Регулятор оборотов асинхронного двигателя схема: Регулятор скорости для асинхронного двигателя купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

Схемы регуляторов » Электродвигатели. Статьи по ремонту. Схемы включения

Принцип действия трехфазного асинхронного двигателя

Пуск звезда-треугольник трехфазного электродвигателя

Раздел: Схемы регуляторов При использвании электродвигателей больших мощностей с высокими пусковыми токами, для снижения пускового тока применяется схема управления электродвигателя «звезда-треугольник», в которой запуск происходит с низкими пусковыми токами «схема подключения звезда» и через определенное время переключение в нормальный режим работы «схема подключения треугольник». Рассмотрим эту схему подробнее. Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

РЕГУЛИРОВКА ОБОРОТОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Раздел: Схемы регуляторов С вопросом регулировки оборотов приходится сталкиваться при работе с электроинструментом, приводом швейных машин и прочих приборов в быту и на производстве. Регулировать обороты, просто понижая питающее напряжение, не имеет смысла — электродвигатель резко уменьшает обороты, теряет мощность и останавливается. Оптимальным вариантом регулировки оборотов является регулирование напряжения с обратной связью по току нагрузки двигателя Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

Регулятор оборотов электродрели своими руками

Раздел: Схемы регуляторов Для высококачественного сверления отверстий в печатных платах необходима электродрель с регулятором частоты вращения и крутящего момента. Транзисторные регуляторы имеют, как правило, низкий КПД, что ведет к увеличению размеров и массы трансформатора питания и теплоотвода. В этом отношении более выгодны тринисторные устройства, поскольку потери энергии в тринисторе, работающем в ключевом режиме, незначительны. По этой причине отпадает необходимость в отводе от него тепла. Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

Ремонт и проверка работоспособности коллекторных электродвигателей стиральных машин.

Раздел: Схемы регуляторов В современных стиральных машинах используются несколько типов приводных двигателей: коллекторные, асинхронные, а также с прямым приводом барабана — они отличаются по принципу работы и по конструкции. Для обеспечения работы асинхронного двигателя требуется фазосдвигающий конденсатор — подобная схема включения двигателя используется в большинстве старых моделей СМ. В современных машинках для управления асинхронным двигателем используется сложная электронная система управления, поэтому его проверка без специального стенда (или «тестовой» СМ) вызывает определенные затруднения. Еще большие проблемы вызывает проверка двигателей с прямым приводом (например, они используются в машинах LG DirectDrive). Их трудно проверить отдельно, так как они являются частью конструкции бака. К тому же, для этих двигателей также необходима сложная система управления. Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

Как должна происходить разборка электродвигателя

Раздел: Схемы регуляторов Перед снятием шкивов, полумуфт, шестерен и других соединительных деталей с вала машины следует вывернуть стопорный винт или выбить шпонку, фиксирующие соединительную деталь с валом. Место посадки заливают керосином или антикоррозионной жидкостью для устранения коррозии в месте контакта. При снятии этих деталей используют двух- или трехлапчатые съемники (переносные ручные или гидравлические). Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

Системы плавного пуска высоковольтных электродвигателей на основе устройств серии УППВЭ

Раздел: Схемы регуляторов Системы плавного пуска (СПП) предназначены для плавного пуска как одного, так и группы высоковольтных синхронных и асинхронных электродвигателей насосов, компрессоров, вентиляторов, воздуходувок и др. производственных механизмов. Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

Электрическая схема пуска трехфазного электродвигателя

Раздел: Схемы регуляторов Трехфазный электродвигатель при пуске контактами магнитного пускателя подключается к трёхфазной сети переменного тока напряжением 380 вольт. На рис 1. показан вариант схемы пуска с питанием катушки магнитного пускателя переменным током напряжением 220 вольт. Напряжение снимается с двух проводов: любого фазного провода и нейтрального провода (на схеме рис.1 провода «C» и «N»). Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

Устройство асинхронного электродвигателя

Раздел: Схемы регуляторов Асинхронный электродвигатель имеет две основные части – статор и ротор. Статором называется неподвижная часть машины. С внутренней стороны статора сделаны пазы, куда укладывается трехфазная обмотка, питаемая трехфазным током. Вращающаяся часть машины называется ротором, в пазах его тоже уложена обмотка. Статор и ротор собираются из отдельных штампованных листов электротехнической стали толщиной 0,35-0,5 мм. Отдельные листы стали изолируются один от другого слоем лака. Воздушный зазор между статором и ротором делается как можно меньше (0,3-0,35 мм в машинах малой мощности и 1-1,5 мм в машинах большой мощности). Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ БЕСКОНТАКТНЫЙ МОМЕНТНЫЙ ДБМ254-120-57

ШИМ-регуляторы оборотов маломощных коллекторных электродвигателей

Раздел: Схемы регуляторов Регулировать частоту вращения маломощного коллекторного электродвигателя (ЭД) можно, включая последовательно с ним резистор. Однако такой вариант дает низкий КПД, не дает возможности делать плавную регулировку (переменные резисторы в несколько десятков Ом не распространены). Раздел: Схемы регуляторов Продолжение тут

Регулировка оборотов коллекторного двигателя без потери мощности

Не каждая современная дрель или болгарка оснащена заводским регулятором оборотов, и чаще всего регулировка оборотов не предусмотрена вовсе. Тем не менее, как болгарки, так и дрели построены на базе коллекторных двигателей, что позволяет каждому их владельцу, маломальски умеющему обращаться с паяльником, изготовить собственный регулятор оборотов из доступных электронных компонентов, хоть из отечественных, хоть из импортных.

В данной статье мы рассмотрим схему и принцип работы простейшего регулятора оборотов двигателя электроинструмента, и единственное условие — двигатель должен быть коллекторным — с характерными ламелями на роторе и щетками (которые порой искрят).

Приведенная схема содержит минимум деталей, и подойдет для электроинструмента мощностью до 1,8 кВт и выше, для дрели или болгарки. Похожая схема используется для регулировки оборотов в автоматических стиральных машинах, в которых стоят коллекторные высокоскоростные двигатели, а также в диммерах для ламп накаливания. Подобные схемы, в принципе, позволят регулировать температуру нагрева жала паяльника, электрического обогревателя на базе ТЭНов и т. д.

Потребуются следующие радиоэлектронные компоненты:

Резистор постоянный R1 — 6,8 кОм, 5 Вт.

Переменный резистор R2 — 2,2 кОм, 2 Вт.

Резистор постоянный R3 — 51 Ом, 0,125 Вт.

Конденсатор пленочный C1 — 2 мкф 400 В.

Конденсатор пленочный C2 — 0,047 мкф 400 вольт.

Диоды VD1 и VD2 — на напряжение до 400 В, на ток до 1 А.

Тиристор VT1 — на необходимый ток, на обратное напряжение не менее 400 вольт.

В основе схемы — тиристор. Тиристор представляет собой полупроводниковый элемент с тремя выводами: анод, катод, и управляющий электрод. После подачи на управляющий электрод тиристора короткого импульса положительной полярности, тиристор превращается в диод, и начинает проводить ток до тех пор, пока в его цепи этот ток не прервется или не сменит направление.

После прекращения тока или при смене его направления, тиристор закроется и перестанет проводить ток, пока не будет подан следующий короткий импульс на управляющий электрод. Ну а поскольку напряжение в бытовой сети переменное синусоидальное, то каждый период сетевой синусоиды тиристор (в составе данной схемы) станет отрабатывать строго начиная с установленного момента (в установленной фазе), и чем меньше во время каждого периода тиристор будет открыт, тем ниже будут обороты электроинструмента, а чем, соответственно, дольше тиристор будет открыт, тем выше будут обороты.

Как видите, принцип прост. Но применительно к электроинструменту с коллекторным двигателем, схема работает хитрее, и об этом мы расскажем далее.

Итак, в сеть здесь включены параллельно: измерительная цепь управления и силовая цепь. Измерительная цепь состоит из постоянного и переменного резисторов R1 и R2, из конденсатора C1, и диода VD1. Для чего нужна эта цепь? Это делитель напряжения. Напряжение с делителя, и что важно, противо-ЭДС с ротора двигателя, складываются в противофазе, и формируют импульс для открывания тиристора. Когда нагрузка постоянна, то и время открытого состояния тиристора постоянно, следовательно обороты стабилизированы и постоянны.

Как только нагрузка на инструмент, и следовательно на двигатель, увеличивается, то величина противо-ЭДС уменьшается, поскольку обороты снижаются, значит сигнал на управляющий электрод тиристора возрастает, и открывание происходит с меньшей задержкой, то есть мощность подводимая к двигателю возрастает, увеличивая упавшие обороты. Так обороты сохраняются постоянными даже под нагрузкой.

В результате совместного действия сигналов от противо-ЭДС и с резистивного делителя, нагрузка не сильно влияет на обороты, а без регулятора это влияние было бы существенным. Таким образом при помощи данной схемы достижима устойчивая регулировка оборотов в каждом положительном полупериоде сетевой синусоиды. При средних и малых скоростях вращения этот эффект более выражен.

Однако, при повышении оборотов, то есть при повышении напряжения, снимаемого с переменного резистора R2, стабильность поддержания скорости постоянной снижается.

Лучше на этот случай предусмотреть шунтирующую кнопку SA1 параллельно тиристору. Функция диодов VD1 и VD2 — обеспечение однополупериодного режима работы регулятора, так как напряжения с делителя и с ротора сравниваются лишь в отсутствие тока через двигатель.

Конденсатор C1 расширяет зону регулирования на малых скоростях, а конденсатор C2 снижает чувствительность к помехам от искрения щеток. Тиристор нужен высокочувствительный, чтобы ток менее 100 мкА смог бы его открыть.

Это устройство, предназначенное для выполнения функции плавного увеличения или уменьшения скорости вращения вала электрического двигателя. Регулировку можно осуществлять методом широтно-импульсной модуляции и методом изменения фазного напряжения.

Использование широтно-импульсной модуляции

Для управления и регулировки числа оборотов вращения электродвигателя асинхронного типа, можно использовать импульсный регулятор-стабилизатор напряжения (инвертор). Он будет выполнять функцию источника питания. В его основу положено применение импульсного ШИМ-регулятора марки ТL494. Питающее напряжение электродвигателя, выходящее после ШИМ-регулятора, будет изменяться в соответствии с изменением частоты вращения. Используя этот способ, достигается больший экономический эффект, устройство достаточно простое и при этом увеличивает эффективность регулирования.

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

Этот способ, несмотря на свою эффективность, имеет два существенных недостатка – это:

• невозможность реверсивного управления двигателем без использования дополнительных коммутирующих аппаратов;
• частотные преобразователи , использованные в регуляторе, отличаются высокой стоимостью и выпускаются ограниченным числом производителей.

Блок управления и регулирования скорости вращения электродвигателей изменением фазного напряжения

Существует несколько видов блоков управления, изготовленных промышленным способом. Они используются для однофазных асинхронных двигателей, границы регулирования составляют от 25 до 100% от значения мощности, и от 1000 до 4000 об/мин. Это устройства с маркировкой РВС207, РВ600/900.

Работа блока регулировки происходит при изменении средней величины переменного напряжения на электродвигателе. Она производится с помощью метода фазового регулирования напряжения, при изменении угла открытия полупроводниковых приборов (тиристоров, симисторов и т. д.), при использовании которых осуществлена сборка схемы.

Управление блоком осуществляется посредством использования внешнего переменного резистора. В том случае, когда мощность менее 25%, двигатель отключается и переходит в дежурный режим ожидания.

Контроль за работой осуществляется при помощи светового индикатора. Отключенное состояние двигателя – изредка мигает красный цвет. Двигатель работает – скважность включения индикатора пропорциональна оборотам вращения (производительности) двигателя.

На рисунке схема подключения блока регулятора РВС 207.

Наконец, начали «доходить» руки до самодельного точильного станка. В наличии был универсальный коллекторный электродвигатель УВ 051-Ц. Скорость его 7000 об/мин, что в двое больше, чем нужно для электроточила. Вдобавок, хотелось иметь регулировку оборотов (желательно с обратной связью). Пришлось собирать схему, которая отвечала всем запросам.
Итак, как я пришел к тому, что скорость нужно снизить вдвое. На точильных камнях, обычно, есть надпись на какой максимальной скорости они могут работать. Чаще всего – это 25-30 м/с. Чтобы рассчитать необходимое количество оборотов электродвигателя для точильного станка – есть формула. Количество оборотов = (допустимые обороты на камне / диаметр точильного круга (в метрах) *3,14 )*60 секунд. Итого, максимальное количество оборотов электродвигателя для камня, который я приобрел = (25/0.15+3.14)*60, что приблизительно равно 3185 об/мин. Вывод: скорость 7000 об/мин электродвигателя УВ 051-Ц нужно снизить вдвое.

В результате поисков, наткнулся на простую схему регулятора оборотов коллекторного электродвигателя 220 вольт с обратной связью. Информации по ней было не много, т.к., возможно, мало кто ее собирал, сомневаясь в ее работоспособности, видя насколько она примитивна. Я же ее собрал на кусочке монтажной платы, произвел отладку, убедился в работоспособности.

Теперь пересказ принципа действия схемы регулятора оборотов коллекторного электродвигателя с обратной связью. R1+R2+C1 – формирует опорное напряжение, задающее скорость вращения двигателя. В момент приложения нагрузки, скорость вращения падает, снижается крутящий момент. Возникающая в двигателе и приложенная между управляющим контактом и катодом тиристора противо-ЭДС уменьшается. Пропорционально уменьшению противо-ЭДС увеличивается напряжение на управляющем контакте тиристора. Такое увеличение напряжение заставляет тиристор срабатывать при меньшем фазовом угле, и в следствии, подавать на двигатель больший ток.

Тиристор нужно подбирать в зависимости от мощности электродвигателя. Мне хватило MCR100-8, в оригинальной схеме – КУ202Н. Под тиристор подбирается сопротивление резистора R3. Если тиристор КУ202Н – R3 можно не ставить. Диоды можно заменить на любые с аналогичными параметрами Д226, 1N4007 и т.д. С1 может быть в пределах 0,1-2uF, им устраняются рывки двигателя на малых оборотах. Конденсаторы с рабочим напряжением 250 вольт.

Регулятор скорости асинхронного двигателя

Помимо образцов регуляторов, промышленных образцов регуляторов, существует возможность самостоятельного выполнения регуляторов скорости бесколлекторных двигателей, не уступающих промышленным образцам. За основу схемы берется пример регулятора промышленного производства, ее можно собрать своими силами.

На рисунке выше электрическая схема регулятора скорости вращения бесколлекторного двигателя.

Регулировать количество оборотов вращения вала бесколлекторного асинхронного электродвигателя допускается также при изменении значения переменного напряжения, подаваемого к двигателю.

В состав регулятора входит задающий генератор, он служит для изменения частоты в границах значений 50 – 200 Гц. Генератор состоит из мультивибратора, работа которого строится на микросхеме К561ЛА7 и счетчика-дешифратора марки К561ИЕ8 с коэффициентом пересчета – 8, она отвечает за формирование сигналов управления силовыми полевыми транзисторами полумоста.

В схеме присутствует выходной трансформатор Т-1. Он служит для развязки транзисторов полумоста.

Выпрямитель включает в свою конструкцию диодный мост и удваивающие напряжение питания – конденсаторы с большой емкостью.

Диодный мост подключен по нетрадиционной схеме. С4 и R7 выполняют роль демпфирующей цепи, она служит для сглаживания всплесков напряжения, которые представляют собой опасность для транзисторов VТ4.

Рекомендация

: для трансформатора управления транзисторными ключами, можно применить трансформатор от телевизионного блока питания. В этом случае, тип не играет большого значения, главное, чтобы первичная обмотка состояла из 120 витков провода 0,7 мм2, вторичная представляет собой 2 независимые друг от друга обмотки с количеством витков – 60, провод, применяемый во вторичной обмотке, аналогичен проводу первичной. Первичная обмотка имеет напряжение 2 х 12 В, вторичная обмотка – по 12 В каждая.

Необходимо помнить, что обе вторичные обмотки должны обладать хорошей изоляцией друг от друга, между обмотками присутствует высокий потенциал, он составляет 640 В, они подключаются к затворам транзисторных ключей в противофазе.

Такой регулятор может управлять вращением асинхронного двигателя с максимальным значением рабочей мощности – 500 Вт. Чтобы регулятор использовать для регулировки электродвигателей более высокой мощности, нужно применить большее количество силовых ключей, а также изменить в сторону увеличения емкость конденсаторов для питающего фильтра, это элементы схемы С3 и С4. Для регулятора достаточно использовать печатную плату размером 110 х 80 мм. Управляющий силовыми транзисторными ключами трансформатор монтируется отдельно от блока регулятора.

