Регулировка оборотов двигателя постоянного тока: Регулятор скорости двигателя постоянного тока

Содержание

Регулятор скорости двигателя постоянного тока

 Наиболее простой метод регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PWM). Суть этого метода заключается в том, что напряжение питания подается на двигатель в виде импульсов. При этом частота следования импульсов остается постоянной, а их длительность может меняться.

   ШИМ сигнал характеризуется таким параметром как коэффициент заполнения или Duty cycle. Это величина обратная скважности и равна отношению длительности импульса к его периоду.

 

D = (t/T) * 100%

   На рисунках ниже изображены ШИМ сигналы с различными коэффициентами заполнения.

   
   При таком методе управления скорость вращения двигателя будет пропорциональна коэффициенту заполнения ШИМ сигнала. 

   Простейшая схема управления двигателем постоянного тока состоит из полевого транзистора, на затвор которого подается ШИМ сигнал. Транзистор в данной схеме выполняет роль электронного ключа, коммутирующего один из выводов двигателя на землю.

Транзистор открывается на момент длительности импульса.


   Как будет вести себя двигатель в таком включении? Если частота ШИМ сигнала будет низкой (единицы Гц), то двигатель будет поворачиваться рывками. Это будет особенно заметно при маленьком коэффициенте заполнения ШИМ сигнала. 
   При частоте в сотни Гц мотор будет вращаться непрерывно и его скорость вращения будет изменяться пропорционально коэффициенту заполнения. Грубо говоря, двигатель будет «воспринимать» среднее значение подводимой к нему энергии. 

   Существует много схем для генерации ШИМ сигнала. Одна из самых простых — это схема на основе 555-го таймера. Она требует минимум компонентов, не нуждается в настройке и собирается за один час. 

   Напряжение питания схемы VCC может быть в диапазоне 5 — 16 Вольт. В качестве диодов VD1 — VD3 можно взять практически любые диоды. 

   Если интересно разобраться, как работает эта схема, нужно обратиться к блок схеме 555-го таймера. Таймер состоит из делителя напряжения, двух компараторов, триггера, ключа с открытым коллектором и выходного буфера.  

 
   Вывод питания (VCC) и сброса (Reset) у нас заведены на плюс питания, допустим, +5 В, а земляной (GND) на минус. Открытый коллектор транзистора (вывод DISCH) подтянут к плюсу питания через резистор и с него снимается ШИМ сигнал. Вывод CONT не используется, к нему подключен конденсатор. Выводы компараторов THRES и TRIG объединены и подключены к RC цепочке, состоящей из переменного резистора, двух диодов и конденсатора. Средний вывод переменного резистора подключен к выводу OUT. Крайние выводы резистора подключены через диоды к конденсатору, который вторым выводом подключен к земле. Благодаря такому включению диодов, конденсатор заряжается через одну часть переменного резистора, а разряжается через другую. 

   В момент включения питания на выводе OUT низкий логический уровень, тогда на выводах THRES и TRIG, благодаря диоду VD2, тоже будет низкий уровень. Верхний компаратор переключит выход в ноль, а нижний в единицу. На выходе триггера установится нулевой уровень (потому что у него инвертор на выходе), транзисторный ключ закроется, а на выводе OUT установиться высокий уровень (потому что у него на инвертор на входе). Далее конденсатор С3 начнет заряжаться через диод VD1. Когда она зарядится до определенного уровня, нижний компаратор переключится в ноль, а затем верхний компаратор переключит выход в единицу. На выходе триггера установится единичный уровень, транзисторный ключ откроется, а на выводе OUT установится низкий уровень. Конденсатор C3 начнет разряжаться через диод VD2, до тех пор, пока полностью не разрядится и компараторы не переключат триггер в другое состояние. Далее цикл будет повторяться. 

   Приблизительную частоту ШИМ сигнала, формируемого этой схемой, можно рассчитать по следующей 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) = 288 Гц.

   Объединим две представленные выше схемы, и мы получим простую схему регулятора оборотов двигателя постоянного тока, которую можно применить для управления оборотами двигателя игрушки, робота, микродрели и т.д.


   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. 

   Вместо полевого транзистора можно использовать биполярный n-p-n транзистор, транзистор дарлингтона, оптореле соответствующей мощности.

Схема регулировки оборотов двигателя постоянного тока

Забыли пароль? Изменен п. Расшифровка и пояснения — тут. Нужна помощь. Кто может подсказать схему регулятора оборотов двигателя постоянного тока вольт.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ✅⚡️Как сделать простой регулятор мощности — оборотов. «ШИМ регулятор» Simple PWM ⚡️✅

Регулятор оборотов двигателя постоянного тока схема


Двигатель подключен в цепь к полевому транзистору который управляется широтно-импульсной модуляцией осуществляемой на микросхеме таймере NE, поэтому и схема получилась такой простой. ШИМ регулятор реализован с помощью обычного генератора импульсов на нестабильном мультивибраторе, генерирующий импульсы с частотой следования 50 Гц и построенного на популярном таймере NE Сигналы поступающие с мультивибратора создают поле смещения на затворе полевого транзистора. Длительность положительного импульса настраивается при помощи переменного сопротивления R2.

Чем выше длительность положительного импульса поступающего на затвор полевого транзистора, тем большая мощность подается на электродвигатель постоянного тока. И на оборот чем меньше длительность импульса, тем слабее вращается электродвигатель. Эта схема прекрасно работает от аккумуляторной батареи на 12 вольт. Регулировка оборотов в этой схеме достигается подачей на электромотор импульсов напряжения, различной длительности.

Для этих целей используются ШИМ широтно-импульсные модуляторы. В данном случае широтно-импульсное регулирование обеспечивается микроконтроллер PIC. Максимальное входное напряжение — 30В.

Все это позволяет применять двигатели с напряжением от 6В до 27В. В роли силового ключа используется составной транзистор КТА который желательно установить на радиатор. Устройство собрано на печатной плате размерами 61 х 52мм.

Скачать рисунок печатной платы и файл прошивки можно по ссылке выше. Смотри в архиве папку el. Регулятор оборотов двигателя постоянного тока схема Схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока работает на принципах широтно-импульсной модуляции и применяется для изменения оборотов двигателя постоянного тока на 12 вольт. Регулирование частоты вращения вала двигателя при помощи широтно-импульсной модуляции дает больший КПД, чем при применение простого изменения постоянного напряжения подаваемого на двигатель, хотя эти схемы мы тоже рассмотрим.

Регулятор оборотов двигателя постоянного тока схема на 12 вольт. Регулирование оборотов двигателя постоянного тока схема на 6 вольт.


Схемы и обзор регуляторов оборотов электродвигателя 220В

На рисунке показана схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока на напряжение 12В. Регулировка оборотов двигателя производится потенциометром VR1. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Ваш IP: Регулятор оборотов двигателя постоянного тока 12В. Разное ИП

Управление двигателем постоянного тока проще всего организовать с то мы можем регулировать обороты двигателя изменяя напряжение питания. Схема по которой собран этот регулятор всем известна и очень популярна.

Виды, применение и устройство регулятора оборотов коллекторного двигателя

Накидал на макетке схему 1, питание 12,5В, подключил 12В моторчик от шуруповёрта. Обороты изменяются, НО на любых оборотах можно остановить двигатель рукой. Что не так? На низких оборотах свистит, а именно низкие, до нужны. Как убрать свист? При 12,5В питании и 12В моторчике могу ибойтись без стабилизатора? Не хватает мощности блока питания скорей всего.

Регулятор оборотов ШИМ

Некоторые ситуации требуют изменения оборотов двигателя от номинальных. Иногда требуется уменьшить обороты электродвигателя, потому что их увеличение негативно сказывается на подшипниковом аппарате. Способы изменения вращения зависят от модели электрической машины. Характеристики электрических машин отличаются: постоянного и переменного тока, однофазные, трехфазные. Поэтому говорить нужно о каждом случае отдельно.

Двигатель подключен в цепь к полевому транзистору который управляется широтно-импульсной модуляцией осуществляемой на микросхеме таймере NE, поэтому и схема получилась такой простой.

Как сделать регулятор оборотов электродвигателя 12в, 220в, 24в

Регулирование оборотов двигателя постоянного тока. Регулирование оборотов двигателя постоянного тока может осуществляться изменением напряжения подаваемого на электродвигатель. Изменение этого напряжения можно осуществлять используя делитель с изменяемым коэффициентом деления но в мощных схемах это будет приводить к большим потерям энергии. Также для регулирования оборотов можно изменять ток протекающий по цепи с двигателем путём изменения сопротивления этой цепи что в свою очередь будет вызывать большие потери на элементе сопротивление которого изменяется для регулирования тока, особенно если регулирование будет осуществляться в широких пределах. Схемы построенные на ключевых элементах которые находятся либо в открытом либо в закрытом состояниях, как правило, имеют больший КПД.

Плавная регулировка оборотов электродвигателя 220в переменного тока

Производить регулировку скорости вращения вала коллекторного электродвигателя, имеющего малую мощность, можно подсоединяя последовательно в электроцепь его питания резистор. Но данный вариант создает очень низкий КПД, и к тому же отсутствует возможность осуществлять плавное изменение скорости вращения. Основное, что этот способ временами приводит к полной остановке электродвигателя при низком напряжении питания. Данные схемы можно с успехом применять и для изменения яркости свечения ламп накаливания на 12 вольт. На транзисторе VT1 однопереходном реализован генератор пилообразного напряжения частота Гц. В результате получается ШИМ регулятор оборотов двигателя. Изменяют скорость вращения переменным резистором R5, который меняет длительность импульсов.

регулировка скорости их по ней постоянный ток.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя: устройство и изготовление своими руками

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.

Подборка схем регулятора оборотов двигателя постоянного тока

Приложение к статье : Важнейший станок «деревянного» моделиста. Прежде всего — для чего это нужно. Почти у каждого моделиста имеется самодельный или промышленный электроинструмент с приводом от коллекторного двигателя постоянного тока. При этом обычно такой инструмент не имеет регулятора оборотов или имеется простейшая ступенчатая регулировка.

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности — это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

блок управления коллекторным двигателем постоянного тока.

В любом современном электроинструменте или бытовом приборе используется коллекторный двигатель. Это связано с их универсальностью, т. Ещё одно преимущество заключается эффективном пусковом моменте. Однако высокая частота оборотов коллекторного двигателя устраивает далеко не всех пользователей. Для плавности пуска и возможности менять частоту вращений был изобретён регулятор , который вполне возможно изготовить своими руками. Каждый электродвигатель состоит из коллектора, статора, ротора и щёток.

Плавная регулировка оборотов электродвигателя 12в

Наиболее простой метод регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции ШИМ или PWM. Суть этого метода заключается в том, что напряжение питания подается на двигатель в виде импульсов. При этом частота следования импульсов остается постоянной, а их длительность может меняться. ШИМ сигнал характеризуется таким параметром как коэффициент заполнения или Duty cycle.


Самостоятельное изготовление регулятора оборотов электродвигателя

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.

Блок: 1/5 | Кол-во символов: 270
Источник: https://www.asutpp.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya.html

Простейший вариант

Легче всего изменять обороты электродвигателя постоянного тока. Они меняются простым изменением напряжения питания. Причем неважно где: на якоре или на возбуждении, но это касается только маломощных машин с минимальной нагрузкой. В основном управление скоростью вращения производят по цепи якоря. Более того, здесь возможно реостатное регулирование, если мощность мотора небольшая, или есть довольно мощный реостат.

Это самый неэкономичный вариант. Механические характеристики двигателя с независимым возбуждением самые невыгодные из-за больших потерь, результатом чего является падение механической мощности, КПД.

Еще одна возможность – введение реостата в обмотку возбуждения. Рассматривая характеристики двигателя с независимым возбуждением, увидим, что регулирование скорости вращения возможно только в сторону увеличения оборотов. Это происходит ввиду насыщения обмотки.

Итак, реостатное регулирование скорости вращения аппарата независимого возбуждения оправдано в системах с минимальной нагрузкой. Лучше всего, когда работа при таком включении буде периодической.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 1094
Источник: https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/regulirovka-oborotov-elektrodvigatelya-220v-i-12v-kak-umenshit-uvelichit.html

Технические параметры регулятора

  • напряжение питания: 230 вольт переменного тока
  • диапазон регулирования: 5…99%
  • напряжение нагрузки: 230 В / 12 А (2,5 кВт с радиатором)
  • максимальная мощность без радиатора 300 Вт
  • низкий уровень шума
  • стабилизация оборотов
  • мягкий старт
  • размеры платы: 50×60 мм

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 289
Источник: https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/

Методы регулировки

Итак, различают три основных варианта регулирования скоростью:

  1. Изменением напряжения сети. Меняя подводимое питание можно управлять частотой вращения двигателя;
  2. Добавлением пускового реостата в цепь якоря. Регулируя сопротивление, можно уменьшить скорость вращения;
  3. Управлением магнитного потока. Двигатели с электромагнитами дают возможность регулировать поток путем изменения тока возбуждения. Однако нижний предел ν min ограничен насыщением магнитной цепи двигателя, что не позволяет увеличивать в большой степени магнитный поток.

К каждому из вариантов соответствует определённая зависимость механических характеристик.

Методы регулирования применительны к двигателям с различными:

  • типами возбуждения;
  • величиной мощности.

На практике в современных электрических моторах, в связи с недостатками и ограниченности диапазонов, рассмотренные методы не всегда применяются.

Это еще связано с тем, что машины отличаются довольно небольшими КПД, и к тому же не позволяют плавно увеличивать или уменьшать частоту вращения.

Электронные же схемы управления с регуляторами частоты, работающими от аккумуляторной батареи на 12 В, напротив, широко используются. Например, они очень актуальны для управления низковольтными электродвигателями 12 вольт в приборах автоматики, детских игрушках, электрических велосипедах, аккумуляторных детских автомобилях.

