Napájecí napětí výkonných spotřebičů je vhodné regulovat pomocí regulátorů s pulzně šířkovou modulací. Výhodou těchto regulátorů je, že výstupní tranzistor pracuje ve spínacím režimu, což znamená, že má dva stavy - otevřený nebo zavřený. Je známo, že k největšímu zahřívání tranzistoru dochází v pootevřeném stavu, což vede k nutnosti instalovat jej na velkoplošný radiátor a chránit jej před přehřátím.

Navrhuji jednoduchý obvod regulátoru PWM. Zařízení je napájeno ze zdroje stejnosměrného napětí 12V. Se zadanou instancí tranzistoru vydrží proud až 10A.

Zvažme provoz zařízení: Na tranzistorech VT1 a VT2 je sestaven multivibrátor s nastavitelným pracovním cyklem. Opakovací frekvence pulzu je asi 7 kHz. Z kolektoru tranzistoru VT2 jsou impulsy odesílány do klíčového tranzistoru VT3, který řídí zátěž. Pracovní cyklus je regulován proměnným rezistorem R4. Když je jezdec tohoto rezistoru v krajní levé poloze, viz horní schéma, jsou pulzy na výstupu zařízení úzké, což udává minimální výstupní výkon regulátoru. V krajní pravé poloze, viz spodní schéma, jsou pulsy široké, regulátor pracuje na plný výkon.

Schéma provozu PWM v KT1

Pomocí tohoto regulátoru můžete ovládat 12V domácí žárovky, stejnosměrný motor s izolovaným pouzdrem. Pokud je regulátor použit v autě, kde je mínus připojen k tělu, mělo by být připojení provedeno přes pnp tranzistor, jak je znázorněno na obrázku.
Podrobnosti: V generátoru mohou pracovat téměř všechny nízkofrekvenční tranzistory, například KT315, KT3102. Klíčový tranzistor IRF3205, IRF9530. Tranzistor pnp P210 můžeme nahradit KT825 a zátěž lze připojit na proud až 20A!

A závěrem je třeba říci, že tento regulátor mi v autě s motorem na vytápění interiéru funguje více než dva roky.

Seznam radioprvků

Označení	Typ	Označení	Množství	Poznámka	Prodejna	Můj poznámkový blok
VT1, VT2	Bipolární tranzistor	KTC3198	2			Do poznámkového bloku
VT3	Tranzistor s efektem pole	N302AP	1			Do poznámkového bloku
C1	Elektrolytický kondenzátor	220uF 16V	1			Do poznámkového bloku
C2, C3	Kondenzátor	4700 pF	2			Do poznámkového bloku
R1, R6	Rezistor	4,7 kOhm	2			Do poznámkového bloku
R2	Rezistor	2,2 kOhm	1			Do poznámkového bloku
R3	Rezistor	27 kOhm	1			Do poznámkového bloku
R4	Variabilní odpor	150 kOhm	1			Do poznámkového bloku
R5	Rezistor

Hladký chod motoru, bez trhání nebo přepětí, je klíčem k jeho životnosti. Pro ovládání těchto indikátorů se používá regulátor otáček elektromotoru pro 220V, 12V a 24V, všechny tyto frekvence lze vyrobit vlastníma rukama nebo si můžete zakoupit hotovou jednotku.

Proč potřebujete regulátor rychlosti?

Regulátor otáček motoru, frekvenční měnič, je zařízení s výkonným tranzistorem, které je nezbytné pro invertování napětí a také pro zajištění plynulého zastavení a rozběhu asynchronního motoru pomocí PWM. PWM – širokopulzní řízení elektrických zařízení. Slouží k vytvoření specifické sinusoidy střídavého a stejnosměrného proudu.

Foto - výkonný regulátor pro asynchronní motor

Nejjednodušším příkladem měniče je běžný stabilizátor napětí. Ale diskutované zařízení má mnohem širší rozsah provozu a výkonu.

Frekvenční měniče se používají v jakémkoli zařízení, které je napájeno elektrickou energií. Regulátory zajišťují extrémně přesné ovládání elektrického motoru, takže lze otáčky motoru upravovat nahoru nebo dolů, udržovat otáčky na požadované úrovni a chránit přístroje před náhlým přetočením. Elektromotor v tomto případě využívá pouze energii potřebnou k provozu, místo aby jej běžel na plný výkon.

Foto – Regulátor otáček stejnosměrného motoru

Proč potřebujete regulátor otáček pro asynchronní elektromotor:

1. Pro úsporu energie. Řízením rychlosti motoru, plynulosti jeho startu a zastavení, síly a rychlosti můžete dosáhnout značných úspor osobních prostředků. Například snížení rychlosti o 20 % může vést k 50% úsporám energie.
2. Frekvenční měnič lze použít k řízení procesní teploty, tlaku nebo bez použití samostatného regulátoru;
3. Pro měkký start není potřeba žádný další ovladač;
4. Náklady na údržbu jsou výrazně sníženy.

Zařízení se často používá pro svářečku (hlavně pro poloautomatické stroje), elektrický sporák, řadu domácích spotřebičů (vysavač, šicí stroj, rádio, pračka), domácí topení, různé modely lodí atd.

