Регулятор обертів двигуна із підтримкою потужності тетерин. Як регулювати оберти двигуна від пральної машини Напівпровідникові регулятори обертів колекторних двигунів

Плавна робота двигуна, без ривків та стрибків потужності – це запорука його довговічності. Для контролю цих показників використовується регулятор обертів електродвигуна на 220В, 12В та 24В, всі ці частотники можна виготовити своїми руками або купити готовий агрегат.

Навіщо потрібний регулятор оборотів

Регулятор обертів двигуна, частотний перетворювач – це прилад на потужному транзисторі, який необхідний для того, щоб інвертувати напругу, а також забезпечити плавну зупинку та пуск асинхронного двигуна за допомогою ШІМу. ШІМ – широко-імпульсне керування електричними пристроями. Його застосовують для створення певної синусоїди змінного та постійного струму.

Фото – потужний регулятордля асинхронного двигуна

Найпростіший приклад перетворювача – це стандартний стабілізатор напруги. Але у приладу, що обговорюється, набагато більший спектр роботи і потужність.

Частотні перетворювачі використовуються в будь-якому пристрої, який живиться від електричної енергії. Регулятори забезпечують надзвичайно точний електричний моторний контроль, тому швидкість двигуна можна змінювати в меншу або більшу сторону, підтримувати оберти на потрібному рівні та захищати прилади від різких обертів. При цьому електродвигун використовується тільки енергія, необхідна для роботи, замість того, щоб запускати його на повній потужності.

Фото – регулятор обертів двигуна постійного струму

Навіщо потрібний регулятор обертів асинхронного електродвигуна:

Для економії електроенергії. Контролюючи швидкість двигуна, плавність його запуску та зупинки, сили і частоти оборотів, можна досягти значної економії власних коштів. Як приклад, зниження швидкості на 20% може дати економію енергії у розмірі 50%.
Перетворювач частоти може бути використаний для контролю температури процесу, тиску або без використання окремого контролера;
Не потрібно додаткового контролера для плавного пуску;
Значно знижуються витрати на технічне обслуговування.

Пристрій часто використовується для зварювального апарату(в основному для напівавтоматів), електричної пічки, ряду побутових приладів (пилососа, швейної машинки, радіо, пральної машини), домашнього обігрівача, різних судномоделей і т.д.

Фото – шим контролер обертів

Принцип роботи регулятора обертів

Регулятор обертів є пристроєм, що складається з наступних трьох основних підсистем:

Двигуна змінного струму;
головного контролера приводу;
Приводу та додаткових деталей.

Коли двигун змінного струму запускається на повну потужність відбувається передача струму з повною потужністю навантаження, таке повторюється 7-8 разів. Цей струм згинає обмотки двигуна та виробляє тепло, яке виділятиметься тривалий час. Це може значно знизити довговічність двигуна. Іншими словами, перетворювач – це своєрідний ступінчастий інвертор, що забезпечує подвійне перетворення енергії.

Фото – схема регулятора для колекторного двигуна

Залежно від вхідної напруги, частотний регулятор числа обертів трифазного або однофазного електродвигуна відбувається випрямлення струму 220 або 380 вольт. Ця дія здійснюється за допомогою діода, що випрямляє, який розташований на вході енергії. Далі струм проходить фільтрацію за допомогою конденсаторів. Далі формується ШІМ, це відповідає електросхема. Тепер обмотки асинхронного електродвигуна готові до передачі імпульсного сигналу та їх інтеграції до потрібної синусоїди. Навіть у мікроелектродвигуна ці сигнали видаються, у буквальному значенні слова, пачками.

Фото – синусоїда нормальної роботи електродвигуна

Як вибрати регулятор

Існує кілька характеристик, за якими потрібно вибирати регулятор оборотів для автомобіля, верстатного електродвигуна, побутових потреб:

Тип керування. Для колекторного електродвигуна бувають регулятори із векторною або скалярною системою управління. Перші найчастіше застосовуються, але другі вважаються надійнішими;
Потужність. Це один із найважливіших факторів для вибору електричного перетворювача частот. Потрібно підбирати частотник з потужністю, яка відповідає максимально допустимій на приладі, що охороняється. Але для низьковольтного двигуна краще підібрати регулятор потужніше, ніж допустима величина Ватт;
напруга. Звичайно, тут все індивідуально, але по можливості потрібно купити регулятор обертів для електродвигуна, у якого принципова схемамає широкий діапазон допустимих напруг;
Діапазон частот. Перетворення частоти – це основне завдання даного приладу, тому намагайтеся вибрати модель, яка максимально відповідатиме Вашим потребам. Скажімо, для ручного фрезера буде достатньо 1000 герц;
За іншими характеристиками. Це термін гарантії, кількість входів, розмір (для настільних верстатів та ручних інструментів є спеціальна приставка).

