Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

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.

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.

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.

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.

Структура частотного регулятора

В настоящее время детально разработаны и широко применяются две основные топологии многоуровневых частотных преобразователей. Это каскадные и преобразователи на базе многоуровневых частотных инверторов напряжения.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Рис. №3 Структурная схема частотного преобразователя многоуровневого типа высокого напряжения, построенная на базе IGBT-транзисторов с воздушным или водяным охлаждением.

В состав устройства включен многообмоточный трансформатор. К особенностям схемы относится наличие силовых ячеек с последовательным соединением,  благодаря чему на выходе устройства получается суммарное высокое напряжение. Подобная схема служит для получения формы выходного напряжения практически приближенной к идеальному синусу. Наличие шунтируемых в момент неисправности ячеек обуславливает высокую надежность схемы.

Как продолжение предыдущей схемы рассмотрим схему преобразователя на базе трансформаторного многоуровневого инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией с применением IGBT-модулей. Для устройства характерна фиксированная частота ШИМ – 3кГц. В структуру устройства включены система защиты с использованием микропроцессора.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Рис. 4 Структурная схема преобразователя.

На схеме видно, что все блоки функционально взаимосвязаны. На схеме показано как работает частотный регулятор для асинхронного двигателя, устройство и принцип работы.

В первом блоке находится входной трансформатор, в блоке осуществляется передача электроэнергии от трехфазного высоковольтного источника питания. От многоуровневого трансформатора производится распределение пониженного напряжения в шкаф инвертора на многоуровневый инвертор.

Шкаф инвертора включает в состав многоуровневый трехфазный инвертор, состоящий из ячеек – преобразователей. В каждой находится шестиимпульсный фильтр для выпрямления звена постоянного тока и мостовой инвертор напряжения на IGBT-транзисторах. По схеме происходит выпрямление входного переменного тока, который благодаря инвертору изменяется в переменный ток, обладающий регулируемыми показателями частоты и напряжения.

В шкафу защиты управления находятся микропроцессорный блок, обладающий многофункциональными возможностями и системой питания от ТСН преобразователя, устройство ввода преобразователя и первичные сенсоры, обозначающие режимы работы преобразователя.

Микропроцессор служит для формирования сигналов управления инвертором в зависимости от обозначенного алгоритма работы. Он служит для обработки сведений, собранных с датчиков напряжения и тока. Микропроцессор формирует сигналы для управления защитами и аварийными кнопками управления, корректирует алгоритм управления.

Для передачи сведений и связи используется оптоволоконный кабель. Для бесперебойной работы имеется независимый встроенный источник питания. Редактирование параметров выполняется пультом дистанционного управления.

Для надежного отключения и безопасного проведения различного рода работ преобразователь оборудован линейным разъединителем.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Рис. №5 Обобщенная схема ячейки преобразователя

Источники управляемого переменного напряжения формируют фазу напряжения для выполнения их последовательного соединения. Выходная схема питающей сети асинхронного двигателя происходит по схеме соединения обмоток «Звезда». Напряжение в трехфазном инверторе распределяется по схеме.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Рис. №6  Схема распределения напряжения в инверторе на три фазы.

↑ Датчик оборотов

С обратной стороны видим датчик оборотов.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы
Внутри он выглядит примерно так: Это просто маленький генератор переменки. Задача состоит в том, чтобы подсчитать количество импульсов, если по каким-то причинам они следуют слишком медленно, контроллер «поддает газу» пока обороты не придут в норму. Благодаря обратной связи можно крутить двигатель даже очень медленно, не теряя в крутящем моменте.Не забывайте, чтобы дать значительную нагрузку двигателю, нужно использовать дополнительный вентилятор охлаждения, т. к. производительности родной крыльчатки на низких оборотах не хватает.

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

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

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:

Популярные статьи  Какими бывают натриевые лампы и где они применяются?

f — частота тока

С — ёмкость конденсатора

В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

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:

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

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

Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

  • изменения частоты тока;
  • силы тока;
  • уровня напряжения.