Foto – PWM regulátor otáček

Princip činnosti regulátoru otáček

Regulátor rychlosti je zařízení skládající se z následujících tří hlavních subsystémů:

1. AC motor;
2. Hlavní ovladač pohonu;
3. Pohon a přídavné díly.

Při spuštění střídavého motoru na plný výkon se proud přenese s plným výkonem zátěže, to se opakuje 7-8x. Tento proud ohýbá vinutí motoru a vytváří teplo, které se bude generovat po dlouhou dobu. To může výrazně snížit životnost motoru. Jinými slovy, konvertor je druh krokového invertoru, který zajišťuje dvojitou přeměnu energie.

Foto - schéma regulátoru pro komutátorový motor

V závislosti na vstupním napětí usměrňuje frekvenční regulátor otáček třífázového nebo jednofázového elektromotoru proud 220 nebo 380 voltů. Tato akce se provádí pomocí usměrňovací diody, která je umístěna na vstupu energie. Dále je proud filtrován pomocí kondenzátorů. Dále se generuje PWM, za to je zodpovědný elektrický obvod. Nyní jsou vinutí indukčního motoru připravena vysílat pulzní signál a integrovat je do požadované sinusovky. I u mikroelektrického motoru jsou tyto signály vydávány doslova v dávkách.

Foto - sinusoida běžného provozu elektromotoru

Jak vybrat regulátor

Existuje několik charakteristik, podle kterých si musíte vybrat regulátor rychlosti pro auto, elektromotor stroje nebo domácí potřeby:

1. Typ ovládání. Pro komutátorové motory existují regulátory s vektorovým nebo skalárním systémem řízení. První se používají častěji, ale ty druhé jsou považovány za spolehlivější;
2. Napájení. To je jeden z nejdůležitějších faktorů pro výběr elektrického frekvenčního měniče. Je nutné zvolit frekvenční generátor s výkonem, který odpovídá maximálnímu přípustnému na chráněném zařízení. Ale pro nízkonapěťový motor je lepší zvolit regulátor výkonnější, než je přípustná hodnota wattu;
3. Napětí. Přirozeně je zde vše individuální, ale pokud je to možné, musíte si koupit regulátor otáček pro elektromotor, jehož schéma zapojení má široký rozsah přípustných napětí;
4. Frekvenční rozsah. Převod frekvence je hlavním úkolem tohoto zařízení, proto se snažte vybrat model, který bude nejlépe vyhovovat vašim potřebám. Řekněme, že pro ruční router bude stačit 1000 Hertzů;
5. Podle jiných charakteristik. Jedná se o záruční dobu, počet vstupů, velikost (pro stolní stroje a ruční nářadí je speciální nástavec).

Zároveň musíte také pochopit, že existuje takzvaný univerzální regulátor otáčení. Jedná se o frekvenční měnič pro bezkomutátorové motory.

Foto – schéma regulátoru pro bezkomutátorové motory

V tomto obvodu jsou dvě části - jedna je logická, kde je mikrokontrolér umístěn na čipu, a druhá je napájecí. V podstatě se takový elektrický obvod používá pro výkonný elektromotor.

Video: regulátor otáček elektromotoru se SHIRO V2

Jak vyrobit domácí regulátor otáček motoru

Můžete si vyrobit jednoduchý regulátor otáček triakového motoru, jeho schéma je uvedeno níže a cena se skládá pouze z dílů prodávaných v jakémkoli obchodě s elektronikou.

K práci potřebujeme výkonný triak typu BT138-600, doporučuje jej radiotechnický časopis.

Foto - schéma regulátoru rychlosti udělej si sám

V popsaném zapojení se budou otáčky nastavovat pomocí potenciometru P1. Parametr P1 určuje fázi příchozího pulzního signálu, který následně otevírá triak. Toto schéma lze použít jak v polním zemědělství, tak doma. Tento regulátor můžete použít pro šicí stroje, ventilátory, stolní vrtačky.

Princip činnosti je jednoduchý: v okamžiku, kdy motor trochu zpomalí, jeho indukčnost klesne a tím se zvýší napětí v R2-P1 a C3, což následně vede k delšímu rozepnutí triaku.

Tyristorový zpětnovazební regulátor funguje trochu jinak. Umožňuje energii proudit zpět do energetického systému, což je velmi ekonomické a prospěšné. Toto elektronické zařízení zahrnuje zahrnutí výkonného tyristoru do elektrického obvodu. Jeho schéma vypadá takto:

Zde je pro napájení stejnosměrného proudu a usměrnění zapotřebí generátor řídicího signálu, zesilovač, tyristor a obvod pro stabilizaci otáček.

Regulační obvod založený na pulzní šířkové modulaci nebo jednodušeji lze použít ke změně rychlosti 12voltového stejnosměrného motoru. Regulace otáček hřídele pomocí PWM poskytuje vyšší výkon než pouhé střídání stejnosměrného napětí dodávaného do motoru.

Podložka regulátoru otáček motoru

Motor je připojen k tranzistoru VT1 s efektem pole, který je řízen multivibrátorem PWM založeným na populárním časovači NE555. Vzhledem k aplikaci se schéma řízení rychlosti ukázalo jako docela jednoduché.