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

Со своих первых паек с кислотным флюсом я задумывался о вентиляторе для паяльных работ. После радиомонтажной практики (там доходчиво объяснили необходимость вытяжки при пайке любым

флюсом/припоем) было принято решение: вытяжке быть! Очень вовремя под руку попался вентилятор ВН-2.

Но оказалось, что при прямом включении в сеть вентилятор очень шумит, да и тягой будущей вытяжки хотелось бы управлять. Нужен регулятор!

Схема регулятора оборотов однофазного асинхронного двигателя на транзисторе D209L

Немного поискав в сети, выбрал схему так называемого «беспомехового» регулятора:
Собрав схему, я убедился в её пригодности для регулировки оборотов однофазного асинхронного двигателя (как в ВН-2). Но после КЗ на выходе в страну вечной охоты отправляется мой единственный КТ840 и неоновая лампочка, которую я подключил без резистора. Цены на КТ840 меня совсем не обрадовали. Решив сэкономить стипендию, я подыскал транзистор-аналог из горелого компьютерного БП — D209L. С этим транзистором схему пришлось немного изменить:

Я решил добавить немного индикации, и поставил по светодиоду на вход и выход регулятора. Новую схему сначала тоже протестировал на навесном монтаже, а потом решил собирать в нормальном корпусе, который и приобрёл на радиорынке:

Сразу озаботился радиатором для транзистора. Радиатор пришлось немного подогнать с помощью ножовки и напильника: Для крепления радиатора к корпусу применил самодельные винты М3 с широкой шляпкой (припаял по шайбе к винту): Вот так это все будет выглядеть снаружи: Теперь органы управления: Примеряемся: Сверлим отверстия и вставляем детали: С диаметром отверстий для светодиодов немного промахнулся, пришлось упаковать в прозрачную термоусадку: P.S.: прозрачная термоусадка — самая лучшая из всех, что я видел на киевском радиорынке, она при усаживании не вспучивается и не подгорает, а при соединении двух слоёв они сплавляются, и получается монолитная трубка.

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.

Печатная плата

Для изготовления платы сначала вырезал из картона шаблон, чтобы не ошибиться в размерах и не подгонять потом готовую плату напильником: По шаблону вырезаю ножницами по металлу плату из текстолита: Плату рисую вручную цапонлаком по трафарету, предварительно нанеся точки в местах будущих отверстий самодельным кернером из фрезы. Сами дорожки рисовал с помощью «рейсфедера» из вытянутого пипеткой стержня от ручки, очень удобно (не ломается, как стеклянная пипетка). Готовые дорожки «запекаю» газовой горелкой: экспериментально установил, что мой цапонлак от такой шоковой сушки становится вообще «дубовым», что подходит для моей методики травления, о которой ниже. Процесс «обжига»: Важно
: если во время «обжига» на меди будут отпечатки пальцев/грязь, то они останутся и на вытравленной плате. Поэтому чистый текстолит я заклеиваю скотчем на время резки/кернения и отклеиваю его только когда рисую дорожки.

Травление

Недавно открыл для себя просто фантастический метод травления плат: лимонной кислотой!
Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора:

В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.

Соль при подготовке раствора можно не жалеть. Так как она играет роль катализатора, то в процессе травления практически не расходуется. Перекись 3% не стоит разбавлять дополнительно т.к. при добавлении остальных ингредиентов её концентрация снижается.

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

Свою плату я вытравил примерно за 12 минут! Дальше все без «самодеятельности»:

Окончательная сборка регулятора

Детали вне платы «получают» провода в термоусадке, некоторые из этих деталей приходится припаивать со стороны дорожек.
Данный регулятор оборотов электродвигателя 220в

позволяет изменять частоту либо электродвигателя, рассчитанных на работу от сети 220 вольт.

Достаточно популярным регулятором оборотов для электродвигателей на 220 вольт переменного тока является схема на тиристорах. Типовой схемой является подключение электродвигателя или вентилятора в разрыв анодной цепи тиристора.

Одно не маловажное условие при использовании подобных регуляторов, это надежный контакт во всей цепи. Что нельзя сказать про коллекторные электродвигатели, поскольку у них механизм щеток создает кратковременные обрывы электроцепи. Это существенно влияет на качество работы регулятора.

Регулятор оборотов мощности

Принципы работы

Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.

С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.

Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора. Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма. Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.

Вращение вала

Двигатели делят на:

Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах. И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен. Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.

Коллекторный двигатель используется очень часто. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.

Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.

Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.

Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.

Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера. Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме. Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.

Источник: instrument.guru

Описание работы схемы регулятора оборотов

Приведенная ниже схема

тиристорного
регулятора оборотов
, как раз разработана для изменения частоты вращения коллекторных
электродвигателей
(электродрель, фрезер,
вентилятор
). Первое, что следует отметить, это то, что двигатель вместе с силовым тиристором VS2 подсоединен в одну из диагоналей диодного моста VD3, на другую же подается сетевое напряжение
220 вольт
.

Помимо этого, данный тиристор контролируется достаточно широкими импульсами, благодаря которым, непродолжительные отключения активной нагрузки, которыми характеризуется работа коллекторного двигателя, не влияют на устойчивую работу данной схемы.

Для управления тиристором VS1 на транзисторе VT1, собран генератор импульсов. Питание данного генератор осуществляется трапециевидным напряжением, создающимся в результате ограничения положительных полуволн стабилитроном VD1 имеющих частоту 100 Гц. Конденсатор С1 разряжается через сопротивления R1, R2, R3. Резистором R1 осуществляется скорость разряда данного конденсатора.

При достижении на конденсаторе напряжения достаточного для открывания транзистора VT1, на управляющий вывод VS1 поступает положительный импульс. Тиристор открывается и теперь уже на управляющем выводе VS2 появляется длительный импульс управления. И уже с данного тиристора напряжение, которое фактически и влияет на величину оборотов, подается на двигатель.

Частоту оборотов вращения электродвигателя регулируют резистором R1. Так как в цепь VS2 подключена индуктивная нагрузка, то возможно спонтанное отпирание тиристора, даже при отсутствии управляющего сигнала. Поэтому для предотвращения данного нежелательного эффекта, в схему добавлен диод VD2 который подключается параллельно обмотке возбуждения L1 электродвигателя.

Настройка регулятора оборотов

Во время наладки схемы регулятора желательно применить стробоскоп, который позволяет либо стрелочный вольтметр для переменного тока, который подсоединяют параллельно двигателю.

Вращая ручку резистора R1, определяют диапазон изменения напряжения. Путем подбора сопротивления R3 устанавливают данный диапазон в районе от 90 до 220 вольт. В том случае если при минимальных оборотах двигатель вентилятора работает неустойчиво, то необходимо немного уменьшить сопротивление R2.

С все более увеличивающимся ростом автоматизации в бытовой сфере появляется необходимость в современных системах и устройствах управления электродвигателями.

Управление и преобразование частоты в небольших по мощности однофазных асинхронных двигателях, запускаемых в работу с помощью конденсаторов, позволяет экономить электроэнергию и активирует режим энергосбережения на новом, прогрессивном уровне.

Зачем нужен регулятор оборотов

Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото — мощный регулятор для асинхронного двигателя

Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

Фото — регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

1. Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
2. Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
3. Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
4. Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

Принцип работы однофазной асинхронной машины

В основе работы асинхронного двигателя лежит взаимодействие вращающегося магнитного поля статора и токов, наводимых им в роторе двигателя. При разности частоты вращения пульсирующих магнитных полей возникает вращающий момент. Именно этим принципом руководствуются при регулировании скорости вращения асинхронного двигателя с помощью .

Пусковая обмотка занимает в конструкции статора 1/3 пазов, на главную обмотку приходится 23 паза статора.

Ротор однофазного двигателя коротко замкнутый, помещенный в неподвижное магнитное поле статора, начинает вращаться.

Рис.№1 Схематический рисунок двигателя, демонстрирующий принцип работы однофазного асинхронного двигателя.

Методы настройки оборотов

Для предотвращения отрицательного влияния во время пуска нужно уменьшить обороты электродвигателя 220 в или 380 в. Существует несколько способов достижения этой цели:

1. Изменение значения R цепи ротора.
2. Изменение U в обмотке статора.
3. Изменение частоты U.
4. Переключение полюсов.

При изменении значения R роторной части при помощи дополнительных резисторов приводит к снижению частоты вращения, но в результате этого уменьшается мощность. Следовательно, получается значительная потеря электроэнергии. Этот тип регулирования следует применять для фазного ротора.

При изменении значений U на статорной катушке возможно механическое или электрическое управление частотой вращения ротора. В этом случае используется регулятор U. Использование такого способа позволяет применять его только при вентиляторном характере нагрузки (например, регулятор оборотов вентилятора 220в). Для всех остальных случаев применяют трехфазные автоматические трансформаторы, позволяющие плавно изменять значения U, или тиристорные регуляторы.

Исходя из формулы зависимости частоты вращения от частоты питающего U можно производить регулирование количества оборотов ротора. Частота вращающегося магнитного поля статора вычисляется по формуле: Nст = 60 * f /p (f — частота тока питающей сети, p — число пар полюсов). Этот способ обеспечивает возможность плавного регулирования частоты вращения роторной части. Для получения высокого коэффициента полезного действия нужно изменять частоту и U. Этот способ является оптимальным для двигателей с короткозамкнутым ротором, так как потери мощности минимальны. Существует два метода изменения количества пар полюсов:

1. В статор (в пазы) нужно уложить 2 обмотки с различным числом p.
2. Обмотка состоит из двух частей, соединенных параллельно или последовательно.

Основным недостатком этого метода является поддержание ступенчатого характера изменения частоты электромотора с короткозамкнутым ротором.

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

Существует несколько способов регулирования скорости вращения однофазного двигателя.

1. Управление скольжением двигателя или изменением напряжения. Способ актуален для агрегатов с вентиляторной нагрузкой, для него рекомендуется использовать двигатели с повышенной мощностью. Недостаток способа – нагрев обмоток двигателя.
2. Ступенчатое регулирование скорости вращения двигателя с помощью автотрансформатора.

Рис.№2. Схема регулировки с помощью автотрансформатора.

Достоинства схемы – напряжение выхода имеет чистую синусоиду. Способность трансформатора к перегрузкам имеет большой запас по мощности.

Недостатки – автотрансформатор имеет большие габаритные размеры.

Использование тиристорного . Применяются тиристорные ключи, подключенные встречно-параллельно.

Рис. №3.Схема тиристорного регулирования однофазного асинхронного электродвигателя.

При использовании для регулирования скорости вращения однофазных асинхронных двигателей, чтобы избежать негативного влияния индукционной нагрузки производят модификацию схемы. Добавляют LRC-цепи для защиты силовых ключей, для корректировки волны напряжения используют конденсатор, минимальная мощность двигателя ограничивается, так гарантируется старт двигателя. Тиристор должен иметь ток выше тока электродвигателя.

Транзисторный регулятор напряжения

В схеме используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с применением выходного каскада, построенного на использовании полевых или биполярных IGBT транзисторах.

Рис. №4. Схема использования ШИМ для регулирования однофазного асинхронного электродвигателя.

Частотное регулирование асинхронного однофазного электродвигателя считается основным способом регулирования , мощности, эффективности использования, скорости и показателей энергосбережения.

Рис. №5. Схема управления электродвигателем без исключения из конструкции конденсатора.

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:

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:

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

Частотный преобразователь: виды, принцип действия, схемы подключения

Разрешает своему владельцу снизить энергопотребление и автоматизировать процессы в управлении оборудованием и производством.

Основные компоненты : выпрямитель, конденсатор, IGBT-транзисторы, собранные в выходной каскад.

Благодаря способности управлением параметрами выходной частоты и напряжения достигается хороший энергосберегающий эффект. Энергосбережение выражается в следующем:

1. В двигателе поддерживается неизменный текущий момент ращения вала. Это обусловлено взаимодействием выходной частоты инверторного преобразователя с частотой вращения двигателя и соответственно, зависимостью напряжения и крутящего момента на валу двигателя. Значит, что преобразователь дает возможность автоматически регулировать напряжение на выходе при обнаружении превышающего норму значения напряжения с определенной рабочей частотой нужно для поддержания требуемого момента. Все инверторные преобразователи с векторным управлением имеют функцию поддержания постоянного вращающего момента на валу.
2. Частотный преобразователь служит для регулировки действия насосных агрегатов (). При получении сигнала, поступающего с датчика давления, частотник снижает производительность насосной установки. При снижении оборотов вращения двигателя уменьшается потребление выходного напряжения. Так, стандартное потребление воды насосом требует 50Гц промышленной частоты и 400В напряжения. Руководствуясь формулой мощности можно высчитать соотношение потребляемых мощностей.

Уменьшая частоту до 40Гц, уменьшается величина напряжения до 250В, означает, что уменьшается количество оборотов вращения насоса и потребление энергии снижается в 2,56 раз.

Рис. №6. Использование частотного преобразователя Speedrive для регулирования насосных агрегатов по систем CKEA MULTI 35.

Для повышения энергетической эффективности использования необходимо сделать следующее:

• Частотный преобразователь должен соответствовать параметрам электродвигателя.
• Частотник подбирается в соответствии с типом рабочего оборудования, для которого он предназначен. Так, частотник для насосов функционирует в соответствии с заложенными в программу параметрами для управления работой насоса.
• Точные настройки параметров управления в ручном и автоматическом режиме.
• Частотный преобразователь разрешает использовать режим энергосбережения.
• Режим векторного регулирования позволяет произвести автоматическую настройку управления двигателем.

Преобразователь частоты однофазный

Компактное устройство преобразования частоты служит для управления однофазными электродвигателями для оборудования бытового предназначения. Большинство частотных преобразователей обладает следующими конструктивными возможностями:

1. Большинство моделей использует в своей конструкции новейшие технологии векторного управления.
2. Они обеспечивают улучшенный вращающий момент однофазного двигателя.
3. Энергосбережение введено в автоматический режим.
4. Некоторые модели частотных преобразователей используют съемный пульт управления.
5. Встроенный PLC контроллер (он незаменим для создания устройств сбора и передачи данных, для создания систем телеметрии, объединяет устройства с различными протоколами и интерфейсами связи в общую сеть).
6. Встроенный ПИД регулятор (контролирует и регулирует температуру, давление и технологические процессы).
7. Напряжение выхода регулируется в автоматическом режиме.

Рис.№7. Современный преобразователь Optidrive с основными функциональными особенностями.

Важно: Однофазный преобразователь частоты, питаясь от однофазной сети напряжением 220В, выдает три линейных напряжения, величина каждого из них по 220В. То есть, линейное напряжение между 2 фазами находится в прямой зависимости от величины выходного напряжения самого частотника.

Частотный преобразователь не служит для двойного преобразования напряжения, благодаря наличию в конструкции ШИМ-регулятора, он может поднять величину напряжения не более чем на 10%.

Главная задача однофазного преобразователя частоты – обеспечить питание как одно- так и трехфазного электродвигателя. В этом случае ток двигателя будет соответствовать параметрам подключения от трехфазной сети, и оставаться постоянным

Устройство системы

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

1. Ротор — это часть вращения, статор — это внешний по типу магнит.
2. Щётки, которые произведены из графита — это главная часть скользящего контакта, через которую на вращающийся якорь и стоит подавать напряжение.
3. Тахогенератор —это устройство, которое производит слежку за характеристикой вращения прибора. Если происходит нарушение в размеренности процесса вращения, то он корректирует поступающий в двигатель уровень напряжения, тем самым делая его наиболее плавным и медленным.
4. Статор. Такая деталь может включать в себя не один магнит, а, к примеру, две пары полюсов. Вместе с этим на месте статических магнитов здесь будут находиться катушки электромагнитов. Совершать работу такое устройство способно как от постоянного тока, так и от переменного.

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:

1. Для существенной экономии электроэнергии. Так, не любому механизму нужно много энергии для выполнения работы вращения мотора, в некоторых случаях можно уменьшить вращение на 20−30 процентов, что поможет значительно сократить расходы на электроэнергию сразу в несколько раз.
2. Для защиты всех механизмов, а также электронных типов цепей. При помощи преобразовательной частоты можно осуществлять определённый контроль за общей температурой, давлением, а также другими показателями прибора. В случае когда двигатель работает в виде определённого насоса, то в ёмкости, в которую совершается накачка воздуха либо жидкости, стоит вводить определённый датчик давления. Во время достижения максимальной отметки мотор попросту автоматически закончит свою работу.
3. Для процесса плавного запуска. Нет особой необходимости применять дополнительные электронные виды оборудования — все можно осуществить при помощи изменения в настройках частотного преобразователя.
4. Для снижения уровня расходов на обслуживание устройств. С помощью таких регуляторов оборотов в двигателях 220 В можно значительно уменьшить возможность выхода из строя приборов, а также отдельных типов механизмов.

Частотное регулирование однофазных асинхронных электродвигателей

Первое на что обращаем внимание при выборе частотника для своего оборудования – это соответствие сетевого напряжения и номинального значения тока нагрузки, на который рассчитан двигатель. Способ подключения выбирается относительно рабочего тока.

