Многие виды работ с деревом, металлом или другими материалами требуют хорошей тяги, а не высоких скоростей. Правильнее будет сказать. момент. Благодаря этому запланированные работы могут быть выполнены эффективно и с минимальными потерями энергии. Для этой цели приводное устройство использует двигатели постоянного тока (или коллекторы), в которых напряжение питания выпрямляется самим устройством. Затем для достижения требуемой производительности необходимо отрегулировать вращение двигателя переключателя без потери мощности.
Особенности регулирования скорости
Важно знать что каждый двигатель потребляет во время вращения не только активная, но и реактивная мощность. В этом случае уровень реактивной мощности будет выше, что связано с характером нагрузки. В этом случае задачей разработки устройств для управления скоростью вращения коллекторных двигателей является уменьшение разницы между активной и реактивной мощностью. Поэтому такие преобразователи будут довольно сложными, и сделать их самостоятельно непросто.
Вы можете только создать некоторое подобие контроллера самостоятельно, но не стоит говорить о поддержании питания. Что такое сила? С точки зрения электрических характеристик это произведение потребления тока, умноженного на напряжение. Результат даст некоторую ценность, которая включает в себя активные и реактивные компоненты. Чтобы выбрать только активный, то есть уменьшить потери до нуля, вы должны изменить характер нагрузки на активный. Только полупроводниковые резисторы имеют эти характеристики.
Так, индуктор должен быть заменен резистором, но это невозможно, потому что двигатель превратится во что-то другое и, очевидно, ничего не запустит. Задача регулирования без потерь. сохранить импульс, а не силу: он все равно изменится. Только преобразователь, который управляет скоростью путем изменения длительности импульсов тиристоров или силовых транзисторов, может справиться с этой задачей.
Обобщенная схема контроллера
Примером контроллера, реализующего принцип управления двигателем без потери мощности, можно считать тиристорный преобразователь. Это пропорциональные интегральные схемы обратной связи, которые они предоставляют. жесткое регулирование характеристики варьируются от ускорения-замедления до реверса. Наиболее эффективным является контроль фазы импульса: частота повторения импульсов разблокированного синхронизируется с частотой сети. Это экономит время без увеличения реактивной составляющей. Обобщенная схема может быть представлена в нескольких блоках:
- силовой выпрямитель;
- блок управления выпрямителем или импульсно-фазовая схема управления;
- обратная связь тахогенератора;
- блок управления током в обмотках двигателя.
Прежде чем углубиться в более точное устройство и принцип регулирования, необходимо определить тип двигателя переключателя. Это будет зависеть от схемы управления ее реализацией.
Типы коллекторных двигателей
Известно по меньшей мере два типа коллекторных двигателей. К первым относятся устройства с арматурой и обмоткой статора. Второй включает в себя якоря и постоянные магниты. Вам также нужно решить, для каких целей необходимо построить регулятор:
- Если необходимо регулировать простое движение (например, вращением точильного камня или сверлением), то вращение необходимо будет изменять в диапазоне от некоторого минимального значения, не равного нулю, до максимального. Расчетное значение: от 1000 до 3000 об / мин. Для этого подходит упрощенная схема для 1 тиристора или пары транзисторов.
- Если вы хотите контролировать скорость от 0 до максимальной, то вам нужно будет использовать полноценные схемы преобразователя со строгими характеристиками управления. Как правило, мастера-самоучки или любители обнаруживают обмотку двигателей возбуждения и тахогенератор. Такой двигатель представляет собой сборку, которая используется в любой современной стиральной машине и часто выходит из строя. Поэтому рассмотрим принцип управления этим двигателем, изучив его конструкцию более подробно.
Моторостроение
Конструктивно двигатель от стиральной машины Indesit прост, но при разработке контроллера для управления его скоростью необходимо учитывать параметры. Двигатели могут отличаться по характеристикам, что также изменит управление. Режим работы, от которого будет зависеть конструкция преобразователя, также принимается во внимание. Конструктивно коллекторный мотор собран следующие компоненты:
- Якорь, он имеет обмотку, встроенную в пазы сердечника.
- Коллектор представляет собой механический выпрямитель переменного тока, через который он передается на обмотку.
- Полевой статор. Необходимо создать постоянное магнитное поле, в котором якорь будет вращаться.
Видео: Регулятор Оборотов С Поддержанием Мощности Для Болгарки
С увеличением тока в цепи двигателя, включенной в стандартную схему, обмотка возбуждения соединена последовательно с якорем. При таком включении мы увеличиваем магнитное поле, действующее на якорь, что позволяет добиться линейных характеристик. Если поле остается неизменным, сложнее получить хорошую динамику, не говоря уже о больших потерях мощности. Такие двигатели лучше всего использовать на низких оборотах, так как они более удобны для работы небольшими дискретными движениями.
Путем организации раздельного управления возбуждением и якорем, можно добиться высокой точности определения местоположения вала двигателя, но тогда схема управления станет намного более сложной. Поэтому мы более подробно рассмотрим контроллер, который позволяет изменять скорость от 0 до максимального значения, но без позиционирования. Это может пригодиться., если полный сверлильный станок с возможностью нарезания резьбы сделан из двигателя стиральной машины.