Jak je zmíněno výše, regulátor otáček motoru vyrobeno pomocí jednoduchého pulzního generátoru generovaného astabilním multivibrátorem o frekvenci 50 Hz vyrobeného na časovači NE555. Signály z výstupu multivibrátoru poskytují předpětí k hradlu tranzistoru MOSFET.

Dobu trvání kladného pulsu lze nastavit proměnným rezistorem R2. Čím větší je šířka kladného impulsu vstupujícího do brány tranzistoru MOSFET, tím více energie je dodáváno do stejnosměrného motoru. A naopak, čím je jeho šířka užší, tím je přenášen menší výkon a v důsledku toho i zmenšení rychlost motoru. Tento obvod může pracovat ze zdroje 12V.

Vlastnosti tranzistoru VT1 (BUZ11):

• Typ tranzistoru: MOSFET
• Polarita: N
• Maximální ztrátový výkon (W): 75
• Maximální přípustné napětí kolektor-zdroj (V): 50
• Maximální přípustné napětí hradlového zdroje (V): 20
• Maximální přípustný trvalý odtokový proud (A): 30

Nejjednodušší způsob řízení rychlosti otáčení stejnosměrného motoru je založen na použití pulzně šířkové modulace (PWM nebo PWM). Podstatou této metody je, že napájecí napětí je do motoru přiváděno ve formě impulsů. V tomto případě zůstává frekvence opakování pulzů konstantní, ale jejich trvání se může lišit.

Signál PWM je charakterizován takovým parametrem, jako je pracovní cyklus nebo pracovní cyklus. Toto je převrácená hodnota pracovního cyklu a rovná se poměru trvání pulzu k jeho periodě.

D = (t/T) * 100 %

Obrázky níže ukazují signály PWM s různými pracovními cykly.

Při této metodě řízení bude rychlost otáčení motoru úměrná pracovnímu cyklu signálu PWM.

Jednoduchý obvod řízení stejnosměrného motoru

Nejjednodušší obvod řízení stejnosměrného motoru se skládá z tranzistoru s efektem pole, jehož hradlo je napájeno signálem PWM. Tranzistor v tomto obvodu funguje jako elektronický spínač, který spíná jednu ze svorek motoru na kostru. Tranzistor se otevře v okamžiku trvání pulsu.

Jak se bude motor chovat, když je takto zapnutý? Pokud je frekvence signálu PWM nízká (několik Hz), motor se bude otáčet trhaně. To bude zvláště patrné při malém pracovním cyklu signálu PWM.
Při frekvenci stovek Hz se motor bude otáčet nepřetržitě a rychlost jeho otáčení se bude měnit úměrně pracovnímu cyklu. Zhruba řečeno, motor bude „vnímat“ průměrnou hodnotu energie, kterou mu dodává.

Obvod pro generování PWM signálu

Existuje mnoho obvodů pro generování PWM signálu. Jedním z nejjednodušších je obvod založený na časovači 555. Vyžaduje minimum součástek, nevyžaduje žádné nastavování a lze jej sestavit za jednu hodinu.

Napájecí napětí obvodu VCC může být v rozsahu 5 - 16 Voltů. Jako diody VD1 - VD3 lze použít téměř jakékoli diody.

Pokud vás zajímá, jak tento obvod funguje, musíte se podívat na blokové schéma časovače 555. Časovač se skládá z děliče napětí, dvou komparátorů, klopného obvodu, spínače s otevřeným kolektorem a výstupní vyrovnávací paměti.

Napájecí kolík (VCC) a resetovací kolíky jsou připojeny ke zdroji plus, řekněme +5 V, a zemnící kolík (GND) k minusu. Otevřený kolektor tranzistoru (vývod DISC) je přes rezistor připojen ke kladnému napájení zdroje a je z něj odstraněn PWM signál. Pin CONT není použit, je k němu připojen kondenzátor. Piny komparátoru THRES a TRIG jsou zkombinovány a připojeny k RC obvodu sestávajícímu z proměnného odporu, dvou diod a kondenzátoru. Střední pin proměnného rezistoru je připojen k pinu OUT. Krajní vývody rezistoru jsou připojeny přes diody ke kondenzátoru, který je druhou vývodkou spojen se zemí. Díky tomuto zařazení diod se kondenzátor nabíjí přes jednu část proměnného rezistoru a vybíjí přes druhou.

Po zapnutí napájení je pin OUT na nízké logické úrovni, poté budou na nízké úrovni i piny THRES a TRIG díky diodě VD2. Horní komparátor přepne výstup na nulu a dolní na jedničku. Výstup spouště se nastaví na nulu (protože má na výstupu měnič), sepne se tranzistorový spínač a pin OUT se nastaví na vysokou úroveň (protože má na vstupu měnič). Dále se kondenzátor C3 začne nabíjet přes diodu VD1. Když se nabije na určitou úroveň, spodní komparátor se přepne na nulu a poté horní komparátor přepne výstup na jedničku. Spouštěcí výstup bude nastaven na jednotkovou úroveň, tranzistorový spínač se otevře a pin OUT bude nastaven na nízkou úroveň. Kondenzátor C3 se začne vybíjet přes diodu VD2, dokud není zcela vybit a komparátory přepnou spoušť do jiného stavu. Cyklus se pak bude opakovat.