Главным в схеме подключения является наличие фазосдвигающего конденсатора, он служит для сдвига напряжения, поступающего на пусковую обмотку. Она служит для пускового включения двигателя, иногда после того, как двигатель заработал, пусковая обмотка вместе с конденсатором отключается, иногда остается включенной.

Что такое регулятор оборотов электродвигателя. Примеры,описание регуляторов

Устройство, предназначенное для выполнения функции плавного увеличения или уменьшения скорости вращения вала электрического двигателя. Регулировку можно осуществлять методом широтно-импульсной модуляции и методом изменения фазного напряжения

Использование широтно-импульсной модуляции

Для управления и регулировки числа оборотов вращения электродвигателя асинхронного типа можно использовать импульсный регулятор-стабилизатор напряжения (инвертор). Он будет выполнять функцию источника питания. В его основу положено применение импульсного ШИМ-регулятора марки ТL494. Питающее напряжение электродвигателя, выходящее после ШИМ-регулятора, будет изменяться в соответствии с изменением частоты вращения. Используя этот способ, достигается больший экономический эффект, устройство достаточно простое и при этом увеличивает эффективность регулирования.

Что такое регулятор оборотов электродвигателя

Рис № 1. Схема использования ШИМ-регулятора для трехфазного асинхронного двигателя, подключенного через конденсатор к однофазной сети.

Этот способ, несмотря на свою эффективность, имеет два существенных недостатка – это:

• Невозможность реверсивного управления двигателем без использования дополнительных коммутирующих аппаратов.
• Частотные преобразователи, использованные в регуляторе, отличаются высокой стоимостью и выпускаются ограниченным числом производителей.

Блок управления и регулирования скорости вращения электродвигателей изменением фазного напряжения

Существует несколько видов блоков управления, изготовленных промышленным способом, они используются для однофазных асинхронных двигателей, границы регулирования составляют от 25 до 100% от значения мощности, и от 1000 до 4000 об/мин. Это устройства с маркировкой РВС207, РВ600/900.

Работа блока регулировки происходит при изменении средней величины переменного напряжения на электродвигателе. Она производится с помощью метода фазового регулирования напряжения, при изменении угла открытия полупроводниковых приборов (тиристоров, симисторов и т. д.) при использовании которых осуществлена сборка схемы.

Управление блоком осуществляется посредством использования внешнего переменного резистора. В том случае, когда мощность менее 25% двигатель отключается и переходит в дежурный режим ожидания.

Контроль за работой осуществляется при помощи светового индикатора. Отключенное состояние двигателя – изредка мигает красный цвет. Двигатель работает – скважность включения индикатора пропорциональна оборотам вращения (производительности) двигателя.

Что такое регулятор оборотов электродвигателя

Рис №2. Схема подключения блока регулятора РВС 207.

Регулятор скорости асинхронного двигателя

Помимо образцов регуляторов, промышленных образцов регуляторов существует возможность самостоятельного выполнения регуляторов скорости бесколлекторных двигателей, не уступающих промышленным образцам. За основу схемы берется пример регулятора промышленного производства, ее можно собрать своими силами.

Что такое регулятор оборотов электродвигателя

Рис №3. Электрическая схема регулятора скорости вращения бесколлекторного двигателя.

Регулировать количество оборотов вращения вала бесколлекторного асинхронного электродвигателя допускается также при изменении значения переменного напряжения, подаваемого к двигателю.

В состав регулятора входит задающий генератор, он служит для изменения частоты в границах значений 50 – 200 Гц. Генератор состоит из мультивибратора, работа, которого строится на микросхеме К561ЛА7 и счетчика-дешифратора марки К561ИЕ8 с коэффициентом пересчета – 8, она отвечает за формирование сигналов управления силовыми полевыми транзисторами полумоста.

В схеме присутствует выходной трансформатор Т-1. Он служит для развязки транзисторов полумоста.

Выпрямитель включает в свою конструкцию диодный мост и удваивающие напряжение питания  – конденсаторы с большой емкостью.

Диодный мост подключен по нетрадиционной схеме. С4 и R7 выполняют роль демпфирующей цепи, она служит для сглаживания всплесков напряжения, которые представляют собой опасность для транзисторов VТ4.

Рекомендация: для трансформатора управления транзисторными ключами, можно применить трансформатор от телевизионного блока питания., в этом случае тип не играет большого значения, главное, чтобы первичная обмотка состояла из 120 витков провода 0,7 мм², вторичная представляет собой 2 независимые друг от друга обмотки с количеством витков – 60, провод, применяемый во вторичной обмотке, аналогичен проводу первичной. Первичная обмотка имеет напряжение 2 х 12В, вторичная обмотка – по 12В каждая.

Необходимо помнить, что обе вторичные обмотки должны обладать хорошей изоляцией друг от друга, между обмотками присутствует высокий потенциал, он составляет 640В, они подключаются к затворам транзисторных ключей в противофазе.

Такой регулятор может управлять вращением асинхронного двигателя с максимальным значением рабочей мощности – 500Вт. Чтобы регулятор использовать для регулировки электродвигателей более высокой мощности нужно применить большее количество силовых ключей, а также изменить в сторону увеличения емкость конденсаторов для питающего фильтра, это элементы схемы С3 и С4. Для регулятора достаточно использовать печатную плату размером 110 х 80 мм. Управляющий силовыми транзисторными ключами трансформатор монтируется отдельно от блока регулятора.

Короткая заметка:  Изготовление в России и для российского рынка керамогранитных изделий приемлемой стоимости. Плитка Италон имеет цены соответствующие качеству. Убедитесь сами, перейдя по ссылке http://www.keramogranit.ru/vendor.94.html

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил.

Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Всего доброго.

• Twitter
• Google
• Печать
• Reddit
• Facebook
• LinkedIn
• по электронной почте

Регулятор оборотов коллекторного двигателя — своими руками, схема

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

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

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

1. Коллекторные двигатели.
2. Асинхронные двигатели.

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

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

Эту закономерность можно использовать для работы коллекторного двигателя.

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

Сложности и особенности

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

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

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

Устройство

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

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

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

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

Если говорить об их классификации, то можно говорить о:

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

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

Разница состоит в том, как организованы эти подключения.

Тут принято различать:

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

Принцип работы

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

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

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

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

Схема регулятора оборотов будет состоять из следующих ключевых узлов:

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

Изменение скорости АД с короткозамкнутым ротором

Существует несколько способов:

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

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

Частотное регулирование

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

Двигатель

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

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

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

Двигатель конструктивно состоит из следующих узлов:

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

Частотное регулирование

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

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

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

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

• специализированными однофазными ПЧ
• трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

Преобразователи для однофазных двигателей

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

Это модель Optidrive E2

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

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

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

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

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

Преимущества специализированного частотного преобразователя:

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

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

Минусы использования однофазного ПЧ:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

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

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

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

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

При работе без конденсатора это приведёт к:

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

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

Читать также: Что такое тигли фото

Преимущества:

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

Недостатки метода:

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

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

Регулятор

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

Необходимо добиться следующих целей:

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

Особенности подключения

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

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

Плавный пуск асинхронных электродвигателей

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

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

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

Пошаговая инструкция

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

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

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

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

Данная установка может осуществлять работу от внутреннего накопителя с напряжением 12 В и внешнего 220 В. Однако в таком случае требуется гасящая схема.

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

Принцип управления

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

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

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

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

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

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

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

1. Коллекторные двигатели.
2. Асинхронные двигатели.

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

Фото регулятора оборотов своими руками

СХЕМА РЕГУЛЯТОРА ОБОРОТОВ ДВИГАТЕЛЯ

Регулятор для двигателя переменного тока

   На основе мощного симистора BT138-600, можно собрать схему регулятора скорости вращения двигателя переменного тока. Эта схема предназначена для регулирования скорости вращения электродвигателей сверлильных машин, вентиляторов, пылесосов, болгарок и др. Скорость двигателя можно регулировать путем изменения сопротивления потенциометра P1. Параметр P1 определяет фазу запускающего импульса, который открывает симистор. Схема также выполняет функцию стабилизации, которая поддерживает скорость двигателя даже при большой его нагрузке.

Принципиальная схема регулятора электромотора переменного питания

   Например, когда мотор сверлильного станка тормозит из-за повышенного сопротивления металла, ЭДС двигателя также уменьшается. Это приводит к увеличению напряжения в R2-P1 и C3 вызывая более продолжительное открывание симистора, и скорость соответственно увеличивается.

Регулятор для двигателя постоянного тока

   Наиболее простой и популярный метод регулировки скорости вращения электродвигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PWM). При этом напряжение питания подается на мотор в виде импульсов. Частота следования импульсов остается постоянной, а их длительность может меняться — так меняется и скорость (мощность).

   Для генерации ШИМ сигнала можно взять схему на основе микросхемы NE555. Самая простая схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока показана на рисунке:

Принципиальная схема регулятора электромотора постоянного питания

   Здесь 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. Частоту ШИМ сигнала можно рассчитать по 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) = 290 Гц.

   Стоит отметить, что даже современные устройства, в том числе и высокой мощности управления, используют в своей основе именно такие схемы. Естественно с использованием более мощных элементов, выдерживающих большие токи.

Безпомеховый регулятор оборотов однофазного асинхронного двигателя вентилятора ВН-2. Делаем вытяжку

Со своих первых паек с кислотным флюсом я задумывался о вентиляторе для паяльных работ. После радиомонтажной практики (там доходчиво объяснили необходимость вытяжки при пайке любым флюсом/припоем) было принято решение: вытяжке быть! Очень вовремя под руку попался вентилятор ВН-2.

Но оказалось, что при прямом включении в сеть вентилятор очень шумит, да и тягой будущей вытяжки хотелось бы управлять. Нужен регулятор!

Содержание / Contents

Немного поискав в сети, выбрал схему так называемого «беспомехового» регулятора:

Источник: cxem.net
Собрав схему, я убедился в её пригодности для регулировки оборотов однофазного асинхронного двигателя (как в ВН-2). Но после КЗ на выходе в страну вечной охоты отправляется мой единственный КТ840 и неоновая лампочка, которую я подключил без резистора. Цены на КТ840 меня совсем не обрадовали. Решив сэкономить стипендию, я подыскал транзистор-аналог из горелого компьютерного БП — D209L. С этим транзистором схему пришлось немного изменить:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Я решил добавить немного индикации, и поставил по светодиоду на вход и выход регулятора. Новую схему сначала тоже протестировал на навесном монтаже, а потом решил собирать в нормальном корпусе, который и приобрёл на радиорынке:

Сразу озаботился радиатором для транзистора. Радиатор пришлось немного подогнать с помощью ножовки и напильника:


Для крепления радиатора к корпусу применил самодельные винты М3 с широкой шляпкой (припаял по шайбе к винту):

Вот так это все будет выглядеть снаружи:

Теперь органы управления:
Примеряемся:

Сверлим отверстия и вставляем детали:

С диаметром отверстий для светодиодов немного промахнулся, пришлось упаковать в прозрачную термоусадку:

P.S.: прозрачная термоусадка — самая лучшая из всех, что я видел на киевском радиорынке, она при усаживании не вспучивается и не подгорает, а при соединении двух слоёв они сплавляются, и получается монолитная трубка.Применил малогабаритный 220/6 Вольт, 100мА. Его я тоже «упаковал» в жестяной каркас для удобства установки. Материалом для каркаса послужил корпус старого CD-Rom и проволока от шампанского (по-научному — мюзле).
Для изготовления платы сначала вырезал из картона шаблон, чтобы не ошибиться в размерах и не подгонять потом готовую плату напильником:

По шаблону вырезаю ножницами по металлу плату из текстолита:

Плату рисую вручную цапонлаком по трафарету, предварительно нанеся точки в местах будущих отверстий самодельным кернером из фрезы.



Сами дорожки рисовал с помощью «рейсфедера» из вытянутого пипеткой стержня от ручки, очень удобно (не ломается, как стеклянная пипетка). Готовые дорожки «запекаю» газовой горелкой: экспериментально установил, что мой цапонлак от такой шоковой сушки становится вообще «дубовым», что подходит для моей методики травления, о которой ниже. Процесс «обжига»:

Важно: если во время «обжига» на меди будут отпечатки пальцев/грязь, то они останутся и на вытравленной плате. Поэтому чистый текстолит я заклеиваю скотчем на время резки/кернения и отклеиваю его только когда рисую дорожки.Недавно открыл для себя просто фантастический метод травления плат: лимонной кислотой!
Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора:
В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.

Соль при подготовке раствора можно не жалеть. Так как она играет роль катализатора, то в процессе травления практически не расходуется. Перекись 3% не стоит разбавлять дополнительно т.к. при добавлении остальных ингредиентов её концентрация снижается.

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

Свою плату я вытравил примерно за 12 минут!

Дальше все без «самодеятельности»:
Детали вне платы «получают» провода в термоусадке, некоторые из этих деталей приходится припаивать со стороны дорожек.

Аккуратненько запихиваем все в корпус

Провод с вилкой я взял готовый и вклеил его в резиновую трубочку-неломайку от корпуса:

Последней операцией стало подпиливание крепёжных винтов трансформатора бормашиной с отрезным диском:

Готовый регулятор в корпусе:

На этом работа над регулятором заканчивается, и я планирую продолжить конструирование самой вытяжки после сессии, уже летом.
Всем спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

 

06.05.14 изменил Datagor. Замена видео

Управление оборотами асинхронного двигателя 220в. Регулировка оборотов асинхронного двигателя

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.

Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото – мощный регулятор для асинхронного двигателя

Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

Фото – регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

1. Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
2. Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
3. Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
4. Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

Устройство часто используется для сварочного аппарата (в основном для полуавтоматов), электрической печки, ряда бытовых приборов (пылесоса, швейной машинки, радио, стиральной машины), домашнего отопителя, различных судомоделей и т.д.

Фото – шим контроллер оборотов

Принцип работы регулятора оборотов

Регулятор оборотов представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:

1. Двигателя переменного тока;
2. Главного контроллера привода;
3. Привода и дополнительных деталей.

Когда двигатель переменного тока запускается на полную мощность, происходит передача тока с полной мощностью нагрузки, такое повторяется 7-8 раз. Этот ток сгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться продолжительное время. Это может значительно снизить долговечность двигателя. Иными словами, преобразователь – это своеобразный ступенчатый инвертор, который обеспечивает двойное преобразование энергии.

Фото – схема регулятора для коллекторного двигателя

В зависимости от входящего напряжения, частотный регулятор числа оборотов трехфазного или однофазного электродвигателя, происходит выпрямление тока 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется при помощи выпрямляющего диода, который расположен на входе энергии. Далее ток проходит фильтрацию при помощи конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электросхема. Теперь обмотки асинхронного электродвигателя готовы к передаче импульсного сигнала и их интеграции к нужной синусоиде. Даже у микроэлектродвигателя эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.

Фото – синусоида нормальной работы электродвигателя

Как выбрать регулятор

Существует несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор оборотов для автомобиля, станочного электродвигателя, бытовых нужд:

1. Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Первые чаще применяются, но вторые считаются более надежными;
2. Мощность. Это один из самых важных факторов для выбора электрического преобразователя частот. Нужно подбирать частотник с мощностью, которая соответствует максимально допустимой на предохраняемом приборе. Но для низковольтного двигатель лучше подобрать регулятор мощнее, чем допустимая величина Ватт;
3. Напряжение. Естественно, здесь все индивидуально, но по возможности нужно купить регулятор оборотов для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
4. Диапазон частот. Преобразование частоты – это основная задача данного прибора, поэтому старайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать Вашим потребностям. Скажем, для ручного фрезера будет достаточно 1000 Герц;
5. По прочим характеристикам. Это срок гарантии, количество входов, размер (для настольных станков и ручных инструментов есть специальная приставка).

При этом также нужно понимать, что есть так называемый универсальный регулятор вращения. Это частотный преобразователь для бесколлекторных двигателей.

Фото – схема регулятора для бесколлекторных двигателей

В данной схеме есть две части – одна логическая, где на микросхеме расположен микроконтроллер, а вторая – силовая. В основном такая электрическая схема используется для мощного электрического двигателя.

Видео: регулятор оборотов электродвигателя с ШИро V2

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.

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

• Область применения
• Выбираем устройство
• Устройство ПЧ
• Виды устройств

Для чего нужен частотный преобразователь оборотов

Функция регулятора в инвертировании напряжения 12, 24 вольт, обеспечение плавности пуска и остановки с использованием широтно-импульсной модуляции.

Контроллеры оборотов входят в структуру многих приборов, так как они обеспечивают точность электрического управления. Это позволяет регулировать обороты в нужную величину.

Область применения

Регулятор оборотов двигателя постоянного тока используется во многих промышленных и бытовых областях. Например:

• отопительный комплекс;
• приводы оборудования;
• сварочный аппарат;
• электрические печи;
• пылесосы;
• швейные машинки;
• стиральные машины.