При цьому також слід розуміти, що є так званий універсальний регуляторобертання. Це частотний перетворювач для безколекторних двигунів.

Фото – схема регулятора для безколекторних двигунів

У цій схемі є частини – одна логічна, де на мікросхемі розташований мікроконтролер, а друга – силова. В основному, така електрична схема використовується для потужного електричного двигуна.

Відео: регулятор оборотів електродвигуна з ШИро V2

Як зробити саморобний регулятор обертів двигуна

Можна зробити простий симісторний регулятор оборотів електродвигуна, його схема представлена нижче, а ціна складається тільки з деталей, що продаються в магазині електротехніки.

Для роботи нам знадобиться потужний симістор типу BT138-600, її радить журнал радіотехніки.

Фото – схема регулятора оборотів своїми руками

В описаній схемі обороти будуть регулюватися за допомогою потенціометра P1. Параметром P1 визначається фаза вхідного імпульсного сигналу, який у свою чергу відкриває симистор. Така схема може застосовуватися як у польовому господарстві, так і домашньому. Можна використовувати цей регулятор для швейних машинок, вентиляторів, настільних свердлильних верстатів.

Принцип роботи простий: у момент, коли двигун трохи загальмовується, його індуктивність падає, і це збільшує напругу R2-P1 і C3, то в свою чергу тягне більш тривале відкриття симістора.

Тиристорний регулятор із зворотним зв'язком працює трохи по-іншому. Він забезпечує зворотний хід енергії в енергетичну систему, що є дуже економним та вигідним. Цей електронний прилад передбачає включення в електричну схему потужного тиристора. Його схема виглядає ось так:

Тут для подачі постійного струму і випрямлення потрібен генератор сигналу, що управляє, підсилювач, тиристор, ланцюг стабілізації оборотів.

При пуску електродвигуна відбувається перевищення споживання струму в 7 разів, що сприяє передчасному виходу з ладу електричної та механічної частин двигуна. Для запобігання цьому слід застосовувати регулятор обертів електродвигуна. Існує багато моделей заводського плану, але для того, щоб зробити такий пристрій самостійно, необхідно знати принцип дії електродвигуна та способи регулювання оборотів ротора.

Загальні відомості

Електродвигуни змінного струму набули широкого поширення в багатьох сферах життєдіяльності людини, а саме моделі асинхронного типу. Основне призначення двигуна як електричної машини трансформація електричної енергії на механічну. Асинхронний у перекладі означає неодночасний, оскільки частота обертання ротора відрізняється від частоти змінної напруги (U) у статорі. Існує два різновиди асинхронних двигунів за типом живлення:

Однофазні.
Трифазні.

Однофазні використовуються для домашніх побутових потреб, а трифазні використовуються на виробництві. У трифазних асинхронних двигунах (далі ТАД) використовуються два види роторів:

замкнуті;
фазні.

Замкнуті становлять близько 95% від усіх застосовуваних двигунів і мають значну потужність (від 250 Вт і вище). Фазний тип конструктивно відрізняється від АТ, але застосовується досить рідко проти першим. Ротор являє собою сталеву фігуру циліндричної форми, яка вміщується всередину статора, причому на його поверхню напресований сердечник.

Короткозамкнений і фазний ротори

Впаяні або залиті в поверхню сердечника і коротко замкнені з торців двома кільцями високопровідні мідні (для машин великої потужності) або алюмінієві стрижні (для машин меншої потужності) відіграють роль електромагнітів з полюсами, зверненими до статора. Стрижні обмотки не мають ізоляції, оскільки напруга в такій обмотці нульова.

Частіше використовуваний для стрижнів двигунів середньої потужності алюміній відрізняється малою щільністю та високою електропровідністю.

