Почти всички домакински уреди и електроинструменти използват комутаторен двигател. В по-новите модели на шлифовъчни машини, отвертки, ръчни фрези, прахосмукачки, миксери и други има регулиране на оборотите на двигателя, но в по-късните модели няма такава функция. Не винаги е удобно да работите с такива инструменти и домакински уреди и затова има регулатори на скоростта с поддръжка на мощността.

Видове двигатели и принцип на работа

Двигателите са разделени на три вида: колекторни, асинхронни и без четки. Повечето електроинструменти имат първия тип. Този електромотор има доста компактни размери. Мощността му е много по-висока от тази на асинхронната, а цената е доста ниска. Що се отнася до асинхронния, този тип се използва главно в металообработващата промишленост, а те се използват широко и във въглищните мини. Доста рядко те могат да бъдат намерени в ежедневието.

Мотор без четки се използва там, където са необходими високи обороти, прецизно позициониране и малки размери. Например в различни медицински съоръжения, моделиране на самолети. Принципът на работа е доста прост. Ако правоъгълната рамка, която има ос на въртене, е поставена между плюсовете на постоянния магнит, тогава тя ще започне да се върти. Посоката зависи от посоката на тока в рамката. Като част от този тип присъстват котва и статор. Котвата се върти, а статорът е неподвижен. По правило не един кадър е закотвен, а 4.5 или повече.

Индукционният мотор работи на различен принцип. Поради ефекта на променливо магнитно поле в намотките на статора, то се задвижва в въртене. Ако се задълбочим в курса на физиката, можем да си припомним, че около проводника се създава вид магнитно поле, през което преминава токът, което кара ротора да се върти.

Принципът на работа на безчетковия тип се основава на включването на намотките, така че магнитните полета на статора и ротора да са ортогонални един към друг, а въртящият момент да се регулира от специален драйвер.

Фигурата ясно показва, че за да преместите ротора, трябва да извършите необходимото превключване, но не е възможно да регулирате скоростта. Моторът без четки обаче може да ускори много бързо.

Колекторно моторно устройство

Колекторният мотор се състои от статор и ротор. Роторът е тази част

се върти и статорът е неподвижен. Друг компонент на електродвигателя са графитните четки, през които токът тече към арматурата. В зависимост от конфигурацията могат да присъстват сензори на Хол, които дават възможност за плавно стартиране и регулиране на скоростта. Колкото по-високо е подаденото напрежение, толкова по-големи са оборотите. Този тип може да работи както от променлив, така и от постоянен ток.

Според класификацията колекторните двигатели могат да бъдат разделени на такива, които работят на променлив и постоянен ток. Те също могат да бъдат разделени според вида на възбуждане на намотката: двигатели с успоредно, серийно и смесено (паралелно-серийно) възбуждане.

Видове корекции

Има доста опции за регулиране на скоростта . Ето основните:

  • Захранване с регулируемо изходно напрежение.
  • Устройства за фабрична настройка, които първоначално се предлагат с електрически мотор.
  • Бутони контролери и стандартни контролери, които просто ограничават напрежението.

Тези видове регулиране са лоши в това, че мощността намалява с намаляването или увеличаването на напрежението. В някои електроинструменти това е приемливо, но както показва практиката, в повечето случаи това е неприемливо поради силен спад на мощността и съответно ефективността.

Най-приемливият вариант би бил контролер на базата на триак или тиристор. Този регулатор не само не намалява мощността, когато напрежението е намалено, но също така позволява по-плавно стартиране и контрол на скоростта. В допълнение, такава схема може да се направи със собствените си ръце. По-долу е регулиран скоростта с поддръжка на мощността. Веригата е сглобена на базата на триак BTA 41 800 V.

Всички оценки на електрическите елементи са посочени на диаграмата . Тази верига след монтажа работи доста стабилно и осигурява плавно регулиране на колекторния мотор. С намаляване на изходното напрежение мощността не намалява, което е значителен плюс.