Přibližnou frekvenci signálu PWM generovaného tímto obvodem lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

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

kde R1 je v ohmech, C1 je ve faradech.

S hodnotami uvedenými ve výše uvedeném diagramu bude frekvence signálu PWM rovna:

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

Regulátor otáček stejnosměrného motoru PWM

Zkombinujme dva výše uvedené obvody a získáme jednoduchý obvod regulátoru rychlosti stejnosměrného motoru, který lze použít k ovládání otáček motoru hračky, robota, mikrovrtačky atd.

VT1 je tranzistor typu n s efektem pole, který je schopen odolat maximálnímu proudu motoru při daném napětí a zatížení hřídele. VCC1 je od 5 do 16 V, VCC2 je větší nebo roven VCC1.

Místo tranzistoru s efektem pole můžete použít bipolární tranzistor n-p-n, Darlingtonův tranzistor nebo optorelé příslušného výkonu.

Tento DIY obvod lze použít jako regulátor rychlosti pro 12V DC motor s proudem až 5A, nebo jako stmívač pro 12V halogenové a LED žárovky do 50W. Řízení se provádí pomocí pulzně šířkové modulace (PWM) při frekvenci opakování pulzů asi 200 Hz. Frekvenci lze samozřejmě v případě potřeby změnit a zvolit tak maximální stabilitu a účinnost.

Většina těchto konstrukcí je sestavena podle mnohem jednoduššího schématu. Zde představujeme pokročilejší verzi, která využívá časovač 7555, bipolární tranzistorový ovladač a výkonný MOSFET. Tato konstrukce poskytuje vylepšenou regulaci rychlosti a funguje v širokém rozsahu zatížení. Toto je skutečně velmi efektivní schéma a náklady na jeho části při nákupu pro vlastní montáž jsou poměrně nízké.

Obvod PWM regulátoru pro 12V motor

Obvod používá časovač 7555 k vytvoření proměnné šířky pulsu asi 200 Hz. Řídí tranzistor Q3 (přes tranzistory Q1 - Q2), který řídí otáčky elektromotoru nebo žárovek.

Existuje mnoho aplikací pro tento obvod, který bude napájen 12V: elektromotory, ventilátory nebo lampy. Může být použit v autech, lodích a elektrických vozidlech, v modelových železnicích a tak dále.

Lze sem bezpečně připojit i 12V LED lampy, například LED pásky. Každý ví, že LED žárovky jsou mnohem účinnější než halogenové nebo klasické žárovky a vydrží mnohem déle. A pokud je to nutné, napájejte regulátor PWM z 24 voltů nebo více, protože samotný mikroobvod s vyrovnávacím stupněm má stabilizátor výkonu.

Regulátor otáček AC motoru

PWM regulátor 12V

Ovladač stejnosměrného regulátoru Half Bridge

Obvod regulátoru rychlosti mini vrtačky

OVLÁDÁNÍ OTÁČEK MOTORU SE ZPÁTEČKOU

Ahoj všichni, pravděpodobně mnoho radioamatérů, jako jsem já, má více než jeden koníček, ale několik. Kromě navrhování elektronických zařízení se věnuji fotografování, natáčení videa DSLR a střihu videa. Jako kameraman jsem potřeboval posuvník pro natáčení videa a nejprve stručně vysvětlím, co to je. Níže uvedená fotografie ukazuje tovární posuvník.

Posuvník je určen pro natáčení videa na fotoaparátech a videokamerách. Je obdobou kolejového systému používaného v širokoformátovém kině. S jeho pomocí vzniká plynulý pohyb fotoaparátu kolem fotografovaného objektu. Dalším velmi silným efektem, který lze využít při práci s posuvníkem, je možnost přiblížit se nebo oddálit od objektu. Další fotografie ukazuje motor, který byl vybrán pro výrobu posuvníku.

Posuvník je poháněn 12V DC motorem. Na internetu bylo nalezeno schéma regulátoru pro motor, který pohybuje jezdcem. Na další fotografii je indikátor napájení na LED diodě, přepínač, který ovládá zpátečku, a vypínač napájení.

Při provozu takového zařízení je důležité, aby existovala plynulá regulace otáček a snadné zařazení zpětného chodu motoru. Rychlost otáčení hřídele motoru se v případě použití našeho regulátoru plynule nastavuje otáčením knoflíku 5 kOhm proměnného odporu. Snad nejsem jediný z uživatelů těchto stránek, koho fotografie zajímá a někdo další bude chtít toto zařízení replikovat, kdo bude chtít, může si stáhnout archiv se schématem zapojení a plošným spojem regulátoru na konci článku. Následující obrázek ukazuje schematický diagram regulátoru pro motor:

Obvod regulátoru

Obvod je velmi jednoduchý a snadno jej sestaví i začínající radioamatéři. Mezi výhody sestavení tohoto zařízení mohu jmenovat jeho nízkou cenu a možnost upravit si jej podle svých potřeb. Obrázek ukazuje desku s plošnými spoji regulátoru:

Rozsah použití tohoto regulátoru však není omezen pouze na posuvníky, lze jej snadno použít jako regulátor rychlosti, například strojní vrtačku, domácí Dremel napájený 12 volty nebo například počítačový chladič s rozměry 80 x 80 nebo 120 x 120 mm. Také jsem vyvinul schéma pro reverzaci motoru, nebo jinými slovy, rychlou změnu otáčení hřídele v opačném směru. K tomu jsem použil šestipinový páčkový přepínač se 2 polohami. Následující obrázek ukazuje jeho schéma zapojení:

Střední kontakty páčkového spínače označené (+) a (-) jsou připojeny ke kontaktům na desce označeným M1.1 a M1.2, na polaritě nezáleží. Každý ví, že počítačové chladiče, když se sníží napájecí napětí a tím i rychlost, vydávají během provozu mnohem méně hluku. Na další fotografii je tranzistor KT805AM na radiátoru:

V obvodu lze použít téměř jakýkoli střední a vysoký výkon n-p-n struktury tranzistoru. Diodu lze také nahradit analogy vhodnými pro proud, například 1N4001, 1N4007 a další. Svorky motoru jsou posunuty diodou v obráceném zapojení, to bylo provedeno z důvodu ochrany tranzistoru při spínacích a vypínacích momentech obvodu, protože náš motor má indukční zátěž. Obvod také poskytuje indikaci, že je posuvník zapnutý na LED zapojené do série s rezistorem.

Při použití motoru s větším výkonem, než je znázorněno na fotografii, musí být tranzistor připojen k chladiči, aby se zlepšilo chlazení. Fotografie výsledné desky je uvedena níže:

Deska regulátoru byla vyrobena metodou LUT. Co se nakonec stalo, můžete vidět ve videu.

Video z práce

Jakmile budou získány chybějící díly, hlavně mechanika, začnu montovat zařízení do pouzdra. Článek odeslal Alexej Sitkov .

Schémata a přehled regulátorů otáček elektromotoru 220V

Pro plynulé zvyšování a snižování rychlosti otáčení hřídele existuje speciální zařízení - regulátor otáček elektromotoru 220V. Stabilní provoz, žádné výpadky napětí, dlouhá životnost - výhody použití regulátoru otáček motoru pro 220, 12 a 24 voltů.

• Proč potřebujete frekvenční měnič?
• Oblast použití
• Výběr zařízení
• IF zařízení
• Typy zařízení
  • Triakové zařízení
• • Proces proporcionálního signálu

Proč potřebujete frekvenční měnič?

Funkcí regulátoru je invertovat napětí 12, 24 voltů a zajistit tak hladký start a zastavení pomocí pulzně šířkové modulace.

Regulátory rychlosti jsou součástí struktury mnoha zařízení, protože zajišťují přesnost elektrického ovládání. To vám umožní upravit rychlost na požadovanou hodnotu.

Oblast použití

Regulátor otáček DC motoru se používá v mnoha průmyslových a domácích aplikacích. Například:

• topný komplex;
• pohony zařízení;
• svářečka;
• elektrické trouby;
• vysavače;
• Šicí stroje;
• pračky.

Výběr zařízení

Aby bylo možné vybrat účinný regulátor, je nutné vzít v úvahu vlastnosti zařízení a jeho zamýšlený účel.

1. Vektorové regulátory jsou běžné pro komutátorové motory, ale skalární regulátory jsou spolehlivější.
2. Důležitým kritériem výběru je síla. Musí odpovídat povoleným hodnotám na použité jednotce. Pro bezpečný provoz systému je lepší překročit.
3. Napětí musí být v přijatelném širokém rozsahu.
4. Hlavním účelem regulátoru je převádět frekvenci, proto je třeba toto hledisko zvolit podle technických požadavků.
5. Dále je třeba dbát na životnost, rozměry, počet vstupů.

IF zařízení

• přirozený regulátor střídavého motoru;
• pohonná jednotka;
• doplňkové prvky.

Schéma zapojení regulátoru otáček motoru 12 V je na obrázku. Rychlost se nastavuje pomocí potenciometru. Pokud jsou na vstupu přijímány impulsy s frekvencí 8 kHz, pak bude napájecí napětí 12 voltů.

Zařízení lze zakoupit na specializovaných prodejních místech, nebo si jej můžete vyrobit sami.

Obvod regulátoru otáček střídavého proudu

Při spouštění třífázového motoru na plný výkon se přenáší proud, akce se opakuje asi 7x. Proud ohýbá vinutí motoru a vytváří teplo po dlouhou dobu. Konvertor je střídač, který zajišťuje přeměnu energie. Napětí vstupuje do regulátoru, kde je pomocí diody umístěné na vstupu usměrněno 220 voltů. Poté je proud filtrován přes 2 kondenzátory. Generuje se PWM. Dále je pulzní signál přenášen z vinutí motoru do specifické sinusoidy.

Pro bezkomutátorové motory existuje univerzální 12V zařízení.

Chcete-li ušetřit na účtech za elektřinu, naši čtenáři doporučují Electricity Saving Box. Měsíční platby budou o 30–50 % nižší, než byly před použitím spořiče. Odstraňuje jalovou složku ze sítě, což vede ke snížení zátěže a v důsledku toho i spotřeby proudu. Elektrické spotřebiče spotřebují méně elektřiny a sníží se náklady.