Принципиальной особенностью метода является то, что ток в цепи якоря и момент, развиваемый электродвигателем, зависят лишь от величины нагрузки на его валу. Регулировка осуществляется с помощью регулятора оборотов электродвигателя.

В течение очень долгого времени тиристорные преобразователи являлись единственным коммерчески доступными регуляторами двигателей. К слову сказать, они по-прежнему самые распространенные на сегодняшний день. Однако с появлением силовых транзисторов стали наиболее популярными регуляторы оборотов двигателя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией. Приведём для примера ниже схему, работающую от источника постоянного тока 12 В.

Схема на практике даёт возможность, к примеру, увеличивать либо уменьшать яркость свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Последовательно-параллельное управление используется в ситуациях, когда два или более агрегата постоянного тока соединены механически. Схема с последовательным соединением электродвигателей, в которой общее напряжение делится на всех, используется для низкоскоростных приложений. Схема с параллельным соединением машин, имеющих одинаковое напряжение, используется в высокоскоростных применениях.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 2539
Источник: http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/regulirovanie-skorosti-dvigatelya-postoyannogo-toka/

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.

Регулировка работы

Теперь стоит поговорить о том, как можно осуществить регулировку оборотов в коллекторном двигателе. В связи с тем, что общая скорость вращения мотора может напрямую зависеть от величины подаваемого уровня напряжения, для этого вполне пригодны совершенно любые системы для регулировки, которые могут осуществлять такую функцию.

Стоит перечислить несколько разновидностей приборов:

  1. Лабораторные автотрансформеры (ЛАТР).
  2. Заводские платы регулировки, которые применяются в бытовых устройствах (можно взять даже те, которые используются в пылесосах, миксерах).
  3. Кнопки, которые применяются в конструкции электроинструментов.
  4. Бытовые разновидности регуляторов, которые оснащены особым плавным действием.

Но при этом все такие способы имеют определённый изъян. Совместно с процессами уменьшения оборотов уменьшается и общая мощность работы мотора. Иногда его можно остановить, даже просто дотронувшись рукой. В некоторых случаях это может быть вполне нормальным, но по большей части это считается серьёзной проблемой.

Наиболее приемлемым вариантом станет выполнение функции регулировки оборотов при помощи применения тахогенератора.

Его чаще всего устанавливают на заводе. Во время отклонения скорости вращения моторов через симистры в моторе будет происходить передача уже откорректированного электропитания, сопутствующего нужной скорости вращения. Если в такую ёмкость будет встроена регулировка вращения самого мотора, то мощность не будет потеряна.

Как же это выглядит в виде конструкции? Больше всего используется именно реостатная регулировка процесса вращения, которая создана на основе применения полупроводника.

В первом случае речь пойдёт о переменном сопротивлении с использованием механического процесса регулировки. Она будет последовательно подключена к коллекторному электродвигателю. Недостатком в этом случае станет дополнительное выделение некоторого количества тепла и дополнительная трата ресурса всего аккумулятора. Во время такой регулировки происходит общая потеря мощности в процессе совершения вращения мотора. Он считается наиболее экономичным вариантом. Не используется для довольно мощных моторов по вышеуказанным причинам.

Во втором случае во время применения полупроводников происходит процесс управления мотором при помощи подачи определённого числа импульсов. Схема способна совершать изменение длительности таких импульсов, что, в свою очередь, будет изменять общую скорость вращения мотора без потери показателя мощности.

Если вы не хотите самостоятельно изготавливать оборудование, а хотите купить уже полностью готовое к применению устройство, то стоит обратить особое внимание на главные параметры и характеристики, такие, как мощность, тип системы управления прибором, напряжение в устройстве, частоту, а также напряжение рабочего типа. Лучше всего будет производить расчёт общих характеристик всего механизма, в котором стоит применять регулятор общего напряжения двигателя. Стоит обязательно помнить, что нужно производить сопоставление с параметрами частотного преобразователя.

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 6715
Источник: https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/samostoyatelnoe-izgotovlenie-regulyatora-oborotov-elektrodvigatelya.html

Принципиальная электросхема

Схема регулятор мотора на симисторе и U2008

Схема модуля системы регулирования основана на генераторе ШИМ импульсов и симисторе управления мотором — классическая схемотехника для подобных устройств. Элементы D1 и R1 обеспечивают ограничение величины напряжения питания до значения безопасной для питания микросхемы генератора. Конденсатор C1 отвечает за фильтрацию напряжения питания. Элементы R3, R5 и P1 являются делителем напряжения с возможностью его регулирования, который используется для задания величины мощности, подаваемой в нагрузку. Благодаря применению резистора R2, непосредственно входящего в цепь поступления на м/с фазы, внутренние блоки синхронизированы с симистором ВТ139.

Печатная плата

На следующем рисунке показано расположение элементов на печатной плате. Во время монтажа и запуска следует обратить внимание на обеспечение условий безопасной работы — регулятор имеет питание от сети 220В и его элементы непосредственно подключены к фазе.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 988
Источник: https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/

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:

Xc=1/2πfC

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:

        • ограниченное управление частотой
        • высокая стоимость

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

 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

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3862
Источник: https://MasterXoloda.ru/4/upravlenie-skorostyu-vrashheniya-odnofaznyh-dvigatelej

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:

S=(n1-n2)/n2

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:

      • низкая стоимость
      • малая масса и размеры 

  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

  

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом. 

Транзисторный регулятор напряжения

Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

  Плюсы электронного автотрансформатора:

        • Небольшие габариты и масса прибора
        • Невысокая стоимость
        • Чистая, неискажённая форма выходного тока
        • Отсутствует гул на низких оборотах
        • Управление сигналом 0-10 Вольт

 Слабые стороны:

        • Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
        • Все недостатки регулировки напряжением

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 4702
Источник: https://MasterXoloda.ru/4/upravlenie-skorostyu-vrashheniya-odnofaznyh-dvigatelej

Увеличение мощности регулятора

В испытательном варианте был применен симистор BT138/800 с максимальным током 12 А, что дает возможность управления нагрузкой более 2 кВт. Если необходимо управление ещё большими токами нагрузки — советуем тиристор установить за пределами платы на большом радиаторе. Также следует помнить о правильном выборе предохранителя FUSE в зависимости от нагрузки.

Кроме управления оборотами электромоторов, можно без каких-либо переделок использовать схему для регулировки яркости ламп.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 510
Источник: https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/

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.

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 1369
Источник: https://www.asutpp.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya.html

Измерения

Понятно, что число оборотов нужно как-то определять. Для этого используют тахометры. Они показывают число вращения на данный момент. Обычным мультиметром просто так измерить скорость не получится, разве что на автомобиле.

Как видно, на электрических машинах можно менять различные параметры, подстраивая их под нужды производства и домашнего хозяйства.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 362
Источник: https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/regulirovka-oborotov-elektrodvigatelya-220v-i-12v-kak-umenshit-uvelichit.html

Кол-во блоков: 17 | Общее кол-во символов: 30905
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:
  1. https://electricvdele.ru/elektrooborudovanie/elektrodvigateli/regulirovka-oborotov-elektrodvigatelya-220v-i-12v-kak-umenshit-uvelichit.html: использовано 2 блоков из 7, кол-во символов 1456 (5%)
  2. http://ElectricDoma.ru/elektrodvigateli/regulirovanie-skorosti-dvigatelya-postoyannogo-toka/: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 2939 (10%)
  3. https://tokar.guru/stanki-i-oborudovanie/dvigateli/samostoyatelnoe-izgotovlenie-regulyatora-oborotov-elektrodvigatelya.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 10560 (34%)
  4. https://instrument.guru/elektrichestvo/opisanie-regulyatora-oborotov-elektrodvigatelya-bez-poteri-moshhnosti.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 666 (2%)
  5. https://MasterXoloda.ru/4/upravlenie-skorostyu-vrashheniya-odnofaznyh-dvigatelej: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 8564 (28%)
  6. https://www.asutpp.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya.html: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 4933 (16%)
  7. https://2shemi.ru/regulyator-oborotov-elektrodvigatelya-220v/: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 1787 (6%)

Регулирование скорости вращения коллекторного двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока и мотор-редукторы, созданные на их основе, нуждаются в надежной системе управления скоростью вращения вала. Простым и удобным методом решения проблемы является применение широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Способ основан на преобразовании постоянного напряжения в импульсное. При этом управление частотой вращения осуществляют путем изменения длительности подающегося импульса.

Например, по такому же принципу используют ШИМ схему в осветительных приборах для регулировки яркости свечения светодиодных ламп. Так как у светодиода небольшое время затухания частота работы устройства регулирования имеет большое значение. Качественные приборы должны полностью исключать мерцание при пониженной яркости свечения.

Управление двигателями постоянного тока методом ШИМ стало возможным благодаря силе инерции. После прекращения подачи напряжения на обмотки вал электродвигателя останавливается не сразу, продолжая движение по инерции. Путем кратковременной подачи напряжения с определенным периодом можно добиться плавного регулирования скорости вращения вала. При этом главным регулирующим параметром является размер паузы между импульсами.

Применение устройства управления для двигателя постоянного тока

Этот метод управления двигателем постоянного тока позволяет плавно изменять скорость вращения вала в широких пределах. ШИМ делает возможным изменение параметров работы двигателя в автоматическом режиме в соответствии с установленными данными. Необходимую информацию регулятор оборотов коллекторного двигателя получает от пользователя или специального датчика, который определяет, температуру, скорость вращения или любой другой параметр. Например, в воздушных системах охлаждения регулятор оборотов изменяет скорость вращения вентилятора на основе данных, полученных от датчика температуры. Это позволяет автоматически замедлять скорость потока воздуха при низкой температуре и увеличивать при высокой.

Схема управления коллекторным двигателем постоянного тока

Простую схему управления двигателем постоянного тока можно собирать из полевого транзистора. Он играет роль электронного ключа, который переключает схему питания двигателя после подачи напряжения на базу. Электронный ключ остается открытым на время, соответствующее длительности импульса.

ШИМ сигнал характеризуют коэффициентом заполнения, который равен обратной величие скважности. Коэффициент заполнения равен отношению продолжительности импульса к периоду его подачи. Скорость движения вала двигателя будет пропорциональна значению коэффициента заполнения. Поэтому, если частота ШИМ сигнала слишком низкая для обеспечения стабильной работы, то вал двигателя будет вращаться заметными рывками. Чтобы гарантировать плавное регулирование и стабильную работу частота должна превышать сотни герц.

Оптимальные значения частоты ШИМ сигнала

Частота может варьироваться в широких пределах от нескольких десятков до нескольких сотен герц. Благодаря емкостной нагрузке происходит сглаживание импульсов. В итоге на двигатель подается «постоянное» напряжение средней величины в зависимости от параметров управляющей системы. Например, если двигатель получает питание от сети напряжением 10В, и к нему подключить регулятор с длительностью импульса равной половине периода подачи, то эффект будет таким же, как при подаче 5В на двигатель напрямую.

Сложности при ШИМ регулировании скорости двигателя постоянного тока

ШИМ является популярным методом регулирования аналоговым напряжением в различных схемах. При использовании этого способа регулирования пользователь может столкнуться с непредсказуемым поведением двигателя. Например, вал может начать вращение в обратную сторону. Это происходит при низких емкостных нагрузках. В коллекторных двигателях в процессе работы происходит постоянное переключение обмоток якоря. Когда подключают регулятор, начинает происходить отключение и включение питание с определенной частотой. Дополнительная коммутация в сочетании с коллекторной может привести к проблемам с эксплуатацией двигателя. Поэтому устройства управления с ШИМ регулированием двигателя должны быть тщательно продуманы и проработаны.

Также причиной нестабильной работы электродвигателя может стать факт влияния силы тока на скорость вращения ротора, которая находится в зависимости от уровня приложенного напряжения. Проблемы могут возникнуть при эксплуатации двигателей на малой скорости по отношению к номинальному значению.

Например, у пользователя есть двигатель, который при номинальном напряжение вращает ротор со скоростью 10об/сек. Чтобы понизить скорость до 1 об/сек недостаточно просто снизить напряжение до 1В. Подобрать подходящее значение подаваемого напряжения сложно и если пользователю и удастся, то при незначительном изменении условий эксплуатации скорость снова изменится.

Решением проблемы является применение системы автоматического регулирования или кратковременное включение электродвигателя на полную мощность. Движение ротора будет происходить рывками, но при правильно подобранной частоте и длительности подаваемых импульсов можно сделать вращение более стабильным. Так, добиваются устойчивого движения вала электродвигателя с любой скоростью, которая не будет меняться в зависимости от нагрузки.

Реализация ШИМ

Многие модели современных ПЛК контроллеров предоставляют возможность организации ШИМ. Но иногда доступных каналов оказывается недостаточно и приходится использовать программу обработки прерывай.

Алгоритм реализации ШИМ:

  1. В начале каждого импульса ставим единицу и ждем повышения значения до заданного уровня.
  2. Сбрасываем линию на ноль.

Длительность импульса легче отследить с определенной периодичностью или ступенями. Например, десять регулировочных ступеней соответствуют 10% от максимального значения. Прежде всего необходимо определиться с частотой импульсов и количеств ступеней регулирования. Далее, умножают полученные значения. Результат произведения даст необходимую частоту прерываний таймера.

При желании можно выбрать подходящую частоту таймера или количество ступеней регулирования и путем расчетов находят необходимую частоту импульсов.

Так же по теме регулирования скорости коллекторного двигателя предлагаем статью «Управление коллекторным двигателем постоянного тока методом ШИМ»

Схема регулятора скорости двигателя постоянного тока » Изобретения и самоделки

Основные характеристики контроллеров

Максимальный постоянный (сontinius) ток

– указывает, какой ток контроллер способен держать продолжительное время. Как правило, этот параметр входит в обозначение контроллера (например Jes -18, Phoenix -10). Иногда указывают величину «кратковременного» тока, допустимого в течении нескольких секунд.