Выбираем устройство

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

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

Устройство ПЧ

• двигатель переменного тока природный контроллер;
• привод;
• дополнительные элементы.

Схема контроллера оборотов вращения двигателя 12 в изображена на рисунке. Обороты регулируются с помощью потенциометра. Если на вход поступают импульсы с частотой 8 кГц, то напряжение питания будет 12 вольт.

Прибор может быть куплен в специализированных точках продажи, а можно сделать самому.

При пуске трехфазного двигателя на всю мощность, передаётся ток, действие повторяется около 7 раз. Сила тока сгибает обмотки двигателя, образуется тепло, на протяжении долгого времени. Преобразователь представляет собой инвертор, обеспечивающий превращение энергии. Напряжение поступает в регулятор, где происходит выпрямления 220 вольт с помощью диода, расположенного на входе. Затем происходит фильтрация тока посредством 2 конденсатора. Образуется ШИМ. Далее импульсный сигнал передаётся от обмоток двигателя к определённой синусоиде.

Существует универсальный прибор 12в для бесколлекторных двигателей.

Схема состоит из двух частей–логической и силовой. Микроконтроллер расположен на микросхеме. Эта схема характерна для мощного двигателя. Уникальность регулятора заключается в применении с различными видами двигателей. Питание схем раздельное, драйверам ключей требуется питание 12В.

Виды устройств

Прибор триак

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

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

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

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

Преобразователи на электронных ключах

Распространённые регулятор тиристор, обладающие простой схемой работы.

Тиристор, работает в сети переменного тока.

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

К источнику напряжения 24 вольт. Принцип действия заключаются в заряде конденсатора и запертом тиристоре, а при достижении конденсатором напряжения, тиристор посылает ток на нагрузку.

Процесс пропорциональных сигналов

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

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

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

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

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

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

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

С все более увеличивающимся ростом автоматизации в бытовой сфере появляется необходимость в современных системах и устройствах управления электродвигателями.

Управление и преобразование частоты в небольших по мощности однофазных асинхронных двигателях, запускаемых в работу с помощью конденсаторов, позволяет экономить электроэнергию и активирует режим энергосбережения на новом, прогрессивном уровне.

Принцип работы однофазной асинхронной машины

В основе работы асинхронного двигателя лежит взаимодействие вращающегося магнитного поля статора и токов, наводимых им в роторе двигателя. При разности частоты вращения пульсирующих магнитных полей возникает вращающий момент. Именно этим принципом руководствуются при регулировании скорости вращения асинхронного двигателя с помощью .

Пусковая обмотка занимает в конструкции статора 1/3 пазов, на главную обмотку приходится 23 паза статора.

Ротор однофазного двигателя коротко замкнутый, помещенный в неподвижное магнитное поле статора, начинает вращаться.

Рис.№1 Схематический рисунок двигателя, демонстрирующий принцип работы однофазного асинхронного двигателя.

Основные виды однофазных электроприводов

Кондиционеры воздуха, холодильные компрессоры, электрические вентиляторы, обдувочные агрегаты, водяные, дренажные и фекальные насосы, моечные машины используют в своей конструкции асинхронный трехфазный двигатель.

Все типы частотников преобразуют переменное сетевое напряжение в постоянное напряжение. Служат для формирования однофазного напряжения с регулируемой частотой и заданной амплитудой для управления вращения асинхронных двигателей.

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

Существует несколько способов регулирования скорости вращения однофазного двигателя.

1. Управление скольжением двигателя или изменением напряжения. Способ актуален для агрегатов с вентиляторной нагрузкой, для него рекомендуется использовать двигатели с повышенной мощностью. Недостаток способа – нагрев обмоток двигателя.
2. Ступенчатое регулирование скорости вращения двигателя с помощью автотрансформатора.

Рис.№2. Схема регулировки с помощью автотрансформатора.

Достоинства схемы – напряжение выхода имеет чистую синусоиду. Способность трансформатора к перегрузкам имеет большой запас по мощности.

Недостатки – автотрансформатор имеет большие габаритные размеры.

Использование тиристорного . Применяются тиристорные ключи, подключенные встречно-параллельно.

Рис. №3.Схема тиристорного регулирования однофазного асинхронного электродвигателя.

При использовании для регулирования скорости вращения однофазных асинхронных двигателей, чтобы избежать негативного влияния индукционной нагрузки производят модификацию схемы. Добавляют LRC-цепи для защиты силовых ключей, для корректировки волны напряжения используют конденсатор, минимальная мощность двигателя ограничивается, так гарантируется старт двигателя. Тиристор должен иметь ток выше тока электродвигателя.

Транзисторный регулятор напряжения

В схеме используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) с применением выходного каскада, построенного на использовании полевых или биполярных IGBT транзисторах.

Рис. №4. Схема использования ШИМ для регулирования однофазного асинхронного электродвигателя.

Частотное регулирование асинхронного однофазного электродвигателя считается основным способом регулирования , мощности, эффективности использования, скорости и показателей энергосбережения.

Рис. №5. Схема управления электродвигателем без исключения из конструкции конденсатора.

Частотный преобразователь: виды, принцип действия, схемы подключения

Разрешает своему владельцу снизить энергопотребление и автоматизировать процессы в управлении оборудованием и производством.

Основные компоненты : выпрямитель, конденсатор, IGBT-транзисторы, собранные в выходной каскад.

Благодаря способности управлением параметрами выходной частоты и напряжения достигается хороший энергосберегающий эффект. Энергосбережение выражается в следующем:

1. В двигателе поддерживается неизменный текущий момент ращения вала. Это обусловлено взаимодействием выходной частоты инверторного преобразователя с частотой вращения двигателя и соответственно, зависимостью напряжения и крутящего момента на валу двигателя. Значит, что преобразователь дает возможность автоматически регулировать напряжение на выходе при обнаружении превышающего норму значения напряжения с определенной рабочей частотой нужно для поддержания требуемого момента. Все инверторные преобразователи с векторным управлением имеют функцию поддержания постоянного вращающего момента на валу.
2. Частотный преобразователь служит для регулировки действия насосных агрегатов (). При получении сигнала, поступающего с датчика давления, частотник снижает производительность насосной установки. При снижении оборотов вращения двигателя уменьшается потребление выходного напряжения. Так, стандартное потребление воды насосом требует 50Гц промышленной частоты и 400В напряжения. Руководствуясь формулой мощности можно высчитать соотношение потребляемых мощностей.

Уменьшая частоту до 40Гц, уменьшается величина напряжения до 250В, означает, что уменьшается количество оборотов вращения насоса и потребление энергии снижается в 2,56 раз.

Рис. №6. Использование частотного преобразователя Speedrive для регулирования насосных агрегатов по систем CKEA MULTI 35.

Для повышения энергетической эффективности использования необходимо сделать следующее:

• Частотный преобразователь должен соответствовать параметрам электродвигателя.
• Частотник подбирается в соответствии с типом рабочего оборудования, для которого он предназначен. Так, частотник для насосов функционирует в соответствии с заложенными в программу параметрами для управления работой насоса.
• Точные настройки параметров управления в ручном и автоматическом режиме.
• Частотный преобразователь разрешает использовать режим энергосбережения.
• Режим векторного регулирования позволяет произвести автоматическую настройку управления двигателем.

Преобразователь частоты однофазный

Компактное устройство преобразования частоты служит для управления однофазными электродвигателями для оборудования бытового предназначения. Большинство частотных преобразователей обладает следующими конструктивными возможностями:

1. Большинство моделей использует в своей конструкции новейшие технологии векторного управления.
2. Они обеспечивают улучшенный вращающий момент однофазного двигателя.
3. Энергосбережение введено в автоматический режим.
4. Некоторые модели частотных преобразователей используют съемный пульт управления.
5. Встроенный PLC контроллер (он незаменим для создания устройств сбора и передачи данных, для создания систем телеметрии, объединяет устройства с различными протоколами и интерфейсами связи в общую сеть).
6. Встроенный ПИД регулятор (контролирует и регулирует температуру, давление и технологические процессы).
7. Напряжение выхода регулируется в автоматическом режиме.

Рис.№7. Современный преобразователь Optidrive с основными функциональными особенностями.

Важно: Однофазный преобразователь частоты, питаясь от однофазной сети напряжением 220В, выдает три линейных напряжения, величина каждого из них по 220В. То есть, линейное напряжение между 2 фазами находится в прямой зависимости от величины выходного напряжения самого частотника.

Частотный преобразователь не служит для двойного преобразования напряжения, благодаря наличию в конструкции ШИМ-регулятора, он может поднять величину напряжения не более чем на 10%.

Главная задача однофазного преобразователя частоты – обеспечить питание как одно- так и трехфазного электродвигателя. В этом случае ток двигателя будет соответствовать параметрам подключения от трехфазной сети, и оставаться постоянным

Частотное регулирование однофазных асинхронных электродвигателей

Первое на что обращаем внимание при выборе частотника для своего оборудования – это соответствие сетевого напряжения и номинального значения тока нагрузки, на который рассчитан двигатель. Способ подключения выбирается относительно рабочего тока.

Главным в схеме подключения является наличие фазосдвигающего конденсатора, он служит для сдвига напряжения, поступающего на пусковую обмотку. Она служит для пускового включения двигателя, иногда после того, как двигатель заработал, пусковая обмотка вместе с конденсатором отключается, иногда остается включенной.

Схема подключения однофазного двигателя с помощью однофазного частотного преобразователя без использования конденсатора

Выходное линейное напряжение устройства на каждой фазе равно выходному напряжению частотника, то есть на выходе будет три напряжения линии, каждое по 220В. Для запуска может использоваться только пусковая обмотка.

Рис. №8. Схема присоединения однофазного асинхронного двигателя через конденсатор

Фазосдвигающий конденсатор не может обеспечить равномерный фазовый сдвиг в пределах границ частот инвертора. Частотник обеспечит равномерный сдвиг фаз. Для того, чтобы исключить из схемы конденсатор, нужно:

1. Конденсатор стартера С1 удаляется.
2. Вывод обмотки двигателя присоединяем к точке выхода напряжения частотника (используется прямая проводка).
3. Точка А присоединяется к СА; В соединяется с СВ; W соединяется к СС, таким образом электродвигатель присоединится напрямую.
4. Для включения в обратном направлении (обратная проводка) необходимо В присоединить к СА; А присоединить к СВ; W соединить с СС.

Рис. №9. Схема подключения однофазного асинхронного двигателя без использования конденсатора.

На видео — Частотный преобразователь. в однофазную сеть 220В.

Декор дня рождения своими руками

Закрыть… [X]

Такую коробку для вещей можно использовать на кухне, ванной или других комнатах для декора помещения своими руками.

Ковбойские остроносые сапогиПринцип работы самодельного замка заключается в следующем. В одной его половине находится постоянный магнит. а в другой — металлическая пластина. Одна из них крепится к двери. Вторая, с удаленной металлической пластиной, оснащается герконом КЭМ-1 и крепится к дверной коробке. Если дверь находится в закрытом положении, две части замка прижимаются, магнит оказывает действие на геркон, замыкая его контакты. Если же дверь открывается, магнит уходит, и контакты геркона размыкаются.

Батарея, системный блок компьютера, даже блок питания для ноутбука — это все лучшие друзья. Я уже молчу, про такие хорошие грелки, как мы с мужем.

Берите наполнитель и набивайте куклу. Когда полностью равномерно распределите набивку, зашейте изделие. Ручки необходимо пришивать к туловищу практически около самой шеи.

Из одной паллеты, отшлифованной, пропитанной и лакированной, получается садовый столик вроде журнального, слева на рис. Если в наличии есть пара, из них буквально за полчаса можно сделать настенный рабочий стол-стеллаж, в центре и справа. Цепи для него также можно сплести самому из мягкой проволоки, обтянутой трубкой из ПВХ или, лучше, термоусаживаемой. Для полного поднятия столешницы мелкий инструмент укладывают на полку настенной паллеты.

Ну а если стеклянную чашу, вазу, конфетницу, сосуд для пунша или обыкновенные бокалы наполнить водой, разбросав на дне морскую гальку, и отпустить в «свободное плавание» свечи-таблетки, получим волшебную подсветку для романтического Нового года. Для более интересного и неожиданного эффекта можно поэкспериментировать с цветом воды.Как производится установка шипов на резину?

Игрушки ручной работы для детей — это красиво, дешево и приятно. Каждый ребенок нуждается в оригинальных и обучающих игрушках, но не всегда есть возможность их приобрести. Сегодня мы покажем вам 5 примеров веселых игрушек, которые вы можете сделать самостоятельно. Они могут быть сделаны из картона, бумаги или дерева. В общем вдохновляйтесь и чаще радуйте своих детей.

Для основания такой конструкции можно использовать толстую фанеру, а для её верхней части – поликарбонат. Найти в сети солнечные батареи сегодня тоже не проблема.

Внимание! При стыковке панелей не стоит прилагать слишком большие усилия, вы можете повредить место стыка.

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

Для изготовления кормушки своими руками нам потребуется:

Расчет древесины. Доски, носящие название клепки, имеют двояковыпуклые стороны для придания бондарному изделию выпуклости. Чтобы их сделать такими, нужно взять нижнюю часть ствола дерева и расколоть подобием рубки дров. Если его аккуратно пилить, то нарушится природная целостность волокон, что плохо для такого изделия. Сразу приступать к фигурному выпиливанию не стоит – поленья нужно просушить в течение 2 месяцев. Причем сушить не под палящим солнцем, а в темном прохладном помещении.

Как плести браслеты из шнурков

Тот факт, что большинство новогодних костюмов для детей дошкольного возраста легко шьются на основе комбинезона, может значительно сузить и облегчить творческий поиск. Если научится шить комбинезон — основу для новогоднего костюма и придумать (почерпнуть), смастерить своими руками декоративные элементы к нему, то можно сделать удивительные и довольно интересные модели новогодних нарядов для детей. Главное заранее все продумать до мелочей, вооружится знаниями по теме — чтобы результат труда приятно удивил и порадовал всех.

Проектирование шкафа-купе

Картинки

Подарок маме на день рождения своими руками фото инструкция

Похожие новости .

Это устройство, предназначенное для выполнения функции плавного увеличения или уменьшения скорости вращения вала электрического двигателя. Регулировку можно осуществлять методом широтно-импульсной модуляции и методом изменения фазного напряжения.

Использование широтно-импульсной модуляции

Для управления и регулировки числа оборотов вращения электродвигателя асинхронного типа, можно использовать импульсный регулятор-стабилизатор напряжения (инвертор). Он будет выполнять функцию источника питания. В его основу положено применение импульсного ШИМ-регулятора марки ТL494. Питающее напряжение электродвигателя, выходящее после ШИМ-регулятора, будет изменяться в соответствии с изменением частоты вращения. Используя этот способ, достигается больший экономический эффект, устройство достаточно простое и при этом увеличивает эффективность регулирования.

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

Этот способ, несмотря на свою эффективность, имеет два существенных недостатка – это:

• невозможность реверсивного управления двигателем без использования дополнительных коммутирующих аппаратов;
• частотные преобразователи , использованные в регуляторе, отличаются высокой стоимостью и выпускаются ограниченным числом производителей.

Блок управления и регулирования скорости вращения электродвигателей изменением фазного напряжения

Существует несколько видов блоков управления, изготовленных промышленным способом. Они используются для однофазных асинхронных двигателей, границы регулирования составляют от 25 до 100% от значения мощности, и от 1000 до 4000 об/мин. Это устройства с маркировкой РВС207, РВ600/900.

Работа блока регулировки происходит при изменении средней величины переменного напряжения на электродвигателе. Она производится с помощью метода фазового регулирования напряжения, при изменении угла открытия полупроводниковых приборов (тиристоров, симисторов и т. д.), при использовании которых осуществлена сборка схемы.

Управление блоком осуществляется посредством использования внешнего переменного резистора. В том случае, когда мощность менее 25%, двигатель отключается и переходит в дежурный режим ожидания.

Контроль за работой осуществляется при помощи светового индикатора. Отключенное состояние двигателя – изредка мигает красный цвет. Двигатель работает – скважность включения индикатора пропорциональна оборотам вращения (производительности) двигателя.

На рисунке схема подключения блока регулятора РВС 207.

Регулятор скорости асинхронного двигателя

Помимо образцов регуляторов, промышленных образцов регуляторов, существует возможность самостоятельного выполнения регуляторов скорости бесколлекторных двигателей, не уступающих промышленным образцам. За основу схемы берется пример регулятора промышленного производства, ее можно собрать своими силами.

На рисунке выше электрическая схема регулятора скорости вращения бесколлекторного двигателя.

Регулировать количество оборотов вращения вала бесколлекторного асинхронного электродвигателя допускается также при изменении значения переменного напряжения, подаваемого к двигателю.