Obvod se skládá ze dvou částí – logické a výkonové. Mikrokontrolér je umístěn na čipu. Toto schéma je typické pro výkonný motor. Jedinečnost regulátoru spočívá v jeho použití s ​​různými typy motorů. Obvody jsou napájeny samostatně, klíčové budiče vyžadují napájení 12V.

Typy zařízení

Triakové zařízení

Triakové zařízení se používá k ovládání osvětlení, výkonu topných těles a rychlosti otáčení.

Obvod regulátoru na bázi triaku obsahuje minimum dílů znázorněných na obrázku, kde C1 je kondenzátor, R1 je první rezistor, R2 je druhý rezistor.

Pomocí měniče je výkon regulován změnou času otevřeného triaku. Pokud je sepnutý, kondenzátor se nabíjí zátěží a odpory. Jeden rezistor řídí množství proudu a druhý reguluje rychlost nabíjení.

Když kondenzátor dosáhne maximálního prahu napětí 12V nebo 24V, spínač se aktivuje. Triak přejde do otevřeného stavu. Když síťové napětí prochází nulou, triak je uzamčen a kondenzátor dává záporný náboj.

Převodníky na elektronické klíče

Běžné tyristorové regulátory s jednoduchým ovládacím obvodem.

Tyristor, pracuje v síti střídavého proudu.

Samostatným typem je stabilizátor střídavého napětí. Stabilizátor obsahuje transformátor s četnými vinutími.

Obvod stejnosměrného stabilizátoru

24V tyristorová nabíječka

Ke zdroji napětí 24 V. Princip činnosti spočívá v nabíjení kondenzátoru a uzamčeného tyristoru, a když kondenzátor dosáhne napětí, tyristor pošle proud do zátěže.

Proces proporcionálního signálu

Signály přicházející na vstup systému tvoří zpětnou vazbu. Podívejme se blíže pomocí mikroobvodu.

Čip TDA 1085

Čip TDA 1085 na obrázku výše poskytuje zpětnovazební řízení 12V, 24V motoru bez ztráty výkonu. Povinnou součástí je otáčkoměr, který poskytuje zpětnou vazbu od motoru do řídicí desky. Signál stabilizačního senzoru jde do mikroobvodu, který přenáší úkol na výkonové prvky - přidat napětí do motoru. Při zatížení hřídele deska zvyšuje napětí a zvyšuje výkon. Uvolněním hřídele se napětí sníží. Otáčky budou konstantní, ale výkonový moment se nezmění. Frekvence je řízena v širokém rozsahu. Takový 12, 24 voltový motor je instalován v pračkách.

Vlastními rukama si můžete vyrobit zařízení pro brusku, soustruh na dřevo, ostřičku, míchačku na beton, řezačku slámy, sekačku na trávu, štípačku dřeva a mnoho dalšího.

Průmyslové regulátory, skládající se z 12, 24 voltových regulátorů, jsou naplněny pryskyřicí, a proto je nelze opravit. Proto se 12V zařízení často vyrábí nezávisle. Jednoduchá možnost pomocí čipu U2008B. Regulátor využívá proudovou zpětnou vazbu nebo měkký start. Pokud je použit druhý, jsou vyžadovány prvky C1, R4, propojka X1 není potřeba, ale se zpětnou vazbou naopak.

Při montáži regulátoru zvolte správný odpor. Protože u velkého odporu může docházet k trhání na začátku a u malého odporu bude kompenzace nedostatečná.

Důležité! Při nastavování regulátoru výkonu je třeba pamatovat na to, že všechny části zařízení jsou připojeny k AC síti, proto je třeba dodržovat bezpečnostní opatření!

Regulátory otáček pro jednofázové a třífázové motory 24, 12 V jsou funkčním a hodnotným zařízením jak v každodenním životě, tak v průmyslu.

Regulátor otáčení motoru

Na jednoduché mechanismy je vhodné instalovat analogové regulátory proudu. Mohou například měnit rychlost otáčení hřídele motoru. Z technické stránky je implementace takového regulátoru jednoduchá (budete muset nainstalovat jeden tranzistor). Vhodné pro nastavení nezávislých otáček motorů v robotice a napájecích zdrojích. Nejběžnější typy regulátorů jsou jednokanálové a dvoukanálové.

Video č. 1. Jednokanálový regulátor v provozu. Mění rychlost otáčení hřídele motoru otáčením knoflíku s proměnným odporem.

Video č. 2. Zvýšení rychlosti otáčení hřídele motoru při provozu jednokanálového regulátoru. Zvýšení počtu otáček z minimální na maximální hodnotu při otáčení knoflíku proměnného odporu.

Video č. 3. Dvoukanálový regulátor v provozu. Nezávislé nastavení torzní rychlosti hřídelí motoru na základě trimovacích odporů.

Video č. 4. Napětí na výstupu regulátoru bylo měřeno digitálním multimetrem. Výsledná hodnota je rovna napětí baterie, od kterého bylo odečteno 0,6 voltu (rozdíl vzniká úbytkem napětí na tranzistorovém přechodu). Při použití 9,55 V baterie se zaznamená změna z 0 na 8,9 V.

