PWM regulátor pre motor so spätnou väzbou. Regulátor otáčok motora kolektora: zariadenie a výroba pre domácich majstrov

Na nastavenie otáčok elektromotorov kolektorového typu s nízkym výkonom sa zvyčajne používa rezistor, ktorý je zapojený do série s motorom. Ale tento spôsob zapínania poskytuje veľmi nízku účinnosť a hlavne neumožňuje plynulé riadenie otáčok (nájsť premenlivý odpor s dostatočným výkonom pre niekoľko desiatok ohmov nie je vôbec jednoduché). A hlavnou nevýhodou tejto metódy je, že niekedy sa rotor zastaví, keď sa napájacie napätie zníži.

PWM ovládače, o ktorých bude reč v tomto článku, umožňujú plynulé nastavenie rýchlosti bez nevýhod uvedených vyššie. Okrem toho je možné PWM ovládače použiť aj na nastavenie jasu žiaroviek.

Obrázok 1 znázorňuje schému jedného z nich PWM ovládače. Tranzistor VT1 s efektom poľa je generátor pílovitého napätia (s opakovacou frekvenciou 150 Hz) a operačný zosilňovač na čipe DA1 funguje ako komparátor, ktorý generuje PWM signál na báze tranzistora VT2. Rýchlosť otáčania je regulovaná premenlivým odporom R5, ktorý mení šírku impulzu. Vďaka tomu, že ich amplitúda sa rovná napájaciemu napätiu, elektromotor „nebrzdí“ a navyše je možné dosiahnuť pomalšie otáčanie ako v normálnom režime.

Obvod PWM regulátora na obr. 2 je podobný predchádzajúcemu, ale hlavný oscilátor je tu vyrobený na operačnom zosilňovači (op-amp) DA1. Tento operačný zosilňovač funguje ako trojuholníkový generátor napäťových impulzov s opakovacou frekvenciou 500 Hz. Variabilný odpor R7 umožňuje plynulé nastavenie otáčania.

Na obr.3. je prezentovaná veľmi zaujímavá schéma ovládača. Toto PWM regulátor urobené na integráli časovač NE555. Hlavný oscilátor má opakovaciu frekvenciu 500 Hz. Trvanie impulzov a tým aj rýchlosť rotora elektromotora je možné nastaviť v rozsahu od 2 do 98 % periódy opakovania. Výstup generátora PWM regulátor na časovači NE555 pripojený k prúdovému zosilňovaču vyrobenému na tranzistore VT1 a vlastne riadi motor M1.

Hlavnou nevýhodou vyššie uvedených schém je absencia prvkov na stabilizáciu rýchlosti hriadeľa pri zmene zaťaženia. Ale nasledujúca schéma, znázornená na obr. 4., pomôže vyriešiť tento problém.

Tento regulátor PWM, ako väčšina podobných zariadení, má generátor napäťových impulzov trojuholníkového tvaru (opakovacia frekvencia 2 kHz), vyrobený na DA1.1.DA1.2, komparátor na DA1.3, elektronický spínač na tranzistore VT1 a pulzný regulátor pracovného cyklu , ale v skutočnosti frekvencia otáčania elektromotora - R6. Charakteristickým rysom obvodu je prítomnosť kladnej spätnej väzby cez odpory R12, R11, diódu VD1, kondenzátor C2 a DA1.4, čo zaisťuje konštantnú rýchlosť hriadeľa motora pri zmene zaťaženia. Po pripojení PWM regulátor ku konkrétnemu elektromotoru pomocou odporu R12 sa nastaví hĺbka PIC, pri ktorej nedochádza k žiadnym vlastným osciláciám rýchlosti otáčania so zvýšením alebo znížením zaťaženia hriadeľa motora.

Základňa prvku. V obvodoch uvedených v článku je možné použiť nasledujúce analógy častí: tranzistor KT117A je možné nahradiť KT117B-G alebo alternatívne 2N2646; KT817B - KT815, KT805; čip K140UD7 na K140UD6, alebo KR544UD1, TL071, TL081; časovač NE555 na S555 alebo KR1006VI1; čip TL074 až TL064, alebo TL084, LM324. Ak je potrebné k PWM regulátoru pripojiť výkonnejšiu záťaž, kľúčový tranzistor KT817 je potrebné nahradiť výkonnejším tranzistorom s efektom poľa, voliteľne IRF3905 alebo podobným. Uvedený tranzistor je schopný prechádzať prúdom do 50A.

Ďalšia recenzia na tému všelijakých vecí na domáce výrobky. Tentoraz budem hovoriť o digitálny ovládač revolúcie. Tá vec je svojim spôsobom zaujímavá, ale chcel som viac.
Kto má záujem, čítajte ďalej :)

Mať v domácnosti nejaké nízkonapäťové zariadenia ako je malá brúska atď. Chcel som mierne zvýšiť ich funkčný a estetický vzhľad. Je pravda, že to nevyšlo, aj keď stále dúfam, že dosiahnem svoj cieľ, možno inokedy, dnes vám poviem o samotnej veci.
Výrobca tohto regulátora je Maitech, alebo skôr, toto meno sa často nachádza na všetkých druhoch šatiek a blokov pre domáce výrobky, aj keď som z nejakého dôvodu nenarazil na stránku tejto spoločnosti.

Vzhľadom na to, že som nakoniec nespravil to, čo som chcel, recenzia bude kratšia ako zvyčajne, no začnem ako vždy tým, ako sa predáva a odosiela.
Obálka obsahovala obyčajnú tašku na zips.

Sada obsahuje iba regulátor s premenlivým rezistorom a tlačidlom, nie je žiadny tvrdý obal a návod, ale všetko dorazilo neporušené a bez poškodenia.