В состав регулятора входит задающий генератор, он служит для изменения частоты в границах значений 50 – 200 Гц. Генератор состоит из мультивибратора, работа которого строится на микросхеме К561ЛА7 и счетчика-дешифратора марки К561ИЕ8 с коэффициентом пересчета – 8, она отвечает за формирование сигналов управления силовыми полевыми транзисторами полумоста.

В схеме присутствует выходной трансформатор Т-1. Он служит для развязки транзисторов полумоста.

Выпрямитель включает в свою конструкцию диодный мост и удваивающие напряжение питания – конденсаторы с большой емкостью.

Диодный мост подключен по нетрадиционной схеме. С4 и R7 выполняют роль демпфирующей цепи, она служит для сглаживания всплесков напряжения, которые представляют собой опасность для транзисторов VТ4.

Рекомендация : для трансформатора управления транзисторными ключами, можно применить трансформатор от телевизионного блока питания. В этом случае, тип не играет большого значения, главное, чтобы первичная обмотка состояла из 120 витков провода 0,7 мм2, вторичная представляет собой 2 независимые друг от друга обмотки с количеством витков – 60, провод, применяемый во вторичной обмотке, аналогичен проводу первичной. Первичная обмотка имеет напряжение 2 х 12 В, вторичная обмотка – по 12 В каждая.

Необходимо помнить, что обе вторичные обмотки должны обладать хорошей изоляцией друг от друга, между обмотками присутствует высокий потенциал, он составляет 640 В, они подключаются к затворам транзисторных ключей в противофазе.

Такой регулятор может управлять вращением асинхронного двигателя с максимальным значением рабочей мощности – 500 Вт. Чтобы регулятор использовать для регулировки электродвигателей более высокой мощности, нужно применить большее количество силовых ключей, а также изменить в сторону увеличения емкость конденсаторов для питающего фильтра, это элементы схемы С3 и С4. Для регулятора достаточно использовать печатную плату размером 110 х 80 мм. Управляющий силовыми транзисторными ключами трансформатор монтируется отдельно от блока регулятора.

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

симистор — регулирование скорости асинхронного двигателя с помощью диммера

Причина, по которой это не сработало, кстати, заключается в том, что в асинхронном двигателе крутящий момент является коэффициентом отношения между напряжением и частотой, а двигатель с короткозамкнутым ротором разработан для определенного отношения. Таким образом, используя диммер, вы изменяете не частоту, а только напряжение, тем самым влияя на это соотношение. Крутящий момент двигателя изменяется пропорционально приложенному напряжению при фиксированной частоте, поэтому, если вы дадите этому двигателю 50% напряжения, он будет развивать только 25% от номинального крутящего момента.Это означает, что скольжение увеличивается, двигатель потребляет больше тока, пытаясь вернуться к нормальной скорости скольжения, но не может, поэтому дополнительный ток просто создает ненужное тепло, пока в конечном итоге двигатель не сгорит.

VFD работает, потому что он ДЕЙСТВИТЕЛЬНО изменяет напряжение И ЧАСТОТУ вместе, поддерживая соотношение В / Гц, ожидаемое двигателем, поэтому он обеспечивает номинальный крутящий момент на любой скорости.

Существуют частотно-регулируемые приводы, предназначенные для использования с однофазными двигателями, но не ВСЕХ однофазных двигателей.В отличие от трехфазных асинхронных двигателей, которые в основном построены одинаково, существует множество способов заставить работать однофазные асинхронные двигатели. Это связано с тем, что с однофазным двигателем не создается вращающееся магнитное поле, заставляющее двигатель вращаться, он просто вращается взад и вперед. Однако, как только двигатель НАЧИНАЕТ вращаться, он продолжает вращаться. Таким образом, однофазные двигатели должны быть спроектированы с использованием некоторого «трюка» для запуска этого вращения, обычно в форме временного фазового сдвига. Двигатели, которые используют отдельную обмотку (Split Phase) или конденсатор (Cap Start) для создания этого фазового сдвига, но затем используют центробежный переключатель, чтобы удалить его, когда двигатель вращается, нельзя использовать с какой-либо формой управления скоростью из-за их замедления. посевной повторно включает метод запуска, и он не был разработан для постоянного использования в цепи.Однако есть две формы однофазного асинхронного двигателя, которые могут использоваться с регулированием скорости: постоянный разделенный конденсатор (поскольку колпачки предназначены для постоянного присутствия в цепи) и двигатель с экранированными полюсами. Двигатели с экранированными полюсами особенно хорошо подходят для простого управления напряжением с помощью «диммера», потому что крутящий момент в любом случае низкий, поэтому они обычно используются только в приложениях, которые не требуют большого крутящего момента, например, в небольших вентиляторах. Двигатели PSC также могут использоваться с диммерами, но проблема крутящего момента все еще существует, поэтому он очень зависит от нагрузки.

В итоге, если у вас асинхронный двигатель, но не с экранированным полюсом или PSC, вы не можете использовать на нем какие-либо формы управления скоростью.

Цепь управления скоростью симистора для асинхронных двигателей

. Некоммутаторная электрическая машина всегда благосклонно оценивалась за его основная простота с сопутствующей простотой изготовления и исключительной ответственность и относительная свобода от радиочастот и электромагнитных вмешательство.У некоторых из этих машин есть скользящие контакты, но они в виде контактных колец, а не коммутаторов. Более того, часто это правда что токи, протекающие через контактные кольца, намного ниже, чем те, которые необходимо связанные с коммутаторами. Так, в автомобильном генераторе токосъемные кольца используются для проведения тока возбуждения к ротору. Этот ток небольшой доля зарядных токов, с которыми должны работать эти генераторы. На с другой стороны, старые генераторы постоянного тока коммутаторного типа, используемые в автомобилях, имели пропускать через его коммутатор большие зарядные токи.Как и следовало ожидать, проблема обслуживания была далеко не тривиальной. Недостатком некоммутаторных двигателей, однако, была их неспособность легко изменять свою скорость в широком диапазоне. Сейчас же; с твердотельным электронике этот недостаток отпадает. Новый контроль методы обеспечивают гибкость работы устаревших некоммутаторных двигателей. их оригинальные дизайнеры никогда не мечтали о осуществимости. Следующие схемы управления интересны тем, что преодолевают ограничения производительности, которые долгое время считались присущими машинам переменного тока, особенно асинхронные двигатели.Кроме того, вы можете почувствовать острую конкуренцию вокруг выбора типов двигателей. Благодаря новым методам управления, уже недостаточно ознакомиться с текстом двигателя или даже спецификацией двигателя. В значительной степени теперь вы можете с помощью электроники «настраивать» характеристики машины. Следовательно, на решения должны в большей степени влиять другие факторы, такие как: стоимость, надежность, электрические и шумовые характеристики и т. д. Цепь управления скоростью симистора для асинхронных двигателей Схема управления скоростью симистора для асинхронных двигателей, показанная на фиг.1 аналогично показанному здесь, который предназначен для использования с универсальными двигателями. Схема на фиг. 1, однако, включает в себя схему с единственной постоянной времени для задержки фаза триггера ворот. Этот более простой подход допустим, потому что асинхронные двигатели обычно не могут быть достаточно замедлены, чтобы попасть в проблемная область гистерезиса, для которой схема затвора с двойной постоянной времени назначается как лечебное средство. Эта схема управления скоростью лучше всего подходит для асинхронный двигатель с постоянным разделенным конденсатором.Затененный полюс Асинхронный двигатель также поддается этой методике управления. С любым типа асинхронного двигателя, этот метод регулирования скорости наиболее эффективен когда нагрузка — вентилятор или нагнетатель. (Небольшое изменение скорости вызывает относительно большое изменение скорости воздуха.) Еще один благоприятный аспект такие нагрузки являются их требованиями к низкому пусковому моменту. РИС. 1 Скорость симистора — цепь управления асинхронными двигателями. Автор: RCA. (А. Принципиальная схема с перечисленными компонентами для двух различных линейных напряжений.Б. М) Асинхронные двигатели с резистивным пуском и конденсаторным пуском могут управляться симистором при определенных условиях. Как правило, необходимо ограничить диапазон регулирования скорости; скорость не следует снижать до точки, при которой центробежный выключатель повторно подключает пусковую обмотку или пусковой конденсатор. Учитывая все обстоятельства, будет получен наибольший диапазон регулирования скорости. с двигателем с постоянным разделением конденсаторов. Этот тип асинхронного двигателя не обременен центробежным переключателем.Более того, он хорошо работает в зоне повышенного скольжения. Возможен диапазон регулирования скорости от трех до одного. с вентиляторными нагрузками. Эта схема значительно превосходит схему с одним тиристором и управляемой фазой. тиристорная схема для использования с асинхронными двигателями. SCR хорошо работает с универсальные двигатели, но компонент постоянного тока, разработанный методом полуволнового выпрямления пагубно влияет на работу асинхронных двигателей. RC «демпферная сеть», подключенная через симистор, обычно не появляются в цепи при резистивной нагрузке, как в случае с лампы или обогреватели.Поскольку нагрузка двигателя является индуктивной, отключение симистора будет возникают при нулевом токе, но напряжение на симисторе не будет равным нулю в это время. Таким образом, на симисторе создается скачок напряжения, который может вызвать повторный запуск, несмотря на отсутствие стробирующего сигнала. Это может случиться даже если способность блокировки напряжения симистора превышает пиковое значение переменного тока напряжение с комфортным запасом. Причина не обязательно в величине шага напряжения, или «всплеска», а скорее его скорости изменения.Симисторы указаны с высоким значением dv / dt на основных клеммах, другие вещи будучи равными, как правило, снижают вероятность такого нарушения работы.

Три способа управления однофазным асинхронным двигателем

Каждый день инженеры разрабатывают продукты, в которых используются однофазные асинхронные двигатели. Регулирование скорости однофазных асинхронных двигателей желательно в большинстве приложений управления двигателями, поскольку оно не только обеспечивает регулируемую скорость, но также снижает потребление энергии и звуковой шум.

Большинство однофазных асинхронных двигателей являются однонаправленными, что означает, что они предназначены для вращения в одном направлении. Либо путем добавления дополнительных обмоток, внешних реле и переключателей, либо путем добавления зубчатых передач, направление вращения можно изменить. Используя системы управления на основе микроконтроллеров, можно добавить в систему изменение скорости. В дополнение к опции изменения скорости, направление вращения также может быть изменено в зависимости от используемых алгоритмов управления двигателем.

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC) — самый популярный тип однофазных асинхронных двигателей.В этой статье будут рассмотрены различные методы и топологии приводов для управления скоростью двигателя PSC в одном и двух направлениях.

Интерфейс микроконтроллера

Микроконтроллер — это мозг системы. Часто контроллеры, используемые для приложений управления двигателем, имеют специализированные периферийные устройства, такие как ШИМ для управления двигателем, высокоскоростные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и диагностические выводы. PIC18F2431 и dsPIC30F2010 от Microchip имеют эти встроенные функции.

Наличие доступа к специализированным периферийным устройствам микроконтроллера упрощает реализацию алгоритмов управления.

Каналы АЦП используются для измерения тока двигателя, температуры двигателя и температуры радиатора (подключены к выключателям питания). Третий канал АЦП используется для считывания уровней потенциометра, который затем используется для установки скорости двигателя. Дополнительные каналы АЦП могут использоваться в конечном приложении для считывания различных датчиков, таких как бесконтактный переключатель, датчики мутности, уровня воды, температуры морозильной камеры и т. Д.

Входы и выходы общего назначения (I / Os) могут использоваться для взаимодействия переключает и отображает в приложении.Например, в холодильнике эти универсальные входы / выходы могут использоваться для управления ЖК-дисплеем, семисегментным светодиодным дисплеем, кнопочным интерфейсом и т. Д. Каналы связи, такие как I2C ^(TM) или SPI ^{( TM)} используются для соединения платы управления двигателем с другой платой для обмена данными.

Интерфейсы неисправностей и диагностики включают в себя входные линии со специальными функциями, такими как возможность отключения ШИМ в случае катастрофических сбоев в системе. Например, в посудомоечной машине, если привод заблокирован из-за скопившихся отходов, это может помешать вращению двигателя.Эта блокировка может быть обнаружена в виде перегрузки по току в системе управления двигателем. Используя функции диагностики, эти типы неисправностей могут регистрироваться и / или отображаться, или передаваться на ПК для устранения неисправностей обслуживающего персонала. Часто это предотвращает серьезные отказы и сокращает время простоя продукта, что приводит к снижению затрат на обслуживание.

Аппаратный интерфейс для PIC 18F2431 или dsPIC30F2010.

ШИМ — это основные периферийные устройства, используемые для управления двигателем. Используя указанные выше входные данные, алгоритм управления двигателем микроконтроллера определяет рабочий цикл ШИМ и схему вывода. К наиболее ценным функциям PWM относятся дополнительные каналы с программируемым мертвым временем. ШИМ могут быть выровнены по краям или по центру. Выровненные по центру ШИМ имеют то преимущество, что они снижают электромагнитный шум (EMI), излучаемый изделием.

Вариант № 1: Однонаправленное управление

Управление VF в одном направлении упрощает топологию привода и алгоритм управления.Задача состоит в том, чтобы создать источник питания с переменным напряжением и частотой из источника питания с фиксированным напряжением и частотой (такого как источник питания от настенной розетки). На рисунке на странице 85 показана блок-схема этой топологии привода с тремя основными секциями построения, которые обсуждались ранее. Обмотки двигателя подключены к центру каждого полумоста на выходной секции инвертора. Многие двигатели, имеющиеся в наличии, имеют как основную, так и пусковую обмотки, соединенные вместе с конденсатором, включенным последовательно с пусковой обмоткой.В этой конфигурации двигатель может иметь только два выступающих провода (M1 и M2).

MCU, показанный на блок-схеме, имеет модуль PWM управления мощностью (PCPWM), который способен выводить до трех пар PWM с зоной нечувствительности между парами. Зона нечувствительности важна в приложении управления асинхронным двигателем, чтобы избежать перекрестной проводимости шины постоянного тока через переключатели питания, когда один выключается, а другой включается. Схема диагностики может включать в себя контроль тока двигателя, контроль напряжения на шине постоянного тока и контроль температуры на радиаторе, подключенном к силовым переключателям и двигателю.

Блок-схема топологии привода с тремя основными секциями здания. В этой конфигурации двигатель может иметь только два выступающих провода (M1 и M2). Показанный MCU имеет модуль ШИМ, который способен выводить до трех пар ШИМ с зоной нечувствительности между парами.

Двунаправленное управление с помощью H-моста.

Двунаправленное управление

Большинство двигателей PSC предназначены для работы в одном направлении. Однако во многих приложениях требуется двунаправленное вращение двигателя. Исторически для достижения двунаправленного вращения использовались зубчатые передачи или внешние реле и переключатели. При использовании механических шестерен вал двигателя вращается в одном направлении, а шестерни прямого и обратного хода включаются и выключаются в соответствии с требуемым направлением. С помощью реле и переключателей полярность пусковой обмотки электрически меняется на обратную в зависимости от требуемого направления.

К сожалению, все эти компоненты увеличивают стоимость системы для базового управления включением и выключением в двух направлениях.

В этом разделе мы обсудим два метода двунаправленного управления скоростью для двигателей PSC с использованием привода на основе микроконтроллера. Обсуждаемые здесь топологии привода создают эффективные напряжения, которые приводят в действие главную обмотку и пусковую обмотку с фазовым сдвигом на 90 градусов относительно друг друга. Это позволяет разработчику системы навсегда удалить конденсатор, включенный последовательно с пусковой обмоткой, из схемы, тем самым снижая общую стоимость системы.

Вариант № 2: H-мостовой инвертор

У этого метода есть удвоитель напряжения на входе; на выходе используется H-мост или двухфазный инвертор (см. рисунок выше). К каждому полумосту подключаются один конец основной и пусковой обмоток; другие концы соединены вместе в нейтральной точке источника переменного тока, которая также служит центральной точкой для удвоителя напряжения.

Для схемы управления требуются четыре ШИМ с двумя дополнительными парами и достаточной зоной нечувствительности между дополнительными выходами.PWM0-PWM1 и PWM2-PWM3 — это пары ШИМ с зоной нечувствительности. Используя ШИМ, шина постоянного тока синтезируется для обеспечения двух синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 90 градусов, с различной амплитудой и переменной частотой в соответствии с профилем VF. Если напряжение, приложенное к основной обмотке, отстает от пусковой обмотки на 90 градусов, двигатель вращается в прямом направлении. Чтобы изменить направление вращения, напряжение, подаваемое на главную обмотку, должно опережать напряжение, подаваемое на пусковую обмотку.

Фазовые напряжения при вращении двигателя в прямом и обратном направлении.

Этот способ управления двигателем типа PSC с помощью H-мостового инвертора имеет следующие недостатки.