Для зменшення вищих гармонік електрорушійної сили (ЕРС) та виключення пульсації магнітного поля стрижні ротора мають належним чином розрахований кут нахилу.щодо осі обертання. Якщо використовується електромотор маленької потужності, то пази є закритими конструкціями, які відокремлюють ротор від зазору з метою збільшення індуктивної складової опору.

Ротор у вигляді фазного виконання або типу характеризуються обмоткою, кінці її з'єднані за типом «зірка» і приєднані до контактних кільців (на валу), якими ковзають графітові щітки. Для усунення вихрових струмів поверхня обмоток покривається оксидною плівкою. Крім того, ланцюг обмотки ротора додається резистор, що дозволяє змінювати активний опір (R) роторного ланцюга для зменшення значень пускових струмів (Iп). Пускові струми негативно впливають на електричну та механічну частини електромотора. Змінні резистори, що використовуються для регулювання Iп:

Металеві або ступінчасті із ручним перемиканням.
Рідинні (за рахунок занурення на глибину електродів).

Щітки, виконані з графіту, зношуються і деякі моделі обладнані короткозамкненим конструктивним виконанням, яке піднімає щітки і замикає кільця після запуску мотора. АТ з фазним ротором є гнучкішими в плані регулювання Iп.

Конструктивні особливості

Асинхронний двигун не має виражених полюсів, на відміну від електромотора постійного струму. Число полюсів визначається кількістю котушок в обмоткахнерухомої частини (статор) та способом з'єднання. В асинхронній машині з чотирма котушками проходить магнітний потік. Статор виконується з листів спецсталі (електротехнічна сталь), що зводять до нуля вихрові струми, при яких відбувається значне нагрівання обмоток. Він призводить до масового міжвиткового замикання.

Залізняк чи сердечник ротора напресовується безпосередньо на вал. Між ротором та статором існує мінімальний повітряний зазор. Обмотка ротора виконується у вигляді «біличної клітини» і виготовлена з мідних або алюмінієвих стрижнів.

У електромоторах потужністю до 100 кВт застосовується алюміній, що має незначну щільність - для заливання в пази сердечника ротора. Але незважаючи на такий пристрій двигуни цього типу гріються. Для вирішення цієї проблеми використовуються вентилятори для примусового охолодження, що насаджуються на вал. Ці двигуни прості та надійні. Однак двигуни споживають при пуску великий струм, у 7 разів більший за номінальний. Через це вони мають низький пусковий момент, оскільки більшість енергії електрики йде на нагрівання обмоток.

Електромотори, у яких підвищений момент запуску, відрізняються від звичайних асинхронних конструкцій ротора. Ротор виготовляється у вигляді подвійної «біличної клітини». Ці моделі мають схожість із фазними типами виготовлення ротора. Він складається з внутрішньої і зовнішньої «біличих клітин», причому зовнішня є пусковий і має великий активний і малий реактивний R. Зовнішня має незначний активний і високий реактивний R. При збільшенні частоти обертання I перемикається на внутрішню клітину і працює у вигляді короткозамкнутого ротора.

Принцип роботи

При протіканні I по обмотці статора в кожній з них створюється магнітний потік (Ф). Ці Ф зрушені на 120 градусів щодо один одного. Отриманий Ф є обертовим, що створює електрорушійну силу (ЕРС)в алюмінієвих чи мідних провідниках. В результаті цього створюється пусковий магнітний момент електромотора, і ротор починає обертатися. Цей процес називається ще в деяких джерелах ковзанням (S), що показує різницю частоти n1 електромагнітного поля стартера, яке стає більшим, ніж частота, отримана при обертанні ротора n2. Обчислюється у відсотках та має вигляд: S = ((n1-n2)/n1) * 100%.

Схема 1 - Тиристорне регулювання обертів колекторного двигуна без втрати потужності.

Ця схема здійснює регулювання за допомогою відкриття або закриття тиристорів (симістора) при фазовому переході через нейтраль. Для коректного керування колекторним двигуном застосовують такі способи модифікації схеми 1:

Встановлює захисні LRC-ланцюги, що складаються з конденсаторів, резисторів і дроселів.
Додавання на вході ємності.
Використання тиристорів або симісторів, струм яких перевищує номінальне значення сили струму двигуна в діапазоні від 3..8 разів.