Na zadnej strane je nálepka, ktorá nahrádza návod. V zásade nie je pre takéto zariadenie potrebné viac.
Rozsah prevádzkového napätia je 6-30 voltov a maximálny prúd je 8 ampérov.

Vzhľad veľmi dobré, tmavé "sklo", tmavosivý plast puzdra, vo vypnutom stave pôsobí celkovo čierny. Z hľadiska vzhľadu nie je čo vytknúť. Na prednej strane bola nalepená transportná fólia.
Inštalačné rozmery zariadenia:
Dĺžka 72 mm (minimálny otvor puzdra 75 mm), šírka 40 mm, hĺbka bez predného panelu 23 mm (s predným panelom 24 mm).
Rozmery predného panelu:
Dĺžka 42,5, šírka 80mm

Variabilný odpor je dodávaný s rukoväťou, rukoväť je samozrejme hrubá, ale na použitie postačí.
Odpor rezistora je 100KΩ, závislosť nastavenia je lineárna.
Ako sa neskôr ukázalo, odpor 100 KΩ spôsobuje poruchu. Pri napájaní z impulzného zdroja nie je možné nastaviť stabilné hodnoty, ovplyvňuje rušenie na vodičoch k premenlivému rezistoru, kvôli ktorému hodnoty naskakujú +\- 2 znaky, ale bolo by v poriadku skákať spolu s toto, otáčky motora vyskočia.
Odpor odporu je vysoký, prúd je malý a drôty zbierajú všetok hluk okolo.
Pri napájaní z lineárneho zdroja tento problém úplne chýba.
Dĺžka vodičov k rezistoru a tlačidlu je cca 180 mm.

Button, no, nie je na tom nič zvláštne. Normálne otvorené kontakty, montážny priemer 16mm, dĺžka 24mm, bez podsvietenia.
Tlačidlom sa vypne motor.
Tie. po zapnutí napájania sa rozsvieti indikátor, motor naštartuje, stlačením tlačidla sa vypne, druhým stlačením sa opäť zapne.
Keď je motor vypnutý, indikátor sa tiež nerozsvieti.

Pod krytom je doska zariadenia.
Kontakty napájania a pripojenia motora sú vyvedené na svorky.
Kladné kontakty konektora sú navzájom spojené, vypínač prepína záporný vodič motora.
Spojenie variabilného odporu a tlačidla je odnímateľné.
Všetko vyzerá úhľadne. Vývody kondenzátorov sú trochu krivé, ale myslím, že sa to dá odpustiť :)

Ďalšie rozoberanie schovám pod spojler.

Viac

Indikátor je pomerne veľký, výška číslice je 14mm.
Rozmery dosky sú 69x37mm.

Doska je zostavená úhľadne, v blízkosti kontaktov indikátora sú stopy toku, ale vo všeobecnosti je doska čistá.
Doska obsahuje: ochrannú diódu proti prepólovaniu, 5V stabilizátor, mikrokontrolér, 470 mikrofaradový 35V kondenzátor, výkonové prvky pod malým žiaričom.
Miesta na inštaláciu ďalších konektorov sú tiež viditeľné, ich účel nie je jasný.

Načrtol som malú blokovú schému, len pre hrubé pochopenie toho, čo a ako sa prepína a ako je to spojené. Variabilný odpor sa zapne jednou nohou na 5 voltov, druhou na zem. Preto ho možno bezpečne nahradiť nižšou nominálnou hodnotou. V schéme nie sú žiadne spojenia s nespájkovaným konektorom.

Zariadenie využíva mikrokontrolér vyrobený spoločnosťou STMicroelectronics.
Pokiaľ viem, tento mikrokontrolér sa používa v pomerne veľkom množstve rôznych zariadení, ako sú ampérmetre.

Stabilizátor výkonu sa pri prevádzke pri maximálnom vstupnom napätí zahrieva, ale nie veľmi.

Časť tepla z výkonových prvkov je odvádzaná na medené polygóny dosky, vľavo je vidieť veľké množstvo prechodov z jednej strany dosky na druhú, čo pomáha odvádzať teplo.
Teplo sa odvádza aj pomocou malého radiátora, ktorý je zhora pritlačený na výkonové prvky. Toto umiestnenie chladiča sa mi zdá trochu pochybné, keďže teplo sa odvádza cez plast puzdra a takýto chladič veľmi nepomôže.
Medzi silovymi prvkami a radiatorom nie je ziadna pasta, odporucam vybrat radiator a potriet pastou, aspon trosku ale polepsi sa to.

Vo výkonovej časti je použitý tranzistor, odpor kanála je 3,3 mOhm, maximálny prúd je 161 ampérov, ale maximálne napätie je len 30 voltov, preto by som odporučil obmedziť vstup na 25-27 voltov. Pri prevádzke pri takmer maximálnych prúdoch dochádza k miernemu zahrievaniu.
V blízkosti je umiestnená aj dióda, ktorá tlmí prúdové rázy zo samoindukcie motora.
Používa sa tu 10 ampérov, 45 voltov. O dióde nie sú žiadne otázky.


Prvé zaradenie. Stalo sa, že som testy vykonal ešte pred odstránením ochrannej fólie, pretože na týchto fotkách stále je.
Indikátor je kontrastný, stredne jasný, výborne sa číta.