Основная и пусковая обмотки имеют разные электрические характеристики. Таким образом, ток, протекающий через каждый переключатель, неуравновешен. Это может привести к преждевременному выходу из строя коммутационных аппаратов в инверторе.

Общая точка обмоток напрямую подключена к нейтрали. Это может увеличить количество коммутационных сигналов, проникающих в основной источник питания, и может увеличить шум, излучаемый в линию.В свою очередь, это может ограничить уровень электромагнитных помех продукта, нарушая определенные цели и нормы проектирования.

Эффективное обрабатываемое постоянное напряжение относительно высокое из-за схемы удвоения входного напряжения.

Наконец, стоимость самой схемы удвоителя напряжения высока из-за двух мощных конденсаторов.

Лучшим решением для минимизации этих проблем было бы использование трехфазного инверторного моста, как обсуждается в следующем разделе.

Вариант № 3: Использование трехфазного инверторного моста

Входная секция заменена на стандартный диодно-мостовой выпрямитель.В выходной секции установлен трехфазный инверторный мост. Основное отличие от предыдущей схемы — способ подключения обмоток двигателя к инвертору. Один конец основной и пусковой обмоток подключены к одному полумосту каждый. Остальные концы связываем вместе и подключаем к третьему полумосту.

Управление с помощью трехфазного инверторного моста.

При такой топологии привода управление становится более эффективным.Однако алгоритм управления усложняется. Напряжениями обмоток, Va, Vb и Vc, следует управлять для достижения разности фаз между действующими напряжениями на основной и пусковой обмотках, чтобы иметь фазовый сдвиг на 90 градусов относительно друг друга.

Чтобы иметь одинаковые уровни напряжения и нагрузки на всех устройствах, что улучшает использование устройства и обеспечивает максимально возможное выходное напряжение для заданного напряжения на шине постоянного тока, все три фазных напряжения инвертора поддерживаются на одной и той же амплитуде, как указано в :

| Va | = | Vb | = | Vc |

Эффективное напряжение на основной и пусковой обмотках, как указано по формуле:

Vmain = Va-Vc

Vstart = Vb-Vc

Направление вращения можно легко контролировать с помощью фазового угла Vc относительно Va и Vb .

На рисунках на стр. 87 показаны фазные напряжения Va, Vb и Vc, эффективные напряжения на основной обмотке (Vmain) и пусковой обмотке (Vstart) для прямого и обратного направлений соответственно.

Использование метода управления трехфазным инвертором на компрессоре мощностью 300 Вт дало экономию энергии на 30 процентов по сравнению с первыми двумя методами.

Требуемые ресурсы микроконтроллера
Ресурс	Однонаправленный	Двунаправленный H-образный мост	Двунаправленный с трехфазным мостом	Банкноты
Память программ	1.5 Кбайт	2,0 Кбайт	2,5 Кбайт	–
Память данных	~ 20 байт	~ 25 байт	~ 25 байт	–
ШИМ каналов	2 канала	2 канала	3 канала	Дополняет мертвое время
Таймер	1	1	1	8- или 16-бит
Аналого-цифровой преобразователь	3-4 канала	3-4 канала	3-4 канала	Ток двигателя, измерения температуры, потенциометр регулировки скорости
Цифровые входы / выходы	от 3 до 4	от 3 до 4	от 3 до 4	Для пользовательских интерфейсов, таких как переключатели и дисплеи
Входы неисправностей	1 или 2	1 или 2	1 или 2	Для перегрузки по току / перенапряжения / перегрева и т. Д.
Сложность алгоритма управления	Низкая	Средний	Высокая	–
Сравнение затрат
	Однонаправленный	Двунаправленный с H-образным мостом	Двунаправленный с трехфазным мостом
Секция входного преобразователя	Low — Однофазный диодный мостовой выпрямитель	High — из-за цепи удвоителя напряжения	Low — Однофазный диодный мостовой выпрямитель
Выходная секция инвертора	Низкий — Два полумоста	Средний — Два полумоста.Силовые выключатели на повышенное напряжение	High — трехфазный инвертор. Использование интегрированных силовых модулей (IPM) лучше, чем дискретных компонентов
Двигатель	Medium — Требуется пусковой конденсатор	Low — Пусковой конденсатор снят с мотора	Low — Пусковой конденсатор снят с двигателя
Время разработки	Короткий	Средний	длинный
Общая стоимость	Низкая	Средний	Средний — Эффективный контроль для заданной стоимости

Еще одно преимущество использования трехфазного метода управления состоит в том, что та же самая топология приводного оборудования может использоваться для управления трехфазным асинхронным двигателем.В этом сценарии микроконтроллер должен быть перепрограммирован для вывода синусоидальных напряжений с фазовым сдвигом на 120 градусов относительно друг друга, что приводит в действие трехфазный асинхронный двигатель. Это сокращает время разработки.

Однофазные асинхронные двигатели очень популярны в бытовой технике, а также в промышленных и бытовых приложениях. PSC — самый популярный тип однофазных асинхронных двигателей. Управление скоростью двигателя имеет много преимуществ, таких как энергоэффективность, снижение слышимого шума и лучший контроль над приложением.В этой статье мы обсудили различные методы управления скоростью, которые можно использовать с двигателем PSC в однонаправленном и двунаправленном режимах. Наилучшие результаты дает управление двигателем PSC с использованием топологии трехфазного инвертора.

Фазное напряжение при вращении двигателя в прямом и обратном направлениях.

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя с использованием шага… | Однофазный асинхронный двигатель

Найдено 35 бесплатных книг

Регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя

с использованием ступенчатого … article.sciencepublishinggroup.com Циклоконвертер

был использован на однофазном асинхронном двигателе , и результат показывает, что он может изменять скорость асинхронного двигателя . Ключевые слова: Циклоконвертор, асинхронный двигатель , двигатель Скорость вращения , тиристоры, переменная частота 1.Введение Однофазные асинхронные двигатели широко используются во многих моделях

.

Фазы, одиночные, моторные, индукционные, асинхронные двигатели, Однофазные асинхронные двигатели, Однофазные индукционные

Цепь реверсивного пускателя для однофазных асинхронных двигателей chainganger.co.uk

Схема реверсивного пуска для однофазных асинхронных двигателей Обновлено 1 сентября 2008 г. Большинство однофазных электродвигателей , устанавливаемых на станки, компрессоры и т. Д.беличья клетка … фаза трехфазного двигателя вышла из строя или отключилась.

Фазы, одиночные, электродвигатели, пускатели, цепи, индукционные, реверсивные, однофазные, фазовые двигатели, реверсивные цепи пускателя для однофазных индукционных двигателей

Использование микроконтроллера AVR ATmega16 — ijert.org

www.ijert.org

состоит из однофазного асинхронного двигателя , реле, источника питания, микроконтроллера, датчика тока, датчика температуры, потенциометра, ЖК-дисплея и зуммера. Результаты на ЖК-дисплее A.Температура Если температура асинхронного двигателя выше 50 градусов, то обнаруживается перегрев и двигатель останавливается …

Фазы, одиночные, моторные, индукционные, асинхронные двигатели, Однофазные асинхронные двигатели

Информация о паспортной табличке двигателя NEMA v / s IEC … www.pdhonline.com

Информация о паспортной табличке двигателя … У вас есть либо одинарный — фазный , либо 3 — фазный двигатель . №6: ОБОРОТЫ ПОЛНОЙ НАГРУЗКИ … Скорость асинхронного двигателя всегда меньше синхронной скорости, и она падает при увеличении нагрузки. Например, для синхронной скорости 1800 об / мин асинхронный двигатель может иметь скорость при полной нагрузке

.

Фазы, информация, паспортные таблички, имя, понимание, одиночный, двигатель, индукция, асинхронные двигатели, понимание информации с паспортной таблички двигателя, фазовые двигатели, понимание информации с паспортной таблички двигателя nema

Измерение и анализ работы одиночного www.brown.edu

Измерение и анализ работы однофазного асинхронного двигателя В классе I показал вам каркас четырехполюсного однофазного двигателя ¼ HP с различными ступенями

Фазы, Анализ, Операции, Измерение, Одиночный, Двигатель, Индукционный, Однофазный, Однофазный асинхронный двигатель, Измерение и анализ работы

Однофазный асинхронный двигатель 1-Введение www.uomisan.edu.iq

Однофазный асинхронный двигатель 1-Введение Однофазный индукционный двигатель – является наиболее часто используемым двигателем для холодильников, стиральных машин, часов, дрелей, компрессоров, насосов и т. Д. 1.1 Конструкция Конструкция однофазного асинхронного двигателя состоит из статора и ротора. …

Фазы, одиночные, моторные, индукционные, фазные индукционные, однофазные асинхронные двигатели

Однофазный асинхронный двигатель — stav přístrojové a… elektro.fs.cvut.cz

Однофазный асинхронный двигатель Однофазный индукционный двигатель — это наиболее часто используемый двигатель для холодильников, стиральных машин, часов, дрелей, компрессоров, насосов и т. Д. Статор двигателя с одной фазой — имеет многослойный железный сердечник с двумя перпендикулярно расположенными обмотками.

Фазы, одиночные, моторные, индукционные, фазные индукционные, фазные двигатели, однофазные асинхронные двигатели

Таблица номинальных значений тока двигателя — Sprecher + Schuh www.sprecherschuh.com

Таблица номинальных значений тока двигателя Серии CA4, CA7, CA6 и CA5 … используйте фактический ток двигателя , указанный на паспортной табличке двигателя . Используйте эту таблицу только в качестве руководства, Мощность, 60 Гц, асинхронный двигатель переменного тока, , Однофазный, , Трехфазный, , , 115 В, 230 В, 200 В, 230 В, 380-415 В, 460 В, 575 В,

.

Диаграмма, фазы, ток, одиночный, двигатель, номинальные характеристики, индукция, таблица номинальных значений тока двигателя, однофазный асинхронный двигатель

МАРКИРОВКА КЛЕММ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ ПРОВОДКИ … www.rses.org

Основная обмотка однофазного двигателя – обозначена Т1, Т2, Т3 и Т4, а вспомогательная обмотка обозначена Т5, Т6, Т7 и Т8, чтобы отличить ее от двигателя с четвертью фаз , в котором используется нечетная числа для одной фазы и четные числа для другой фазы †

Фазы, внутренние, одиночные, электродвигатели, маркировка, клеммы, электропроводка, схемы, маркировка клемм и схемы внутренней проводки, фазные двигатели

ТЕОРИЯ, ПОСТРОЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ geosci.uchicago.edu

ТЕОРИЯ, КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ 1. ГЛАВА 1 ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ … семейство электрических вращающихся машин. Другими членами этого семейства являются электродвигатель или генератор постоянного тока , асинхронный электродвигатель или генератор и ряд производных от всех этих трех. Что общего у всех членов этой семьи- … ТРИ- ФАЗА ЦЕПИ 11

Фазы, операции, конструкция, двигатель, теория, индукция и работа, асинхронные двигатели

Подобные запросы

Однофазный асинхронный двигатель, Асинхронный двигатель, Двигатель, Однофазная индукция, Реверсивная цепь пускателя для однофазной индукции, Однофазный, Фазный, Фазный двигатель, Управление однофазным асинхронным двигателем, Индукционный, Однофазный, Однофазный индукционный Однофазный, Фазная индукция, Основные сведения о двигателе, Фазный асинхронный двигатель, Многофазный асинхронный двигатель переменного тока, ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И РАЗНАЯ СКОРОСТЬ, Общие сведения о паспортной табличке двигателя NEMA, Общие сведения о паспортной табличке двигателя, Однофазный асинхронный двигатель, Глава 7 Однофазные двигатели, Замена однофазных ACIM с тремя, Измерение и анализ работы, Однофазный асинхронный двигатель, Однофазные асинхронные двигатели, Однофазный двигатель, Однофазные двигатели, Многофазный асинхронный двигатель, Многофазный асинхронный двигатель Многофазный асинхронный двигатель, Таблица номинальных значений тока двигателя, Однофазный асинхронный двигатель, Устранение неисправностей асинхронных двигателей, Siemens, МАРКИРОВКА НА КЛЕММАХ И СХЕМЫ ВНУТРЕННЕЙ ПРОВОДКИ, ОДНОФАЗНЫЙ, T ОБСЛУЖИВАНИЕ, КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ, Альтернативы фазового регулирования для однофазных, однофазных электрических двигателей, погружных насосов, однофазных электродвигателей.погружные насосы, таблицы защиты цепей электродвигателей

(PDF) Автоматическое регулирование скорости однофазного асинхронного двигателя в зависимости от температуры окружающей среды

Международный научно-исследовательский журнал публикаций, том 2, выпуск 11, ноябрь 2012 г. 1

ISSN 2250-3153

www.ijsrp.org

Автоматическое регулирование скорости однофазной индукции

Двигатель с изменением температуры окружающей среды

Rabisankar Roy1, Susmita Das2, Jayanta Kumar Ray3, Shreyashi Barat4, Biswarup Neogi5

1 EE Dept., DIATM, Дургапур, ВБ, Индия

2 Проф., Отдел EIE, JISCE, Кальяни, ВБ, Индия

3 Профессор, Департамент ECE, KIEM, Манкар, ВБ, Индия

4 Департамент ECE, KIEM, Манкар, ВБ, Индия

5 Член факультета, Департамент ECE, JISCE, Калиани, ВБ, Индия

Резюме — Настоящий документ основан на автоматическом регулировании скорости однофазного асинхронного двигателя

с изменением температуры окружающей среды

. Схема системы состоит из датчика температуры

, цепи управления и цепи нагрузки.В цепь управления

встроены компараторы, усилители и реле

. Здесь инициирован алгоритм, блок-схема и вычислительный подход

. Приведена подробная принципиальная схема. Эта система

прошла успешные испытания, и ее поведение наблюдается

путем анализа кривой зависимости температуры от нагрузки. Уравнение

кривой с использованием метода интерполяции Ньютона включено.

Имитационный подход включен.

Ключевые слова — автоматическое регулирование скорости (ASC), бытовой охладитель

Вентилятор, однофазный асинхронный двигатель, метод интерполяции Ньютона

.

I. ВВЕДЕНИЕ

Пребывание в зоне комфорта — жизненно важная природа человека.

Что-то менее трудоемкое всегда привлекает человеческий разум. Эта инновация

относится к области гораздо более продвинутой, чем вентилятор

, управляемый ручным регулятором. Это устройство автоматически регулирует скорость асинхронного двигателя

, используемого в вентиляторе, путем измерения температуры окружающей среды

[Рис. 1].Как и обычные бытовые вентиляторы

регуляторы, он не требует никакого внимания для управления скоростью вращения вентилятора

и, таким образом, снижает человеческие усилия, что нам очень ясно

. Он использует схему

на основе TRIAC (триода для переменного тока), которая минимизирует потребление энергии и, таким образом, экономит энергию [1].

Предоставляет пользователю широкий диапазон рабочих температур.

, а также обеспечивает ручное управление в случае необходимости.Эти функции

столь же интересны, как и очень полезны для посредственного класса

из-за низкой стоимости покупки и обслуживания. Вся эта инновация

будет обсуждаться в следующих пунктах.

Рис. 1: Блок-схема автоматического регулирования скорости однофазного асинхронного двигателя

1.1 Последовательность процесса управления температурным режимом автоматического однофазного асинхронного двигателя

Следующие шаги описывают весь принцип работы

. устройство.

Шаг 1: С точки зрения создания диапазоны скоростей:

, разделенные производителем. Для «n» диапазонов скорости требуется

оконных детекторов (n-1) и один компаратор составляет

.

Шаг 2: Изначально устанавливается диапазон рабочих температур (пользователем

или по умолчанию). Для этой проблемы

предусмотрены оконные детекторы, они сравнивают выходной сигнал датчика с его эталонным напряжением

.Каждый детектор окно имеет максимум и минимум

опорное значение, которое работает как диапазон температур. Для примера

, если первый диапазон скоростей находится между 15-25 ° C, то эталонные значения

оконного детектора будут 0,15 и 0,25 В

для этого устройства, поскольку датчик выдает выходной сигнал в мВ и изменяется в зависимости от

. изменение температуры.

Шаг 3: Теперь только один оконный детектор будет давать положительный выходной сигнал

для конкретной температуры окружающей среды, которая будет лежать в диапазоне

этого оконного детектора.[Рис. 2]

Шаг 4: Затем выходной сигнал оконного детектора усиливается

и подается на соответствующее контактное реле, которое замыкает цепь

, подключая схему управления напряжением на основе TRIAC к

, сопротивление, которое соответствует его относительному окну. детектор.