«Кратковременный» ток способны держать выходные транзисторы контроллера, но рассеивать выделяемое при этом токе количество тепла контроллер не в состоянии.

Максимальное рабочее напряжение

— указывается, с каким количеством NiCd или литий-полимерных банок можно использовать контроллер. Для контроллеров с ВЕС-ом, эта величина может быть разная, в зависимости от количества сервомашинок. Это связано с рассеиванием тепла стабилизатором схемы ВЕС — при большем числе банок максимальный ток нагрузки BEC и, следовательно, количество сервомашинок меньше. Как правило, если используется ВЕС, количество банок не превышает 12. Если вы хотите работать с большим количеством банок, то придется ставить или отдельную батарею питания приемника, или использовать внешний ВЕС. Но в любом случае нельзя превышать максимальное напряжение, допустимое для контроллера.

Максимальные обороты (maximum rpm)

— программное ограничение максимальных оборотов. Всегда указывается для двухполюсного двигателя. Для многополюсных моторов это число надо разделить на количество пар полюсов. Например, если указано 63000 rpm, то для мотора с 12-ю магнитами максимальные обороты будут 63000/6=10500 rpm, а это уже не так много… Данная функция не дает мотору набрать большее, чем указано количество оборотов, некоторые контроллеры при превышении этого значения на холостом ходу начинают сбоить, вызывая значительные броски тока — мотор начинает резко дергаться. Этот эффект не является признаком неисправности мотора ли контроллера.

Внутреннее сопротивление

– полное сопротивление силовых ключей контроллера, без учета проводов. Чем мощнее контроллер, тем меньше его внутреннее сопротивление. Как правило, сопротивление проводов сравнимо с внутренним сопротивлением контроллера и вносит до 30% потерь. Для примера, внутреннее сопротивление контроллера Castle Creations Phoenix-25 13 mOhm, а сопротивление 30 см провода сечением 1кв.мм – 6 mOhm, то есть почти треть потерь приходится на провода.

Частота импульсов контроллера (PWM Frequency)

— как правило, составляет 7-8 Кгц. У «продвинутых» контроллеров частоту регулирования можно программировать на другие значения- 16 и 32 Кгц. Эти значения применяется в основном для высокооборотных 3-4-х витковых моторов с малой индуктивностью, при этом улучшается линейность регулирования частоты вращения.

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

Особенности подключения

Провода — не такое простое дело, как может показаться на первый взгляд. Есть несколько важных аспектов.

Самое главное — нельзя делать провода от контроллера до аккумулятора большой длины!

Дело в том, что стартовые токи беколлекторных моторов намного больше, чем аналогичных коллекторных, и при работе моторов возникают большие броски тока. Конденсаторы, всегда стоящие на входе контроллера, должны быть специального типа, но многие производители ставят обычные.

При удлинении проводов от контроллера до батареи начинает сказываться их индуктивность, и может возникнуть ситуация, когда уровень помех по напряжению питания на входе контроллера станет настолько высок, что контроллер не сможет правильно определить положение ротора мотора (иногда при этом еще и «повисает» процессор контроллера). Известно несколько случаев полного «выгорания в дым» контроллеров, при удлинении проводов со стороны аккумулятора до 30см. Если необходимо увеличить длину проводов (например, двигатель стоит в хвосте модели), то надо увеличивать длину проводов от мотора до контроллера. Как правило, контроллеры поставляются с проводами до батареи длиной 13-16см. Такая длина вполне достаточна для надежной работы контроллера, и не следует ее увеличивать более чем на 5см.

Кроме того, длинные провода до батареи могут вызывать проблемы при резком старте мотора — контроллер может не перейти от режима старта к рабочему режиму при слишком резком прибавлении “газа”. Для предотвращения этого эффекта во многих контроллерах есть специальные настройки.

Регулировка

Теперь расскажем о том, как можно регулировать обороты коллекторных двигателей. В связи с тем, что скорость вращения мотора просто зависит от величины подаваемого напряжения, то любые средства регулировки, которые способны выполнять эту функцию для этого вполне пригодны.

Перечислим несколько такого рода вариантов для примера:

  1. Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР).
  2. Заводские платы регулировки, используемые в бытовых приборах (можно использовать в частности те, которые применяются в миксерах или в пылесосах).
  3. Кнопки, используемые в конструкции электроинструментах.
  4. Бытовые регуляторы освещения с плавным действием.

Читать также: Заправка рефрижератора фреоном цена

Однако, все вышеперечисленные способы имеют очень важный изъян. Вместе с уменьшением оборотов, одновременно уменьшается и мощность работы мотора. В некоторых случаях, его можно остановить даже просто рукой. В некоторых случаях, это может быть приемлемо, но большей частью, это является серьёзным препятствием.

Хорошим вариантом является выполнение регулировки оборотов посредством использования тахогенератора. Его обычно устанавливают на заводе. При отклонениях в скорости вращения мотора, через симисторы в мотор передаётся уже откорректированное электропитание, соответствующее требуемой скорости вращения. Если в эту схему встроить регулировку вращения мотора, то потери мощности здесь происходить не будет.

Как это выглядит конструктивно? Наиболее распространены реостатная регулировка вращения, и сделанная на основе использования полупроводников.

В первом случае, речь идёт о переменном сопротивлении с механической регулировкой. Она последовательно подключается к коллекторному электродвигателю. Недостатком является дополнительное выделение тепла и дополнительная трата ресурса аккумулятора. При таком способе регулировк, происходит потеря мощности вращения мотора. Является дешёвым решением. Не применяется для достаточно мощных моторов по упомянутым причинам.

Во втором случае, при использовании полупроводников, происходит управление мотором путём подачи определённых импульсов. Схема может менять длительность таких импульсов, что в свою очередь, меняет скорость вращения без потери мощности.

Настройки

Практически все современные контроллеры имеют множество программных настроек. От них зависит режим работы, надежность, а иногда и работоспособность контроллера в паре с тем или иным мотором. Здесь мы попробуем перечислить основные настройки, и объяснить, как и на что они влияют.

Напряжение выключения мотора (cut-off voltage)

– при каком минимальном напряжении на батарее мотор будет выключен. Эта функция предназначена для сохранения работоспособности аппаратуры при разряде батареи и для защиты самой батареи от переразряда (последнее особенно важно для литий- полимерных аккумуляторов). На некоторых контроллерах (например, Jeti серии “ Advansed ”) нет установки напряжения на конкретное число банок в случае использования литиевых батарей, количество банок при этом определяется автоматически.

Тип выключения мотора (cut-off voltage)

– как правило имеет 2 значения — плавный (soft cut-off) и жесткий (hard cut-off).

При плавном выключении мотора контроллер сбрасывает обороты постепенно, не позволяя напряжению на батарее упасть ниже заданного, при этом контроль над моделью сохраняется до последнего.

При жестком — мотор немедленно останавливается если зафиксированно падение напряжения ниже заданного. Жесткое отключение может доставить некоторые неудобства при разряженном аккумуляторе: манипулируя газом, вместо небольшой прибавки оборотов иногда получается полный останов мотора.

Тормоз (brake)

– торможение мотора после установки газа в «ноль». Может иметь значения включен/выключен, на некоторых контроллерах есть еще программируемая величина тормоза 50-100% и задержка включения тормоза после полного сброса газа. Это необходимо для защиты шестеренок редуктора в случае использования больших и тяжелых пропеллеров. В некоторых контроллерах, например том же Jeti серии «Advanced» тормоз и плавное выключения мотора – установки взаимоисключающие – для включения плавного отключения мотора надо выключить тормоз и наоборот… Намудрили чехи, однако.

Опережение (Timing)

– параметр, от которого зависит мощность и КПД двигателя. Может находится в пределах от 0° до 30°. Физически это электрический угол опережения коммутации обмоток.

Для двухполюсных моторов при увеличении опережения обороты и мощность на максимальных оборотах растут, а общий КПД падает. Для двух и 4-х полюсных моторов с внутренним ротором рекомендуют значения от 5 до 15 градусов. При больших значениях опережения мощность практически не растет, а КПД падает на 3-5% — это важно для соревнований, где счет идет именно на эти проценты.

Для многополюсных моторов с внешним ротором ситуация иная — для них оптимальным по КПД и мощности является опережение 25-30°. При изменении угла опережения от 5 до 25° растут и КПД и выходная мощность. Однако прирост этот невелик — около 3%. Как говорится — в полете не заметно, но осознавать приятно…

Режим старта (start mode)

— не имеет как правило каких-то числовых значений, описывается только как мягкий, (soft) жесткий (hard), быстрый (fast) и пр. Быстрый старт рекомендуется для моторов без редукторов и для использования в соревнованиях. При использовании быстрого старта в моторах с редукторами возможно повреждение шестерен. Плавный старт обеспечивает меньшие пусковые токи в момент старта и позволяет избежать возможных перегрузок по току контроллера, но время раскрутки мотора до полных оборотов увеличивается.

Время акселерации или задержка акселерации (acseleleration time или acseleration delay)

– устанавливает время набора оборотов после старта до максимума. Устанавливается меньше для моторов с легкими пропеллерами без редукторов и больше для моторов с редукторами и в случае срабатывания защиты по току при резком прибавлении газа.

Ограничение тока (Curent limiting)

– уровень срабатывания защиты по току. Устанавливается более чувствительным в случае применения моторов с большим стартовым током и батарей с высоким внутренним сопротивлением. При этом желательно установить плавное отключение мотора, в противном случае при резких манипуляциях газом мотор будет останавливаться. Не рекомендуется отключать защиту по току, если вы не уверены ,что ток мотора не может превысить максимально допустимое значение для контроллера. Это может привести к повреждению контроллера большими стартовыми токами.

Режим газа (throttle type или throttle mode)

– устанавливает зависимость оборотов мотора от ручки газа. Может иметь значения автокалибровки ( auto calibrating ) – при этом контроллер самостоятельно определяет положение малого и полного газа, а также фиксированный ( fixed ) — когда характеристика задана производителем.

Также в некоторых контроллерах присутствует режим «гувернер» (governor), он предназначен для вертолетов, когда положению ручки газа соответствуют определенные обороты, а не мощность двигателя, контроллер в данном режиме работает как автоматическая система поддержания оборотов, прибавляя мощность при увеличении нагрузки на двигатель.

Реверс (reverse)

— смена направления вращения. Обычно для изменения направления вращения двигателя надо поменять местами любые два провода от мотора. Но в продвинутых контроллерах, возможно изменить направление вращения мотора программно.

В некоторых контроллерах, например в Kontronik серии «Beat», нет отдельных настроек параметров, но есть выбор комплексных режимов – планер, самолет, корабль, вертолет и даже автомобиль с задним ходом!

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.

Читать также: Каким резцом обрабатывать нержавейку

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.

Регулировка работы

Теперь стоит поговорить о том, как можно осуществить регулировку оборотов в коллекторном двигателе. В связи с тем, что общая скорость вращения мотора может напрямую зависеть от величины подаваемого уровня напряжения, для этого вполне пригодны совершенно любые системы для регулировки, которые могут осуществлять такую функцию.

Стоит перечислить несколько разновидностей приборов:

  1. Лабораторные автотрансформеры (ЛАТР).
  2. Заводские платы регулировки, которые применяются в бытовых устройствах (можно взять даже те, которые используются в пылесосах, миксерах).
  3. Кнопки, которые применяются в конструкции электроинструментов.
  4. Бытовые разновидности регуляторов, которые оснащены особым плавным действием.

Но при этом все такие способы имеют определённый изъян. Совместно с процессами уменьшения оборотов уменьшается и общая мощность работы мотора. Иногда его можно остановить, даже просто дотронувшись рукой. В некоторых случаях это может быть вполне нормальным, но по большей части это считается серьёзной проблемой.

Наиболее приемлемым вариантом станет выполнение функции регулировки оборотов при помощи применения тахогенератора.

Его чаще всего устанавливают на заводе. Во время отклонения скорости вращения моторов через симистры в моторе будет происходить передача уже откорректированного электропитания, сопутствующего нужной скорости вращения. Если в такую ёмкость будет встроена регулировка вращения самого мотора, то мощность не будет потеряна.

Как же это выглядит в виде конструкции? Больше всего используется именно реостатная регулировка процесса вращения, которая создана на основе применения полупроводника.

В первом случае речь пойдёт о переменном сопротивлении с использованием механического процесса регулировки. Она будет последовательно подключена к коллекторному электродвигателю. Недостатком в этом случае станет дополнительное выделение некоторого количества тепла и дополнительная трата ресурса всего аккумулятора. Во время такой регулировки происходит общая потеря мощности в процессе совершения вращения мотора. Он считается наиболее экономичным вариантом. Не используется для довольно мощных моторов по вышеуказанным причинам.

Во втором случае во время применения полупроводников происходит процесс управления мотором при помощи подачи определённого числа импульсов. Схема способна совершать изменение длительности таких импульсов, что, в свою очередь, будет изменять общую скорость вращения мотора без потери показателя мощности.

Если вы не хотите самостоятельно изготавливать оборудование, а хотите купить уже полностью готовое к применению устройство, то стоит обратить особое внимание на главные параметры и характеристики, такие, как мощность, тип системы управления прибором, напряжение в устройстве, частоту, а также напряжение рабочего типа. Лучше всего будет производить расчёт общих характеристик всего механизма, в котором стоит применять регулятор общего напряжения двигателя. Стоит обязательно помнить, что нужно производить сопоставление с параметрами частотного преобразователя.

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.

