Ky qark DIY mund të përdoret si një kontrollues shpejtësie për një motor 12V DC me një vlerësim të rrymës deri në 5A, ose si një dimmer për llambat halogjene 12V dhe LED deri në 50W. Kontrolli kryhet duke përdorur modulimin e gjerësisë së pulsit (PWM) me një shpejtësi të përsëritjes së pulsit prej rreth 200 Hz. Natyrisht, frekuenca mund të ndryshohet nëse është e nevojshme, duke zgjedhur për stabilitet dhe efikasitet maksimal.
Shumica e këtyre strukturave janë montuar me një kosto shumë më të lartë. Këtu paraqesim një version më të avancuar që përdor një kohëmatës 7555, një drejtues transistor bipolar dhe një MOSFET të fuqishëm. Ky dizajn siguron kontroll të përmirësuar të shpejtësisë dhe funksionon në një gamë të gjerë ngarkese. Kjo është me të vërtetë një skemë shumë efektive dhe kostoja e pjesëve të saj kur blihen për vetë-montim është mjaft e ulët.
Qarku përdor një kohëmatës 7555 për të krijuar një gjerësi pulsi të ndryshueshme prej rreth 200 Hz. Ai kontrollon transistorin Q3 (nëpërmjet transistorëve Q1 - Q2), i cili kontrollon shpejtësinë e motorit elektrik ose të llambave.
Ka shumë aplikacione për këtë qark që do të mundësohet nga 12V: motorë elektrikë, tifozë ose llamba. Mund të përdoret në makina, varka dhe automjete elektrike, në hekurudha model etj.
Llambat LED 12 V, për shembull shiritat LED, gjithashtu mund të lidhen me siguri këtu. Të gjithë e dinë se llambat LED janë shumë më efikase se llambat halogjene ose inkandeshente dhe do të zgjasin shumë më gjatë. Dhe nëse është e nevojshme, fuqizoni kontrolluesin PWM nga 24 volt ose më shumë, pasi vetë mikroqarku me një fazë tampon ka një stabilizues të energjisë.
Çdo vegël moderne elektrike ose pajisje shtëpiake përdor një motor komutator. Kjo është për shkak të shkathtësisë së tyre, d.m.th aftësisë për të operuar si në tension alternativ ashtu edhe në atë të drejtpërdrejtë. Një avantazh tjetër është çift rrotullimi efikas i fillimit.
Sidoqoftë, shpejtësia e lartë e motorit të komutatorit nuk u përshtatet të gjithë përdoruesve. Për një fillim të qetë dhe aftësinë për të ndryshuar shpejtësinë e rrotullimit, u shpik një rregullator, i cili është mjaft i mundur për t'u bërë me duart tuaja.
Parimi i funksionimit dhe llojet e motorëve të komutatorëve
Çdo motor elektrik përbëhet nga një komutator, stator, rotor dhe furça. Parimi i funksionimit të tij është mjaft i thjeshtë:
Përveç pajisjes standarde, ekzistojnë gjithashtu:
Pajisja rregullatore
Ka shumë skema të pajisjeve të tilla në botë. Sidoqoftë, të gjitha ato mund të ndahen në 2 grupe: produkte standarde dhe të modifikuara.
Pajisja standarde
Produktet tipike dallohen nga lehtësia e prodhimit të idynistor dhe besueshmëria e mirë gjatë ndryshimit të shpejtësisë së motorit. Si rregull, modele të tilla bazohen në rregullatorët e tiristorit. Parimi i funksionimit të skemave të tilla është mjaft i thjeshtë:
Kështu, shpejtësia e motorit të komutatorit rregullohet. Në shumicën e rasteve, një skemë e ngjashme përdoret në fshesat me korrent të huaja shtëpiake. Sidoqoftë, duhet të dini se një kontrollues i tillë i shpejtësisë nuk ka reagime. Prandaj, kur ngarkesa ndryshon, do të duhet të rregulloni shpejtësinë e motorit elektrik.
Skemat e ndryshuara
Sigurisht, pajisja standarde i përshtatet shumë tifozëve të kontrolluesve të shpejtësisë për të "gërmuar" në elektronikë. Megjithatë, pa përparim dhe përmirësim të produkteve, ne do të jetonim ende në Epokën e Gurit. Prandaj, skemat më interesante janë duke u shpikur vazhdimisht, të cilat shumë prodhues janë të lumtur t'i përdorin.
Më të përdorurit janë reostat dhe rregullatorët integralë. Siç nënkupton edhe emri, opsioni i parë bazohet në një qark reostat. Në rastin e dytë, përdoret një kohëmatës integral.