Шаг 5: Здесь регулируется напряжение вентилятора и, следовательно,

регулируется скорость

Недорогой мониторинг скорости в реальном времени и управление трехфазным асинхронным двигателем с помощью подхода управления напряжением / частотой

В этом В статье предлагается новая конструкция недорогого мониторинга скорости и управления трехфазным асинхронным двигателем (ИД) в режиме реального времени.Предлагаемое решение основано на подходе к регулированию напряжения / частоты (V / F) и на ПИ-регуляторе, предотвращающем всплеск. Он использует набор Waijung Blockset, который значительно снижает тяжесть и сложность задачи программирования микроконтроллера, которая постоянно имеет решающее значение для реализации и управления такими сложными приложениями. Действительно, он автоматически генерирует коды C для многих типов микроконтроллеров, таких как семейство STM32F4, также используемых в этом приложении. Кроме того, он предлагает экономичную конструкцию, сокращающую количество компонентов системы и повышающую ее эффективность.Для того, чтобы доказать эффективность предложенной конструкции, не только результаты моделирования выполняются в широком диапазоне изменения нагрузки и задания скорости, но и экспериментальной оценки. Эффективность управления в реальном времени с обратной связью подтверждается с помощью сервера данных aMG SQLite через плату порта UART, тогда как Waijung WebPage Designer (W2D) используется для задачи веб-мониторинга. Результаты экспериментов подтверждают точность и надежность предложенного решения.

1. Введение

В последние десятилетия приводы с асинхронными двигателями (IM) становятся все более популярными в промышленных приложениях, а также в бытовой технике благодаря своей надежности, низкой стоимости, прочности, простоте обслуживания и простоте. управления [1–3].

Методы управления IM в основном подразделяются на два основных класса: скалярное управление и подходы векторного управления [4–6]. Скалярное управление, широко известное как управление напряжением / частотой (V / F), считается простым подходом, основанным на управлении амплитудой и частотой напряжения питания. Для косвенного управления скоростью IM используется трехфазный инвертор источника напряжения (VSI), управляемый методом широтно-импульсной модуляции (PWM). Однако, несмотря на простоту реализации, скалярные методы управления не могут достичь наилучших характеристик во время переходных процессов, что считается основным недостатком [1, 7, 8].

Подходы к векторному управлению, также известные как подходы с ориентированным на поле (FOC) подходы, позволяют не только управлять амплитудой и частотой напряжения, как это имеет место для скалярных подходов управления, но также и мгновенным положением потока, т.е. векторы напряжения и векторы тока [9, 10]. Они рассматриваются как подходы, основанные на математических моделях. Особенно в переходном режиме они гарантируют лучшие характеристики управления по сравнению со скалярными подходами к управлению. К сожалению, такие методы управления имеют сложные алгоритмы и требуют много вычислительного времени [11–13].

Поскольку простота алгоритма управления представляет большой интерес для пользователей, скалярный подход управления по-прежнему считается наиболее используемым в промышленных приложениях, особенно когда точность отклика скорости в переходном режиме не является обязательной, например, для вентиляции. и системы кондиционирования воздуха, а также системы отопления и откачки [13–15]. Целью этих методов является управление скоростью АД путем поддержания постоянного магнитного потока статора. Величина потока статора пропорциональна отношению между напряжением статора и частотой.Однако, если это соотношение остается постоянным, поток остается постоянным. Кроме того, при поддержании постоянного V / F развиваемый крутящий момент остается приблизительно постоянным. Этот метод дает более высокую оперативную эффективность [16, 17]. Поэтому в большинстве скоростных приводов переменного тока (ACSD) для управления скоростью используется метод постоянного напряжения / частоты. Наряду с широким диапазоном регулирования скорости этот метод также предлагает возможность «плавного пуска» [18, 19].

Напротив, большой прогресс в области микроконтроллеров и силовых электронных компонентов стал важным фактором в обработке приводов с регулируемой скоростью [20–22].Семейство микроконтроллеров STM32F4, например, обеспечивает высокое качество работы высокопроизводительных приводов с регулируемой скоростью. Программирование микроконтроллеров для таких тяжелых и сложных приложений с использованием традиционных языков (таких как ассемблер, языки C или C ++) увеличивает время масштабирования таких приложений. Кроме того, это требует наличия эксперта в области компьютерного программирования с глубокими знаниями архитектуры процессора. Кроме того, чтобы снизить эксплуатационные расходы и повысить надежность и безопасность предлагаемой конструкции, промышленные приложения должны контролироваться в режиме реального времени, что обеспечивает идеальный контроль и наблюдение за системой.Следовательно, мониторинг в реальном времени стал основной задачей для инженеров и исследователей в промышленных приложениях, таких как насосная, горнодобывающая промышленность, железные дороги и промышленные приводы. [23–25].

В данной работе мы предлагаем новую конструкцию недорогой системы контроля скорости и управления трехфазным асинхронным двигателем в режиме реального времени. Система управления, работающая в соответствии с правилом постоянной V / F, разработана с использованием VSI на основе метода пространственно-векторной широтно-импульсной модуляции (SVPWM) и трехфазного IM, нагруженного магнитным силовым выключателем.Вайджунг также предназначен для решения этой проблемы. Это набор блоков Simulink, который можно использовать в качестве целей для простой и автоматической генерации кода C из имитационных моделей Matlab / Simulink для микроконтроллера STM32F4 Discovery. Мониторинг скорости в реальном времени и управление предложенным алгоритмом осуществляется двумя разными способами. Первый основан на порте COM / UART и конвертере USB, а второй использует Waijung WebPage Designer (W2D). Оборудование, необходимое для этого приложения, сгруппировано как MG Labkit F4N, подходящее для многих промышленных приложений.Насколько нам известно, такие решения никогда ранее не тестировались для ACSD, несмотря на важность решения. Кроме того, оценка эффективности предлагаемого алгоритма будет проверяться не только с помощью результатов компьютерного моделирования, но и с помощью экспериментальной оценки для широкого диапазона вариаций нагрузки и опорной скорость.

Эта статья имеет следующую структуру. В разделе 2 представлена ​​математическая модель трехфазного АД и соответствующей приводной системы. Раздел 3 представляет разработанный подход скалярного управления для управления IM с обратной связью.В разделе 4 эффективность предложенного подхода доказывается результатами моделирования. Наконец, в разделе 5 расширены экспериментальные результаты для различных сценариев.

2. Математическое моделирование процессов

2.1. Асинхронный двигатель

Электрическая машина, рассматриваемая в этой статье, представляет собой трехфазную асинхронную машину с короткозамкнутым ротором. Основные электрические уравнения в стационарной системе отсчета могут быть записаны в следующей форме [7–9]:

В предыдущей системе уравнений — вектор напряжения статора на фазу, а и представляют поток статора / ротора, соответственно.Токи статора / ротора обозначены и. и — сопротивления статора / ротора соответственно. и — индуктивность рассеяния и соотношение между взаимной индуктивностью и индуктивностью ротора соответственно. Электрическая скорость и количество пар полюсов обозначены и соответственно. Для расчета электромагнитного момента можно использовать различные выражения. Наиболее часто используемое соотношение описывается уравнением (4), где — коэффициент вязкости, — момент инерции, — момент нагрузки.

2.2. Привод с асинхронным двигателем

На рис. 1 показана связь между трехфазным преобразователем напряжения и IM. Силовая цепь преобразователя в основном состоит из трех модулей, а именно, трехфазного выпрямителя, конденсатора фильтра переменного / постоянного тока и трехфазного инвертора, при этом D ₁ –D ₆ являются трехфазным выпрямителем. диодная цепь, C — шина постоянного тока конденсатора фильтра, а C ₁ –C ₆ — переключатели питания. Инвертор с трехфазным источником, задачей которого является обеспечение переменного напряжения и переменной частоты на выходе посредством управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), управляет IM [26].Для генерации команды сигнала для инвертора напряжения можно использовать несколько методов ШИМ [13, 15, 19]. В этой работе мы используем технику SVPWM.

2.3. Метод пространственно-векторной широтно-импульсной модуляции

Рассматривая трехфазный инвертор без потерь, выходное напряжение получается в соответствии с напряжением шины постоянного тока Vdc и логическим состоянием трех высших переключателей (C1, C2, C3). Таким образом, существует восемь возможных логических комбинаций (C1, C2, C3), приводящих к шести векторам активного напряжения и двум векторам нулевого напряжения.Пространственный вектор выходного напряжения инвертора можно выразить следующим выражением: где k, — целое число, обозначающее комбинации переключения [13, 26]. В комплексной плоскости dq различные векторы напряжения, подаваемые инвертором, и соответствующие комбинации переключателей C1, C2 и C3 показаны на рисунке 2.

Цель SVPWM — создать вектор среднего напряжения во время PWM. период, равный желаемому вектору напряжения. Это делается путем применения соседних векторов в течение заданного времени, в течение заданного времени и нулевого вектора или в течение необходимого количества времени.Таким образом, чтобы получить среднее значение, равное за период, мы должны иметь следующее соотношение:

Значения, и могут быть вычислены с использованием следующих уравнений: где коэффициент обозначает отношение напряжений.

Для соблюдения условия модуль запрошенного напряжения должен проверить следующее условие:

Здесь следует отметить, что условие, данное условием (6), относящееся к выполнимости синтеза, устанавливается путем рассмотрения вектора напряжения в системе отсчета Concordia, что означает, что используемая величина соответствует либо умноженному на среднеквадратичное значение, либо умноженному на максимальное значение в естественной системе.

3. Схема скалярного управления

Методология скалярного управления фокусируется только на динамике установившегося состояния, позволяет регулировать напряжение питания, а также его частоту так, чтобы их соотношение оставалось постоянным, чтобы избежать насыщения магнитного потока, и влияет на доступный крутящий момент машины [7, 8]. Исходя из уравнения (1) и предполагая, что падение напряжения на сопротивлении статора мало по сравнению с напряжением статора в основном в областях с низким скольжением, поток статора можно выразить как [12, 16] где — величина напряжения статора и — частота питающей сети (Гц).Электромагнитная характеристика проскальзывания крутящего момента в стационарном режиме принимает следующий вид [6]: где — скольжение, и представляют собой сопротивление ротора и полное реактивное сопротивление утечки, расположенные в роторе, соответственно.

В области малого скольжения (нормальные рабочие условия) приведенное выше уравнение упрощается до

Это означает, что, если поток статора поддерживается постоянным, изменение крутящего момента как функция скольжения почти линейно.

Регулировка частоты естественна для приводов с регулируемой скоростью.Однако требуется, чтобы напряжение было пропорционально частоте, чтобы поток статора оставался постоянным, если сопротивлением статора пренебречь. V / F-управление без обратной связи IM является одним из наиболее распространенных методов, широко используемых в промышленности из-за его простоты, низкой стоимости и производительности [27]. Поскольку скорость ротора будет немного меньше синхронной скорости из-за скорости скольжения, скорость двигателя нельзя точно контролировать. Кроме того, поскольку скорость ротора в этой схеме не измеряется, пульсация скольжения не может поддерживаться.Следовательно, может иметь место работа в нестабильной области характеристики крутящий момент-скорость. Точно так же токи статора могут значительно превышать номинальный ток под действием упомянутой выше точки и, таким образом, подвергать опасности комбинированную инверторную машину. Эти недостатки должны быть решены путем создания внешнего контура управления в приводе IM, где фактическая скорость ротора должна сравниваться с эталонным значением, и, следовательно, возникает ошибка между этими переменными [16–18]. Эта ошибка обрабатывается с помощью ПИ-регулятора и ограничителя для получения команды скольжения-скорости.Команда частоты инвертора генерируется путем сложения команды скольжения и сигнала фактической скорости, а команда частоты генерирует команду напряжения или его соотношение напряжений через функциональный генератор вольт / герц. Полученные и применяются к двигателю с помощью SVPWM-VSI.

При работе на малой скорости падение напряжения на сопротивлении статора не является незначительным по сравнению с падением реактивного сопротивления утечки. И наоборот, при работе на скорости, большей, чем соответствующая номинальной частоте, происходит ослабление магнитного поля.Чтобы избежать этих аномалий, структура управления U / F должна учитывать падение напряжения на сопротивлении на низкой скорости, чтобы поддерживать постоянный поток статора, и должна ограничивать напряжение при достижении номинальной частоты. Затем входное напряжение регулируется в соответствии с частотой, необходимой для конкретного задания скорости, как показано в следующем уравнении [12, 16, 21]:

Схема управления IM с регулируемым напряжением и скольжением показана на рисунке. 3.

Для повышения производительности обычного скалярного управления используется ПИ-регулятор, предотвращающий вспучивание.ПИ-регулятор, предотвращающий зависание, является усовершенствованием классического ПИ-регулятора. Использование стратегии защиты от закручивания заключается в том, чтобы предотвратить переход контроллера в глубокое насыщение и проверить выходной сигнал контроллера при больших изменениях уставки. Это помогает предотвратить чрезмерный выброс во время запуска IM и гарантирует желаемую производительность независимо от условий эксплуатации, то есть от опорных колебаний и моментов нагрузки [8, 20]. На рисунке 4 показана блок-схема ПИ-регулятора, где разница между выходным значением и входным значением блока насыщения используется в качестве сигнала обратной связи через коэффициент усиления (1 / Tt) для передачи входного сигнала интегратору.

4. Результаты моделирования

Чтобы проанализировать и проверить характеристики предлагаемого решения, методология управления, показанная на рисунке 3, выполняется с использованием программного обеспечения MATLAB / Simulink для технических характеристик IM, которое приведено в таблице 1 Результаты моделирования приведены для различных условий эксплуатации. Здесь представлены два основных сценария: реакция скорости при отклонениях крутящего момента нагрузки и характеристика скорости при отклонениях базовой скорости.Время выборки, используемое во всем моделировании, составляет 100 мкм с.

Обозначение параметра Значение параметра Сопротивление статора Сопротивление ротора Индуктивность главного статора Индуктивность главного ротора Взаимная индуктивность Количество пар полюсов Номинальная частота Номинальная электрическая скорость Номинальная мощность Номинальное напряжение Номинальный коэффициент мощности

4.1. Сценарий 1: Отклик скорости при вариациях крутящего момента под нагрузкой Кренеля

В этом испытании используется эталонный сигнал 150 рад / с, который равен номинальной скорости. Изменение крутящего момента нагрузки происходит от нуля до номинального крутящего момента: 0 — 5 с, 3 Нм — 10 с, 6,82 Нм — 20 с, 3 Нм — 30 с и 0 — 40 с. На рисунках 5–9 представлены полученные результаты моделирования. Эти рисунки показывают, что предложенный алгоритм работает идеально, а ПИ-регулятор, предотвращающий вспучивание, обеспечивает лучший отклик.На рис. 5 показано, что характеристика скорости совпадает с эталонной. Это подтверждается рис. 6, показывающим увеличенное изображение на рис. 5. Скорость реакции практически идеальна, без перерегулирования и незначительной задержки. На рисунках 7 и 8 показан отклик напряжения статора. Отношение напряжения изменяется в зависимости от исходной скорости и пропорциональна пульсации статора проверочной, что поток является постоянным в качестве основного свойства скалярного управления. На рисунке 9 показаны пульсации статора и ротора и подтверждено, что пульсация скольжения (разница между пульсациями статора и ротора) пропорциональна крутящему моменту нагрузки, как упоминалось ранее в уравнениях (10) и (11).На рисунке 9 пульсация скольжения находится в диапазоне от 0 (без нагрузки) до 30 рад / с (в номинальном рабочем состоянии).

4.2. Сценарий 2: Скорость отклик в соответствии с вариациями задания скорости

Этого моделированием тест выполняет Эффекты вариаций ссылки на регуляторе скорости. На рисунке 10 представлены отклик скорости вращения ротора при изменении исходной скорости амбразуры начиная с 0, а затем 100, 120, 157, 150 и 80, и возвращаются к 0 рад / с.На Рисунке 10 скорость ротора полностью соответствует эталонной. ИД работает без нагрузки; таким образом, пульсации статора и ротора равны, поэтому скольжение равно нулю. На рисунке 11 показано напряжение статора в виде его отношения. Здесь легко проверить, что постоянная V / F подтверждается, потому что траектории пульсаций напряжения статора имеют одинаковую форму.

5. Экспериментальная проверка

В этом разделе экспериментальные результаты, связанные с мониторингом и контролем скорости IM в реальном времени, будут выполнены с помощью двух методов связи.Для первого связь осуществляется через порт UART, а для второго используется Waijung WebPage Designer (W2D). Кроме того, для каждого метода экспериментальные результаты выполняются для двух сценариев, рассмотренных в результатах моделирования.