Цей тип регуляторів має переваги та недоліки. До перших відносяться низька вартість, невелика вага та габарити. До других слід віднести такі:

застосування для двигунів невеликої потужності;
відбувається шум та ривки мотора;
при використанні схеми на симісторах відбувається попадання постійного U на двигун.

Цей тип регулятора ставиться у вентилятори, кондиціонери, пральні машини та електродрилі. Відмінно виконує свої функції, незважаючи на недоліки.

Транзисторний тип

Ще однією назвою регулятора транзисторного типу є автотрансформатор або ШІМ-регулятор (схема 2). Він змінює номінал U за принципом широтно імпульсної модуляції (ШІМ) за допомогою вихідного каскаду, в якому застосовуються транзистори типу IGBT.

Схема 2 - Транзисторний ШІМ-регулятор обертів.

Комутація транзисторів відбувається з високою частотоюі завдяки цьому можна змінити ширину імпульсів. Отже, при цьому зміниться і значення U. Чим довший імпульс і коротше паузи, тим вище значення U і навпаки. Позитивні аспекти застосування цього різновиду такі:

Незначна вага приладу за низьких габаритів.
Досить низька вартість.
За низьких оборотів відсутність шуму.
Управління з допомогою низьких значень U (0..12 У).

Основний недолік застосування полягає в тому, що відстань до електромотора має бути не більше ніж 4 метри.

Регулювання за рахунок частоти

Схема 3 – Частотний регулятор оборотів.

У спеціалізованого ПЛ є свої переваги та недоліки. Перевагами є такі:

Управління АТ без участі людини.
Стабільність.
Додаткові можливості.

Існує можливість керувати роботою електромотора за певних умов, а також захист від перевантажень та струмів КЗ. Крім того, можна розширювати функціонал за допомогою підключення цифрових датчиків, моніторингу параметрів роботи та використання PID-регулятора. До мінусів можна віднести обмеження при керуванні частотою та досить високу вартість.

Для трифазних АТ застосовуються також пристрої регулювання частоти (схема 4). Регулятор має три фази для підключення електромотора.

Схема 4 – ПЧ для трифазного двигуна.

Цей варіант теж має свої сильні й слабкі сторони. До перших можна віднести такі: низьку вартість, вибір потужності, широкий діапазон частотного регулювання, а також всі переваги однофазних перетворювачів частоти. Серед усіх негативних сторінможна виділити основні: попередній підбір та нагрівання при пуску.

Виготовлення своїми руками

Якщо немає можливості, а також бажання набувати регулятора заводського типу, то можна зібрати його своїми руками. Хоча регулятори типу tda1085 зарекомендували себе дуже добре. Для цього потрібно детально ознайомитись з теорією та приступити до практики. Дуже популярні схеми симісторного виконання, зокрема регулятор обертів асинхронного двигуна 220 (схема 5). Зробити його нескладно. Він збирається на симісторі ВТ138, який добре підходить для цих цілей.

Схема 5 - Простий регулятор обертів на симісторі.

Цей регулятор може бути використаний і для регулювання обертів двигуна постійного струму 12 вольт, оскільки є досить простим та універсальним. Оберти регулюються завдяки зміні параметрів Р1, що визначає фазу вхідного сигналу, який відкриває перехід симістора.

Принцип роботи простий. При запуску двигуна відбувається його загальмовування, індуктивність зміняться в меншу сторону і сприяє збільшенню U ланцюга «R2->P1->C2». При розряді С2 симістор відкривається протягом деякого часу.

Існує ще одна схема. Вона працює трохи інакше: шляхом забезпечення ходу енергії зворотного типу, що є оптимально вигідним. У схему включено досить потужний тиристор.

Схема 6 - Влаштування тиристорного регулятора.

Схема складається з генератора сигналу управління, підсилювача, тиристора та ділянки ланцюга, що виконує функції стабілізатора обертання ротора.

Найбільш універсальною схемою є регулятор на симістор і диністор (схема 7). Він здатний плавно зменшити швидкість обертання валу, задати реверс двигуну (змінити напрямок обертання) і знизити пусковий струм.