Ato reostatike janë efektive në ndryshimin e numrit të rrotullimeve të motorit të komutatorit. Efikasiteti i lartë është për shkak të transistorëve të fuqisë, të cilët marrin një pjesë të tensionit. Kështu, rrjedha e rrymës zvogëlohet dhe motori punon me më pak përpjekje.
Video: pajisje e kontrollit të shpejtësisë me mirëmbajtje të energjisë
Disavantazhi kryesor i kësaj skeme është sasia e madhe e nxehtësisë së gjeneruar. Prandaj, për funksionim të qetë, rregullatori duhet të ftohet vazhdimisht. Për më tepër, ftohja e pajisjes duhet të jetë intensive.
Një qasje e ndryshme zbatohet në një rregullator integral, ku një kohëmatës integral është përgjegjës për ngarkesën. Si rregull, transistorët e pothuajse çdo lloji përdoren në qarqe të tilla. Kjo për faktin se ai përmban një mikroqark me vlera të mëdha aktuale të daljes.
Nëse ngarkesa është më pak se 0.1 amper, atëherë i gjithë voltazhi shkon drejtpërdrejt në mikroqarkullim, duke anashkaluar transistorët. Sidoqoftë, që rregullatori të funksionojë në mënyrë efektive, është e nevojshme që të ketë një tension prej 12 V në portë. Prandaj, qarku elektrik dhe vetë tensioni i furnizimit duhet të korrespondojnë me këtë interval.
Pasqyrë e qarqeve tipike
Ju mund të rregulloni rrotullimin e boshtit të një motori elektrik me fuqi të ulët duke lidhur një rezistencë fuqie në seri me nr. Sidoqoftë, ky opsion ka efikasitet shumë të ulët dhe pamundësi për të ndryshuar pa probleme shpejtësinë. Për të shmangur një telash të tillë, duhet të keni parasysh disa qarqe rregullatore që përdoren më shpesh.
Siç e dini, PWM ka një amplitudë pulsi konstante. Për më tepër, amplituda është identike me tensionin e furnizimit. Rrjedhimisht, motori elektrik nuk ndalon as kur punon me shpejtësi të ulët.
Opsioni i dytë është i ngjashëm me të parën. I vetmi ndryshim është se një përforcues operacional përdoret si oshilator kryesor. Ky komponent ka një frekuencë prej 500 Hz dhe prodhon impulse në formë trekëndore. Rregullimi kryhet gjithashtu duke përdorur një rezistencë të ndryshueshme.
Si ta bëni vetë
Nëse nuk doni të shpenzoni para për të blerë një pajisje të gatshme, mund ta bëni vetë. Në këtë mënyrë, jo vetëm që mund të kurseni para, por edhe të fitoni përvojë të dobishme. Pra, për të bërë një rregullator tiristor do t'ju duhet:
- hekur saldimi (për të kontrolluar funksionalitetin);
- tela;
- tiristor, kondensatorë dhe rezistorë;
- skema.
Siç mund të shihet nga diagrami, rregullatori kontrollon vetëm 1 gjysmë cikli. Sidoqoftë, për të testuar performancën në një hekur saldimi të rregullt, kjo do të jetë mjaft e mjaftueshme.
Nëse nuk keni njohuri të mjaftueshme për të deshifruar diagramin, mund të njiheni me versionin e tekstit:
Përdorimi i rregullatorëve lejon përdorimin më ekonomik të motorëve elektrikë. Në situata të caktuara, një pajisje e tillë mund të bëhet në mënyrë të pavarur. Sidoqoftë, për qëllime më serioze (për shembull, monitorimi i pajisjeve të ngrohjes), është më mirë të blini një model të gatshëm. Për fat të mirë, ekziston një përzgjedhje e gjerë e produkteve të tilla në treg, dhe çmimi është mjaft i përballueshëm.
Një kontrollues i shpejtësisë së rrotullimit me cilësi të lartë dhe të besueshëm për motorët elektrikë me komutator njëfazor mund të bëhet duke përdorur pjesë të zakonshme fjalë për fjalë në 1 mbrëmje. Ky qark ka një modul të integruar të zbulimit të mbingarkesës, siguron një fillim të butë të motorit të kontrolluar dhe një stabilizues të shpejtësisë së rrotullimit të motorit. Kjo njësi funksionon me tensione 220 dhe 110 volt.