Испытательный стенд [28], используемый для проверки, построен на основе обнаружения STM32F4 на основе AMG labkit F4. AMG Labkit F4 [29] состоит из недорогого высокопроизводительного оборудования DSP с различными модулями Plug-n-Play. Этот набор поддерживается набором инструментов Matlab / Simulink с Waijung Blockset и Waijung WebPage Designer (веб-мониторинг и управление с помощью перетаскивания) [30].На фотографии на Рисунке 12 показаны основные аппаратные компоненты, используемые в нашем приложении, включая следующее: (i) aMG F4 Connect 2 в качестве щита для включения различных дополнительных плат расширения, указанных ниже (ii) aMG SQLite Database Server для встроенной базы данных. (iii) aMG USB Converter-N2 (адаптер Converter-N) для оборудования в реальном времени в моделировании контура (iv) aMG Ethernet INF для интерфейса LAN (v) aMG CAN INF для интерфейса CAN-шины (vi) STM32F4 DISCOVERY Kit который представляет собой недорогой комплект разработчика от STMicroelectronics

Общий тестовый стенд показан на рисунке 13.Кроме того, он включает в себя следующее: (i) короткозамкнутый IM с параметрами, приведенными в таблице 1. (ii) магнитный порошковый прерыватель в качестве нагрузки для IM. (Iii) инкрементальный энкодер Omron, имеющий 360 импульсов на оборот, связанный с вал машины. (iv) Преобразователь Semikron на основе трехфазного выпрямителя, фильтра шины постоянного тока и трехфазного инвертора. Инвертор используется для управления IM. (V) 2-канальный аналоговый осциллограф с полосой пропускания 20 МГц для визуализации. (Vi) Датчики для измерения тока и напряжения, типы LEM LA25-NP и LEM LV25-P, соответственно.

Микроконтроллер ST TM32F4VG407 Контроллер Discovery генерирует основную программу. Он обеспечивает измерение скорости ротора с помощью инкрементального энкодера, достижение алгоритма управления (V / F), включая ПИ-регулятор, препятствующего сворачиванию, и генерацию сигнала ШИМ с пространственной векторной модуляцией для активации шести биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT) трехфазный инвертор. Результаты экспериментов записываются с временем выборки 100 мкс.

5.1. Результаты экспериментов через порт связи UART

Аппаратные модули, используемые здесь, — это aMG USB Converter-N и плата aMG SQLite Data Server.Два кода, сгенерированные Simulink, созданы для достижения скалярного алгоритма управления IM, которые являются целевым и хост-кодами. Целевой код, сгенерированный Simulink STM32F4, показанный на рисунке 14, позволяет считывать информацию инкрементного кодировщика (скорость ротора) для входа ПИ-регулятора. Он заставляет фактическую скорость достигать эталонного значения. Он генерирует сигналы ШИМ с использованием метода симметричного SVPWM. На рисунке 14 показано, что есть две части: набор блоков Waijung (зеленый цвет) и разработанный код (голубой цвет).Здесь используются следующие наборы блоков Waijung: (i) Блок настройки UART для STM32F4 DISCOVERY + aMG F4 Connect 2 + использование настройки AMG USB Converter-N2 (настройка скорости передачи UART3 5000000 Pin D8 / D9 для Tx / Rx). (Ii) Настройка цели блок, используемый для настройки STM32F4 в модели Simulink. (iii) UART Rx и Tx принимают и отправляют информацию UART из / в хост-программу (через aMG USB connect 2 и USB-конвертер N2). (iv) Базовый PWM использует время 1 для генерации 3 активные высокие сигналы ШИМ (v) Чтение энкодера использует встроенный таймер STM32F4 для интерпретации данных энкодера.Однако целевая модель позволяет считывать каналы A и B кодировщика с помощью выводов B4 и B5 соответственно, а также выводить положение кодера и считать как пакет двоичных данных через вывод D8 настройки UART.

Сгенерированные программы касаются инкрементального энкодера, симметричного SVPWM и ПИ-регулятора защиты от свертывания. На рисунке 15 показан код энкодера, разработанный для считывания информации с инкрементального энкодера и преобразования ее в угловую скорость. На рисунке 16 показан разработанный код Simulink для настройки Таймера 1 для генерации 3 активных высоких сигналов ШИМ с периодом 100 мкс (10 кГц) на выводы E9, E11 и E13 с процентным соотношением рабочего цикла Ra, Rb и Rc соответственно.На рисунке 17 показан код, сгенерированный Simulink ПИ-контроллером, который будет использоваться в ПИ-контроллере антивиндуп.

Код Simulink STM32F4 хоста показан на рисунке 18. Эта модель сконфигурирована с использованием трех наборов блоков Waijung для отправки изменений заданных значений скорости, а полученный пакет двоичных данных отображается в реальном времени как дисплей и график внутри порта COM / UART и канала аппаратного компонента AMG Converter-N2 (преобразователь USB-UART) D .

Производительность и точность спроектированного управления скоростью в реальном времени IM проверяются по двум сценариям: первый сценарий выполняется при ступенчатом изменении задания скорости, где второй сценарий выполняется при ступенчатом изменении нагрузки. крутящий момент при постоянной исходной скорости.

5.1.1. Сценарий 1: Изменение эталонной скорости

Этот тест проводится для подтверждения правильности и хорошей работы антивибрационного контроллера, несмотря на большое изменение эталонной скорости. Вариация задание скорости crenels в рад / с применяют от нуля, то 100, 120, 157, 150 и 80, и, наконец, нулю. ИД здесь работает без нагрузки. Рисунок 19 доказывает, что измеренная скорость идеально соответствует эталону, а время отклика для каждого изменения не превышает 2 с без перерегулирования.Это означает, что контроллер antiwindup работает безупречно, и вся программа хорошо разработана для высокопроизводительного скоростного привода IM.

Поскольку IM не нагружен, пульсация скольжения равна нулю, а пульсации статора и ротора равны. Это подтверждается рис. 20, на котором показана реакция пульсации статора ω _s и отмеченная здесь частота вращения ротора ω _r для описанного выше сценария. Пульсации статора изменяется параллельно опорной скорости ω исх и пропорциональности с напряжением статора для поддержания постоянной V / F.Это правило подтверждается фиг.21, что напряжение соотношение варьирует от 65% для эталонной скорости 100 рад / с, 78% для 120 рад / с, 100% в течение 157 рад / с (синхронной скорости), 98% за 150 рад / с, и 52% для 80 рад / с.

5.1.2. Сценарий 2: изменение крутящего момента нагрузки

В этой серии испытаний используется номинальная опорная скорость 150 рад / с при ступенчатом изменении крутящего момента нагрузки. На рисунке 22 представлена ​​реакция скорости ротора, когда IM приводится в действие в режиме скалярного управления с обратной связью.Этот рисунок демонстрирует, что при большом изменении крутящего момента нагрузки четырех зубцов, как в испытаниях с моделированием (0, 3, 6,82, 3 и 0 Нм), измеренная скорость поддерживается постоянной, близкой к эталонной. На Рисунке 23 представлено уменьшенное изображение. На Рисунке 22 в устойчивом режиме работы показано, что перерегулирование не превышает 2,6%, а время установления менее 2 с в номинальном режиме. Такие характеристики доказывают, что регулятор защиты от сворачивания PI работает правильно, а его параметры Ki и Kp хорошо спроектированы. Кроме того, доказана тонкая согласованность между сгенерированными кодами Simulink и целевым набором блоков Waijung для STM32F4 Discovery.Кроме того, более эффективное использование Waijung Blockset в приложениях для управления электрическими машинами.

Свойства управления U / F для IM хорошо проверены на рисунках 24–27. Возвращаясь к уравнениям (11) и (12), согласно которым электромагнитный момент пропорционален квадрату напряжения статора и его частоты, эти свойства объясняют, почему соотношение напряжений и пульсация статора увеличиваются и уменьшаются параллельно с моментом нагрузки, чтобы поддерживать скорость ротора. постоянный.Реакция отношения напряжений в реальном времени показана на рисунке 24. Увеличенный масштаб этого рисунка, рисунок 25, доказывает, что отношение изменяется от 96,5% до 100% в зависимости от крутящего момента нагрузки по уравнению (12) (100% в номинальном режиме работы). Эталонная пульсация статора, используемая для расчета напряжения статора в соответствии с уравнением (12), показана на рисунке 26. Увеличение последнего рисунка, показанного на рисунке 27, означает, что такая пульсация изменяется от 300 рад / с без момента нагрузки до 331. рад / с в номинальном рабочем режиме.Разница между пульсацией статора и ротора представляет собой пульсацию скольжения, которая пропорциональна крутящему моменту (описываемому уравнением (11)) и доказывает хорошее регулирование переменной скорости. Очевидно, что все полученные экспериментальные результаты невероятно близки к результатам моделирования. Этот вывод доказывает правильность и точность реализации в реальном времени предложенного аппаратного / программного решения для управления скоростью.

5.2. Результаты экспериментов с помощью Waijung WebPage Designer

Waijung WebPage Designer (W2D) — это набор веб-инструментов, предназначенных для приложений, требующих мониторинга и управления в Интернете более простым и быстрым способом с использованием оборудования Waijung Blockset и Aimagin. Другими словами, W2D — это компиляция веб-инструментов, таких как HTML5, CSS, Javascript, JSON, jQuery, jQuery Mobile, SQLite, AJAX и stream. В системе также представлены методы автоматического и ручного управления для остановки или запуска индукционной машины, чтобы избежать сбоев системы.Требования к оборудованию для этого приложения цитируются следующим образом: (i) STM32F4DISCOVERY (ii) aMG F4 Connect 2 + карта Micro SD (iii) aMG Ethernet INF (iv) сервер базы данных aMG SQLite + карта Micro SD

Карта Micro SD должна быть не менее 4 ГБ, чтобы обеспечить скорость передачи данных, достаточно высокую для связи с MCU.

Модель Simulink / Matlab, используемая для веб-мониторинга и управления скоростью IM в режиме замкнутого цикла, показана на рисунке 28. В дополнение к основным предыдущим программам (Encoder, SVPWM, PI-контроллер и основная настройка цели) она содержит настройки блоки для W2D.Внутри подсистемы настройки W2D (белый цвет) она сгруппирована в пять блоков настройки. (I) Настройка веб-сервера состоит из трех блоков: настройка канала Ethernet, настройка приложения Ethernet и настройка сервера Http (ii) Настройка UART использует модуль 6 UART для Tx / Rx (для связи с модулем сервера базы данных SQLite aMG) (iii) Настройка базы данных SQLite использует порт UART6 (интерфейс с сервером базы данных SQLite MG)

Энергозависимое хранилище данных (оранжевый цвет) используется для хранения данных для другого использования модели. Значения, хранящиеся в хранилище данных, отображаются для доступа в Интернет.Отображаемые переменные устанавливаются в режим «Только чтение» или «Запись / чтение». Запрос к базе данных SQLite (желтый цвет) настроен для связи между веб-интерфейсом и системой веб-серверов.

Используя инструмент Waijung WebPage Designer (W2D), мы создали веб-интерфейс для мониторинга значений (скорость ротора Wr, скорость статора Ws и коэффициент напряжения RO) на веб-сервере MCU и отображения в веб-браузере как текстовых и цифровых значений, Ws , Wr и Ro. На рисунке 29 показан наглядный пример результатов в Интернете. Значение скорости ротора выделено красным цветом, а коэффициент напряжения и пульсация статора представлены синим и желтым цветом соответственно.Цель здесь — выявить научную и технологическую осуществимость веб-мониторинга и управления, поскольку производительность алгоритма проверена в предыдущей части. Мы приложили к этому документу видеоролик, в котором резюмируются эти экспериментальные результаты.

6. Заключение

В этой работе представлен технический подход к мониторингу и контролю скорости IM, управляемой V / F-управлением, и осуществляется посредством моделирования и экспериментальных результатов с использованием Waijung Blockset и оборудования AMG вокруг Плата обнаружения STM32F4.

Предлагаемая структура управления усилена твердым антивибрационным ПИ-регулятором и поддерживается объединением STM32F4-Waijung Blockset, который представляет собой идеальную и многообещающую платформу для многих промышленных приложений благодаря быстрому и простому прототипированию и недорогой конструкции. . Пожалуйста, подтвердите, что это ваше предполагаемое значение. Действительно, это не только исключает использование датчиков напряжения и тока, но также исключает использование жестких языков программирования. Ориентировочная стоимость всей установки (аппаратные компоненты STM32F4 и Aimagin) не превышает 400 долларов США, а ориентировочная стоимость аналогичного прототипа с использованием, например, dSPACE 1104, например, превышает 12000 долларов США.

Моделирование и экспериментальные испытания, проведенные для изменения задания скорости и момента нагрузки, доказывают надежность предложенного решения, в котором ПИ-регулятор обеспечивает превосходный отклик даже в тяжелых режимах работы.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Финансирование этой работы было предоставлено Исследовательской лабораторией ERCO (Энергетика, управление и оптимизация робототехники) Национального института прикладных наук и технологий (INSAT) Туниса, Тунис.

2113 — Контроль скорости двигателя для трехфазных асинхронных двигателей

2113 — Контроль скорости двигателя для трехфазных асинхронных двигателей — доктор Годфрид-Виллем Раес

Доктор Годфрид-Виллем RAES

Kursus Experimentele Muziek : Boekdeel 2: Живая электроника

Hogeschool Gent: Отделение музыки и драмы

---

---

2113:

см. Также: 2117

Заявление

<Контроль скорости трехфазных асинхронных двигателей>

Скорость обычного трехфазного асинхронного двигателя зависит от частоты. напряжения питания.Следовательно, изменение скорости такого двигателя требует сборки 3-х фазный преобразователь промышленной частоты. Драйвер может быть реализован с использованием мощности МОП-транзисторы (или IGTB), способные работать с высоким напряжением и с высокой скоростью переключения. Сгенерированная частота может быть запрограммирована в небольшом контроллере PIC и даже в быстром базовом штампе.

Обратите внимание, что при более низких частотах, чем нормальные, напряжение должно быть уменьшено. пропорционально. Если вы забудете об этом, двигатель может перегреться и со временем даже Выгореть.(См. Примечание внизу этого абзаца). Схемы, показанные здесь служат чисто образовательным целям (хотя и работают!) и не всегда наиболее подходящее и безопасное решение.

Для биполярной схемы привода, показанной ниже, двигатель должен быть соединен треугольником.

Используемые оптопары могут быть либо TIL111, либо CNY17-2. Не пытайтесь сэкономить на трансформаторы: это очень маленькие и дешевые типы (2 ВА достаточно) и плавающий способ их подключения (отсутствие заземленных отрицательных полюсов!). к этому дизайну.Будьте осторожны, играя с такой схемой, так как везде высокое напряжение. Цифровой вход и микроконтроллер полностью оптически изолированы от силовых цепей.

Битовый шаблон, который будет запрограммирован в программном обеспечении контроллера, может выглядеть следующим образом:

Обратите внимание на сдвиг фазы на 120 градусов. Паттерн был разработан так, чтобы генерировать много гармонического искажения третьей волны на результирующей волне, тем самым увеличивая среднеквадратичное значение напряжение на обмотках двигателя.

Если вы хотите, чтобы двигатель был соединен по схеме Y, проблема будет в том, что вам нужно гораздо более высокое напряжение для работы. Используя 3-фазный выпрямительный мост, вы можете конечно, использовать выпрямленный трехфазный сетевой ток, но это предполагает его наличие. В качестве альтернативы можно использовать изоляционный трансформатор 230/400 В. Тем не мение, в конце концов, это будет дороже, чем схема, приведенная выше. Однако приведенная ниже схема станет намного проще, поскольку нам не требуется 6 МОП-транзисторов и без плавающих источников питания:

Заявки:

• изменение / регулировка давления ветра в ветряных органах.
• Контроллеры двигателей для токарных станков, больших пил и т.д …
• Генератор трехфазного тока
• Бесщеточные двигатели постоянного тока

ПРИМЕЧАНИЕ:

Если вам нужен контроллер для трехфазного двигателя, вы всегда должны учитывать используя один из многих модулей, предлагаемых индустрией в наши дни. Фабрики такие как Lust gmbh, Siemens (Micromaster 410), Toshiba, Hitachi … у всех есть контроль модули в своих каталогах. Управление скоростью двигателя с помощью такого стандартное решение может быть выполнено путем отправки аналогового напряжения (0-10 В большую часть time) на соответствующий вход или, в некоторых моделях, путем отправки команд RS232 в свой порт.Преимущество этих модулей, помимо прочего, в том, что они одновременно служат защитой двигателя. Кроме того, это может быть в конце быть дешевле, чем строить схемы, показанные выше, самостоятельно.

Цены варьируются от 300 до 600 евро, в зависимости от требуемой мощности и характеристик.

Для очень специфических типов двигателей, может быть полезно разработать специфические двигатели. контроллер мотора. Это то, что мы сделали для нашего робота , где двигатель 400 Гц / 200 В использовался для привода ветрового механизма с малым радиальный компрессор.Это общие спецификации для двигателей, предназначенных для работы в самолетах. В контроллере используется 16-битный микропроцессор PIC (тип 24EP128MO202), поскольку этот тип имеет 3 независимых выхода PWM (даже 6 выходов, в дополнительном Режим). Вот протестированная схема:

Если вы хотите взглянуть на исходный код прошивки в этой схеме, посетите страницу на нашем сайте.

No related posts.