčania hriadeľa motora otáčaním gombíka s premenlivým odporom.
Video č.2. Zvýšenie rýchlosti otáčania hriadeľa motora pri prevádzke jednokanálového regulátora. Zvýšenie počtu otáčok z minimálnej na maximálnu hodnotu pri otáčaní gombíka s premenlivým odporom.
Video č.3. Dvojkanálový regulátor v prevádzke. Nezávislé nastavenie torznej rýchlosti hriadeľov motora na základe trimovacích odporov.
Video č.4. Napätie na výstupe regulátora bolo merané digitálnym multimetrom. Výsledná hodnota sa rovná napätiu batérie, od ktorého sa odpočítalo 0,6 voltu (rozdiel vzniká úbytkom napätia na tranzistorovom prechode). Pri použití 9,55 V batérie sa zaznamená zmena z 0 na 8,9 V.
Funkcie a hlavné charakteristiky
Zaťažovací prúd jednokanálových (foto 1) a dvojkanálových (foto 2) regulátorov nepresahuje 1,5 A. Preto, aby sa zvýšila zaťažiteľnosť, je tranzistor KT815A nahradený KT972A. Číslovanie pinov pre tieto tranzistory je rovnaké (e-k-b). Ale model KT972A je funkčný s prúdmi do 4A.
Jednokanálový ovládač motora
Zariadenie riadi jeden motor, napájaný napätím v rozsahu od 2 do 12 voltov.
Dizajn zariadenia
Hlavné konštrukčné prvky regulátora sú zobrazené na fotografii. 3. Zariadenie sa skladá z piatich komponentov: dva rezistory s premenlivým odporom s odporom 10 kOhm (č. 1) a 1 kOhm (č. 2), tranzistor model KT815A (č. 3), pár dvojdielnych skrutiek svorkovnice pre výstup pre pripojenie motora (č. 4) a vstup pre pripojenie batérie (č. 5).
Poznámka 1. Inštalácia skrutkových svorkovníc nie je potrebná. Pomocou tenkého lankového montážneho kábla môžete priamo pripojiť motor a zdroj energie.
Princíp činnosti
Prevádzkový postup ovládača motora je popísaný v elektrickej schéme (obr. 1). S prihliadnutím na polaritu je na konektor XT1 privádzané konštantné napätie. Žiarovka alebo motor sa pripája ku konektoru XT2. Variabilný odpor R1 je zapnutý na vstupe, otáčaním jeho gombíka sa mení potenciál na strednom výstupe oproti mínusu batérie. Prostredníctvom obmedzovača prúdu R2 je stredný výstup pripojený k základnej svorke tranzistora VT1. V tomto prípade je tranzistor zapnutý podľa bežného prúdového obvodu. Pozitívny potenciál na základnom výstupe sa zvyšuje, keď sa stredný výstup pohybuje smerom nahor z plynulého otáčania gombíka s premenlivým odporom. Dochádza k zvýšeniu prúdu, čo je spôsobené znížením odporu prechodu kolektor-emitor v tranzistore VT1. Ak sa situácia zmení, potenciál sa zníži.
Schéma elektrického obvodu Materiály a detaily
Vyžaduje sa doska plošných spojov s rozmermi 20x30 mm, vyrobená z jednostranne fóliovanej sklolaminátovej dosky (prípustná hrúbka 1-1,5 mm). Tabuľka 1 poskytuje zoznam rádiových komponentov.
Poznámka 2. Variabilný odpor potrebný pre zariadenie môže byť akéhokoľvek výrobcu, je dôležité dodržiavať hodnoty aktuálneho odporu uvedené v tabuľke 1.
Poznámka 3. Na reguláciu prúdov nad 1,5A je tranzistor KT815G nahradený výkonnejším KT972A (s maximálnym prúdom 4A). V tomto prípade nie je potrebné meniť dizajn dosky plošných spojov, keďže rozmiestnenie pinov pre oba tranzistory je rovnaké.
Proces budovania
Pre ďalšiu prácu si musíte stiahnuť archívny súbor umiestnený na konci článku, rozbaliť ho a vytlačiť. Výkres regulátora (súbor) je vytlačený na lesklom papieri a montážny výkres (súbor) je vytlačený na bielom kancelárskom hárku (formát A4).
Ďalej sa výkres dosky plošných spojov (č. 1 na obrázku 4) nalepí na vodivé dráhy na opačnej strane dosky plošných spojov (č. 2 na obrázku 4). Na montážnom výkrese je potrebné urobiť otvory (č. 3 na foto 14) v miestach montáže. Inštalačný výkres je pripevnený k doske plošných spojov suchým lepidlom a otvory sa musia zhodovať. Fotografia 5 zobrazuje pinout tranzistora KT815. 