Parametrat teknikë të rregullatorit
- Tensioni i furnizimit: 230 volt AC
- diapazoni i rregullimit: 5…99%
- Tensioni i ngarkesës: 230 V / 12 A (2,5 kW me radiator)
- fuqia maksimale pa radiator 300 W
- niveli i ulët i zhurmës
- stabilizimi i shpejtësisë
- fillimi i butë
- Përmasat e tabelës: 50×60 mm
Diagram skematik
Skema e rregullatorit të motorit në një triac dhe U2008 Qarku i modulit të sistemit të kontrollit bazohet në një gjenerator pulsi PWM dhe një triak të kontrollit të motorit - një dizajn klasik i qarkut për pajisje të tilla. Elementet D1 dhe R1 sigurojnë që voltazhi i furnizimit të kufizohet në një vlerë që është e sigurt për të fuqizuar mikroqarkun e gjeneratorit. Kondensatori C1 është përgjegjës për filtrimin e tensionit të furnizimit. Elementet R3, R5 dhe P1 janë një ndarës i tensionit me aftësinë për ta rregulluar atë, i cili përdoret për të vendosur sasinë e energjisë së furnizuar në ngarkesë. Falë përdorimit të rezistencës R2, e cila përfshihet drejtpërdrejt në qarkun e hyrjes në fazën m/s, njësitë e brendshme sinkronizohen me triac VT139.
Pllaka e qarkut të printuar Figura e mëposhtme tregon renditjen e elementeve në një tabelë të qarkut të printuar. Gjatë instalimit dhe fillimit, vëmendje duhet t'i kushtohet sigurimit të kushteve të sigurta të funksionimit - rregullatori mundësohet nga një rrjet 220V dhe elementët e tij lidhen drejtpërdrejt me fazën.
Rritja e fuqisë së rregullatorit
Në versionin e provës, u përdor një triac BT138/800 me një rrymë maksimale prej 12 A, gjë që bën të mundur kontrollin e një ngarkese prej më shumë se 2 kW. Nëse keni nevojë të kontrolloni rryma ngarkese edhe më të mëdha, ju rekomandojmë ta instaloni tiristorin jashtë tabelës në një ftohës të madh. Duhet të mbani mend gjithashtu të zgjidhni siguresën e duhur FUSE në varësi të ngarkesës.
Përveç kontrollit të shpejtësisë së motorëve elektrikë, mund të përdorni qarkun për të rregulluar ndriçimin e llambave pa asnjë modifikim.
Ju mund të rregulloni shpejtësinë e rrotullimit të boshtit të një motori komutator me fuqi të ulët duke e lidhur atë në seri me qarkun e tij të furnizimit me energji elektrike. Por ky opsion krijon një efikasitet shumë të ulët, dhe përveç kësaj nuk ka asnjë mundësi për të ndryshuar pa probleme shpejtësinë e rrotullimit.
Gjëja kryesore është se kjo metodë ndonjëherë çon në një ndalim të plotë të motorit elektrik në tension të ulët të furnizimit. Kontrollues i shpejtësisë së motorit elektrik Qarqet DC të përshkruara në këtë artikull nuk i kanë këto disavantazhe. Këto qarqe mund të përdoren gjithashtu me sukses për të ndryshuar ndriçimin e llambave inkandeshente 12 volt.
Përshkrimi i 4 qarqeve të kontrolluesit të shpejtësisë së motorit elektrik
Skema e parë
Shpejtësia e rrotullimit ndryshohet nga rezistenca e ndryshueshme R5, e cila ndryshon kohëzgjatjen e pulseve. Meqenëse amplituda e pulseve PWM është konstante dhe e barabartë me tensionin e furnizimit të motorit elektrik, ai kurrë nuk ndalet edhe me një shpejtësi shumë të ulët rrotullimi.
Skema e dytë
Është i ngjashëm me atë të mëparshëm, por amplifikuesi operacional DA1 (K140UD7) përdoret si oshilator kryesor.
Ky op-amp funksionon si një gjenerator tensioni që prodhon impulse në formë trekëndore dhe ka një frekuencë prej 500 Hz. Rezistenca e ndryshueshme R7 vendos shpejtësinë e rrotullimit të motorit elektrik.
Skema e tretë
Është unike, e ndërtuar mbi të. Oscilatori kryesor funksionon me një frekuencë prej 500 Hz. Gjerësia e pulsit, dhe për rrjedhojë shpejtësia e motorit, mund të ndryshohet nga 2% në 98%.
Pika e dobët në të gjitha skemat e mësipërme është se ato nuk kanë një element për stabilizimin e shpejtësisë së rrotullimit kur ngarkesa në boshtin e motorit DC rritet ose zvogëlohet. Ju mund ta zgjidhni këtë problem duke përdorur diagramin e mëposhtëm:
Ashtu si shumica e rregullatorëve të ngjashëm, qarku i këtij rregullatori ka një gjenerator të tensionit kryesor që prodhon impulse trekëndore me një frekuencë prej 2 kHz. E gjithë specifika e qarkut është prania e reagimit pozitiv (POS) përmes elementeve R12, R11, VD1, C2, DA1.4, i cili stabilizon shpejtësinë e rrotullimit të boshtit të motorit elektrik kur ngarkesa rritet ose ulet.