Принцип роботи схеми:

С1 заряджається до U пробою диністора D1 через R2.
D1 при пробитті відкриває перехід симістора D2, який відповідає за керування навантаженням.

Напруга при навантаженні прямо пропорційно залежить від частотної складової при відкритті D2, що залежить від R2. Схема застосовується у пилососах. Вона містить універсальне електронне управління, а також здатність простого підключення живлення 380 В. Усі деталі слід розташувати на друкованій платі, виготовленій за лазерно-прасною технологією (ЛУТ). Детально з цією технологією виготовлення плат можна ознайомитися в інтернеті.

Таким чином, при виборі регулятора оборотів електродвигуна можливе придбання заводського або виготовлення своїми руками. Саморобний регуляторзробити досить просто, тому що при розумінні принципу дії пристрою можна легко зібрати його. Крім того, слід дотримуватись правил безпеки при здійсненні монтажу деталей та при роботі з електрикою.

Для плавності збільшення та зменшення швидкості обертання валу існує спеціальний прилад – регулятор оборотів електродвигуна 220в. Стабільна експлуатація, відсутність перебоїв напруги, тривалий термін служби – переваги використання регулятора обертів двигуна на 220, 12 та 24 вольт.

Галузь застосування
Вибираємо пристрій
Пристрій ПЛ
Види пристроїв
- Прилад тріак

Для чого потрібний частотний перетворювач обертів

Функція регулятора в інвертуванні напруги 12, 24 вольт, забезпечення плавності пуску та зупинки з використанням широтно-імпульсної модуляції.

Контролери оборотів входять до структури багатьох приладів, оскільки вони забезпечують точність електричного керування. Це дозволяє регулювати обороти у потрібну величину.

Галузь застосування

Регулятор обертів двигуна постійного струму використовується у багатьох промислових та побутових областях. Наприклад:

опалювальний комплекс;
приводи обладнання;
зварювальний апарат;
електричні печі;
пилососи;
швейні машинки;
пральні машини.

Вибираємо пристрій

Щоб підібрати ефективний регулятор необхідно враховувати характеристики приладу, особливості призначення.

Для колекторних електродвигунів поширені векторні контролери, але скалярні є надійнішими.
Важливим критерієм вибору є потужність. Вона повинна відповідати допустимою на використовуваному агрегаті. А краще перевищувати безпечну роботу системи.
Напруга має бути у допустимих широких діапазонах.
Основне призначення регулятора перетворювати частоту, тому цей аспект необхідно вибрати відповідно до технічних вимог.
Ще необхідно звернути увагу на термін служби, розміри, кількість входів.

Пристрій ПЛ

двигун змінного струму; природний контролер;
привід;
Додаткові елементи.

Схема контролера обертів обертання двигуна 12 зображена на малюнку. Оберти регулюються за допомогою потенціометра. Якщо на вхід надходять імпульси із частотою 8 кГц, то напруга живлення буде 12 вольт.

Прилад може бути куплений у спеціалізованих точках продажу, а можна зробити самому.

При пуску трифазного двигуна на всю потужність передається струм, дія повторюється близько 7 разів. Сила струму згинає обмотки двигуна, утворюється тепло протягом тривалого часу. Перетворювач є інвертор, що забезпечує перетворення енергії. Напруга надходить у регулятор, де відбувається випрямлення 220 вольт за допомогою діода, розташованого на вході. Потім відбувається фільтрація струму за допомогою 2 конденсатора. Утворюється ШІМ. Далі імпульсний сигнал передається від обмоток двигуна до певної синусоїди.

Існує універсальний пристрій 12в для безколекторних двигунів.

Для економії на платежах за електроенергію наші читачі радять "Економіст енергії Electricity Saving Box". Щомісячні платежі стануть на 30-50% меншими, ніж були до використання економіка. Він прибирає реактивну складову з мережі, у результаті знижується навантаження і, як наслідок, струм споживання. Електроприлади споживають менше електроенергії, знижуються витрати на її оплату.

Схема складається з двох частин – логічної та силової. Мікроконтролер розташований на мікросхемі. Ця схема й у потужного двигуна. Унікальність регулятора полягає у застосуванні з різними видамидвигунів. Живлення схем роздільне, драйверам ключів потрібне живлення 12В.