Программирование

Тут совет один — читайте внимательно инструкцию. Как правило, вход в режим программирования делается таким образом, что при нормальном использовании включить его очень затруднительно. В некоторых контроллерах для программирования есть специальные перемычки (джамперы), а создатели Castle Creations предусмотрели кроме обычного (с передатчика), программирование через компьютер, с помощью специального USB адаптера, подключаемого к контроллеру через разъем для приемника — просто и гораздо удобней, чем считать вспышки светодиода или писки мотора…

Из нюансов следует отметить, что у некоторых контроллеров, например ТММ, процедуру программирования следует провести до конца — все параметры записываются в конце цикла программирования, а у других — например Castle Creations — программирование можно закончить в любой момент.

Возможные проблемы

Как показывает практика — 70% проблем при использовании контроллеров связано со стартом двигателей. Если мотор у вас плохо стартует, то есть начинает вращаться, а потом останавливается — большинство причин кроется в больших бросках тока и как следствие, провалах питающего напряжения. В первую очередь проверьте провода до батареи. Пробную проверку лучше производить на той длине проводов, которые даны изготовителем, или короче.

Далее — попробуйте снять нагрузку с мотора и проверить его на холостом ходу. Если на хостом ходу все в порядке, а при установке пропеллера мотор упорно не желает крутится, только дергается в одном направлении, попробуйте поставить мягкий старт или увеличить время акселерации. Также здесь поможет установка плавного выключения мотора. Контроллеры, у которых есть ограничение тока, всегда имеют индикацию этого режима — опять же читайте инструкцию, чтобы установить, произошло срабатывание токовой защиты или нет…

Старые «золотые» Jeti серия Jes 18, отличаются, например одной особенностью — у них нет плавного выключения, и при попытке работы мотора с большими пусковыми токами от старых аккумуляторов, при резком движении ручкой газа мотор останавливается, если напряжение упало до 5.2 вольта. Это не неисправность контроллеров, это у них такой алгоритм выключения мотора: напряжение упало — мотор остановился…

Иногда бывает, что мотор стартует в другую сторону, набирает примерно 20-30% оборотов, потом «одумывается», и резко начинает крутится в нужном направлении. Останов и реверс сопровождаются резким броском тока, иногда срабатывает токовая защита. Данная ситуация происходит только с 2-3х витковыми двухполюсными спортивными моторами при наличии резкого старта. Причем мотор ведет так себя не всегда, примерно в 10% случаев. Выход из этой ситуации — опять же использование плавного старта.

О выключателях

Наличие выключателя в контроллере — это дополнительное удобство, позволяющее не залезать каждый раз вовнутрь модели, чтобы включить или выключить аппаратуру. Некоторые производители контроллеров не ставят выключателей на контроллеры предназначенные для токов ниже 40А, таковы например Castle Creations и Astro Flight.

Привлекает решение проблемы выключателей у контроллеров ТММ. У них каждая модель имеет версию с выключателем и без. Причем выключатель электронный, работает на размыкание, и если он в полете случайно оторвется (что вообще-то трудно себе представить) то контроллер и аппаратура останется включенной. Если контроллер ТММ забыть выключить, он при отсутствии сигнала с приемника начнет попискивать мотором. Подобная функция есть и у Astro Flight.

Про «выключатель» у контроллеров Jeti уже упоминалось в статье про литий- полимерные аккумуляторы, он выключает лишь питание приемника, контроллер при этом всегда включен. И не подает никаких сигналов об этом постепенно разряжая «в ноль» батарею, что для литиевых аккумуляторов заканчивается фатально.

Схема ШИМ регулятора для мотора 12 В

В схеме используется Таймер 7555 для создания переменной ширины импульсов около 200 Гц. Он управляет транзистором Q3 (через транзисторы Q1 — Q2), который контролирует скорость электро двигателя или ламп освещения.

Похожие новости

Всем привет, наверно многие радиолюбители, также как и я, имеют не одно хобби, а несколько. Помимо конструирования электронных устройств занимаюсь фотографией, съемкой видео на DSLR камеру, и видео монтажом. Мне, как видеографу, был необходим слайдер для видео съемки, и для начала вкратце объясню, что это такое. Ниже на фото показан фабричный слайдер.

Слайдер предназначен для видеосъемки на фотоаппараты и видеокамеры. Он являются аналогом рельсовой системы, которая используется в широкоформатном кино. С его помощью создается плавное перемещение камеры вокруг снимаемого объекта. Другим очень сильным эффектом, который можно использовать при работе со слайдером, — это возможность приблизиться или удалиться от объекта съемки. На следующем фото изображен двигатель, который выбрал для изготовления слайдера.

В качестве привода слайдера используется двигатель постоянного тока с питанием 12 вольт. В интернете была найдена схема регулятора для двигателя, который перемещает каретку слайдера. На следующем фото индикатор включения на светодиоде, тумблер, управляющий реверсом и выключатель питания.

При работе такого устройства важно, чтоб была плавная регулировка скорости, плюс легкое включение реверса двигателя. Скорость вращения вала двигателя, в случае применения нашего регулятора, плавно регулируется вращением ручки переменного резистора на 5 кОм. Возможно, не только я один из пользователей этого сайта увлекаюсь фотографией, и кто-то ещё захочет повторить это устройство, желающие могут скачать в конце статьи архив со схемой и печатной платой регулятора. На следующем рисунке приведена принципиальная схема регулятора для двигателя:

Читать также: Прибор для измерения слоя краски на авто

Производители контроллеров

Лидером в производстве профессиональных контроллеров для спортсменов является, конечно же Schulze Electronik – на этих контроллерах летает, плавает и ездит большинство спортсменов. Однако это и самые дорогие контроллеры.

Далее в списке популярности стоит Castle Creations – сравнительно молодая фирма (основана в 1997г), специализирующаяся исключительно на выпуске регуляторов хода. В Америке она является лидером по количеству продаж.

Также профессиональные, но опять-таки довольно дорогие контроллеры для спортсменов делает немецкая фирма Kontronik.

Продукция чешских фирм MGM Compro (это их контроллеры называются TMM) и Jeti Models (они же делают контроллеры для фирмы Hacker motors) ориентирована в основном на рынок хобби.

Американская фирма Astro Flight, специализирующаяся на выпуске электромоторов для моделизма, также делает контроллеры к своим моторам, однако отдельно от моторов найти их в продаже проблемматично…

При выборе контроллера главный совет — внимательно изучите все характеристики приглянувшейся вам модели. У некоторых фирм, например Jeti models и MGM Compro (TMM), контроллеры на один и тот же ток и напряжение могут быть с разными версиями программного обеспечения и иметь разное число настроек. Если вы планируете использовать литий-полимерные аккумуляторы — контроллер должен иметь соответствующие настройки. При больших токах 60-80А контроллер лучше выбирать с запасом на 10-15А больше.

RC Design / Статьи / Аппаратура Радиоуправления

Автор — Сергей Потупчик (serj)

  • Вступление
  • Основные характеристики контроллеров
  • Особенности подключения
  • Настройки
  • Программирование
  • Возможные проблемы
  • О выключателях
  • Производители контроллеров
  • Заключение

Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока

 

Электропривод, построенный на основе двигателей постоянного тока используются в металлургической, машиностроительной, химической, угольной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.
Применение электропривода способствует созданию промышленного оборудования, в том числе станков с высокой степенью автоматизации. При этом в автоматизированном электроприводе главное место занимает такая задача, как регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока.

 

Основные способы управления скоростью вращения двигателя постоянного тока:

1) изменение тока в цепи обмотки возбуждения при стабильном напряжении на обмотке якоря;
2) изменение напряжения на обмотке якоря при стабильном токе в цепи обмотки возбуждения;
3) изменение напряжения на обмотке якоря, а также изменение тока в цепи обмотки возбуждения.

 

Для изменения величин напряжения на обмотке якоря или силы тока в цепи обмотки возбуждения применяются чаще всего управляемые выпрямители. Для работы в промышленном оборудовании используются однофазные и трехфазные выпрямители, собранные по мостовой схеме. При этом конструктивное исполнение двигателей постоянного тока способствует тому, что необходимая мощность выпрямителей для цепи обмотки возбуждения намного меньше мощности выпрямителя для обмотки якоря. Однако, существуют также и недостатки регулирования частоты вращения двигателя изменением силы тока в цепи обмотки возбуждения. Основным недостатком является уменьшение быстродействия исполнения задаваемой скорости, другими словами, худшие динамические свойства автоматизированого электропривода. Для некоторых применений эти показатели являются не критичными, поэтому при проектировании следует руководствоваться требованиями к приводу в соответствии с техническим заданием.  Восстановление драйверов электродвигателей постоянного тока отличается от ремонта частотных преобразователей, используемых в системах управления асинхронными двигателями переменного тока, так как используется различный принцип управления и соответственно разная схемотехника.

 

Если технологический процесс включает необходимость изменения направления вращения двигателя(реверс), эта возможность также может быть выполнена одним из способов — в цепи обмотки якоря или обмотки возбуждения. Такая возможность реализуется изменением полярности управляющего постоянного напряжения или тока.


Примеры работ
Услуги
Контакты

Время выполнения запроса: 0,0055890083313 секунд.

блок управления коллекторным двигателем постоянного тока.

Приложение к статье: Важнейший станок «деревянного» моделиста.

Прежде всего — для чего это нужно. Почти у каждого моделиста имеется самодельный или промышленный электроинструмент с приводом от коллекторного двигателя постоянного тока. При этом обычно такой инструмент не имеет регулятора оборотов или имеется простейшая ступенчатая регулировка. Не буду лишний раз доказывать, что наличие регулятора оборотов в электроинструменте позволяет оптимально подобрать режим для каждой операции, особенно при использовании различных насадок. Кроме того, моделисты часто используют низковольтные нагреватели — паяльники, приспособления для гибки деревянных реек и т. п. При этом с помощью регулятора можно получить оптимальную температуру нагревателя. Моделисту иногда приходится наносить гальванические покрытия, для чего необходим регулируемый источник постоянного тока. Все эти функции способно выполнить устройство, описанное ниже.

При конструировании бормашинывстал вопрос о выборе схемы регулятора оборотов. Реостатные схемы регулирования скорости вращения коллекторных двигателей постоянного тока, в том числе с применением силовых транзисторов, на которых падает часть напряжения, обладают низким КПД при малых и средних оборотах. На балластных транзисторных ключах рассеивается значительная тепловая мощность, что ужесточает требования к системе их охлаждения. Поэтому выбор системы регулирования скорости вращения пал на импульсные схемы с изменением ширины прямоугольных импульсов напряжения, подаваемых на обмотку двигателя (широтно-импульсная модуляция — ШИМ). Принцип ШИМ заключается в следующем: напряжение в нагрузку подается импульсами постоянной амплитуды, причем соотношение между шириной импульса и паузы (скважность) регулируется, что эквивалентно изменению напряжения питания на нагрузке. Достоинством этой схемы является ее высокая экономичность и надежность. Управляющий нагрузкой транзистор бывает только либо полностью включен, либо выключен, поэтому он практически не нагревается и его можно устанавливать без теплоотвода.

После анализа различных регуляторов качестве базовой была выбрана схема , опубликованная в журнале (№4/2001., перепечатка из «Hobby Elektronika» №7/01, автор Иштван Кекеш). Регулятор (см.схему) содержит задающий генератор напряжения треугольной формы частотой 2кГц (DA1.1, DA1.4), электронный ключ VT1 и регулятор скважности (DA1.2, DA1.3, R8). На рисунке ниже показаны графики напряжений в типовых точках схемы.

 

Здесь синим цветом показано напряжение на выходе генератора треугольного напряжения (вывод 1 DA1), красным — напряжение регулировки оборотов с потенциометра R8, зеленым — напряжение на двигателе. Очень наглядно видно, что включение и выключение напряжения на нагрузке происходит в момент совпадения напряжения задающего генератора  и напряжения на регулирующем потенциометре. Чем выше управляющее напряжение, тем шире импульс на нагрузке.

В схеме предусмотрена возможность включения двигателя с помощью ножной педали SA2. В моем варианте в качестве педали работает обыкновенный короткоходовый концевой выключатель с нормально замкнутыми контактами (в народе — ), лежащий на полу. При выключенном SA1 двигатель работает постоянно, при включенном — только при нажатии на педаль. Благодаря наличию конденсатора C2 пуск двигателя осуществляется плавно, что иногда может быть полезно (при указанной емкости C2 примерно за 1 сек.). Переключатель SA4 служит для реверсирования двигателя. Диод D3  стабилизирует питание регулятора. Питание осуществляется через понижающий трансформатор TV1 и выпрямитель D4. Параметры трансформатора зависят от примененного электродвигателя. В первом приближении напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть равно номинальному напряжению электродвигателя плюс 5 вольт, падающих на выпрямителе и ключевом транзисторе. Для возможности работы в форсированном режиме можно добавить еще процентов 20-30. Расчетный ток вторичной обмотки трансформатора, диодов выпрямителя и ключевого транзистора должны быть больше, чем ток, потребляемый электродвигателем, причем для надежности работы лучше дать запас в 3-5 раз. При напряжении питания менее 20В диод D3 можно исключить. Напряжения, указанные на схеме, соответствуют двигателю 27В 30 Вт.

Большинство элементов схемы смонтировано на  печатной плате размером 65Х40 мм. (более тонкой линией показана перемычка) Плата установлена в корпусе на двух трубчатых стойках с винтами М2,5 (см. также схему расположения элементов и шаблон для сверления отверстий). Внутри корпуса смонтированы трансформатор, конденсатор С4, выпрямитель D4. Регулятор оборотов R8, переключатели и разъемы для подключения двигателя и педали смонтированы на лицевой панели, резисторы R13 И R14 смонтированы на R8.