В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

Особенности использования регуляторов скорости для однофазных электродвигателей

В конструкцию частотного регулятора входит несколько элементов, обеспечивающих эффективность работы устройства, к ним относятся:

  1. Встроенный конвертер интерфейсов RS485 (работает опционно);
  2. Встроенный ПЛК контроллер;
  3. Встроенный ПИД-регулятор (формирует сигнал для управления устройством).

К преимущественным особенностям использования регуляторов скорости относятся инновационные технологии векторного управления. Значительная энергосберегающая эффективность – это функция, которая обеспечивается в автоматическом режиме. Управление регулятором скорости можно выполнять с помощью дистанционного пульта управления, минимальное расстояние для управления 5м.

Устройство системы

Коллекторный тип двигателя состоит главным образом из ротора, статора, а также щёток и тахогенератора.

  1. Ротор — это часть вращения, статор — это внешний по типу магнит.
  2. Щётки, которые произведены из графита — это главная часть скользящего контакта, через которую на вращающийся якорь и стоит подавать напряжение.
  3. Тахогенератор —это устройство, которое производит слежку за характеристикой вращения прибора. Если происходит нарушение в размеренности процесса вращения, то он корректирует поступающий в двигатель уровень напряжения, тем самым делая его наиболее плавным и медленным.
  4. Статор. Такая деталь может включать в себя не один магнит, а, к примеру, две пары полюсов. Вместе с этим на месте статических магнитов здесь будут находиться катушки электромагнитов. Совершать работу такое устройство способно как от постоянного тока, так и от переменного.

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя

В виде регуляторов оборотов электродвигателей 220 В и 380 В применяются особые частотные преобразователи. Такие устройства относят к высокотехнологическим, они и помогают совершить кардинальное преобразование характеристики тока (форму сигнала, а также частоту). В их комплектации имеются мощные полупроводниковые транзисторы, а также широтно-импульсный модулятор. Весь процесс осуществления работы устройства происходит с помощью управления специальным блоком на микроконтроллере. Изменение скорости во вращении ротора двигателей происходит довольно медленно.

Именно по этой причине частотные преобразователи применяются в нагруженных устройствах. Чем медленнее будет происходить процесс разгона, тем меньшая нагрузка будет совершена на редуктор, а также конвейер. Во всех частотниках можно найти несколько степеней защиты: по нагрузке, току, напряжению и другим показателям.

Некоторые модели частотных преобразователей совершают питание от однофазового напряжения (оно будет доходить до 220 Вольт), создают из него трехфазовое. Это помогает совершить подключение асинхронного мотора в домашних условиях без применения особо сложных схем и конструкций. При этом потребитель сможет не потерять мощность во время работы с таким прибором.

https://youtube.com/watch?v=EYkb8_6F-Sw

Зачем используют такой прибор-регулятор

Если говорить про двигатели регуляторов, то обороты нужны:

  1. Для существенной экономии электроэнергии. Так, не любому механизму нужно много энергии для выполнения работы вращения мотора, в некоторых случаях можно уменьшить вращение на 20−30 процентов, что поможет значительно сократить расходы на электроэнергию сразу в несколько раз.
  2. Для защиты всех механизмов, а также электронных типов цепей. При помощи преобразовательной частоты можно осуществлять определённый контроль за общей температурой, давлением, а также другими показателями прибора. В случае когда двигатель работает в виде определённого насоса, то в ёмкости, в которую совершается накачка воздуха либо жидкости, стоит вводить определённый датчик давления. Во время достижения максимальной отметки мотор попросту автоматически закончит свою работу.
  3. Для процесса плавного запуска. Нет особой необходимости применять дополнительные электронные виды оборудования — все можно осуществить при помощи изменения в настройках частотного преобразователя.
  4. Для снижения уровня расходов на обслуживание устройств. С помощью таких регуляторов оборотов в двигателях 220 В можно значительно уменьшить возможность выхода из строя приборов, а также отдельных типов механизмов.