Najprv som sa rozhodol vyskúšať na malých nákladoch a dostal som prvé sklamanie.
Nie, nemám žiadne výhrady voči výrobcovi a predajni, len som dúfal, že takýto pomerne drahý prístroj bude mať stabilizáciu otáčok motora.
Bohužiaľ, toto je len nastaviteľná PWM, indikátor zobrazuje % plnenia od 0 do 100 %.
Regulátor si malý motor ani nevšimol, v ten deň je to úplne smiešny zaťažovací prúd :)

Pozorní čitatelia si určite dali pozor na prierez vodičov, ktorými som napájal regulátor.
Áno, vtedy som sa rozhodol pristúpiť k problematike globálnejšie a pripojil som výkonnejší motor.
Samozrejme, že je výrazne výkonnejší ako regulátor, ale pri voľnobehu je jeho prúd asi 5 ampérov, čo umožnilo skontrolovať regulátor v režimoch bližšie k maximu.
Regulátor sa správal perfektne, mimochodom, zabudol som uviesť, že pri zapnutí regulátor plynulo zvyšuje plnenie PWM z nuly na nastavenú hodnotu, čím zabezpečuje plynulé zrýchlenie, pričom indikátor okamžite ukazuje nastavenú hodnotu a nie ako na frekvencii pohonov, kde sa zobrazuje skutočný prúd.
Regulátor nezlyhal, trochu sa zahrial, ale nie kritický.

Keďže regulátor je pulzný, rozhodol som sa len pre zaujímavosť pohrabať sa osciloskopom a pozrieť sa, čo sa deje na hradle výkonového tranzistora v rôznych režimoch.
Frekvencia PWM je približne 15 kHz a počas prevádzky sa nemení. Motor štartuje pri naplnení približne 10 %.



Pôvodne som plánoval vložiť regulátor do môjho starého (už dosť starodávneho) napájacieho zdroja pre malé elektrické náradie (o tom niekedy inokedy). teoreticky to malo byť namiesto predného panela a regulátor rýchlosti mal byť umiestnený na zadnej strane, nemal som v pláne dať tlačidlo (našťastie po zapnutí sa zariadenie okamžite prepne do režimu zapnutia) .
Muselo to byť pekné a upravené.

Ale čakalo ma ďalšie sklamanie.
1. Indikátor bol síce rozmerovo o niečo menší ako vložka na prednom paneli, horšie však bolo, že nezapadol do hĺbky a opieral sa o stojany na spojenie polovíc skrinky.
a ak by sa dal odrezať plast krytu indikátora, tak by to nevadilo, keďže doska regulátora ďalej zasahovala.
2. Ale aj keby som vyriešil prvú otázku, bol tu druhý problém, úplne som zabudol, ako bol môj zdroj vyrobený. Faktom je, že regulátor preruší napájanie mínus a mám spätné relé, ktoré zapína a núti motor zastaviť, a na to všetko mám riadiaci obvod. A s ich premenou sa všetko ukázalo oveľa ťažšie :(

Ak by bol regulátor so stabilizáciou otáčok, tak by som sa ešte zmýlil a prerobil obvod riadenia a spätného chodu, prípadne prerobil regulátor na spínanie + výkon. A tak je to možné a ja to prerobím, ale už bez nadšenia a teraz neviem kedy.
Mozno ma niekoho zaujima foto vnutra mojho zdroja, malo to byt asi pred 13-15 rokmi, skoro cely cas fungoval bez problemov, raz som musel vymenit rele.

Zhrnutie.
klady
Prístroj je plne funkčný.
Čistý vzhľad.
Kvalitná konštrukcia
Súprava obsahuje všetko, čo potrebujete.

Mínusy.
Nesprávna prevádzka zo spínaných zdrojov.
Výkonový tranzistor bez napäťovej rezervy
Pri takejto skromnej funkčnosti je cena príliš vysoká (tu je však všetko relatívne).

Môj názor. Ak prižmúrite oči pred cenou zariadenia, potom je samo o sebe celkom dobré, vyzerá elegantne a funguje dobre. Áno, je tu problém s nie veľmi dobrou odolnosťou proti hluku, myslím si, že nie je ťažké ho vyriešiť, ale je to trochu frustrujúce. Okrem toho odporúčam neprekračovať vstupné napätie nad 25-27 Voltov.
Viac zamrzí fakt, že som pozeral pomerne veľa možností na všelijaké hotové regulátory, no nikde neponúkajú riešenie so stabilizáciou otáčok. Možno sa niekto opýta, prečo to robím. Vysvetlím, ako padla do rúk brúska so stabilizáciou, pracuje sa s ňou oveľa príjemnejšie ako zvyčajne.

To je všetko, dúfam, že to bolo zaujímavé :)

Tovar bol poskytnutý na napísanie recenzie obchodom. Recenzia bola zverejnená v súlade s bodom 18 Pravidiel stránky.

Plánujem kúpiť +23 Pridať do obľúbených Páčila sa recenzia +38 +64

Obvod regulátora otáčok jednosmerného motora funguje na princípe modulácie šírky impulzov a používa sa na zmenu rýchlosti jednosmerného motora o 12 voltov. Regulácia otáčok hriadeľa motora pomocou modulácie šírky impulzov poskytuje vyššiu účinnosť ako pri použití jednoduchej zmeny jednosmerného napätia dodávaného do motora, aj keď zvážime aj tieto schémy

Regulátor otáčok jednosmerného motora 12 voltový obvod

Motor je zapojený v obvode s tranzistorom s efektom poľa, ktorý je riadený moduláciou šírky impulzov vykonanou na časovači NE555, a preto sa obvod ukázal byť taký jednoduchý.

Regulátor PWM je implementovaný pomocou konvenčného generátora impulzov na astabilnom multivibrátore, ktorý generuje impulzy s opakovacou frekvenciou 50 Hz a je postavený na populárnom časovači NE555. Signály prichádzajúce z multivibrátora vytvárajú na bráne predpätie tranzistor s efektom poľa. Trvanie kladného impulzu sa nastavuje pomocou premenlivého odporu R2. Čím dlhšie trvanie kladného impulzu prichádza do brány tranzistora s efektom poľa, tým viac energie sa dodáva do jednosmerného motora. A na otáčku, čím kratšie je trvanie impulzu, tým slabšie sa motor otáča. Tento obvod funguje skvele na 12 V batérii.