Vstup a výstup svorkovníc-konektorov sú označené bielou farbou. Na svorkovnicu je cez sponu pripojený zdroj napätia. Plne zostavený jednokanálový regulátor je zobrazený na fotografii. Zdroj energie (9 V batéria) je pripojený v záverečnej fáze montáže. Teraz môžete nastaviť rýchlosť otáčania hriadeľa pomocou motora, aby ste to dosiahli, musíte plynulo otáčať nastavovacím gombíkom premenlivého odporu.
Ak chcete zariadenie otestovať, musíte z archívu vytlačiť výkres disku. Ďalej musíte tento výkres (č. 1) nalepiť na hrubý a tenký kartónový papier (č. 2). Potom sa pomocou nožníc vystrihne kotúč (č. 3).
Výsledný obrobok sa otočí (č. 1) a do stredu sa pripevní štvorec čiernej elektropásky (č. 2) pre lepšiu priľnavosť povrchu hriadeľa motora k disku. Musíte urobiť otvor (č. 3), ako je znázornené na obrázku. Potom sa disk nainštaluje na hriadeľ motora a testovanie sa môže začať. Jednokanálový ovládač motora je pripravený!
Dvojkanálový ovládač motora
Používa sa na nezávislé ovládanie dvojice motorov súčasne. Napájanie sa dodáva z napätia v rozsahu od 2 do 12 voltov. Zaťažovací prúd je dimenzovaný do 1,5A na kanál.
Dizajn zariadenia
Hlavné komponenty konštrukcie sú znázornené na foto.10 a zahŕňajú: dva trimovacie odpory pre nastavenie 2. kanálu (č. 1) a 1. kanálu (č. 2), tri dvojdielne skrutkové svorkovnice pre výstup na 2. motor (č. 3), pre výstup na 1. motor (č. 4) a pre vstup (č. 5).
Poznámka:1 Inštalácia skrutkových svorkovníc je voliteľná. Pomocou tenkého lankového montážneho kábla môžete priamo pripojiť motor a zdroj energie.
Princíp činnosti
Obvod dvojkanálového regulátora je identický s elektrickým obvodom jednokanálového regulátora. Pozostáva z dvoch častí (obr. 2). Hlavný rozdiel: rezistor s premenlivým odporom je nahradený rezistorom orezávania. Rýchlosť otáčania hriadeľov je nastavená vopred. 
Poznámka 2.
Materiály a detaily
Na rýchle nastavenie rýchlosti otáčania motorov sa orezávacie odpory vymenia pomocou montážneho drôtu s rezistormi s premenlivým odporom s hodnotami odporu uvedenými v diagrame.
Proces budovania
Budete potrebovať dosku plošných spojov s rozmermi 30x30 mm, vyrobenú z jednostranne fóliovanej sklolaminátovej dosky s hrúbkou 1-1,5 mm. Tabuľka 2 poskytuje zoznam rádiových komponentov.
Po stiahnutí archívneho súboru, ktorý sa nachádza na konci článku, ho musíte rozbaliť a vytlačiť. Výkres regulátora pre termotransfer (súbor termo2) je vytlačený na lesklom papieri a inštalačný výkres (súbor montag2) je vytlačený na bielom kancelárskom hárku (formát A4).
Ktorýkoľvek zo vstupov je pripojený na pól zdroja energie (na príklade je znázornená 9-voltová batéria). Zápor napájacieho zdroja je pripevnený k stredu svorkovnice. Je dôležité si zapamätať: čierny vodič je „-“ a červený vodič je „+“.
Motory musia byť pripojené na dve svorkovnice a tiež je potrebné nastaviť požadovanú rýchlosť. Po úspešnom testovaní je potrebné odstrániť dočasné pripojenie vstupov a nainštalovať zariadenie na model robota. Dvojkanálový ovládač motora je pripravený!
Uvádzajú sa potrebné schémy a výkresy pre prácu. Emitory tranzistorov sú označené červenými šípkami.
Komutátorové motory možno často nájsť v domácich elektrických spotrebičoch a elektrickom náradí: práčka, brúska, vŕtačka, vysávač atď. Čo nie je vôbec prekvapujúce, pretože komutátorové motory umožňujú dosiahnuť vysoké otáčky a vysoký krútiaci moment (vrátane vysokého štartovania krútiaci moment ) – čo potrebujete pre väčšinu elektrického náradia.
V tomto prípade môžu byť komutátorové motory napájané jednosmerným prúdom (najmä usmerneným prúdom), ako aj striedavým prúdom z domácej siete. Na riadenie rýchlosti rotora komutátorového motora sa používajú regulátory rýchlosti, o ktorých sa bude diskutovať v tomto článku.