Схемы, по которым происходит создание частотных преобразователей в электродвигателе, широко используются в большинстве бытовых устройств. Такую систему можно найти в источниках беспроводного питания, сварочных аппаратах, зарядках телефона, блоках питания персонального компьютера и ноутбука, стабилизаторах напряжения, блоках розжига ламп для подсветки современных мониторов, а также ЖК-телевизоров.

Для чего может быть нужен электродвигателю частотный преобразователь

Применение частотных преобразователей позволяет снизить затраты на электроэнергию, расходы на амортизацию двигателей и оборудования. Их возможно использовать для дешевых двигателей с короткозамкнутым ротором, что снижает издержки производства.

Многие электродвигатели работают в условиях частой смены режимов работы (частые пуски и остановки, изменяющуюся нагрузку). Частотные преобразователи позволяют плавно запускать электродвигатель и снижают максимальный пусковой момент и нагрев оборудования

Популярные статьи  Общие принципы построения защит электрооборудования и электрических сетей

Это важно, например, в грузоподъемных машинах и позволяет снизить негативное влияние резких пусков, а также исключить раскачивание груза и рывки при остановке

При помощи ПЧ можно плавно регулировать работу нагнетательных вентиляторов, насосов и позволяет автоматизировать технологические процессы (применяются в котельных, на горнодобывающих производствах, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей сферах, на водопроводных станциях и других предприятиях).

Использование частотных преобразователей в транспортерах, конвейерах, лифтах позволяет увеличить срок службы их узлов, так как снижает рывки, удары и другие негативные факторы при пусках и остановке оборудования

Они могут плавно увеличивать и уменьшать частоту вращения двигателя, осуществлять реверсивное движение, что важно для большого количества высокоточного промышленного оборудования

Преимущества частотных преобразователей:

  1. Снижение затрат на электроэнергию: за счет снижения пусковых токов и регулирования мощности двигателя исходя из нагрузки;
  2. Увеличение надежности и долговечности оборудования: позволяет продлить срок эксплуатации и увеличить срок от одного технического облуживания до другого;
  3. Позволяет внедрить внешний контроль и управление оборудованием с удаленных компьютерных устройств и способность встраивания в системы автоматизации;
  4. Частотные преобразователи могут работать с любой мощностью нагрузки (от одного киловатта до десятков мегаватт);
  5. Наличие специальных компонентов в составе частотных преобразователей позволяет защитить от перегрузок, обрыва фазы и короткого замыкания, а также обеспечить безопасную работу и отключение оборудования при возникновении аварийной ситуации.

Источники

  • https://szma.com/stati/chastotnyj-preobrazovatel/
  • https://drives.ru/stati/princip-raboty-chastotnikakh-dlya-asinhronnyh-dvigatelej/
  • http://chistotnik.ru/chastotnyj-privod.html
  • http://chistotnik.ru/chastotnik-dlya-elektrodvigatelya.html
  • https://epusk.ru/articles/chastotnye-preobrazovateli/zachem-nuzhen-chastotnyy-preob/
  • https://principraboty.ru/princip-raboty-chastotnogo-preobrazovatelya/

Янв 25, 2021

Подключение мотора старой стиральной машины

Подключение двигателя старой стиралки немного сложнее и потребует от вас найти нужные обмотки самим с помощью мультиметра. Для того, чтобы найти провода, прозвоните обмотки двигателя и найдите пару.

Для этого переключите мультиметр на измерение сопротивления, одним концом коснитесь первого провода, а вторым по очереди найдите его пару. Запишите или запомните сопротивление обмотки — нам это понадобится.

Дальше аналогично отыщите вторую пару проводов и зафиксируйте сопротивление. У нас получилось две обмотки с разным сопротивлением. Теперь нужно определить какая из них рабочая, а какая пусковая. Тут все просто, у рабочей обмотки сопротивление должно быть меньше чем у пусковой.