Ако желаете, можете да сглобите оборотите на 220 V колекторния мотор със собствените си ръце. Тази схема е сглобена на базата на триак BTA26-6600, който първо трябва да бъде инсталиран на радиатора, тъй като този елемент се нагрява доста при натоварване.

Възможно е да свържете електродвигател към готовата верига, чиято мощност не надвишава 4 kW.

Схемата е следната .

Тя успешно ще се справи с настройката на такива електроинструменти като бормашина, шлифовъчна машина, кръгла, мозайката. Ако желаете, можете да използвате веригата като регулатор на мощността за нагревателни елементи, нагреватели и като димер. Недостатъците включват невъзможността да се регулира мощността на устройства, които се захранват от постоянен ток.

DC контролери

Понякога има нужда от регулиране на скоростта на двигателя на DC колектора.

Ако потребителят няма висока мощност, тогава е възможно да се свърже променлив резистор последователно, но тогава ефективността на такъв регулатор ще спадне рязко. Има схеми, чрез които е възможно напълно плавно регулиране на скоростта, без да се намалява ефективността. Такъв регулатор е подходящ за промяна на яркостта на различни лампи, захранващо напрежение не по-голямо от 12 V. Тази схема също действа като стабилизатор на скоростта, като същевременно се променя механичното натоварване на вала, оборотите остават непроменени.

Тази схема на регулатора на оборотите на двигател с постоянен ток от 12 V е доста подходяща за регулиране и стабилизиране на оборотите на двигателите с ток, който не надвишава 5 А. Тази схема включва драйвер за биполярни транзистори и таймер 7555, което осигурява стабилна работа и гладка скорост на регулиране. Цената на частите е доста ниска и това е категоричен плюс. Можете също така сами да сглобите регулатора на скоростта на двигателя 12 V.

Индукционен двигател и регулатор на скоростта

По правило този тип се използва в различни отрасли на промишлеността, от мини до металообработващи отрасли. Например, във въглищните мини, за плавно стартиране на конвейерните ленти, се използва стартер APM, в който е вградено тиристорно устройство, което позволява на конвейера плавно да стартира. Асинхронният еднофазен двигател се използва и в автомобили, вентилатори на печки, двигатели, които задвижват чистачките, домакински вентилатори, захранвани от напрежение 220 V. В колата двигателите работят на постоянно напрежение от 12 волта, но нямат плавен старт.

За регулиране на скоростта на индукционния двигател се използват така наречените честотни преобразуватели. Тези преобразуватели могат коренно да променят формата и честотата на сигнала. По правило такива преобразуватели се сглобяват на базата на мощни полупроводникови транзистори и импулсни модулатори, а PWM контролерът контролира всички елементи.

Трябва да се помни: колкото по-плавно е ускорението на двигателя, толкова по-малко изпитва претоварвания. Това се отнася за скоростните кутии, транспортьорите, мощните помпи, асансьорите. Ето една диаграма на регулатора на скоростта на асинхронен двигател 220 V.

Използвайки тази схема, можете да регулирате скоростта на двигателя, мощността на която не надвишава 1 хиляда вата. При сглобяването на тази схема има нюанси, които трябва да се вземат предвид:

  • Типът на връзката е триъгълник.
  • Необходим е драйвер на трифазен мост IR2133.
  • Микроконтролер AT90SPWM3B.
  • За микроконтролера на фърмуера се изисква програмист.
  • Силови транзистори IRG4BC30W или техните аналози.
  • LCD дисплей като индикатор.
  • Превключващо захранване, което можете да закупите или сглобите сами.

Поради значително нагряване, диодният мост и силовите транзистори трябва да бъдат монтирани на радиатора. Ако възнамерявате да свържете двигател с мощност до 400 W, тогава сензорът за температура е незадължителен и оптоизолацията може да се използва за контрол.

За да се увеличи експлоатационният живот на различни видове двигатели, се препоръчва да се използват регулатори на скоростта, които решават голям брой проблеми.

Категория:

На технологиите