Види пристроїв

Прилад тріак

Пристрій Сімістр (Тріак) використовується для регулювання освітленням, потужністю нагрівальних елементів, швидкість обертання.

Схема контролера на симістор містить мінімум деталей, зображених на малюнку, де С1 - конденсатор, R1 - перший резистор, R2 - другий резистор.

За допомогою перетворювача регулюється потужність шляхом зміни часу відкритого симістора. Якщо він закритий, конденсатор заряджається за допомогою навантаження та резисторів. Один резистор контролює величину струму, а другий регулює швидкість заряду.

Коли конденсатор досягає граничного порогу напруги 12 або 24в, спрацьовує ключ. Симистр перетворюється на відкритий стан. При переході напруги через нуль, симистр замикається, далі конденсатор дає негативний заряд.

Перетворювачі на електронних ключах

Поширені регулятор тиристор, що мають просту схему роботи.

Тиристор працює в мережі змінного струму.

Окремим видом є стабілізатор напруги змінного струму. Стабілізатор містить трансформатор із численними обмотками.

До джерела напруги 24 вольт. Принцип дії полягають у заряді конденсатора і замкненому тиристорі, а при досягненні конденсатором напруги тиристор посилає струм на навантаження.

Процес пропорційних сигналів

Сигнали, що надходять на вхід системи, утворюють зворотний зв'язок. Докладніше розглянемо за допомогою мікросхеми.

Мікросхема TDA 1085, зображена вище, забезпечує керування електродвигуном 12в, 24в зворотним зв'язком без втрат потужності. Обов'язковим є зміст таходатчика, що забезпечує зворотний зв'язок двигуна із платою регулювання. Сигнал стаходача йде на мікросхему, яка передає силовим елементам завдання – додати напругу на мотор. При навантаженні на вал плата додає напругу, а потужність збільшується. Відпускаючи вал, напруга зменшується. Обороти будуть постійними, а силовий момент не зміниться. Частота керується у великому діапазоні. Такий двигун 12, 24 вольт встановлюється у пральні машини.

Своїми руками можна зробити прилад для гриндера, токарного верстата по дереву, точила, бетономішалки, соломорізки, газонокосарки, дровокола та багато іншого.

Промислові регулятори, що складаються з контролерів 12, 24 вольт, заливаються смолою, тому не підлягають ремонту. Тому часто виготовляється прилад 12в самостійно. Нескладний варіант із використанням мікросхеми U2008B. У регуляторі використовується зворотний зв'язок струмом або плавний пуск. У разі використання останнього необхідні елементи C1, R4, перемичка X1 не потрібна, а при зворотнього зв'язкунавпаки.

Під час збирання регулятора правильно вибирати резистор. Так як при великому резистори, на старті можуть бути ривки, а при маленькому резистори компенсація буде недостатньою.

Важливо! При регулюванні контролера потужності слід пам'ятати, що всі деталі пристрою підключені до мережі змінного струму, тому необхідно дотримуватися заходів безпеки!

Регулятори оборотів обертання однофазних і трифазних двигунів 24, 12 вольт є функціональним і цінним пристроєм, як у побуті, так і в промисловості.

На простих механізмах зручно встановлювати аналогові регулятори струму. Наприклад, вони можуть змінити швидкість обертання валу двигуна. З технічного боку виконати такий регулятор просто (потрібне встановлення одного транзистора). Застосовується для регулювання незалежної швидкості моторів у робототехніці та джерелах живлення. Найбільш поширені два варіанти регуляторів: одноканальні та двоканальні.

Відео №1.Одноканальний регулятор у роботі. Змінює швидкість кручення вала двигуна за допомогою обертання ручки змінного резистора.

Відео №2. Збільшення швидкості кручення вала двигуна під час роботи одноканального регулятора. Зростання числа оборотів від мінімального до максимального значенняпри обертанні ручки змінного резистора.

Відео №3.Двоканальний регулятор у роботі. Незалежна установка швидкості кручення валів моторів на базі підстроювальних резисторів.

Відео №4. Напруга на виході регулятора виміряна цифровим мультиметром. Отримане значення дорівнює напрузі батарейки, від якого відібрали 0,6 вольт (різниця виникає через падіння напруги на переході транзистора). При використанні батарейки 9,55 вольт, фіксується зміна від 0 до 8,9 вольт.