Для запуска двигателя подобного плана вам понадобится кнопка или пусковое реле. Кнопка нужна с не фиксируемым контактом и подойдет, допустим, кнопка от дверного звонка.

Теперь подключаем двигатель и кнопку по схеме: Но обмотку возбуждения (ОВ) напрямую подается 220 В. На пусковую же обмотку (ПО) нужно подать это же напряжение, только для запуска двигателя на короткий срок, и отключить ее — для этого и нужна кнопка (SB).

ОВ соединяем напрямую с сетью 220В, а ПО соединим с сетью 220 В через кнопку SB.

  • ПО – пусковая обмотка. Предназначается только для запуска двигателя и задействована в самом начале, пока двигатель не начнет вращаться.
  • ОВ – обмотка возбуждения. Это рабочая обмотка, которая постоянно находится в работе, она и вращает двигатель все время.
  • SB – кнопка с помощью которой подается напряжение на пусковую обмотку и после запуска мотора отключает ее.

После того, как вы произвели все подключение, достаточно запустить двигатель от стиральной машины. Для этого нажмите на кнопку SB и, как только двигатель начнет вращаться, отпустите ее.

Для того чтобы сделать реверс (вращения двигателя в противоположную сторону), вам нужно поменять местами контакты обмотки ПО. Тем самым мотор начнет вращение в другую сторону.

Все, теперь мотор от старой стиралки может сослужить вам в качестве нового устройства.

Перед запуском двигателя обязательно закрепите его на ровной поверхности, т. к. обороты вращения его достаточно большие.

Подавляющее большинство стиральных машин двигатель несет коллекторный. Проще управлять. Реверс производится путем изменения коммутации обмоток ротора и статора. Включаются в одном направлении — в другом, осуществляя прямой ход и реверс. Касаемо скорости вращения параметр напрямую зависит от мощности, регулируется величиной угла отсечки напряжения. Не пугайтесь новых терминов, рассмотрим подробно, заодно покажем, как подключить двигатель стиральной машины-автомат к сети переменного тока 230 вольт. Так часто делают в ремонтных мастерских, в недобросовестных магазинах можно купить – не ведая – результат подобного эксперимента. Давайте примемся за дело!

Принцип управления

При задании скорости вращения вала двигателя резистором в цепи вывода 5 на выходе формируется последовательность импульсов для отпирания симистора на определенную величину угла. Интенсивность оборотов отслеживается по тахогенератору, что происходит в цифровом формате. Драйвер преобразует полученные импульсы в аналоговое напряжение, из-за чего скорость вала стабилизируется на едином значении, независимо от нагрузки. Если напряжение с тахогенератора изменится, то внутренний регулятор увеличит уровень выходного сигнала управления симистора, что приведёт к повышению скорости.

Микросхема может управлять двумя линейными ускорениями, позволяющими добиваться требуемой от двигателя динамики. Одно из них устанавливается по Ramp 6 вывод схемы. Данный регулятор используется самими производителями стиральных машин, поэтому он обладает всеми преимуществами для того, чтобы быть использованным в бытовых целях. Это обеспечивается благодаря наличию следующих блоков:

  • Стабилизатор напряжения для обеспечения нормальной работы схемы управления. Он реализован по выводам 9, 10.
  • Схема контроля скорости вращения. Реализована по выводам МС 4, 11, 12. При необходимости регулятор можно перевести на аналоговый датчик, тогда выводы 8 и 12 объединяются.
  • Блок пусковых импульсов. Он реализован по выводам 1, 2, 13, 14, 15. Выполняет регулировку длительности импульсов управления, задержку, формирования их из постоянного напряжения и калибровку.
  • Устройство генерации напряжения пилообразной формы. Выводы 5, 6 и 7. Он используется для регулирования скорости согласно заданному значению.
  • Схема усилителя управления. Вывод 16. Позволяет отрегулировать разницу между заданной и фактической скоростью.
  • Устройство ограничения тока по выводу 3. При повышении напряжения на нем происходит уменьшение угла отпирания симистора.