Выбор схемы
Узнав обо всех условиях, при которых будет использоваться двигатель, можно приступить к изготовлению регулятора скорости вращения коллекторного двигателя. Вы должны начать с выбора правильной схемы, которая предоставит вам все необходимые функции и возможности. Помните их:
- Регулировка скорости от 0 до максимальной.
- Обеспечение хорошего крутящего момента на низких скоростях.
- Плавное управление скоростью.
Рассматривая множество схем в Интернете, мы можем сделать вывод, что очень немногие люди занимаются созданием таких «единиц». Это связано со сложностью принципа управления, поскольку многие параметры необходимо регулировать. Угол раскрытия тиристора, длительность управляющего импульса, время ускорения и замедления, скорость наклона. Этими функциями управляет схема контроллера, которая выполняет сложные целочисленные вычисления и преобразования. Рассмотрим одну из схем, которая популярна у мастеров-самоучек или тех, кто просто хочет использовать старый двигатель от стиральной машины.
Все наши критерии соответствуют схеме управления коллектором скорости двигателя, собранной на специальном чипе TDA 1085. Это полностью готовый драйвер управления двигателем, который позволяет регулировать скорость от 0 до максимальной, поддерживая крутящий момент с помощью тахогенератора.
Особенности дизайна
Микросхема оснащена всем необходимым для качественного управления двигателем в разных скоростных режимах, от торможения до разгона и вращения на максимальной скорости. Поэтому его использование значительно упрощает конструкцию при выполнении всего универсальный привод, потому что вы можете выбрать любую скорость с постоянным крутящим моментом на валу и использовать не только в качестве конвейерной ленты или привода бурильной машины, но и для перемещения стола.
Характеристики чипа можно найти на официальном сайте. Мы покажем основные функции, которые потребуются для проектирования конвертера. К ним относятся: интегральная схема напряжение-напряжение, ускоритель, устройство плавного пуска, модуль обработки сигналов Tahoe, модуль ограничения тока и т. Д. Как видите, схема оснащена рядом защит, которые обеспечат стабильность контроллера в разные режимы.
На рисунке ниже показана типичная схема включения чипа.
Схема проста, поэтому она полностью воспроизведена своими руками. Есть несколько функций, которые включают в себя предельные значения и контроль скорости:
- Максимальный ток в обмотках двигателя не должен превышать 10 А (при условии, что конфигурация показана на схеме). Если вы используете сильный триак, мощность может быть выше. Обратите внимание, что вам нужно будет изменить сопротивление в цепи обратной связи на нижнюю сторону, а также индуктивность шунта.
- Максимальная скорость достигается при 3200 об / мин. Эта характеристика зависит от типа двигателя. Схема может управлять двигателями до 16 тысяч об / мин.
- Разгон до максимальной скорости достигает 1 секунды.
- Нормальное ускорение обеспечивается за 10 секунд от 800 до 1300 об / мин.
- В двигателе используется 8-полюсный тахогенератор с максимальным выходным напряжением 6000 об / мин и 30 В. То есть он должен выдавать 8 мВ при 1 об / мин. При 15000 об / мин он должен иметь напряжение 12 В.
- Для управления двигателем используется ограничение по току 15А и напряжение 600В.
Если необходимо организовать оборотную сторону двигателя, то необходимо будет дополнить цепь стартером, который переключит направление обмотки возбуждения. Схемы управления нулевой скоростью также потребуются для обеспечения обратного хода. Цифра не указывает.
Принцип управления
При настройке скорости вала двигателя с помощью резистора в выходной цепи 5 на выходе формируется импульсная последовательность, чтобы разблокировать триак под определенным углом. Скорость вращения контролируется тахогенератором, который происходит в цифровом формате. Драйвер преобразует полученные импульсы в аналоговое напряжение, благодаря чему частота вращения вала стабилизируется до единого значения, независимо от нагрузки. Если напряжение от тахогенератора изменится, внутренний контроллер увеличит выход управления симистором, что увеличит скорость.
Чип может управлять двумя линейными ускорениями, что позволяет добиться необходимой динамики от двигателя. Один указывается выходным путем Ramp 6. Этот контроллер используется самими производителями стиральных машин, поэтому он имеет все преимущества использования в бытовых целях. Это обеспечивается следующими блоками:
- Регулятор напряжения для нормальной работы цепи управления. Реализуется в соответствии с выводами 9, 10.
- Схема управления скоростью вращения Реализуется в соответствии с выводами МК 4, 11, 12. При необходимости контроллер можно перенести на аналоговый датчик, после чего выводы 8 и 12 объединяются.
- Блокируйте пусковые импульсы. Он реализован в соответствии с выводами 1, 2, 13, 14, 15. Регулируется длительность импульсов управления, задержка, их формирование от постоянного напряжения и калибровка.
- Устройство для генерации напряжения измельченного зуба. Контакты 5, 6 и 7. Используются для управления скоростью в соответствии с заданной точкой.
- Схема управления усилителем. Заключение 16. Позволяет настроить разницу между заданной скоростью и фактической скоростью.
- Устройство ограничения тока к выводу 3. При увеличении напряжения происходит уменьшение угла отключения.
С помощью похожая схема обеспечивает полное управление двигателем коллектора в любом режиме. Благодаря принудительному управлению ускорением, требуемая скорость ускорения может быть достигнута до заданной скорости. Этот контроллер может использоваться для всех современных двигателей стиральных машин, используемых для других целей.
|