В качестве DA1 можно применить любой универсальный счетверенный операционный усилитель. В оригинале были указаны TL064, TL075, TL084, я применил LM324. Ключевой транзистор применен КТ829А (100В, 8А ), для более мощных двигателей можно применить КТ827А (100В, 20А). Диоды D1 и D2 защищают VT1 от выбросов напряжения на индуктивной нагрузке.

При налаживании R13 и R14 не устанавливают, провода от платы припаивают прямо к R8. При правильном монтаже и исправных деталях схема начинает работать сразу. Вращением R8 проверяют регулировку оборотов от нуля до максимума. Если последние не совпадают с крайними положениями R8, необходимо подобрать R13 и R14, чтобы максимум и минимум совпали с крайними положениями регулятора. Возможен вариант, когда схема не будет работать из-за того, что не запускается задающий генератор. В этом случае можно попробовать немного увеличить номинал R4. Для изменения времени плавного пуска можно изменять емкость C2.

В заключение хочу отметить, что потратив всего около $10 и немного свободного времени, можно значительно улучшить характеристики своего электроинструмента. Все вопросы по изготовлению и наладке данного устройства задавайте в форуме.

 

© Игорь Капинос, 2005


© www.shipmodeling.ru

Управление скоростью двигателя постоянного тока с помощью ручных и автоматических устройств

N = K (V – IaRa)/ ø Где K – постоянная.

Это подразумевает три вещи:

  1. Скорость двигателя прямо пропорциональна напряжению питания.
  2. Скорость двигателя обратно пропорциональна падению напряжения якоря.
  3. Скорость двигателя обратно пропорциональна потоку из-за полевых выводов

Таким образом, скорость двигателя постоянного тока можно регулировать тремя способами:

  • Путем изменения потока и изменения тока через обмотку возбуждения
  • Путем изменения напряжения якоря и сопротивления якоря
  • Через напряжение питания    

1.Метод управления потоком

Из-за обмотки возбуждения магнитный поток изменяется для изменения скорости двигателя. Поскольку магнитный поток зависит от тока, протекающего через обмотку возбуждения, он изменяется при изменении тока через обмотку возбуждения. Этого можно добиться, включив переменный резистор последовательно с резистором обмотки возбуждения.

Первоначально, когда переменный резистор держится в минимальном положении, через обмотку возбуждения протекает номинальный ток из-за номинального напряжения питания, и в результате скорость сохраняется нормальной.Когда сопротивление постепенно увеличивается, ток через обмотку возбуждения уменьшается. Это, в свою очередь, уменьшает производимый поток. Таким образом, скорость двигателя увеличивается сверх своего нормального значения.

2. Метод управления якорем

Контроль сопротивления якоря контролирует падение напряжения на якоре. С помощью этого метода можно контролировать скорость двигателя постоянного тока. В этом методе также используется переменный резистор, включенный последовательно с якорем.

Когда переменный резистор достигает своего минимального значения, сопротивление якоря находится на нормальном уровне.Поэтому напряжение на якоре падает. Когда значение сопротивления постепенно увеличивается, напряжение на якоре уменьшается. Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости двигателя. Таким образом, этот метод обеспечивает скорость двигателя ниже его нормального диапазона.

3. Метод контроля напряжения

Оба вышеупомянутых метода не могут обеспечить регулирование скорости в желаемом диапазоне. Кроме того, способ управления потоком может влиять на коммутацию. Принимая во внимание, что метод управления якорем связан с огромными потерями мощности из-за использования резистора последовательно с якорем.Поэтому часто желателен другой метод — тот, который регулирует напряжение питания для управления скоростью двигателя.

При таком способе обмотка возбуждения получает фиксированное напряжение, а якорь — переменное. Один из таких способов управления напряжением включает использование переключающего механизма для подачи переменного напряжения на якорь. В другом используется генератор с приводом от двигателя переменного тока для подачи переменного напряжения на якорь (система Уорда-Леонарда).

Помимо этих двух методов, наиболее широко используемым методом является использование широтно-импульсной модуляции для управления скоростью двигателя постоянного тока.ШИМ включает в себя применение импульсов различной ширины к драйверу двигателя для управления напряжением, подаваемым на двигатель. Этот метод оказывается очень эффективным, так как потери мощности сведены к минимуму, и он не требует использования какого-либо сложного оборудования.

PWM достигается путем изменения импульсов, подаваемых на вывод включения микросхемы драйвера двигателя для управления приложенным напряжением двигателя. Изменение импульсов осуществляется микроконтроллером с входным сигналом от кнопок.

Мы надеемся, что рассмотрели все детали и соответствующее описание управления скоростью двигателя постоянного тока.

Мы в Robu.in надеемся, что вам было интересно, и вы вернетесь к нашим образовательным блогам.

Управление скоростью двигателя постоянного тока (шунтового и последовательного)

Часто требуется управлять скоростью двигателя постоянного тока по требованию. Это преднамеренное изменение скорости привода известно как управление скоростью двигателя постоянного тока .

Регулирование скорости двигателя постоянного тока осуществляется вручную оператором или с помощью устройства автоматического управления. Это отличается от регулирования скорости, когда скорость пытаются поддерживать (или «регулировать») против естественного изменения скорости из-за изменения нагрузки на вал.

Скорость двигателя постоянного тока (N) равна:

Таким образом, скорость 3-х типов двигателей постоянного тока – параллельного, последовательного и комбинированного – можно контролировать, изменяя величины в правой части уравнение выше.

Следовательно, скорость можно изменять, изменяя:

  1. Напряжение на клеммах якоря, В.
  2. Внешнее сопротивление в цепи якоря, R a .
  3. Поток на полюс, ф.

Напряжение на клеммах и внешнее сопротивление связаны с изменением, влияющим на цепь якоря, а поток связан с изменением магнитного поля.Таким образом, управление скоростью двигателя постоянного тока можно разделить на:

  1. методы управления якорем
  2. методы управления полем

.

Управление скоростью двигателя постоянного тока

Методы управления скоростью двигателя постоянного тока можно классифицировать как:

  1. Методы управления якорем
  2. Методы управления полем
  3. Для двигателей постоянного тока с помощью управление якорем можно выполнить с помощью:

    1. Метод контроля сопротивления якоря
    2. Метод управления шунтирующим якорем
    3. Контроль напряжения на клеммах якоря

    Метод контроля сопротивления якоря

    Это наиболее распространенный метод.Здесь управляющее сопротивление включено непосредственно последовательно с питанием двигателя, как показано на рис.

    Потерей мощности в управляющем сопротивлении последовательного двигателя постоянного тока можно пренебречь, поскольку этот метод управления используется в течение большей части времени для снижения скорости в условиях легкой нагрузки. Этот метод управления скоростью наиболее экономичен при постоянном крутящем моменте. Этот метод управления скоростью используется для двигателей постоянного тока, приводящих в движение краны, подъемники, поезда и т. д. .Напряжение, подаваемое на якорь, изменяется реостатом серии R 1 . Возбуждающий ток можно изменять, изменяя шунтирующее сопротивление якоря R 2 . Этот способ регулирования скорости неэкономичен из-за значительных потерь мощности в сопротивлениях регулирования скорости. Здесь управление скоростью достигается в широком диапазоне, но ниже нормальной скорости.

    Регулятор напряжения на клеммах якоря

    Регулирование скорости двигателя постоянного тока может осуществляться путем подачи питания на двигатель от отдельного источника переменного напряжения.Этот метод требует больших затрат, поэтому используется редко.

    Двигатель постоянного тока с полевым управлением

    Регулировка скорости двигателя постоянного тока с помощью полевого управления может быть выполнена с помощью:

    1. Метод полевого дивертора
    2. . Здесь поток поля можно уменьшить, шунтируя часть тока двигателя вокруг последовательного поля. Чем меньше сопротивление дивертора, тем меньше ток возбуждения, меньше поток, следовательно, больше скорость.Этот метод дает скорость выше нормальной и используется в электроприводах, в которых скорость должна резко возрастать при снижении нагрузки.

      Управление полем с ответвлениями

      Это еще один метод увеличения скорости за счет уменьшения магнитного потока, который реализуется за счет уменьшения количества витков обмотки возбуждения, через которую протекает ток. В этом методе несколько ответвлений от обмотки возбуждения выводятся наружу. Этот метод используется в электрической тяге.

      Управление скоростью параллельного двигателя постоянного тока

      Классификация методов управления скоростью для параллельного двигателя постоянного тока аналогична классификации двигателей постоянного тока.Эти два метода:

      1. Методы управления якорем
      2. Методы управления полем

      Шунтирующий двигатель постоянного тока, управляемый якорем

      Шунтирующий двигатель постоянного тока, управляемый якорем, может выполняться двумя способами:

      1. Управление сопротивлением якоря
      Контроль сопротивления якоря

      При контроле сопротивления якоря в цепь якоря добавляется переменное сопротивление. Поле подключено напрямую к источнику питания, поэтому поток не изменяется из-за изменения последовательного сопротивления.Это применяется для шунтирующего двигателя постоянного тока. Этот метод используется в печатных машинах, кранах, подъемниках, где скорость ниже номинальной используется только в течение короткого периода времени.

      Управление напряжением якоря

      Для этого метода управления скоростью требуется переменный источник напряжения, отделенный от источника, подающего ток возбуждения. Этот метод позволяет избежать недостатков плохого регулирования скорости и низкой эффективности методов управления сопротивлением якоря.

      Базовый метод управления регулируемым напряжением якоря для управления скоростью d реализуется с помощью регулируемого генератора напряжения, который называется Ward Leonard System .Этот метод предполагает использование комплекта двигатель-генератор (MG). Этот метод лучше всего подходит для сталепрокатных заводов, бумагоделательных машин, элеваторов, шахтных подъемников и т. д. Этот метод известен как система Уорда Леонарда.

      Преимущества шунтового двигателя постоянного тока, управляемого якорем
      1. Очень точное регулирование скорости во всем диапазоне в обоих направлениях
      2. Достигается равномерное ускорение
      3. Хорошая регулировка скорости
      4. Имеет рекуперативную тормозную способность
      Управление Недостатки якоря
      1. Требуется дорогостоящее оборудование, требуется больше площади
      2. Низкая эффективность при малых нагрузках
      3. Привод производит больше шума.

      Шунтирующий двигатель постоянного тока, управляемый полем

      С помощью этого метода скорость шунтирующего двигателя постоянного тока регулируется с помощью полевого реостата.

      Шунтирующий двигатель постоянного тока, управляемый реостатом

      В этом методе изменение скорости достигается с помощью переменного сопротивления, включенного последовательно с шунтирующим полем. Увеличение управляющих сопротивлений уменьшает ток возбуждения при уменьшении потока и увеличении скорости. Этот метод управления скоростью не зависит от нагрузки на двигатель.Мощность, затрачиваемая на управление сопротивлением, очень мала, так как ток возбуждения имеет небольшую величину. Этот метод управления скоростью также используется в комбинированном двигателе постоянного тока.

      Недостатки шунтового двигателя постоянного тока, управляемого полевым реостатом
      • Невозможно получить малую скорость.
      • Максимальная скорость достигается только при пониженном крутящем моменте.
      • Скорость максимальна при минимальном значении потока, который определяется размагничивающим действием реакции якоря на поле.

      Твердотельный регулятор скорости

      Статические накопители Ward Leonard используются в наши дни из-за недостатков классического метода.Вращающиеся наборы MG заменены полупроводниковыми преобразователями для управления скоростью двигателя постоянного тока. Используемые преобразователи представляют собой прерыватели (в случае питания постоянным током) или управляемые выпрямители (в случае питания переменным током). Этот метод не подходит для периодических нагрузок.

      Теория управления скоростью двигателя постоянного тока

      Чтобы определить скорость двигателя постоянного тока, мы начнем с уравнения для ЭДС двигателя постоянного тока (электромагнитной силы). Мы знаем, что уравнение ЭДС двигателя постоянного тока равно:

      Отсюда переписывая уравнение:

      При k = PZ/60A, тогда:

      Отсюда при E = V – I a R a , получаем скорость двигателя постоянного тока (Н):

      Методы управления скоростью двигателя постоянного тока

      Скорость двигателя постоянного тока

      Обратная ЭДС E b двигателя постоянного тока представляет собой не что иное, как ЭДС индукции в проводниках якоря из-за вращения якоря в магнитном поле.Таким образом, величина E b может быть задана уравнением ЭДС генератора постоянного тока.
      E b = PØNZ / 60A
      (где P = количество полюсов, Ø = поток/полюс, N = скорость в об/мин, Z = количество проводников якоря, A = параллельные пути)

      E b также может быть представлен как
      E b = V- I a R a

      Таким образом, из приведенных выше уравнений
      N = E b 60A / P ØZ

    3. a для двигателя постоянного тока, Z
    4. a и Z

      являются константами

      Следовательно, N ∝ K E b / Ø           (где K = константа)

      Это показывает, что скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна противоЭДС и обратно пропорциональна поток на полюс.

      Методы управления скоростью двигателя постоянного тока

      Регулятор скорости шунтового двигателя

      1. Метод контроля потока
      Выше уже объяснялось, что скорость двигателя постоянного тока обратно пропорциональна потоку на полюс. Таким образом, уменьшая поток, можно увеличить скорость и наоборот.

      Для управления потоком последовательно с обмоткой возбуждения добавляется реостат, как показано на принципиальной схеме. Добавление большего сопротивления последовательно с обмоткой возбуждения увеличит скорость, так как уменьшит магнитный поток.В шунтовых двигателях, поскольку ток возбуждения относительно очень мал, потери I sh 2 R малы. Поэтому этот метод достаточно эффективен. Хотя скорость может быть увеличена выше номинального значения за счет уменьшения потока с помощью этого метода, он накладывает ограничение на максимальную скорость, поскольку ослабление потока поля сверх установленного предела отрицательно повлияет на коммутацию.

      2. Метод управления якорем
      Скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна противо-ЭДС E b и E b = V — I a R a .Это означает, что при постоянном напряжении питания V и сопротивлении якоря R и скорость прямо пропорциональна току якоря I и . Таким образом, если добавить сопротивление последовательно с якорем, I a уменьшится, а значит, уменьшится и скорость. Чем больше сопротивление последовательно с якорем, тем больше падение скорости.
      3. Метод контроля напряжения
      a) Контроль нескольких напряжений :
      В этом методе шунтирующее поле подключается к фиксированному возбуждающему напряжению, а на якорь подается разное напряжение.Напряжение на якоре изменяется с помощью подходящего распределительного устройства. Скорость приблизительно пропорциональна напряжению на якоре.

      b) Система Ward-Leonard :
      Эта система используется там, где требуется очень чувствительное управление скоростью двигателя (например, электрические экскаваторы, лифты и т. д.). Устройство этой системы показано на рисунке справа.
      M 2 — двигатель, для которого требуется регулирование скорости.
      M 1 может быть любым двигателем переменного или постоянного тока с постоянной скоростью.
      G представляет собой генератор, напрямую соединенный с M 1 .
      В этом методе выходной сигнал генератора G подается на якорь двигателя M 2 , скорость которого необходимо контролировать. Выходное напряжение генератора G может изменяться от нуля до максимального значения с помощью его регулятора поля и, следовательно, напряжение якоря двигателя М 2 изменяется очень плавно. Следовательно, этим способом может быть получено очень плавное управление скоростью двигателя постоянного тока .

      Регулятор скорости двигателя серии

      1.Метод контроля потока

      • Дивертор поля : Переменное сопротивление подключается параллельно последовательному полю, как показано на рис. (a). Этот переменный резистор называется отклоняющим, так как через этот резистор можно отвести желаемую величину тока и, следовательно, ток через катушку возбуждения можно уменьшить. Таким образом, поток можно уменьшить до желаемой величины и увеличить скорость.
      • Переключатель якоря : Переключатель подсоединяется к якорю, как показано на рис. (b).
        При заданном постоянном крутящем моменте нагрузки, если ток якоря уменьшается, тогда поток должен увеличиваться, как Ta ∝ ØIa
        Это приведет к увеличению тока, потребляемого от источника питания, и, следовательно, увеличится поток Ø и, следовательно, скорость двигателя уменьшится.
      • Управление полем с ответвлениями : Как показано на рис. (c), катушка возбуждения имеет ответвления, разделенные числом витков. Таким образом, мы можем выбрать другое значение Ø, выбрав другое количество витков.
      • Параллельные катушки возбуждения : В этом методе можно получить несколько скоростей путем перегруппировки катушек, как показано на рис. (d).
      2. Переменное сопротивление последовательно с якорем
      Включив сопротивление последовательно с якорем, можно уменьшить напряжение на якоре. И, следовательно, скорость уменьшается пропорционально этому.
      3. Последовательно-параллельное управление
      Эта система широко используется в электрической тяге, где используются два или более последовательно соединенных механических двигателя. Для низких скоростей двигатели соединяются последовательно, а для более высоких скоростей двигатели подключаются параллельно.
      При последовательном соединении через двигатели проходит один и тот же ток, хотя напряжение на каждом двигателе разделено. При параллельном соединении напряжение на каждом двигателе одинаково, хотя ток делится.

      Управление крутящим моментом и скоростью двигателя


      Назад «Типы преобразователей частоты» • Вернуться к оглавлению • Далее «Несколько приводов — скоординированное управление»


      Управление двигателем крутящий момент и скорость или скорость — это выбор режима работы, доступный для большинства основных приводов постоянного тока и некоторых приводов переменного тока типа flux vector .Для некоторых продуктов режим Velocity может включать способность регенерации .

       

      1.) Приводы постоянного тока — управление крутящим моментом:

      Для управления крутящим моментом двигателей постоянного тока привод постоянного тока регулирует ток якоря.

      Напряжение якоря не регулируется, что позволяет двигателю работать на любой скорости, необходимой для достижения заданного уровня тока/крутящего момента. Такая установка может быть использована для любых приводных валков с постоянным крутящим моментом и простых намоточных устройств для регулировки приблизительного натяжения для работы в режиме центрального ветра с малым коэффициентом увеличения.Для центральных намотчиков в режиме крутящего момента и фиксированного входного задания крутящий момент остается постоянным, создавая эффект натяжения конуса, если оператор станка не увеличивает заданное значение крутящего момента по мере увеличения диаметра.

       

      Прямолинейное управление крутящим моментом может привести к нежелательному эффекту разгона до максимальной скорости в случае обрыва полотна или потери нагрузки, если привод не имеет функции «Ограничение максимальной скорости или напряжения». Эти эффекты могут быть компенсированы дополнительным приводом дополнительные платы и/или внешние схемы управления для обеспечения полнофункционального «центрального ветра с постоянным натяжением», CTCW, управления с включенной компенсацией трения, инерции, изменения диаметра и т. д.Некоторые приводы, такие как цифровой привод постоянного тока Carotron ELITE PRO, содержат прошивку CTCW.

       

      ПРИМЕНИМЫЕ ПРОДУКТЫ:

      СЕРИЯ

      ADP100 СЕРИЯ

      БЛЕЙЗЕР СЕРИИ

      ЭЛИТНАЯ СЕРИЯ

      ВЫБОР СЕРИИ

      СЕРИЯ ELITE PRO

      СЕРИЯ RCP200

       

      2.) Приводы переменного тока — контроль крутящего момента:

      Привод переменного тока использует комплексную обработку данных о напряжении, токе, частоте и угловом положении двигателя, чтобы обеспечить возможность регулирования крутящего момента.Для работы в режиме TORQUE обычно требуется обратная связь от энкодера. Даже оценка способности инверторного привода регулировать крутящий момент не является простой задачей. Не думайте, что инвертор и двигатель, работающие в режиме «момент», будут создавать линейный и пропорциональный выходной крутящий момент относительно задания. Полное управление крутящим моментом может зависеть от использования внешней схемы опорного крутящего момента или управления, обладающего гибкостью и регулируемостью для компенсации любых недостатков привода/двигателя.

       

      3.)  Приводы постоянного тока – управление скоростью (скоростью):

      Для регулирования скорости двигателя постоянного тока привод обычно управляет напряжением якоря. Насколько хорошо это происходит, зависит от того, какой сигнал обратной связи используется для представления скорости двигателя. См. раздел C, «Управление без обратной связи и с обратной связью». Общие значения для некоторых приводов постоянного тока следующие:

      A. AFB — обратная связь якоря

      B. TFB — обратная связь тахометра

      C. EFB — обратная связь энкодера

       

      А.)  AFB – обратная связь якоря

      Метод обратной связи по напряжению якоря, также называемый обратной связью якоря, основан на способности двигателя постоянного тока действовать как генератор постоянного тока. Когда двигатель постоянного тока вращается, он генерирует уровень напряжения, называемый счетчиком или обратной ЭДС , который пропорционален скорости вращения. Как и на всех «генераторах», на генерируемую мощность также влияет сила магнитного потока поля.

      Поскольку напряжение якоря, поступающее от привода, выдается в виде импульсов, между импульсами можно измерить напряжение противоэдс.Затем этот сигнал вводится в схему регулирования скорости привода, контур скорости, чтобы отрегулировать силовую часть привода для поддержания постоянного напряжения двигателя. Основным преимуществом обратной связи якоря является то, что (с приводами постоянного тока Carotron) не требуются дополнительные компоненты привода или двигателя.

       

      Некоторые проблемы, связанные с работой обратной связи якоря, связаны с определенными характеристиками двигателя постоянного тока. Одна проблема заключается в том, что даже при постоянном напряжении якоря скорость двигателя может упасть на несколько процентов, когда двигатель загружен.Это падение связано с потерями «внутреннего сопротивления» в якоре двигателя и устраняется в приводах постоянного тока путем добавления «компенсации внутреннего сопротивления», IR Comp, потенциометра и сигнала.

       

      Цепь IR Comp определяет увеличение нагрузки и затем увеличивает напряжение якоря, чтобы предотвратить падение скорости. К сожалению, эффект потерь IR обычно неодинаков в диапазоне скоростей двигателя, и определенная настройка IR Comp лучше всего работает при определенной скорости двигателя.

       

      Другая проблема с обратной связью якоря связана с работой двигателя в качестве «генератора» и с тем, как на него влияет сила магнитного потока поля.В электромагнитном поле (полях) обмотки двигателей с шунтирующим полем повышение температуры по мере прогрева двигателя (сразу после включения питания) приведет к увеличению сопротивления обмотки возбуждения. Это вызывает уменьшение тока возбуждения и силы потока, что, в свою очередь, вызывает уменьшение генерируемого напряжения, которое при использовании в качестве обратной связи по скорости вызывает увеличение скорости двигателя, поскольку привод пытается поддерживать постоянную обратную связь по напряжению якоря.

       

      Влияние напряженности шунтирующего поля на скорость и крутящий момент двигателя постоянного тока можно с пользой использовать в некоторых приложениях, прежде всего известных как « ПОСТОЯННАЯ МОЩНОСТЬ» .В этих приложениях скорость может быть «заменена» крутящим моментом, чтобы обеспечить высокий крутящий момент при низкой скорости и высокую скорость при низком крутящем моменте. Режим скорости Центральная намоточная машина является примером применения, где требуется низкий крутящий момент и высокая скорость на начальном валке и по мере увеличения диаметра; уменьшение скорости вращения сопровождается возрастанием потребности в крутящем моменте. В приложениях с более высокой мощностью, использующих специально разработанные двигатели, обычно > 5 л.с., управление полем двигателя постоянного тока может обеспечиваться приводом или независимым ПОЛЕВЫМ РЕГУЛЯТОРОМ.См. Раздел H. Намотчики постоянной мощности для получения более подробного описания этого типа работы.

       

      ПРИМЕНИМЫЕ ПРОДУКТЫ:

      УПРАВЛЕНИЕ ПОЛЕВЫМ РЕГУЛЯТОРОМ FR1000 И FR3500

      СЕРИЯ ELITE PRO

       

      Двигатели возбуждения с постоянными магнитами, двигателями с постоянными магнитами не подвержены феномену «изменения магнитного потока», но все же могут демонстрировать IR-потери. Таким образом, работа с обратной связью якоря менее затратна, но потенциальные связанные с этим проблемы могут быть непомерно высокими, если требуется точное регулирование в диапазоне скоростей двигателя и работа без дрейфа.Способ устранения этих потенциальных проблем состоит в том, чтобы «замкнуть контур скорости» с помощью внешнего устройства обратной связи, такого как тахометр или энкодер.

       

      B.) TFB – обратная связь тахометра

      Тахометры и энкодеры — это устройства, дающие точный выходной сигнал, пропорциональный их скорости вращения. Использование такого устройства для обратной связи называется «операцией с обратной связью».

       

      Тахометры

      (также известные как тахометры или тахометры) различаются и измеряются в вольтах на 1000 об/мин.Большинство из них обеспечивают выходное напряжение постоянного тока, но блоки с номинальным напряжением переменного тока все еще доступны и используются.

       

      Некоторые стандартные номиналы постоянного тока составляют 7, 50 и 100 В постоянного тока/1000 об/мин. Стандартные номиналы переменного тока: 45 и 90 В переменного тока/1000 об/мин. Выходной сигнал тахометра переменного тока изменяется по частоте и уровню напряжения при изменении скорости.

      C.) EFB — обратная связь энкодера

      Энкодеры

      выпускаются с еще большим разнообразием номиналов и выдают сигнал, частота которого увеличивается с увеличением скорости.Они могут быть снабжены несколькими выходами, называемыми квадратурными выходами, и маркерными импульсами, которые позволяют им возвращать информацию о направлении вращения и позиции вращения.

       

      Некоторые энкодеры называются импульсными тахометрами или генераторами импульсов. Обычно это «кольцо и шестерня» или «датчик Холла и магнитное колесо», которые крепятся к поверхности «С» или фланцу двигателя. Все энкодеры указываются в импульсах на оборот или имп/об и могут иметь выходной номинал от 1 имп/об до тысяч имп/об.

       

      Тахометры и энкодеры

      включают номинальные характеристики выходной точности или допуска, требования к источнику питания, диапазон температур и диапазон нагрузки. Их главная претензия на известность заключается в том, что они игнорируют большинство внешних воздействий и дают точные и воспроизводимые результаты, пока они работают в пределах своих установленных рейтингов. Это означает, что приводы, использующие их для обратной связи, также могут игнорировать или компенсировать такие факторы, как потери в двигателе, колебания сетевого напряжения, изменение нагрузки и изменение температуры.

       

      ПРИМЕНИМЫЕ ПРОДУКТЫ:

      ИМПУЛЬСНЫЕ Тахометры СЕРИИ TCF60 И TCF120

      TAC008-000 XPY ФЛАНЦЕВЫЙ КОДЕР

      TAC017-000 КВАДРАТНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ КОДЕР

       

      4.) Приводы переменного тока — управление скоростью (скоростью):

      Преобразователи частоты переменного тока

      могут иметь несколько выбираемых методов управления. Некоторые примеры:

      A.) Управление V/F

      B.) Управление V/F с обратной связью PG или тахометра

      С.) Вектор без обратной связи

      D.) Замкнутый контур или вектор потока

       

      A.) V/F, напряжение/частота, Метод управления, также называемый управлением вольт/герц, является наиболее распространенным методом управления инвертором. Не требуя устройства обратной связи, он подходит для общего применения и применения в нескольких двигателях.

       

      B.) Управление V/F с обратной связью PG обеспечивает лучшее регулирование скорости системы с замкнутым контуром.