Использование подобной схемы обеспечивает полноценное управление коллекторным мотором в любых режимах. Благодаря принудительному регулированию ускорения можно добиваться необходимой скорости разгона до заданной частоты вращения. Такой регулятор можно применять для всех современных двигателей от стиралок, используемых в иных целях.

https://youtube.com/watch?v=yLHAaZTr0hQ

Источник

Схема работы

Наглядно схема работы показана на рисунке:

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

На схеме я отметил оранжевыми стрелками условное движение тока по проводнику и обмотке регулятора. От точки L (фаза) электричество входит в одну из щёток, затем направляется в коллекторную часть, после чего направляется по виткам роторной обмотки, выходя в другую щётку, после чего через перемычку электричество последовательно направляется по обмоткам обеих частей статора, доходя до точки N (ноль).

Особенность данного устройства заключается в том, изготовленный простой регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в заставляет поле в обмотке от подаваемого напряжения вращаться всего одном направлении, потому что даже при изменении полюсов, одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

Чтобы заставить двигатель вращаться в противоположную сторону, нужно просто изменить конфигурацию последовательности коммутации обмотки.

Еще немаловажно, пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые имеются не во всех двигателях. Например, если Вас не устраивает простая схема регулятора оборотов электрического двигателя, и Вы хотите установить такие вещи, как датчик Холла, вывод для термозащиты, посмотрите на пунктирную линию и воспользуйтесь схемой

Популярные статьи  Как сделать пробник-индикатор для электрика своими руками?

В результате такого подключении от простой розетки 220 В, нет полной защиты от короткого замыкания, для этого советую избегать длительного прямого включения.

Используется вот такая простая схема регулятора. Достать ее не составит большого труда, поэтому говорить о ней долго и отнимать время читателя не вижу большого смысла.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

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.

Советуем изучить — Статическое и астатическое регулирование

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»

Основные задачи

Регулятор оборотов в любой электрической установке предназначается для настройки числа оборотов за определенную единицу времени. Обычно измерение скорости вращения производится в оборотах за минуту (об/мин). Когда нажата кнопка запуска, происходит подача пускового импульса; в этот момент регулятор оборотов настраивает двигатель для мягкого старта, корректируя частоту, силу и напряжение тока. Определенные технические процедуры подразумевают снижение темпа движения рабочих органов оборудования на конкретную величину.

В зависимости от условий эксплуатации регулятор оборотов, подключаемый к электродвигателю, может выполнять ряд других задач:

  • управление текущим температурным состоянием и уровнем давления в системе без необходимости использования узла обратной связи с приводимыми в движение органами оборудования либо же в случае использования асинхронного двигателя;
  • увеличение степени сохранения электрической энергии без потери мощности. Адаптируя двигатель для плавного пуска, регулятор снижает потери КПД при старте и остановке ротора, в процессе наращивания или снижения скорости и настройки тяги. Если выбран двигатель для работы короткими импульсами (например, воздушный компрессор), который при этом достаточно маленький, наличие регулятора оборотов является необходимостью;
  • асинхронные электродвигатели, находящиеся под высокой нагрузкой на валу, используют регулятор для предотвращения подачи слишком сильного стартового импульса. Это снижает вероятность ложного срабатывания защитной автоматики благодаря уменьшению нагрузки на токопроводящие сети;
  • электрический двигатель для работы в трехфазной сети требует наличия регулятора для стабилизации скорости на определенной величине. Это облегчает осуществление точных технологических операций, от тонкости настройки которых напрямую зависит качество итоговой продукции. Нарушение методики может происходить из-за скачков энергоснабжения или нагрузки на вал. С предустановленным регулятором электродвигатель 220 вольт работает более стабильно;
  • если система имеет стандартную конфигурацию и электромотор питается от сети с напряжением 220В, регулятор оборотов зачастую выполняет только базовые функции – изменение скорости от нуля до допустимого предела. Также сюда относится поддержание крутящего момента при медленном ходе мотора.