Функції та основні характеристики

Струм навантаження одноканального (фото. 1) і двоканального (фото. 2) регуляторів не перевищує 1,5 А. Тому для підвищення здатності навантаження роблять заміну транзистора КТ815А на КТ972А. Нумерація висновків цих транзисторів збігається (е-к-б). Але модель КТ972А працездатна із струмами до 4А.

Одноканальний регулятор для двигуна

Пристрій керує одним двигуном, живлення здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт.

Конструкція пристрою

Основні елементи конструкції регулятора представлені на фото. 3. Пристрій складається з п'яти компонентів: два резистор змінного опору з опором 10 кОм (№1) та 1 кОм (№2), транзистор моделі КТ815А (№3), пара двосекційних гвинтових клемника на вихід для підключення мотора (№4) та вхід для підключення батареї (№5).

Примітка 1. Встановлення гвинтових клемників не є обов'язковим. За допомогою тонкого монтажного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

Принцип роботи

Порядок роботи регулятора двигуна визначає електросхема (рис. 1). З урахуванням полярності на роз'єм ХТ1 подають постійну напругу. Лампочку або двигун підключають до роз'єму ХТ2. На вході включають змінний резистор R1, його обертання ручки змінює потенціал на середньому виході в противагу мінусу батарейки. Через струмообмежувач R2 здійснено підключення середнього виходу до базового виведення транзистора VT1. У цьому транзистор включений за схемою регулярного струму. Позитивний потенціал на базовому виході збільшується при переміщенні догори середнього виводу від плавного обертання ручки змінного резистора. Відбувається збільшення струму, що обумовлено зниженням опору переходу колектор-емітер в транзисторі VT1. Потенціал зменшуватиметься, якщо ситуація буде зворотною.

Принципова електрична схема

Матеріали та деталі

Необхідна друкована плата розміром 20х30 мм, виготовлена з фольгованого з одного боку листа склотекстоліту (допустима товщина 1-1,5 мм). У таблиці 1 наведено перелік радіокомпонентів.

Примітка 2. Необхідний для пристрою змінний резистор може бути будь-якого виробництва, важливо дотриматися для нього значення опору струму, зазначені в таблиці 1.

Примітка 3. Для регулювання струмів вище 1,5А транзистор КТ815Г замінюють більш потужний КТ972А (з максимальним струмом 4А). При цьому малюнок друкованої плати змінювати не потрібно, оскільки розподіл висновків обох транзисторів ідентичний.

Процес складання

Для подальшої роботи потрібно завантажити архівний файл, розміщений наприкінці статті, розархівувати його та роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора (файл), а монтажний креслення (файл) – на білому офісному аркуші (формат А4).

Далі креслення монтажної плати (№1 на фото. 4) наклеюють до струмоведучих доріжок на протилежному боці друкованої плати (№2 на фото. 4). Необхідно зробити отвори (№3 на фото. 14) на монтажному кресленні у посадкових місцях. Монтажне креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні збігатися. На фото.5 показано цоколівку транзистора КТ815.

Вхід та вихід клемників-роз'ємів маркують білим кольором. Через кліпсу до клемника підключається джерело напруги. Повністю зібраний одноканальний регулятор відображено на фото. Джерело живлення (батарея 9 вольт) підключається на фінальному етапі збирання. Тепер можна регулювати швидкість обертання валу за допомогою двигуна, для цього потрібно плавно обертати ручку регулювання змінного резистора.

Для тестування пристрою необхідно з архіву надрукувати креслення диска. Далі потрібно наклеїти це креслення (№1) на щільний і тонкий картонний папір (№2). Потім ножицями вирізається диск (№3).

Отриману заготовку перевертають (№1) і до центру кріплять квадрат чорної ізолятори (№2) для кращого зчеплення поверхні вала двигуна з диском. Потрібно зробити отвір (№3), як зазначено на зображенні. Потім диск встановлюють на вал двигуна і можна приступати до випробувань. Одноканальний регулятор двигуна готовий!

Двухканальний регулятор для двигуна

Використовується для незалежного керування парою двигунів одночасно. Живлення здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт. Струм навантаження розрахований до 1,5А на кожний канал.