Funkce a hlavní vlastnosti

Zatěžovací proud jednokanálových (foto 1) a dvoukanálových (foto 2) regulátorů nepřesahuje 1,5 A. Pro zvýšení zatížitelnosti je proto tranzistor KT815A nahrazen KT972A. Číslování pinů u těchto tranzistorů je stejné (e-k-b). Ale model KT972A je funkční s proudy až 4A.

Jednokanálový ovladač motoru

Zařízení ovládá jeden motor, napájený napětím v rozsahu od 2 do 12 voltů.

Design zařízení

Hlavní konstrukční prvky regulátoru jsou zobrazeny na fotografii. 3. Zařízení se skládá z pěti součástí: dvou odporových rezistorů s odporem 10 kOhm (č. 1) a 1 kOhm (č. 2), tranzistorového modelu KT815A (č. 3), dvojice dvoudílných šroubů svorkovnice pro výstup pro připojení motoru (č. 4) a vstup pro připojení baterie (č. 5).

Poznámka 1. Instalace šroubových svorkovnic není nutná. Pomocí tenkého lankového montážního drátu můžete přímo připojit motor a zdroj energie.

Princip činnosti

Pracovní postup motorového ovladače je popsán v elektrickém schématu (obr. 1). S přihlédnutím k polaritě je na konektor XT1 přiváděno konstantní napětí. Žárovka nebo motor se připojují ke konektoru XT2. Na vstupu je zapnut proměnný rezistor R1, otáčením jeho knoflíku se mění potenciál na středním výstupu na rozdíl od mínusu baterie. Prostřednictvím omezovače proudu R2 je střední výstup připojen k základní svorce tranzistoru VT1. V tomto případě se tranzistor zapíná podle běžného proudového obvodu. Kladný potenciál na výstupu báze se zvyšuje, když se střední výstup pohybuje směrem nahoru z hladkého otáčení knoflíku proměnného odporu. Dochází ke zvýšení proudu, což je způsobeno poklesem odporu přechodu kolektor-emitor v tranzistoru VT1. Potenciál se sníží, pokud se situace obrátí.

Schéma elektrického obvodu

Materiály a detaily

Nutná je deska plošných spojů o rozměrech 20x30 mm, vyrobená z jednostranně fóliované sklolaminátové desky (přípustná tloušťka 1-1,5 mm). Tabulka 1 uvádí seznam rádiových komponent.

Poznámka 2 Proměnný odpor požadovaný pro zařízení může být libovolného výrobce; je důležité dodržet hodnoty aktuálního odporu pro něj uvedené v tabulce 1.

Poznámka 3. Pro regulaci proudů nad 1,5A je tranzistor KT815G nahrazen výkonnějším KT972A (s maximálním proudem 4A). V tomto případě není třeba měnit návrh desky plošných spojů, protože rozložení pinů pro oba tranzistory je shodné.

Proces sestavení

Pro další práci si musíte stáhnout archivní soubor umístěný na konci článku, rozbalit jej a vytisknout. Výkres regulátoru (soubor termo1) je vytištěn na lesklý papír a instalační výkres (soubor montag1) je vytištěn na bílém kancelářském listu (formát A4).

Dále se výkres plošného spoje (č. 1 na obr. 4) nalepí na proudovodné dráhy na opačné straně desky s plošnými spoji (č. 2 na obr. 4). V montážních místech je nutné udělat otvory (č. 3 na foto. 14) na instalačním výkresu. Instalační výkres je připevněn k desce plošných spojů suchým lepidlem a otvory se musí shodovat. Fotografie 5 ukazuje vývod tranzistoru KT815.

Vstup a výstup svorkovnic-konektory jsou označeny bíle. Na svorkovnici je přes sponu připojen zdroj napětí. Plně sestavený jednokanálový regulátor je zobrazen na fotografii. Napájecí zdroj (9V baterie) je připojen v konečné fázi montáže. Nyní můžete nastavit rychlost otáčení hřídele pomocí motoru; k tomu musíte plynule otáčet knoflíkem pro nastavení proměnného odporu.

Chcete-li zařízení otestovat, musíte vytisknout výkres disku z archivu. Dále musíte tento výkres (č. 1) vložit na silný a tenký kartonový papír (č. 2). Poté se pomocí nůžek vystřihne kotouč (č. 3).

Výsledný obrobek se obrátí (č. 1) a do středu se připevní čtverec černé elektropásky (č. 2) pro lepší přilnutí povrchu hřídele motoru k disku. Musíte udělat otvor (č. 3), jak je znázorněno na obrázku. Poté se disk nainstaluje na hřídel motoru a testování může začít. Jednokanálový ovladač motoru je připraven!

Dvoukanálový ovladač motoru

Slouží k nezávislému ovládání dvojice motorů současně. Napájení je dodáváno z napětí v rozmezí od 2 do 12 voltů. Zatěžovací proud je dimenzován do 1,5A na kanál.

Hlavní součásti konstrukce jsou znázorněny na foto.10 a zahrnují: dva trimovací odpory pro nastavení 2. kanálu (č. 1) a 1. kanálu (č. 2), tři dvoudílné šroubové svorkovnice pro výstup na 2. motor (č. 3), pro výstup na 1. motor (č. 4) a pro vstup (č. 5).