Kur vendosni një qark me një motor specifik, rezistencë R12, zgjidhni një thellësi PIC në të cilën vetë-lëkundjet e shpejtësisë së rrotullimit nuk ndodhin kur ngarkesa ndryshon.
Pjesë të kontrollorëve të rrotullimit të motorit elektrik
Në këto qarqe, është e mundur të përdoren zëvendësimet e mëposhtme të komponentëve të radios: transistor KT817B - KT815, KT805; KT117A mund të zëvendësohet me KT117B-G ose 2N2646; Përforcues operacional K140UD7 në K140UD6, KR544UD1, TL071, TL081; timer NE555 - S555, KR1006VI1; mikroqark TL074 - TL064, TL084, LM324.
Kur përdorni një ngarkesë më të fuqishme, tranzistori kryesor KT817 mund të zëvendësohet me një transistor të fuqishëm me efekt në terren, për shembull, IRF3905 ose i ngjashëm.
Kontrolluesi PWM është projektuar për të rregulluar shpejtësinë e rrotullimit të një motori polar, shkëlqimin e një llambë ose fuqinë e një elementi ngrohjeje.
Përparësitë:
1 Lehtësia e prodhimit
2 Disponueshmëria e komponentëve (kostoja nuk i kalon $2)
3 Aplikim i gjerë
4 Për fillestarët, praktikoni edhe një herë dhe kënaqeni veten =)
Një ditë më duhej një "pajisje" për të rregulluar shpejtësinë e rrotullimit të një ftohësi. Nuk e mbaj mend pse saktësisht. Që në fillim e provova përmes një rezistence të zakonshme variabël, u nxeh shumë dhe kjo nuk ishte e pranueshme për mua. Si rezultat, pasi gërmova në internet, gjeta një qark të bazuar në mikroqarkun tashmë të njohur NE555. Ky ishte një qark i një rregullatori konvencional PWM me një cikël pune (kohëzgjatje) pulsesh të barabartë ose më pak se 50% (më vonë do të jap grafikët se si funksionon kjo). Qarku doli të ishte shumë i thjeshtë dhe nuk kërkonte konfigurim; gjëja kryesore nuk ishte të prishësh lidhjen e diodave dhe tranzitorit. Herën e parë që e mblodha në një dërrasë buke dhe e testova, gjithçka funksionoi brenda gjysmë kthese. Më vonë shtrova një tabelë të vogël qark të printuar dhe gjithçka dukej më e rregullt =) Epo, tani le të hedhim një vështrim në vetë qarkun!
Qarku i rregullatorit PWM
Prej tij shohim se ky është një gjenerator i rregullt me një rregullator të ciklit të punës së impulsit të montuar sipas qarkut nga fleta e të dhënave. Me rezistencën R1 e ndryshojmë këtë cikël funksionimi, rezistenca R2 shërben si mbrojtje kundër qarqeve të shkurtra, pasi kunja 4 e mikroqarkut lidhet me tokën përmes çelësit të kohëmatësit të brendshëm dhe kur R1 është në pozicionin ekstrem, thjesht mbyllet. R3 është një rezistencë tërheqëse. C2 është kondensatori për vendosjen e frekuencës. Transistori IRFZ44N është një mosfet i kanalit N. D3 është një diodë mbrojtëse që parandalon dështimin e ndërprerësit të fushës kur ngarkesa ndërpritet. Tani pak për ciklin e punës së impulseve. Cikli i punës së një impulsi është raporti i periudhës së tij të përsëritjes (përsëritjes) me kohëzgjatjen e pulsit, domethënë pas një periudhe të caktuar kohe do të ketë një kalim nga (përafërsisht) plus në minus, ose më saktë nga një logjik. një në një zero logjike. Pra, kjo periudhë kohore midis pulseve është i njëjti cikël funksionimi.
Raporti i detyrës në pozicionin e mesëm R1
Cikli i punës në pozicionin më të majtë R1
Raporti i detyrës në pozicionin ekstrem të djathtë R
Më poshtë janë bordet e qarkut të printuar me dhe pa vendndodhje pjesësh
Tani pak për detajet dhe pamjen e tyre. Vetë mikroqarku është bërë në një paketë DIP-8, kondensatorë qeramikë me përmasa të vogla dhe rezistorë 0,125-0,25 vat. Diodat janë dioda ndreqëse të zakonshme 1A (më e përballueshme është 1N4007; ka shumë prej tyre kudo). Mikroqarku mund të instalohet edhe në një prizë nëse në të ardhmen dëshironi ta përdorni në projekte të tjera dhe të mos e shkydhni përsëri. Më poshtë fotot e detajeve.