Najprv si spomeňme na konštrukciu a princíp činnosti komutátorového motora. Komutátorový motor nevyhnutne obsahuje nasledujúce časti: rotor, stator a spínaciu jednotku kefa-kolektor. Keď sa na stator a rotor privedie energia, ich magnetické polia začnú interagovať a rotor sa nakoniec začne otáčať.
Energia je privádzaná do rotora cez grafitové kefy, ktoré tesne priliehajú ku komutátoru (na lamely komutátora). Pre zmenu smeru otáčania rotora je potrebné zmeniť fázovanie napätia na statore alebo na rotore.
Vinutia rotora a statora môžu byť napájané z rôznych zdrojov alebo môžu byť zapojené paralelne alebo sériovo navzájom. Tým sa líšia komutátorové motory paralelného a sériového budenia. Sú to sériovo budené komutátorové motory, ktoré možno nájsť vo väčšine domácich elektrických spotrebičov, pretože takéto zahrnutie umožňuje získať motor, ktorý je odolný voči preťaženiu.
Keď už hovoríme o regulátoroch rýchlosti, v prvom rade sa zameriame na najjednoduchší tyristorový (triakový) obvod (pozri nižšie). Toto riešenie sa používa vo vysávačoch, práčkach, brúskach a vykazuje vysokú spoľahlivosť pri prevádzke v striedavých obvodoch (najmä z domácej siete).
Tento obvod funguje celkom jednoducho: v každej perióde sieťového napätia sa cez odpor nabije na odblokovacie napätie dinistora pripojeného k riadiacej elektróde hlavného vypínača (triaku), po ktorom sa otvorí a prechádza prúdom do záťaže. (ku komutátorovému motoru).
Úpravou doby nabíjania kondenzátora v riadiacom obvode otvárania triaku sa reguluje priemerný výkon dodávaný do motora a podľa toho sa upravuje rýchlosť. Toto je najjednoduchší regulátor bez prúdovej spätnej väzby.
Triakový obvod je podobný bežnému, nie je v ňom spätná väzba. Na zabezpečenie prúdovej spätnej väzby, napríklad na udržanie prijateľného výkonu a zabránenie preťaženiu, je potrebná ďalšia elektronika. Ale ak vezmeme do úvahy možnosti z jednoduchých a priamočiarych obvodov, potom po triakovom obvode nasleduje reostatický obvod.
Obvod reostatu umožňuje efektívne regulovať rýchlosť, ale vedie k rozptylu veľkého množstva tepla. Na to je potrebný radiátor a účinný odvod tepla, čo znamená stratu energie a v dôsledku toho nízku účinnosť.
Efektívnejšie sú regulačné obvody založené na špeciálnych tyristorových riadiacich obvodoch alebo aspoň na integrovanom časovači. Spínanie záťaže (komutátorového motora) na striedavý prúd sa vykonáva pomocou výkonového tranzistora (alebo tyristora), ktorý sa otvára a zatvára raz alebo viackrát počas každej periódy sínusoidy siete. Tým sa reguluje priemerný výkon dodávaný do motora.
Riadiaci obvod je napájaný 12 voltovým jednosmerným prúdom z vlastného zdroja alebo z 220 voltovej siete cez zhášací obvod. Takéto obvody sú vhodné na riadenie výkonných motorov.
Princíp regulácie jednosmernými mikroobvodmi je samozrejmosťou. Tranzistor sa napríklad otvára s presne špecifikovanou frekvenciou niekoľkých kilohertzov, ale trvanie otvoreného stavu je regulované. Takže otáčaním rukoväte premenlivého odporu sa nastavuje rýchlosť otáčania rotora komutátorového motora. Táto metóda je vhodná na udržiavanie nízkych otáčok komutátorového motora pri zaťažení.
Lepšou kontrolou je regulácia jednosmerného prúdu. Keď PWM pracuje s frekvenciou približne 15 kHz, nastavenie šírky impulzu riadi napätie pri približne rovnakom prúde. Povedzme, že úpravou konštantného napätia v rozsahu od 10 do 30 voltov získajú rôzne rýchlosti pri prúde asi 80 ampérov, čím dosiahnu požadovaný priemerný výkon.
Ak chcete vytvoriť jednoduchý regulátor pre komutátorový motor vlastnými rukami bez špeciálnych požiadaviek na spätnú väzbu, môžete si vybrať tyristorový obvod. Všetko, čo potrebujete, je spájkovačka, kondenzátor, dinistor, tyristor, pár rezistorov a drôty.
Ak potrebujete kvalitnejší regulátor so schopnosťou udržiavať stabilné otáčky pri dynamickom zaťažení, pozrite sa bližšie na regulátory na mikroobvodoch so spätnou väzbou, ktoré dokážu spracovať signál z tachogenerátora (snímač otáčok) komutátorového motora, ako je implementovaný, napríklad v práčkach.
Andrej Povny