       

      С.) Векторный разомкнутый контур , иногда называемый бездатчиковым вектором , использует более сложный алгоритм управления для обеспечения точного управления скоростью, быстрой реакции и более высокого крутящего момента на низкой скорости.

       

      D.) Flux Vector или вектор с замкнутым контуром требуют обратной связи от энкодера и обеспечивают точное управление скоростью и полным номинальным крутящим моментом в широком диапазоне скоростей, иногда даже при нулевых оборотах.

       

      Инверторы

      и их двигатели также могут работать в режиме «Постоянная мощность», в котором скорость двигателя может быть увеличена за пределы базовой номинальной скорости с уменьшением допустимого крутящего момента.См. Раздел H.12, «Намотчики постоянной мощности» для получения более подробного описания этого типа работы.

       

      5.) Регенерация:

      Регенерация зависит от способности двигателей переменного и постоянного тока действовать как генераторы, а также как двигатели. Регенерация — это режим работы, который автоматически реализуется секцией управления скоростью привода REGEN всякий раз, когда обратная связь по скорости превышает задание скорости. С рекуперативной приводной мощностью двигатель может обеспечивать двигательный (положительный) крутящий момент или тормозной (отрицательный) крутящий момент, обычно в любом направлении вращения.Это называется «четырехквадрантной» операцией. Нерегенеративные приводы обеспечивают работу только в «одном квадранте», хотя добавление реверсивных контакторов к приводам постоянного тока может обеспечить работу двигателя в третьем квадранте.

      Таким образом, при работе двигателя мощность берется из сети переменного тока и преобразуется для выполнения работы двигателем. В режиме рекуперации самостоятельно генерируемая мощность берется из двигателя и подается обратно в сеть переменного тока или рассеивающие энергию «тормозные резисторы» для создания отрицательного или тормозного момента в двигателе.Эта функция полезна при работе с двигателями с высокой инерцией или капитальным ремонтом. В приводах постоянного тока регенеративная способность также обеспечивает «полупроводниковое реверсирование». Без рекуперации для реверсирования должны использоваться контакторы постоянного тока. Частое реверсирование, даже при низких уровнях нагрузки, может привести к сокращению ожидаемого срока службы контакторов. Для привода рекуперации рекомендуется использовать только один контактор для «безопасного останова».

       

      Для возможности рекуперации в приводе постоянного тока требуется вторая силовая секция и больше схем управления, чем в приводе без рекуперации, в то время как большинство приводов с инвертором переменного тока по своей сути имеют некоторую возможность рекуперации.Большинство приводов переменного тока с более низкой номинальной мощностью также поставляются со схемой «тормозного транзистора», необходимой для расширения возможностей рекуперации за счет добавления только тормозного резистора. Кроме того, некоторые приводы переменного тока могут иметь функцию «рекуперации в сети», при которой избыточная энергия двигателя возвращается в сеть, а не рассеивается на резисторах. Рекуперативные приводы постоянного тока обычно могут обеспечивать более высокий постоянный отрицательный крутящий момент, чем инверторный привод, использующий тормозной резистор. Номинальная номинальная мощность тормозного транзистора и резистора инвертора будет определять рабочий цикл.

       

      ПРИМЕНИМЫЕ ПРОДУКТЫ:

      D10425-XXX СЕРИЯ

      десантник IV

      СЕРИЯ RCP200

      БЛЕЙЗЕР IV СЕРИИ

      СЕРИЯ ELITE PRO (модели EPR)

      СЕРИЯ ELITE (модели E12)

      *Темы в этом руководстве по основам управления двигателем включают: крутящий момент двигателей постоянного тока, крутящий момент двигателя переменного тока, управление скоростью двигателя переменного тока, регулятор скорости двигателя постоянного тока. Ознакомьтесь с другими полезными руководствами по управлению двигателем и советами по применению, нажав кнопку «Вернуться к оглавлению» ниже.


      Назад «Типы приводов с регулируемой скоростью» • Вернуться к оглавлению • Далее «Несколько приводов — скоординированное управление»


      Перейти к линейке продуктов • Перейти к приводам постоянного тока и аксессуарам • Перейти к компонентам системного интерфейса

      Руководство по применению систем управления Указатель

      Регулятор скорости двигателя постоянного тока | Регуляторы и приводы двигателей с регулируемой скоростью

      Электродвигатели постоянного тока модели

      генерируют крутящий момент за счет реакции между двумя магнитными полями: одно поле создается стационарными «полевыми» обмотками (катушками), а другое — обмотками во вращающемся якоре.В некоторых двигателях постоянного тока отсутствуют обмотки возбуждения, вместо них используются большие постоянные магниты, так что стационарное магнитное поле является постоянным для всех условий эксплуатации.

      В любом случае, принцип работы электродвигателя постоянного тока заключается в том, что ток, проходящий через якорь, создает магнитное поле, которое пытается выровняться со стационарным магнитным полем. Это заставляет якорь вращаться:

      Однако набор сегментированных медных полосок, называемый коммутатором , разрывает электрический контакт с теперь выровненной катушкой и подает питание на другую катушку (или, в простом примере, показанном выше, повторно подает напряжение на ту же петлю провода в противоположном направлении). для создания другого несоосного магнитного поля, которое продолжает вращать якорь.Электрический контакт между вращающимися сегментами коммутатора и стационарным источником питания осуществляется через угольные щетки . Эти щетки со временем изнашиваются (как и сам коммутатор), и их необходимо периодически заменять.

      Большинство промышленных двигателей постоянного тока имеют несколько катушек якоря, а не одну, как показано на упрощенном рисунке выше. Здесь показана фотография большого (1250 лошадиных сил) двигателя постоянного тока, используемого для приведения в движение паромного судна, с четко видимыми полюсами возбуждения и арматуры (выглядящими как спицы в колесе):

      Крупный план узла одной щетки на этом большом двигателе показывает угольную щетку, подпружиненный держатель щетки и множество коллекторных стержней, с которыми щетка соприкасается при вращении якоря:

      Двигатели постоянного тока демонстрируют следующие отношения между механическими и электрическими величинами:

      Крутящий момент:

      • Крутящий момент прямо пропорционален напряженности магнитного поля якоря, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна току через обмотки якоря
      • Крутящий момент также прямо пропорционален напряженности магнитного поля неподвижного полюса, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна току через обмотки возбуждения (в двигателе с непостоянными магнитами возбуждения)

      Скорость:

      • Скорость ограничена противо-ЭДС, создаваемой якорем, когда он вращается в стационарном магнитном поле.Эта противо-ЭДС прямо пропорциональна скорости якоря, а также прямо пропорциональна напряженности магнитного поля неподвижного полюса (которая прямо пропорциональна току обмотки возбуждения в двигателе без постоянных магнитов)
      • Таким образом, скорость прямо пропорциональна напряжению якоря
      • Скорость также обратно пропорциональна напряженности стационарного магнитного поля, которая прямо пропорциональна току через обмотки возбуждения (в двигателе с непостоянными магнитами возбуждения)

      Очень простой метод управления характеристиками скорости и крутящего момента двигателя постоянного тока с возбуждением (с непостоянными магнитами) заключается в контроле величины тока через обмотку возбуждения:

      Уменьшение сопротивления резистора управления полем позволяет увеличить ток через обмотку возбуждения, усиливая ее магнитное поле.Это повлияет на работу двигателя двумя способами: во-первых, двигатель будет генерировать больший крутящий момент, чем раньше (при той же величине тока якоря), потому что теперь якорь реагирует на более сильное магнитное поле; во-вторых, скорость двигателя уменьшится, потому что вращающийся якорь будет генерировать больше противо-ЭДС для той же скорости вращения, и эта противо-ЭДС, естественно, попытается выровняться с приложенным напряжением источника постоянного тока. И наоборот, мы можем увеличить скорость двигателя постоянного тока (и уменьшить его выходной крутящий момент), увеличив сопротивление резистора управления полем, ослабив стационарное магнитное поле, через которое вращается якорь.

      Регулирование тока возбуждения может изменить баланс между скоростью и крутящим моментом, но мало влияет на общую мощность двигателя . Чтобы контролировать выходную мощность двигателя постоянного тока, мы также должны регулировать напряжение и ток якоря. Переменные резисторы также могут использоваться для этой задачи, но в наше время это обычно не одобряется из-за потраченной впустую мощности.

      Лучшим решением является электронная схема управления мощностью, которая очень быстро включает и выключает транзисторы, переключая питание на якорь двигателя.Это называется широтно-импульсной модуляцией , или ШИМ .

      Рабочий цикл (время включения в зависимости от времени включения+выключения) формы импульсного сигнала будет определять долю общей мощности, подаваемой на двигатель:

      Такая электронная схема управления мощностью обычно называется приводом . Таким образом, преобразователь частоты или ЧРП представляет собой схему большой мощности, используемую для управления скоростью двигателя постоянного тока.Приводы двигателей могут быть настроены вручную для запуска двигателя с заданной скоростью или принимать электронный управляющий сигнал для изменения скорости двигателя таким же образом, как электронный сигнал дает команду регулирующему клапану двигаться. При оснащении сигнализацией дистанционного управления моторный привод работает так же, как и любой другой исполнительный элемент управления: следуя команде контроллера процесса, чтобы стабилизировать некоторую переменную процесса на заданном уровне.

      Более старая технология подачи импульсной мощности на двигатель постоянного тока заключается в использовании схемы управляемого выпрямителя с использованием тиристоров вместо обычных выпрямительных диодов для преобразования переменного тока в постоянный.Поскольку основным источником питания большинства промышленных двигателей постоянного тока в любом случае является переменный ток, и этот переменный ток должен быть преобразован в постоянный в какой-то точке системы, имеет смысл интегрировать управление прямо в точку выпрямления:

      Схемы управляемого выпрямителя

      работают по принципу изменения длительности «пусковых» импульсов относительно импульсов формы волны переменного тока. Чем раньше цикл переменного тока запускается каждым тиристором, тем дольше он будет работать, чтобы пропускать ток к двигателю. Схема «управления фазой» управляет всей этой синхронизацией и генерацией импульсов.

      Привод двигателя постоянного тока, который просто меняет мощность двигателя в соответствии с управляющим сигналом, был бы грубым и трудным для применения для управления большинством процессов. Что в идеале требуется от привода с регулируемой скоростью, так это точное управление скоростью двигателя . По этой причине большинство преобразователей частоты рассчитаны на получение обратной связи от тахометра, механически соединенного с валом двигателя, поэтому преобразователь частоты «знает», с какой скоростью вращается двигатель. Тахометр обычно представляет собой небольшой генератор постоянного тока, вырабатывающий напряжение постоянного тока, прямо пропорциональное скорости его вала (от 0 до 10 вольт — обычная шкала).Обладая этой информацией, преобразователь частоты может дросселировать подачу электроэнергии на двигатель по мере необходимости для достижения любой скорости, задаваемой управляющим сигналом. Встроенная в привод петля обратной связи управления скоростью делает преобразователь частоты «ведомым контроллером» в системе каскадного управления, когда привод получает сигнал заданного значения скорости от любого контроллера процесса, который отправляет ему выходной сигнал:

      Фотография тахогенераторов (двойных, для резервирования), механически соединенных с этим большим паромным двигателем мощностью 1250 лошадиных сил, появляется здесь:

      Здесь можно увидеть тиристоры, переключающие питание на этот двигатель, подключенные через витую пару к платам управления, выдающим «зажигающие» импульсы на каждый тиристор в соответствующие моменты времени:

      Целостность сигнала обратной связи тахогенератора к преобразователю частоты чрезвычайно важна по соображениям безопасности.Если тахогенератор отключается — механически или электрически (не важно) — от привода, привод «думает», что двигатель не вращается. В своем качестве контроллера скорости привод будет передавать полную мощность двигателю постоянного тока, пытаясь разогнать его до нужной скорости. Таким образом, потеря обратной связи тахогенератора приводит к тому, что двигатель сразу же «разгоняется» до полных оборотов. Это в лучшем случае нежелательно и, вероятно, опасно в случае двигателей такой мощности, как тот, что приводит в движение этот корабль.

      Как и во всех формах управления электроэнергией, основанных на длительности импульсов и рабочих циклах, схемы ЧРП создают много электрического «шума». Импульсные сигналы с прямоугольным фронтом, создаваемые быстрым включением и выключением полупроводниковых силовых устройств, эквивалентны бесконечным сериям высокочастотных синусоидальных волн, некоторые из которых могут иметь достаточно высокую частоту для самораспространения в пространстве в виде электромагнитных волн. . Эти радиочастотные помехи или RFI могут быть довольно серьезными, учитывая высокие уровни мощности цепей привода промышленных двигателей.По этой причине крайне важно, чтобы ни проводники питания двигателя, ни проводники, подающие питание переменного тока в цепь привода, не прокладывались где-либо рядом с проводкой слабого сигнала или проводкой управления, потому что наведенный шум нанесет ущерб любым системам, использующим эти . сигналы низкого уровня.

      Помехи

      RFI на силовых проводниках переменного тока могут быть уменьшены путем направления мощности переменного тока через схемы фильтра нижних частот, называемые линейными реакторами , расположенными рядом с приводом. Эти линейные дроссели, состоящие из катушек индуктивности с сердечником из черных металлов, соединенных последовательно с приводом, блокируют обратное распространение высокочастотного шума на остальную часть проводки распределения питания переменного тока, где он может повлиять на другое электронное оборудование.Тем не менее, мало что можно сделать с помехами РЧ-помех между приводом и двигателем, кроме как экранировать проводники внутри хорошо заземленного металлического кабелепровода и/или использовать силовые кабели с заземленным экраном.