Конструкція пристрою

Основні компоненти конструкції представлені на фото.10 і включають: два підстроювальні резистори для регулювання 2-го каналу (№1) і 1-го каналу (№2), три двосекційні гвинтові клемники для виходу на 2-й мотор (№3), для виходу на перший двигун (№4) і для входу (№5).

Примітка.1 Встановлення гвинтових клемників не є обов'язковим. За допомогою тонкого багатожильного монтажного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

Принцип роботи

Схема двоканального регулятора ідентична електричної схемиодноканального регулятора. Складається із двох частин (рис.2). Основна відмінність: резистор змінного опору замін на підстроювальний резистор. Швидкість обертання валів встановлюється заздалегідь.

Примітка.2. Для оперативного регулювання швидкості кручення моторів підстроювальні резистори замінюють за допомогою монтажного дроту з резисторами змінного опору з показниками опорів, вказаними на схемі.

Матеріали та деталі

Потрібно друкована плата розміром 30х30 мм, виготовлена з фольгованого з одного боку листа склотекстоліту товщиною 1-1,5 мм. У таблиці 2 наведено перелік радіокомпонентів.

Процес складання

Після завантаження архівного файлу, розміщеного наприкінці статті, потрібно розархівувати його та роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора для термопереведення (файл termo2), а монтажний креслення (файл montag2) – на білому офісному аркуші (формат А4).

Креслення монтажної плати наклеюють до струмоведучих доріжок на протилежному боці друкованої плати. Формують отвори на монтажі креслення в посадкових місцях. Монтажне креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні збігатися. Виготовляється цоколівка транзистора КТ815. Для перевірки потрібно тимчасово з'єднати монтажним дротом входи 1 та 2 .

Кожен із входів підключають до полюса джерела живлення (у прикладі показана батарейка 9 вольт). Мінус джерела живлення при цьому кріплять до центру клемника. Важливо пам'ятати: чорний провід "-", а червоний "+".

Двигуни повинні бути підключені до двох клемників, також необхідно встановити потрібну швидкість. Після успішних випробувань потрібно видалити тимчасове з'єднання входів та встановити пристрій на модель робота. Двоканальний регулятор двигуна готовий!

У представлені необхідні схеми та креслення для роботи. Емітери транзисторів позначені червоними стрілками.

Якісний та надійний контролер швидкості обертання для однофазних колекторних електродвигунів можна зробити на поширених деталях буквально за 1 вечір. Ця схема має вбудований модуль виявлення перевантаження, забезпечує м'який пуск керованого двигуна та стабілізатор швидкості обертання двигуна. Працює такий блок із напругою як 220, так і 110 вольт.

Технічні параметри регулятора

напруга живлення: 230 вольт змінного струму
діапазон регулювання: 5…99%
напруга навантаження: 230 В/12 А (2,5 кВт з радіатором)
максимальна потужність без радіатора 300 Вт
низький рівень шуму
стабілізація оборотів
м'який старт
розміри плати: 50×60 мм

Принципова електросхема

Схема регулятор мотора на симісторі та U2008

Схема модуля системи регулювання заснована на генераторі ШІМ імпульсів і симістор управління мотором - класична схемотехніка для подібних пристроїв. Елементи D1 і R1 забезпечують обмеження величини напруги живлення до безпечної для живлення мікросхеми генератора. Конденсатор C1 відповідає за фільтрацію напруги живлення. Елементи R3, R5 і P1 є дільником напруги з можливістю регулювання, який використовується для завдання величини потужності, що подається в навантаження. Завдяки застосуванню резистора R2, що безпосередньо входить у ланцюг надходження на м/с фази, внутрішні блоки синхронізовані з симістором ВТ139.

Друкована плата

На наступному малюнку показано розташування елементів на платі. Під час монтажу та запуску слід звернути увагу на забезпечення умов безпечної роботи – регулятор має живлення від мережі 220В та його елементи безпосередньо підключені до фази.

Збільшення потужності регулятора

У випробувальному варіанті був застосований симистор BT138/800 з максимальним струмом 12 А, що дає можливість керувати навантаженням понад 2 кВт. Якщо необхідно керування ще великими струмаминавантаження - радимо тиристор встановити поза плати на великому радіаторі. Також слід пам'ятати про правильний вибір запобіжника FUSE залежно від навантаження.