Poznámka:1 Instalace šroubových svorkovnic je volitelná. Pomocí tenkého lankového montážního drátu můžete přímo připojit motor a zdroj energie.

Princip činnosti

Obvod dvoukanálového regulátoru je shodný s elektrickým obvodem jednokanálového regulátoru. Skládá se ze dvou částí (obr. 2). Hlavní rozdíl: rezistor s proměnným odporem je nahrazen ořezávacím rezistorem. Rychlost otáčení hřídelí je nastavena předem.

Poznámka.2. Pro rychlé nastavení rychlosti otáčení motorů jsou trimovací odpory nahrazeny montážním drátem s proměnnými odporovými odpory s hodnotami odporu uvedenými v diagramu.

Materiály a detaily

Budete potřebovat desku plošných spojů o rozměrech 30x30 mm, vyrobenou z jednostranně foliované sklolaminátové desky o tloušťce 1-1,5 mm. Tabulka 2 uvádí seznam rádiových komponent.

Proces sestavení

Po stažení archivního souboru umístěného na konci článku je třeba jej rozbalit a vytisknout. Výkres regulátoru pro termotransfer (soubor termo2) je vytištěn na lesklém papíře a instalační výkres (soubor montag2) je vytištěn na bílém kancelářském listu (formát A4).

Výkres plošného spoje je nalepen na proudovodné dráhy na opačné straně plošného spoje. V montážních místech vytvořte otvory na instalačním výkresu. Instalační výkres je připevněn k desce plošných spojů suchým lepidlem a otvory se musí shodovat. Tranzistor KT815 se připojuje. Pro kontrolu je potřeba dočasně propojit vstupy 1 a 2 montážním drátem.

Kterýkoli ze vstupů je připojen na pól napájecího zdroje (na příkladu je znázorněna 9V baterie). Zápor napájecího zdroje je připevněn ke středu svorkovnice. Je důležité si zapamatovat: černý vodič je „-“ a červený vodič je „+“.

Motory musí být připojeny na dvě svorkovnice a také musí být nastaveny požadované otáčky. Po úspěšném testování je třeba odstranit dočasné připojení vstupů a nainstalovat zařízení na model robota. Dvoukanálový ovladač motoru je připraven!

ARCHIV obsahuje potřebná schémata a výkresy pro práci. Emitory tranzistorů jsou označeny červenými šipkami.

Schéma regulátoru otáček stejnosměrného motoru

Obvod regulátoru otáček stejnosměrného motoru funguje na principu pulzně šířkové modulace a používá se ke změně rychlosti 12voltového stejnosměrného motoru. Regulace otáček hřídele motoru pomocí pulzně šířkové modulace poskytuje větší účinnost než pouhá změna stejnosměrného napětí dodávaného do motoru, i když budeme uvažovat i tato schémata

Obvod regulátoru otáček stejnosměrného motoru pro 12 voltů

Motor je zapojen v obvodu k tranzistoru s efektem pole, který je řízen pulzně šířkovou modulací prováděnou na časovacím čipu NE555, a proto se obvod ukázal být tak jednoduchý.

PWM regulátor je implementován pomocí konvenčního pulzního generátoru na astabilním multivibrátoru, generujícím pulzy s opakovací frekvencí 50 Hz a postavený na oblíbeném časovači NE555. Signály přicházející z multivibrátoru vytvářejí předpětí na hradle tranzistoru s efektem pole. Doba trvání kladného impulsu se nastavuje pomocí proměnného odporu R2. Čím delší je trvání kladného impulsu přicházejícího na hradlo tranzistoru s efektem pole, tím větší je výkon dodávaný do stejnosměrného motoru. A naopak, čím kratší doba trvání pulsu, tím slabší elektromotor se točí. Tento obvod funguje skvěle na 12V baterii.

Obvod řízení rychlosti stejnosměrného motoru pro 6 voltů

Rychlost 6V motoru lze nastavit v rozmezí 5-95%

Regulátor otáček motoru na PIC regulátoru

Řízení rychlosti v tomto obvodu je dosaženo aplikací napěťových impulsů s různou dobou trvání na elektromotor. Pro tyto účely se používají PWM (pulse width modulators). V tomto případě je řízení šířky pulzu zajištěno mikrokontrolérem PIC. K ovládání rychlosti otáčení motoru se používají dvě tlačítka SB1 a SB2, „Více“ a „Méně“. Rychlost otáčení můžete změnit pouze po stisknutí přepínače „Start“. Doba trvání pulzu se mění v procentech periody od 30 do 100 %.

Jako stabilizátor napětí pro mikrokontrolér PIC16F628A je použit třípinový stabilizátor KR1158EN5V, který má nízký úbytek vstupně-výstupního napětí, pouze cca 0,6V. Maximální vstupní napětí je 30V. To vše umožňuje použití motorů s napětím od 6V do 27V. Jako výkonový spínač se používá kompozitní tranzistor KT829A, který se přednostně instaluje na radiátor.

Zařízení je sestaveno na desce plošných spojů o rozměrech 61 x 52 mm. Výkres PCB a soubor firmwaru si můžete stáhnout z výše uvedeného odkazu. (Viz složku v archivu 027-el)