      Регулятор скорости двигателя постоянного тока — Inst Tools

      Электродвигатели постоянного тока модели

      генерируют крутящий момент за счет реакции между двумя магнитными полями: одно поле создается стационарными «полевыми» обмотками (катушками), а другое — обмотками во вращающемся якоре. В некоторых двигателях постоянного тока отсутствуют обмотки возбуждения, вместо них используются большие постоянные магниты, так что стационарное магнитное поле является постоянным для всех условий эксплуатации.

      В любом случае, принцип работы электродвигателя постоянного тока заключается в том, что ток, проходящий через якорь, создает магнитное поле, которое пытается выровняться со стационарным магнитным полем. Это заставляет якорь вращаться:

      Однако набор сегментированных медных полосок, называемый коммутатором, разрывает электрический контакт с теперь выровненной катушкой и подает питание на другую катушку (или в простом примере, показанном выше, повторно подает напряжение на ту же петлю провода в противоположном направлении), чтобы создать другое несоосное магнитное поле, которое продолжает вращать якорь.Электрический контакт между вращающимися сегментами коммутатора и стационарным источником питания осуществляется через угольные щетки. Эти щетки со временем изнашиваются (как и сам коммутатор), и их необходимо периодически заменять.

      Большинство промышленных двигателей постоянного тока имеют несколько катушек якоря, а не одну, как показано на упрощенном рисунке выше. Здесь показана фотография большого (1250 лошадиных сил) двигателя постоянного тока, используемого для приведения в движение паромного судна, с четко видимыми полюсами возбуждения и арматуры (выглядящими как спицы в колесе):

      Крупный план узла одной щетки на этом большом двигателе показывает угольную щетку, подпружиненный держатель щетки и множество коллекторных стержней, с которыми щетка соприкасается при вращении якоря:

      Двигатели постоянного тока демонстрируют следующие отношения между механическими и электрическими величинами:

      Крутящий момент:

      • Крутящий момент прямо пропорционален напряженности магнитного поля якоря, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна току через обмотки якоря
      • Крутящий момент также прямо пропорционален напряженности магнитного поля неподвижного полюса, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна току через обмотки возбуждения (в двигателе с непостоянными магнитами возбуждения)

      Скорость:

      • Скорость ограничена противо-ЭДС, создаваемой якорем, когда он вращается в стационарном магнитном поле.Эта противо-ЭДС прямо пропорциональна скорости якоря, а также прямо пропорциональна напряженности магнитного поля неподвижного полюса (которая прямо пропорциональна току обмотки возбуждения в двигателе без постоянных магнитов)
      • Таким образом, скорость прямо пропорциональна напряжению якоря
      • Скорость также обратно пропорциональна напряженности стационарного магнитного поля, которая прямо пропорциональна току через обмотки возбуждения (в двигателе с непостоянными магнитами возбуждения)

      Очень простой метод управления характеристиками скорости и крутящего момента двигателя постоянного тока с возбуждением (с непостоянными магнитами) заключается в контроле величины тока через обмотку возбуждения:

      Уменьшение сопротивления резистора управления полем позволяет увеличить ток через обмотку возбуждения, усиливая ее магнитное поле.Это повлияет на работу двигателя двумя способами: во-первых, двигатель будет генерировать больший крутящий момент, чем раньше (при той же величине тока якоря), потому что теперь якорь реагирует на более сильное магнитное поле; во-вторых, скорость двигателя уменьшится, потому что вращающийся якорь будет генерировать больше противо-ЭДС для той же скорости вращения, и эта противо-ЭДС, естественно, попытается выровняться с приложенным напряжением источника постоянного тока. И наоборот, мы можем увеличить скорость двигателя постоянного тока (и уменьшить его выходной крутящий момент), увеличив сопротивление резистора управления полем, ослабив стационарное магнитное поле, через которое вращается якорь.

      Регулирование тока возбуждения может изменить баланс между скоростью и крутящим моментом, но мало влияет на общую мощность двигателя. Чтобы контролировать выходную мощность двигателя постоянного тока, мы также должны регулировать напряжение и ток якоря. Переменные резисторы также могут использоваться для этой задачи, но в наше время это обычно не одобряется из-за потраченной впустую мощности.

      Лучшим решением является электронная схема управления питанием, которая очень быстро включает и выключает транзисторы, переключая питание на якорь двигателя.Это называется широтно-импульсной модуляцией или ШИМ.

      Рабочий цикл (время включения в зависимости от времени включения+выключения) формы импульсного сигнала будет определять долю общей мощности, подаваемой на двигатель:

      Такая электронная схема управления мощностью обычно называется приводом. Таким образом, привод с регулируемой скоростью или ЧРП представляет собой схему большой мощности, используемую для управления скоростью двигателя постоянного тока. Приводы двигателей могут быть настроены вручную для запуска двигателя с заданной скоростью или принимать электронный управляющий сигнал для изменения скорости двигателя таким же образом, как электронный сигнал дает команду регулирующему клапану двигаться.При оснащении сигнализацией дистанционного управления моторный привод работает так же, как и любой другой исполнительный элемент управления: следуя команде контроллера процесса, чтобы стабилизировать некоторую переменную процесса на заданном уровне.

      Более старая технология подачи импульсной мощности на двигатель постоянного тока заключается в использовании схемы управляемого выпрямителя с использованием тиристоров вместо обычных выпрямительных диодов для преобразования переменного тока в постоянный. Поскольку основным источником питания большинства промышленных двигателей постоянного тока в любом случае является переменный ток, и этот переменный ток должен быть преобразован в постоянный в какой-то точке системы, имеет смысл интегрировать управление прямо в точку выпрямления:

      Схемы управляемого выпрямителя

      работают по принципу изменения длительности «пусковых» импульсов относительно импульсов формы волны переменного тока.Чем раньше цикл переменного тока запускается каждым тиристором, тем дольше он будет работать, чтобы пропускать ток к двигателю. Схема «управления фазой» управляет всей этой синхронизацией и генерацией импульсов.

      Привод двигателя постоянного тока, который просто меняет мощность двигателя в соответствии с управляющим сигналом, был бы грубым и трудным для применения для управления большинством процессов. В идеале от привода с регулируемой скоростью требуется точное управление скоростью двигателя. По этой причине большинство преобразователей частоты рассчитаны на получение обратной связи от тахометра, механически соединенного с валом двигателя, поэтому преобразователь частоты «знает», с какой скоростью вращается двигатель.Тахометр обычно представляет собой небольшой генератор постоянного тока, вырабатывающий напряжение постоянного тока, прямо пропорциональное скорости его вала (от 0 до 10 вольт — обычная шкала). Обладая этой информацией, преобразователь частоты может дросселировать подачу электроэнергии на двигатель по мере необходимости для достижения любой скорости, задаваемой управляющим сигналом. Встроенная в привод петля обратной связи управления скоростью делает преобразователь частоты «ведомым контроллером» в системе каскадного управления, когда привод получает сигнал заданного значения скорости от любого контроллера процесса, который отправляет ему выходной сигнал:

      Фотография тахогенераторов (двойных, для резервирования), механически соединенных с этим большим паромным двигателем мощностью 1250 лошадиных сил, появляется здесь:

      Здесь можно увидеть тиристоры, переключающие питание на этот двигатель, подключенные через витую пару к платам управления, выдающим «зажигающие» импульсы на каждый тиристор в соответствующие моменты времени:

      Целостность сигнала обратной связи тахогенератора к преобразователю частоты чрезвычайно важна по соображениям безопасности.Если тахогенератор отключается — механически или электрически (не важно) — от привода, привод «думает», что двигатель не вращается. В качестве регулятора скорости привод передает полную мощность двигателю постоянного тока, пытаясь разогнать его до нужной скорости. Таким образом, потеря обратной связи тахогенератора приводит к тому, что двигатель сразу же «разгоняется» до полных оборотов. Это в лучшем случае нежелательно и, вероятно, опасно в случае двигателей такой мощности, как тот, что приводит в движение этот корабль.

      Как и во всех формах управления электроэнергией, основанных на длительности импульсов и рабочих циклах, схемы ЧРП создают много электрического «шума». Импульсные сигналы с прямоугольным фронтом, создаваемые быстрым включением и выключением полупроводниковых силовых устройств, эквивалентны бесконечным сериям высокочастотных синусоидальных волн, некоторые из которых могут иметь достаточно высокую частоту для самораспространения в пространстве в виде электромагнитных волн. . Эти радиочастотные помехи или РЧ-помехи могут быть довольно серьезными, учитывая высокие уровни мощности цепей привода промышленных двигателей.По этой причине крайне важно, чтобы ни проводники питания двигателя, ни проводники, подающие питание переменного тока в схему привода, не прокладывались рядом с проводкой слабого сигнала или проводкой управления, потому что наведенный шум нанесет ущерб любым системам, использующим эти сигналы низкого уровня. .

      Помехи радиопомех на силовых проводах переменного тока можно уменьшить, направив мощность переменного тока через фильтры нижних частот, называемые сетевыми реакторами, расположенными рядом с приводом. Эти линейные дроссели, состоящие из катушек индуктивности с сердечником из черных металлов, соединенных последовательно с приводом, блокируют обратное распространение высокочастотного шума на остальную часть проводки распределения питания переменного тока, где он может повлиять на другое электронное оборудование.Тем не менее, мало что можно сделать с помехами РЧ-помех между приводом и двигателем, кроме как экранировать проводники внутри хорошо заземленного металлического кабелепровода и/или использовать силовые кабели с заземленным экраном.

      Регулятор скорости двигателя постоянного тока | Аврора

      • Регулятор скорости постоянного тока для двигателей, вентиляторов и насосов на 12, 24 и 48 В

      •    Управление через изолированные входы: 0–10 В постоянного тока, 0–20 мА, потенциометр
      •    Форм-фактор True 1.0: двигатель работает тише и холоднее
      •    Заводская настройка для заказов от 50 шт.
      Эксплуатация/установка PDF

      Аврора Лист данных

      Aurora — это компактный и экономичный регулятор скорости двигателя постоянного тока, разработанный для OEM-применений на рынках HVAC, электронного и промышленного управления.Aurora регулирует скорость двигателя постоянного тока с помощью управляющего сигнала (0-5 В постоянного тока, 0-10 В постоянного тока, 0-20 мА) или потенциометра. Напряжение на двигателе изменяется с помощью схемы управления понижающим преобразователем, работающей на высокой частоте для достижения максимальной энергоэффективности при минимальных размерах. Типичные области применения контроллера двигателя постоянного тока включают: промышленное оборудование, конвейеры, технологическое оборудование, вентиляторы и центробежные насосы. 100% тестирование на производственном предприятии, соответствующем стандарту ISO 9001:2008, гарантирует получение надежного и качественного продукта, соответствующего вашим требованиям к управлению двигателем постоянного тока.

      Преимущества использования контроллера двигателя постоянного тока Aurora включают в себя снижение акустического шума, регулирование окружающей среды (влажность, температура или давление), повышенную надежность продукта, повышенную безопасность и экономию энергии.

      Технические характеристики Характеристики
      • » Источник питания:
        • – от 10 до 72 В постоянного тока
        • – от 12 до 48 В переменного тока, 50/60 Гц
      • » Номинальный ток: 6 А при 55°C или менее
      • » Номинальное напряжение двигателя 12, 24 или 48 В пост. тока выбирается перемычкой.Примечание. Выходное напряжение не должно превышать напряжения питания.
        • – с полным диапазоном регулирования 0-12/24/48 В постоянного тока. Примечание. Напряжение питания постоянного тока должно превышать макс. желаемое выходное напряжение не менее чем на 2,5 В при полной нагрузке. Свяжитесь с заводом для получения вариантов снижения падения напряжения.
      • » Выход постоянного тока с фильтрацией обеспечивает истинный форм-фактор 1.0, обеспечивающий важные преимущества:
        • – Двигатель работает тише
        • – Двигатель работает кулер
        • — Позволяет источнику питания высокого напряжения запускать низковольтные двигатели без повреждений
      • » Цикл за циклом Защита от перегрузки по току 8 А
      • » Вход защищен предохранителем на 10 А
      • » Рабочая температура: от -20°C до 55°C
      • » Температура хранения: от -40°C до 125°C
      • » Вес: 8.3 унции (236 грамм)
      • » Соответствует RoHS (6/6)
      • » Плавный пуск и ограничение тока при пуске
      • » Полная аналоговая обратная связь для регулирования с обратной связью
      • » Высокая энергоэффективность, обычно выше 90%
      • » Двухполупериодная мостовая схема выпрямления, модель ADC600-F
      • » Защита от обратной полярности, модель ADC602-F
      • » Off-Input позволяет запускать/останавливать без разрыва линий переменного тока
      • » Управление двигателем постоянного тока на основе изолированных входных сигналов управления:
        • – управляющий сигнал 0–20 мА
        • – управляющий сигнал 0–5 В постоянного тока
        • – управляющий сигнал 0–10 В постоянного тока
        • – Выносной потенциометр
      • » Доступна специальная заводская конфигурация для установки:
        • – ИК компенсация
        • — Ограничение тока
        • – Коэффициенты ускорения/замедления
        • – Мин./макс. скорости
      • » Монтаж: на печатной плате или на DIN-рейке
      • » Соединения: клеммные колодки
      • » Совместимость с датчиками скорости SmartFan TachScan

      Размеры регулятора скорости двигателя постоянного тока Aurora

      Для получения чертежей САПР используйте ссылки в разделе «Дополнительная информация» ниже.

      Номер детали регулятора скорости двигателя постоянного тока Aurora

      Номер детали Описание
      АЦП600-F Контроллер Aurora для питания 12–48 В переменного тока
      АЦП602-Ф Контроллер Aurora для питания 10–72 В постоянного тока
      DIN600-F Дополнительный комплект для монтажа на DIN-рейку (щелкните, чтобы увидеть размеры)

      Дополнительная информация

      » Лист данных по эксплуатации и установке Aurora (PDF)
      » Чертеж Aurora STEP CAD (.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.