Obvod riadenia rýchlosti jednosmerného motora pre 6 voltov

Rýchlosť 6V motora je možné nastaviť od 5-95%

Regulátor otáčok motora na ovládači PIC

Regulácia otáčok v tomto obvode je dosiahnutá aplikáciou napäťových impulzov rôzneho trvania na elektromotor. Na tieto účely sa používajú PWM (modulátory šírky impulzov). V tomto prípade reguláciu šírky impulzu zabezpečuje mikrokontrolér PIC. Na ovládanie otáčok motora slúžia dve tlačidlá SB1 a SB2, „Viac“ a „Menej“. Rýchlosť otáčania môžete zmeniť iba vtedy, keď je stlačený prepínač "Štart". V tomto prípade sa trvanie impulzu mení v percentách z obdobia od 30 do 100 %.

Ako regulátor napätia mikrokontroléra PIC16F628A je použitý trojpinový stabilizátor KR1158EN5V, ktorý má nízky úbytok vstupno-výstupného napätia len cca 0,6V. Maximálne vstupné napätie je 30V. To všetko umožňuje použitie motorov s napätím od 6V do 27V. V úlohe vypínača sa používa kompozitný tranzistor KT829A, ktorý je žiaduce nainštalovať na radiátor.

Zariadenie je zostavené na doske plošných spojov s rozmermi 61 x 52 mm. Výkres PCB a súbor firmvéru si môžete stiahnuť z vyššie uvedeného odkazu. (Pozri archívny priečinok 027-el)

PWM jednosmerný regulátor otáčok motora

Toto domáca schéma Môže byť použitý ako regulátor otáčok pre 12V jednosmerný motor do 5A alebo ako stmievač pre 12V halogénové a LED žiarovky do 50W. Riadenie sa vykonáva pomocou modulácie šírky impulzov (PWM) pri frekvencii opakovania impulzov asi 200 Hz. Prirodzene, frekvenciu je možné v prípade potreby zmeniť voľbou pre maximálnu stabilitu a účinnosť.

Väčšina týchto štruktúr je zostavená podľa oveľa jednoduchšej schémy. Tu uvádzame pokročilejšiu verziu, ktorá využíva časovač 7555, bipolárny tranzistorový budič a výkonný MOSFET. Tento obvod poskytuje vylepšenú reguláciu rýchlosti a funguje v širokom rozsahu zaťaženia. Toto je skutočne veľmi efektívny obvod a náklady na jeho časti pri nákupe na vlastnú montáž sú pomerne nízke.

Obvod regulátora PWM pre 12 V motor

Obvod používa časovač 7555 na vytvorenie premenlivej šírky impulzu okolo 200 Hz. Riadi tranzistor Q3 (cez tranzistory Q1 - Q2), ktorý riadi otáčky elektromotora alebo svetiel.

Existuje mnoho použití pre tento obvod, ktorý bude napájaný 12V: elektromotory, ventilátory alebo lampy. Môže byť použitý v autách, lodiach a elektrických vozidlách, modelových železniciach atď.

Bezpečne sa sem dajú pripojiť aj 12 V LED svietidlá, napríklad LED pásiky. Každý vie, že LED žiarovky sú oveľa efektívnejšie ako halogénové alebo žiarovky, vydržia oveľa dlhšie. A ak je to potrebné, napájajte regulátor PWM z 24 alebo viac voltov, pretože samotný mikroobvod s vyrovnávacím stupňom má stabilizátor výkonu.

Regulátor otáčok striedavého motora

PWM regulátor pre 12 voltov

Ovládač regulátora jednosmerného prúdu s polovičným mostíkom

Schéma regulátora rýchlosti minidrill

Schémy a prehľad regulátorov otáčok elektromotora 220V

Pre plynulé zvyšovanie a znižovanie rýchlosti otáčania hriadeľa existuje špeciálne zariadenie - regulátor otáčok pre elektromotor 220v. Stabilná prevádzka, žiadne prerušenia napätia, dlhá životnosť sú výhody použitia regulátora otáčok motora 220, 12 a 24 V.

  • Prečo potrebujete frekvenčný menič
  • Oblasť použitia
  • Vyberte zariadenie
  • FC zariadenie
  • Typy zariadení
    • triakové zariadenie
    • Proces proporcionálneho signálu

Prečo potrebujete frekvenčný menič

Funkciou regulátora je invertovať napätie 12,24 V, čím sa zabezpečí plynulý rozbeh a zastavenie pomocou modulácie šírky impulzov.

Regulátory rýchlosti sú súčasťou štruktúry mnohých zariadení, pretože poskytujú elektrickú presnosť ovládania. To vám umožní nastaviť rýchlosť na požadovanú hodnotu.

Oblasť použitia

Jednosmerný regulátor otáčok motora sa používa v mnohých priemyselných a domácich aplikáciách. Napríklad:

  • vykurovací komplex;
  • pohony zariadení;
  • zváračka;
  • elektrické rúry;
  • vysávače;
  • Šijacie stroje;
  • práčky.

Vyberte zariadenie

Aby bolo možné vybrať účinný regulátor, je potrebné vziať do úvahy vlastnosti zariadenia, vlastnosti účelu.

  1. Pre kolektorové motory sú bežné vektorové regulátory, ale skalárne sú spoľahlivejšie.
  2. Dôležitým kritériom výberu je sila. Musí zodpovedať povoleným hodnotám na použitej jednotke. A je lepšie prekročiť pre bezpečnú prevádzku systému.
  3. Napätie musí byť v prijateľnom širokom rozsahu.
  4. Hlavným účelom regulátora je previesť frekvenciu, takže tento aspekt musí byť zvolený podľa technických požiadaviek.
  5. Pozor si treba dať aj na životnosť, rozmery, počet vstupov.

FC zariadenie

  • Prirodzený regulátor striedavého motora;
  • pohonná jednotka;
  • ďalšie položky.

Obvod regulátora otáčok motora 12 V je znázornený na obrázku. Otáčky sa ovládajú potenciometrom. Ak vstup prijíma impulzy s frekvenciou 8 kHz, napájacie napätie bude 12 voltov.

Zariadenie je možné zakúpiť na špecializovaných predajných miestach alebo si ho môžete vyrobiť sami.

Obvod regulátora rýchlosti striedavého prúdu

Pri spustení trojfázového motora na plný výkon sa prenáša prúd, akcia sa opakuje asi 7 krát. Sila prúdu ohýba vinutia motora, teplo sa vytvára dlhú dobu. Menič je invertor, ktorý zabezpečuje premenu energie. Napätie vstupuje do regulátora, kde sa pomocou diódy umiestnenej na vstupe usmerní 220 voltov. Potom sa prúd filtruje pomocou 2 kondenzátorov. Vytvára sa PWM. Ďalej sa impulzný signál prenáša z vinutia motora do určitej sínusoidy.

Existuje univerzálne 12v zariadenie pre bezkomutátorové motory.

Aby ste ušetrili na účtoch za elektrinu, naši čitatelia odporúčajú Electricity Saving Box. Mesačné platby budú o 30 – 50 % nižšie ako pred použitím šetriča. Odoberá zo siete reaktívnu zložku, v dôsledku čoho sa znižuje zaťaženie a v dôsledku toho aj spotreba prúdu. Elektrické spotrebiče spotrebujú menej elektriny, čím sa znížia náklady na jej platbu.

Obvod sa skladá z dvoch častí – logickej a výkonovej. Mikrokontrolér je umiestnený na čipe. Táto schéma je typická pre výkonný motor. Jedinečnosť regulátora spočíva v jeho použití s rôzne druhy motory. Napájanie obvodov je samostatné, ovládače kľúčov vyžadujú napájanie 12V.

Typy zariadení

triakové zariadenie

Zariadenie simister (triak) sa používa na ovládanie osvetlenia, výkonu vykurovacích telies a rýchlosti otáčania.

Obvod regulátora triaku obsahuje minimum detailov znázornených na obrázku, kde C1 je kondenzátor, R1 je prvý odpor, R2 je druhý odpor.

Pomocou meniča sa výkon reguluje zmenou času otvoreného triaku. Ak je zatvorený, kondenzátor sa nabíja záťažou a odpormi. Jeden odpor riadi množstvo prúdu a druhý reguluje rýchlosť nabíjania.

Keď kondenzátor dosiahne hranicu napätia 12V alebo 24V, kľúč sa aktivuje. Sestra prejde do otvoreného stavu. Keď sieťové napätie prechádza cez nulu, simister je zablokovaný, potom kondenzátor dáva záporný náboj.

Prevodníky na elektronické kľúče

Bežný tyristorový regulátor s jednoduchou obsluhou.

Tyristor, pracuje v sieti striedavého prúdu.

Samostatným typom je stabilizátor striedavého napätia. Stabilizátor obsahuje transformátor s viacerými vinutiami.

Obvod stabilizátora jednosmerného prúdu

Nabíjačka 24V na tyristore

Do zdroja napätia 24 voltov. Princíp činnosti spočíva v nabití kondenzátora a zablokovaného tyristora a keď kondenzátor dosiahne napätie, tyristor pošle prúd do záťaže.

Proces proporcionálneho signálu

Signály prichádzajúce na vstup systému tvoria spätnú väzbu. Pozrime sa bližšie na mikroobvod.

Čip TDA 1085

Čip TDA 1085 zobrazený vyššie poskytuje spätnú väzbu motora 12V, 24V bez straty energie. Povinnosťou je mať tachometer, ktorý poskytuje spätnú väzbu od motora do riadiacej dosky. Signál zo stakhodatchiku ide do mikroobvodu, ktorý prenáša úlohu na výkonové prvky - pridať napätie do motora. Keď je hriadeľ zaťažený, doska pridáva napätie a výkon sa zvyšuje. Uvoľnením hriadeľa sa napätie zníži. Revolúcie budú konštantné a moment sily sa nezmení. Frekvencia je riadená vo veľkom rozsahu. Takýto 12, 24 voltový motor je inštalovaný v práčkach.

Vlastnými rukami si môžete vyrobiť zariadenie na brúsku, sústruh na drevo, brúsku, miešačku betónu, rezačku slamy, kosačku na trávu, štiepačku dreva a mnoho ďalšieho.

Priemyselné regulátory, pozostávajúce z 12, 24 voltových regulátorov, sú vyplnené živicou, takže sa nedajú opraviť. Preto sa 12v zariadenie často vyrába nezávisle. Jednoduchá možnosť pomocou čipu U2008B. Regulátor využíva prúdovú spätnú väzbu alebo mäkký štart. V prípade použitia posledného sú potrebné prvky C1, R4, prepojka X1 nie je potrebná a naopak so spätnou väzbou.

Pri montáži regulátora zvoľte správny odpor. Keďže pri veľkom odpore môže dochádzať k trhaniu pri štarte a pri malom odpore bude kompenzácia nedostatočná.

Dôležité! Pri nastavovaní regulátora výkonu pamätajte na to, že všetky časti zariadenia sú pripojené k elektrickej sieti, preto je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia!

Regulátory otáčok pre jednofázové a trojfázové motory 24, 12 V sú funkčným a hodnotným zariadením v každodennom živote aj v priemysle.

SCHÉMA REGULÁTORA OTÁČOK MOTORU

Regulátor striedavého motora

Na základe výkonného triaku BT138-600 môžete zostaviť obvod regulátora rýchlosti striedavého motora. Tento obvod je určený na ovládanie otáčok elektromotorov vŕtačiek, ventilátorov, vysávačov, uhlových brúsok a pod. Otáčky motora je možné regulovať zmenou odporu potenciometra P1. Parameter P1 určuje fázu spúšťacieho impulzu, ktorý otvorí triak. Obvod plní aj stabilizačnú funkciu, ktorá udržuje otáčky motora aj pri veľkom zaťažení.

schému zapojenia Regulátor striedavého motora

Napríklad, keď sa motor vŕtačky spomalí v dôsledku zvýšeného odporu kovu, zníži sa aj EMF motora. To vedie k zvýšeniu napätia v R2-P1 a C3, čo spôsobí, že sa triak otvorí dlhšie a rýchlosť sa zodpovedajúcim spôsobom zvýši.

Regulátor pre jednosmerný motor

Najjednoduchšia a najobľúbenejšia metóda na nastavenie rýchlosti otáčania jednosmerného motora je založená na použití modulácie šírky impulzov ( PWM alebo PWM ). V tomto prípade sa napájacie napätie privádza na motor vo forme impulzov. Frekvencia opakovania impulzov zostáva konštantná a ich trvanie sa môže meniť - takto sa mení rýchlosť (výkon).

Na generovanie signálu PWM môžete použiť obvod založený na čipe NE555. Najjednoduchší obvod regulátora rýchlosti jednosmerného motora je znázornený na obrázku:

Schematický diagram regulátora jednosmerného motora

Tu je VT1 tranzistor s efektom poľa typu n, ktorý je schopný odolať maximálnemu prúdu motora pri danom napätí a zaťažení hriadeľa. VCC1 je 5 až 16 V, VCC2 je väčšie alebo rovné VCC1. Frekvencia signálu PWM sa dá vypočítať pomocou vzorca:

kde R1 je v ohmoch, C1 je vo faradoch.

S hodnoteniami uvedenými vo vyššie uvedenom diagrame sa frekvencia signálu PWM bude rovnať:

F = 1,44/(50000*0,0000001) = 290 Hz.

Stojí za zmienku, že aj moderné zariadenia, vrátane vysokovýkonných riadiacich zariadení, sú založené práve na takýchto schémach. Prirodzene s použitím výkonnejších prvkov, ktoré znesú vysoké prúdy.

PWM - regulátory otáčok motora na časovači 555

Časovač 555 nachádza široké uplatnenie v ovládacích zariadeniach, napr PWM - regulátory otáčok pre jednosmerné motory.

Každý, kto niekedy použil akumulátorový skrutkovač, určite počul škrípanie vychádzajúce zvnútra. Sú to vinutia motora pískajúce pod vplyvom impulzného napätia generovaného systémom PWM.

Ďalší spôsob, ako regulovať rýchlosť motora pripojeného k batérii, je jednoducho neslušný, hoci je celkom možný. Napríklad jednoducho zapojte výkonný reostat do série s motorom alebo použite nastaviteľný lineárny regulátor napätia s veľkým chladičom.

Variant regulátora PWM založený na časovači 555 je znázornený na obrázku 1.

Obvod je pomerne jednoduchý a všetko je založené na multivibrátore, aj keď je prevedený na generátor impulzov s nastaviteľným pracovným cyklom, ktorý závisí od pomeru rýchlosti nabíjania a vybíjania kondenzátora C1.

Kondenzátor sa nabíja pozdĺž obvodu: + 12V, R1, D1, ľavá strana odporu P1, C1, GND. A kondenzátor sa vybíja pozdĺž obvodu: horná doska C1, pravá strana odporu P1, dióda D2, kolík 7 časovača, spodná doska C1. Otáčaním posúvača rezistora P1 môžete zmeniť pomer odporov jeho ľavej a pravej časti, a teda čas nabíjania a vybíjania kondenzátora C1 a v dôsledku toho aj pracovný cyklus impulzov.

Obrázok 1. Schéma regulátora PWM na časovači 555

Táto schéma je taká populárna, že je dostupná už aj vo forme súpravy, ktorá je znázornená na nasledujúcich obrázkoch.

Obrázok 2. Schematický diagram zostavy PWM - regulátora.

Sú tu zobrazené aj časové diagramy, ale bohužiaľ nie sú zobrazené hodnotenia dielov. Možno ich vidieť na obrázku 1, pre ktorý je to v skutočnosti znázornené tu. Namiesto bipolárneho tranzistora TR1, bez zmeny obvodu, môžete použiť silný efekt poľa, ktorý zvýši výkon záťaže.

Mimochodom, na tomto obvode sa objavil ďalší prvok - dióda D4. Jeho účelom je zabrániť vybitiu časovacieho kondenzátora C1 cez napájací zdroj a záťaž - motor. Tým sa dosiahne stabilizácia frekvencie PWM.

Mimochodom, pomocou takýchto obvodov je možné ovládať nielen rýchlosť jednosmerného motora, ale aj jednoducho aktívnu záťaž - žiarovku alebo nejaký druh vykurovacieho telesa.

Obrázok 3. Doska plošných spojov súpravy PWM regulátora.

S trochou práce je celkom možné to znova vytvoriť pomocou jedného z programov na kreslenie dosiek plošných spojov. Hoci vzhľadom na nedostatok dielov bude jedna kópia ľahšie zostaviteľná zavesením.

Obrázok 4. Vzhľad sady PWM - regulátora.

Pravda, už zostavená značková súprava vyzerá celkom pekne.

Tu si možno niekto položí otázku: „Záťaž v týchto regulátoroch je pripojená medzi + 12V a kolektor výstupného tranzistora. Ale čo napríklad v aute, pretože všetko je už spojené so zemou, karosériou, autom?

Áno, nemôžete argumentovať proti masám, tu môžete len odporučiť presunutie tranzistorového spínača do medzery „plus“9raquo; drôty. Možný variant takejto schémy je znázornený na obrázku 5.

Obrázok 6 zobrazuje výstupný stupeň MOSFET samostatne. Odtok tranzistora je pripojený k +12V batérie, brána len „visí9raquo; vo vzduchu (čo sa neodporúča), je v zdrojovom okruhu zahrnutá záťaž, v našom prípade žiarovka. Tento obrázok jednoducho vysvetľuje, ako funguje MOSFET.

Aby sa MOSFET otvoril, stačí priviesť kladné napätie na hradlo vzhľadom na zdroj. V tomto prípade sa žiarovka rozsvieti na plné teplo a bude svietiť, kým sa tranzistor nezatvorí.

Na tomto obrázku je najjednoduchší spôsob uzavretia tranzistora skratovaním brány k zdroju. A takýto manuálny obvod je celkom vhodný na kontrolu tranzistora, ale v skutočnom obvode, najmä pulznom, budete musieť pridať niekoľko ďalších detailov, ako je znázornené na obrázku 5.

Ako je uvedené vyššie, na otvorenie tranzistora MOSFET je potrebný ďalší zdroj napätia. V našom obvode zohráva svoju úlohu kondenzátor C1, ktorý sa nabíja pozdĺž obvodu + 12V, R2, VD1, C1, LA1, GND.

Na otvorenie tranzistora VT1 musí byť na jeho bránu privedené kladné napätie z nabitého kondenzátora C2. Je celkom zrejmé, že sa to stane iba vtedy, keď je tranzistor VT2 otvorený. A to je možné len vtedy, ak je optočlenový tranzistor OP1 uzavretý. Potom kladné napätie z kladnej dosky kondenzátora C2 cez odpory R4 a R1 otvorí tranzistor VT2.

V tomto bode by mal byť vstup PWM nízky a mal by odpojiť LED optočlena (často sa to označuje ako invertovanie LED diód), takže LED optočlena je vypnutá a tranzistor je vypnutý.

Na zatvorenie výstupného tranzistora je potrebné pripojiť jeho bránu k zdroju. V našom obvode sa to stane, keď sa otvorí tranzistor VT3, čo si vyžaduje, aby bol výstupný tranzistor optočlena OP1 otvorený.

Signál PWM má v tomto čase vysokú úroveň, takže LED nie je shuntovaná a vyžaruje k nej priradené infračervené lúče, tranzistor optočlena OP1 je otvorený, čo má za následok vypnutie záťaže - žiarovky.

Ako jedna z možností aplikácie podobnej schémy v aute sú to denné svetlá. V tomto prípade motoristi tvrdia, že používajú diaľkové svetlá, ktoré sú zapnuté na polovicu. Najčastejšie sú tieto návrhy na mikrokontroléri. na internete je ich veľa, ale jednoduchšie je to urobiť na časovači NE555.

j&;elektrikár Ino - elektrotechnika a elektronika, domáca automatizácia, l&;výrobky zo stavby a opravy domácich elektrických rozvodov, zásuviek a vypínačov, vodičov a káblov a l&;napájacie zdroje l&;veta, zaujímavé akcie a mnoho iného pre elektrikárov a ich domácich pracovníkov.

Informačné a učebné materiály pre nových elektrikárov.

Kľúče, príklady a technické riešenia, príklady zaujímavých elektroinovácií.

Informácie o l&;site j&;lectric Ino sú poskytované v ok&;komunálnych a poučných oblastiach. Za použitie týchto informácií neexistuje žiadna správa zodpovednosti. Sai môže vyhrať materiály 12+

Reprodukcia materiálov l&;ayte k&; je zakázaná.

Regulačný obvod založený na modulácii šírky impulzu, alebo jednoducho, možno použiť na zmenu rýchlosti jednosmerného motora o 12 voltov. Regulácia otáčok hriadeľa pomocou PWM poskytuje vyšší výkon ako pri použití jednoduchej zmeny jednosmerného napätia dodávaného do motora.

PWM regulátor otáčok motora

Motor je pripojený k tranzistoru VT1 s efektom poľa, ktorý je riadený PWM multivibrátorom postaveným na populárnom časovači NE555. Vzhľadom na aplikáciu sa schéma riadenia rýchlosti ukázala ako celkom jednoduchá.

Ako už bolo spomenuté vyššie, PWM regulátor otáčok motora uskutočnené pomocou jednoduchého generátora impulzov generovaného nestabilným multivibrátorom s frekvenciou 50 Hz, uskutočneného na časovači NE555. Signály z výstupu multivibrátora poskytujú predpätie na hradle tranzistora MOSFET.

Trvanie kladného impulzu je možné nastaviť pomocou premenlivého odporu R2. Čím väčšia je šírka kladného impulzu brány MOSFET, tým viac energie sa dodáva do jednosmerného motora. A naopak, čím je jeho šírka užšia, tým je prenášaný menší výkon a v dôsledku toho aj otáčky motora. Tento obvod je možné prevádzkovať z 12 voltového zdroja.

Charakteristika tranzistora VT1 (BUZ11):

  • Typ tranzistora: MOSFET
  • Polarita: N
  • Maximálny stratový výkon (W): 75
  • Maximálne prípustné napätie zvodného zdroja (V): 50
  • Maximálne prípustné napätie hradla (V): 20
  • Maximálny povolený jednosmerný odberový prúd (A): 30

Najjednoduchší spôsob riadenia rýchlosti jednosmerného motora je založený na použití modulácie šírky impulzov (PWM alebo PWM). Podstatou tejto metódy je, že napájacie napätie sa na motor privádza vo forme impulzov. V tomto prípade zostáva frekvencia opakovania impulzov konštantná, pričom ich trvanie sa môže meniť.

Signál PWM je charakterizovaný takým parametrom, ako je pracovný cyklus alebo pracovný cyklus. Táto hodnota je prevrátená k pracovnému cyklu a rovná sa pomeru trvania impulzu k jeho perióde.

D = (t/T) * 100 %

Obrázky nižšie zobrazujú signály PWM s rôznymi pracovnými cyklami.


Pri tejto metóde riadenia bude rýchlosť motora úmerná pracovnému cyklu signálu PWM.

Jednoduchý obvod riadenia jednosmerného motora

Najjednoduchší obvod riadenia jednosmerného motora pozostáva z tranzistora s efektom poľa, na ktorého hradle je privedený PWM signál. Tranzistor v tomto obvode funguje ako elektronický kľúč, ktorý spína jeden z výstupov motora na zem. Tranzistor sa zapne v čase trvania impulzu.

Ako sa bude motor správať v takomto zaradení? Ak je frekvencia signálu PWM nízka (jednotky Hz), motor sa bude otáčať trhavo. Toto bude obzvlášť viditeľné pri malom pracovnom cykle signálu PWM.
Pri frekvencii stoviek Hz sa motor bude neustále otáčať a rýchlosť jeho otáčania sa bude meniť úmerne k pracovnému cyklu. Zhruba povedané, motor bude „vnímať“ priemernú hodnotu dodanej energie.

Obvod na generovanie PWM signálu

Existuje mnoho obvodov na generovanie PWM signálu. Jedným z najjednoduchších je obvod založený na 555. časovači. Vyžaduje minimum komponentov, netreba ho konfigurovať a je zmontovaný za jednu hodinu.


Napájacie napätie obvodu VCC môže byť v rozsahu 5 - 16 Voltov. Ako diódy VD1 - VD3 si môžete vziať takmer akékoľvek diódy.

Ak máte záujem pochopiť, ako tento obvod funguje, musíte sa pozrieť na blokovú schému 555. časovača. Časovač pozostáva z deliča napätia, dvoch komparátorov, klopného obvodu, spínača s otvoreným kolektorom a výstupnej vyrovnávacej pamäte.



Výstupy napájania (VCC) a resetovania (Reset) sú pripojené ku kladnému napájaniu, napríklad +5 V, a zem (GND) k zápornému pólu. Otvorený kolektor tranzistora (výstup DISCH) je cez rezistor vytiahnutý až na výkon plus a je z neho odstránený PWM signál. Pin CONT nie je použitý, je k nemu pripojený kondenzátor. Výstupy komparátorov THRES a TRIG sú kombinované a zapojené do RC obvodu pozostávajúceho z variabilného odporu, dvoch diód a kondenzátora. Stredný kolík premenlivého odporu je pripojený na kolík OUT. Krajné svorky rezistora sú pripojené cez diódy ku kondenzátoru, ktorý je druhou svorkou spojený so zemou. Vďaka tomuto zahrnutiu diód sa kondenzátor nabíja cez jednu časť variabilného odporu a vybíja sa cez druhú.

V momente zapnutia napájania je pin OUT na nízkej logickej úrovni, potom piny THRES a TRIG vďaka dióde VD2 budú tiež na nízkej úrovni. Horný komparátor prepne výstup na nulu a dolný na jednotku. Spúšťací výstup sa nastaví na nulu (pretože má na výstupe menič), tranzistorový spínač sa zopne a na pine OUT sa nastaví vysoká úroveň (pretože má na vstupe menič). Ďalej sa kondenzátor C3 začne nabíjať cez diódu VD1. Keď je nabitý na určitú úroveň, spodný komparátor sa prepne na nulu a potom horný komparátor prepne výstup na jednotku. Spúšťací výstup sa nastaví na jednu, tranzistorový spínač sa zapne a kolík OUT sa zníži. Kondenzátor C3 sa začne vybíjať cez diódu VD2, kým sa úplne nevybije a komparátory prepnú spúšť do iného stavu. Cyklus sa potom zopakuje.

Približnú frekvenciu signálu PWM generovaného týmto obvodom možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:


F = 1,44/(R1*C1), [Hz]

kde R1 je v ohmoch, C1 je vo faradoch.

S hodnoteniami uvedenými vo vyššie uvedenom diagrame sa frekvencia signálu PWM bude rovnať:


F = 1,44/(50000*0,0000001) = 288 Hz.

PWM jednosmerný regulátor otáčok motora

Skombinujme dva vyššie uvedené diagramy a dostaneme jednoduchý obvod Jednosmerný regulátor otáčok motora, ktorý možno použiť na ovládanie otáčok motora hračky, robota, mikrovŕtačky atď.



VT1 je tranzistor s efektom poľa typu n, ktorý je schopný odolať maximálnemu prúdu motora pri danom napätí a zaťažení hriadeľa. VCC1 je 5 až 16 V, VCC2 je väčšie alebo rovné VCC1.

Namiesto tranzistora s efektom poľa môžete použiť bipolárny tranzistor n-p-n, Darlingtonov tranzistor, optorelé príslušného výkonu.