Наличие тех или иных возможностей в определенной модели регулятора зависит от его конструкции. Немаловажную роль также играет принцип действия и особенности проектирования.

Устройство двигателя

Чтобы изготовить регулятор оборотов своими руками, понадобится вначале разобраться в деталях. Высокая востребованность самостоятельной сборки заключается в её универсальности. Изготовив простой регулятор оборотов своими руками, можно его использовать в различных ситуациях. Итак, для начала разберемся немного в устройстве простого коллекторного двигателя.

Он состоит из следующих компонентов:

Коллектор.

Щетки.

Ротор.

Статор.

Принцип работы коллекторного электродвигателя:

Источник электричества – это стандартная розетка 220 В. Питание идёт в основную обмотку.

После того, как электричество подаётся от источника в обмотку статора, в ней создается магнитное поле.

Магнитное поле приводит в движение ротор.

Через графитовые щетки, напряжение передаётся на коллектор, задачей которого является постоянно переключать направление тока, чтобы вращение ротора в итоге происходило в одну сторону.

Для чего болгарке плавный пуск и регулятор оборотов?

В современных углошлифовальных машинах используют 2 необходимые опции, увеличивающие характеристики и безопасность оснащения:

  • регулятор оборотов (частотный преобразователь) – устройство, предназначенное для преобразования числа оборотов мотора в разных режимах функционирования;
  • устройство плавного пуска – схема, которая обеспечивает неторопливое наращивание оборотов мотора от нулевой отметки до предельного значения при подключении агрегата.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работыРегулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Используются в электромеханическом оборудовании, в структуре которого практикуется электромотор переменного тока с коллектором. Содействуют снижению изнашивания мехчасти агрегата при включении. Уменьшают нагрузку на электрические компоненты машины, вводя их в работу плавно. Как выявили изучения качеств материалов, особенно сильная выработка соприкасающихся узлов производится в процессе внезапного перехода из неподвижного состояния к быстрой активности. Например, один пуск ДВС в автомашине равняется по изнашиванию поршня и группы уплотняющих колец к 700 километрам пробега.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

При подаче электропитания совершается скачкообразный переход от неподвижного состояния до вращения круга со стремительностью 2,5-10 тысяч оборотов за 60 секунд. Тому кто пользовался угловой шлифмашиной, отлично известно чувство, что инструмент прямо «вылетает из рук». Как раз в этот миг и случается большая часть аварий, сопряженных с мехчастью агрегата.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Обмотки ротора и статора ощущают не меньшую нагрузку. Электромотор переменного тока с коллектором запускается в режиме короткого замыкания, ЭДС уже выталкивает вал вперед, однако сила инерции еще не дает возможность ему вертеться. Зарождается скачок пускового электротока в катушках электродвигателя. Несмотря на то что по конструкции они разработаны для подобной работы, со временем приходит мгновение (к примеру, при перепаде напряжения в электросети), когда изолятор обмотки не способен выдержать и проистекает замыкание между витками.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работыРегулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

При введении в электросхему инструментария схем приспособления плавного пуска и перемены частотности вращения мотора все вышеописанные неприятности самопроизвольно пропадают. Помимо всего, решается вопрос внезапного и значительного снижения напряжения в общей электросети во время пуска инструмента. Отсюда понятно, что бытовые электроприборы не подвергнутся опасности выхода из строя. А автоматические выключатели на электросчетчике не станут срабатывать и выключать ток в квартире либо доме.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Схема плавного пуска применяется в углошлифмашинах среднего и высокого ценового сегмента, узел регулирования оборотов – все больше в профессиональных модификациях болгарок. Регулирование оборотов дает возможность подвергать обработке угловой шлифмашиной мягкие материалы, осуществлять деликатное шлифование и полировку, так как на больших оборотах дерево либо краска попросту сгорят. Вспомогательная электросхема повышает цену инструментария, но продлевает срок эксплуатации и степень безопасности при использовании.

Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: