Підключення шим регулятора. Цифровий ШИМ регулятор обертів колекторного двигуна. Покрокове складання аналогової схеми


ШИМ регулятор призначений для регулювання швидкості обертання полярного двигуна, яскравості освітлення лампочки або потужністю нагрівального елемента.

Переваги:
1 Простота виготовлення
2 Доступність компонентів (вартість не перевищує 2 $)
3 Широке застосування
4 Для новачків зайвий раз потренуватися і порадувати себе =)

Якось знадобився мені "девайс" для регулювання швидкості обертання кулера. Навіщо саме вже не пам'ятаю. Спочатку пробував через звичайний змінний резистор, він сильно грівся і це було неприйнятно для мене. У результаті покопавшись в інтернеті, знайшов схему на мені вже знайомій мікросхемі NE555. Це була схема звичайного ШІМ регулятора зі шпаруватістю (тривалістю) імпульсів рівною або менше 50% (пізніше наведу графіки як це працює). Схема виявилася дуже простою і не вимагала налаштування, головне було не накосити з підключенням діодів та транзистора. Перший раз його зібрав на макетній платі і випробував, все запрацювало з півоберту. Пізніше вже розвів невелику друковану плату і акуратніше все виглядало. Ну тепер поглянемо на саму схему!

Схема ШИМ регулятора

З неї ми бачимо, що це звичайний генератор з регулятором шпаруватості імпульсів, зібраний за схемою з даташита. Резистором R1 ми і змінюємо цю шпаруватість, резистор R2 служить нам захистом від КЗ, так як виведення 4 мікросхеми через внутрішній ключ таймера підключений на землю і при крайньому положенні R1 він просто замкне. R3 - це підтягуючий резистор. С2 це конденсатор, що задає частоту. Транзистор IRFZ44N – це N канальний мосфет. D3 - це захисний діод, який запобігає виходу з ладу полівика при обриві навантаження. Тепер трохи про шпаруватість імпульсів. Скважність імпульсу - це відношення його періоду проходження (повторення) до тривалості імпульсу, тобто через певний проміжок часу відбуватиметься перехід від (грубо кажучи) плюс до мінуса, а точніше від логічної одиниці до логічного нуля. Так от цей проміжок часу між імпульсами і є та сама шпаруватість.


Добре при середньому положенні R1

Добре при крайньому лівому положенні R1


Добре при крайньому правому положенні R

Нижче наведу друковані плати з розташуванням деталей та без них


Тепер трохи про деталі та їхній вигляд. Сама мікросхема виконана в DIP-8 корпусі, керамічні конденсатори малогабаритні, резистори на 0,125-0,25 ват. Діоди звичайні випрямляючі на 1А (найдоступніше це 1N4007 їх скрізь навалом). Також мікросхему можна встановлювати на панельку, якщо в майбутньому ви хочете її використовувати в інших проектах і зайвий раз не випоювати її. Нижче наведу фотографії деталей.



Ще один огляд на тему будь-яких речей для саморобок. Цього разу я розповім про цифровому регуляторіоборотів. Речниця по-своєму цікава, але хотілося більшого.
Кому цікаво читайте далі:)

Маючи у господарстві деякі низьковольтні пристрої типу невеликої шліфувальної машинки тощо. я захотів трохи збільшити їх функціональний та естетичний вигляд. Правда це не вийшло, хоча я сподіваюся все-таки домогтися свого, можливо в інший раз, на саму річ розповім сьогодні.
Виробник даного регулятора фірма Maitech, вірніше саме ця назва часто зустрічається на всяких хустках і блочках для саморобок, хоча сайт цієї фірми чомусь мені не попався.

Через те, що я не зробив у результаті те, що хотів, огляд буде коротшим за звичайне, але почну як завжди з того, як це продається і надсилається.
У конверті лежав звичайний пакетик із клямкою.

У комплекті тільки регулятор зі змінним резистором і кнопкою, жорсткої упаковки та інструкції немає, але все доїхало цілим і без пошкоджень.

Ззаду є наклейка, яка замінює інструкцію. В принципі, більшого для такого пристрою і не потрібно.
Вказано робочий діапазон напруги 6-30 Вольт і максимальний струм 8 Ампер.

Зовнішній вигляд дуже непоганий, темне скло, темно-сірий пластик корпусу, у вимкненому стані здається взагалі чорним. за зовнішньому виглядузалік, причепитися нема до чого. Спереду була приклеєна транспортувальна плівка.
Установчі розміри пристрою:
Довжина 72мм (мінімальний отвір у корпусі 75мм), ширина 40мм, глибина без урахування передньої панелі 23мм (з передньою панеллю 24мм).
Розміри передньої панелі:
Довжина 42.5 мм ширина 80мм

Змінний резистор йде в комплекті з ручкою, ручка звичайно груба, але для застосування цілком зійде.
Опір резистора 100КОм, залежність регулювання – лінійна.
Як потім з'ясувалося, опір дає глюк. При живленні від імпульсного БП неможливо виставити стабільні показання, позначається наведення на дроти до змінного резистора, через що показання скачуть +2 знака, але добре б скакали, разом з цим скачуть обороти двигуна.
Опір резистора високий, струм маленький та дроти збирають усі перешкоди навколо.
При харчуванні лінійного БП така проблема відсутня повністю.
Довжина проводів до резистора та кнопки близько 180мм.

Кнопка, ну, тут нічого особливого. Контакти нормально відкриті, настановний діаметр 16мм, довжина 24мм, підсвічування немає.
Кнопка вимикає двигун.
Тобто. при подачі живлення індикатор вмикається, двигун запускається, натискання на кнопку його вимикає, друге натискання вмикає знову.
Коли двигун вимкнено, то індикатор так само не світиться.

Під кришкою знаходиться плата пристрою.
На клеми виведені контакти живлення та підключення двигуна.
Плюсові контакти роз'єму з'єднані разом, силовий ключ комутує мінусовий провід двигуна.
Підключення змінного резистора та кнопки роз'ємне.
На вигляд усе акуратно. Висновки конденсатора трохи кривуваті, але я думаю що це можна пробачити:)

Подальше розбирання я сховаю під спойлер.

Детальніше

Індикатор великий, висота цифри 14мм.
Розміри плати 69х37мм.

Плата зібрана акуратно, біля контактів індикатора є сліди флюсу, але в цілому плата чиста.
На платі є: діод для захисту від переполюсовки, стабілізатор 5 Вольт, мікроконтролер, конденсатор 470мкФ 35 Вольт, силові елементи під невеликим радіатором.
Також видно місця під установку додаткових роз'ємів, призначення їх незрозуміло.

Накидав невелику блок-схему, просто для зразкового розуміння, що і як комутується і як підключається. Змінний резистор так і включений однією ногою до 5 Вольт, другою на землю. тому його можна спокійно замінити на нижчий номінал. На схемі немає підключень до нерозпаяного роз'єму.

У пристрої використано мікроконтролер виробництва STMicroelectronics.
Наскільки мені відомо, цей мікроконтролер використовується у досить великій кількості різних пристроївнаприклад ампервольтметрах.

Стабілізатор живлення при роботі на максимальній вхідній напрузі нагрівається, але не дуже сильно.

Частина тепла від силових елементів приділяється на мідні полігони плати, зліва видно велику кількість переходів з одного боку плати на іншу, що допомагає відводити тепло.
Також тепло відводиться за допомогою невеликого радіатора, який притиснутий до силовим елементамзверху. Таке розміщення радіатора здається мені дещо сумнівним, тому що тепло відводиться через пластмасу корпусу і такий радіатор допомагає несильно.
Паста між силовими елементами і радіатором відсутня, рекомендую зняти радіатор і промазати пастою, хоч трохи стане краще.

У силовій частині застосований транзистор, опір каналу 3.3мОм, максимальний струм 161 Ампер, але максимальна напруга всього 30 Вольт, тому я б рекомендував обмежувати вхідний на рівні 25-27 Вольт. При роботі на навколомаксимальних струмах є невеликий нагрівання.
Також поруч розташований діод, який гасить викиди струму від самоіндукції двигуна.
Тут застосовано 10 Ампер, 45 Вольт. До діодів питань немає.


Перше включення. Так вийшло, що випробування я проводив ще до зняття захисної плівкитому на цих фото вона ще є.
Індикатор контрастний, в міру яскравий, чудово читається.

Спочатку я вирішив спробувати на дрібних навантаженнях та отримав перше розчарування.
Ні, претензій до виробника і магазину у мене немає, просто я сподівався, що в такому відносно недешевому пристрої буде стабілізація оборотів двигуна.
На жаль, це просто регульований ШІМ, індикатор відображає % заповнення від 0 до 100%.
Дрібного двигуна регулятор навіть не помітив, дня це зовсім смішний струм навантаження:)

Уважні читачі, напевно, звернули увагу на переріз проводів, якими я підключив живлення до регулятора.
Так, далі я вирішив підійти до питання глобальніше і підключив потужніший двигун.
Він звичайно помітно потужніший за регулятор, але на холостому ходу його струм близько 5 Ампер, що дозволило перевірити регулятор на режимах більш наближених до максимальних.
Регулятор поводився відмінно, до речі я забув вказати що при включенні регулятор плавно збільшує заповнення ШІМ від нуля до встановленого значення, забезпечуючи плавний розгін, на індикаторі при цьому відразу показується встановлене значення, а не як на частотних приводах, де відображається реальне поточне.
Регулятор не вийшов з ладу, трохи нагрівся, але не критично.

Так як регулятор імпульсний, то я вирішив просто заради інтересу потикатися осцилографом і подивитися, що відбувається на затворі силового транзистора в різних режимах.
Частота роботи ШІМу близько 15 КГц і не змінюється у процесі роботи. Двигун заводиться приблизно за 10% заповнення.



Спочатку я планував поставити регулятор у свій старий (скоріше вже древній) блок живлення для дрібного електроінструменту (про нього якось іншим разом). за ідеєю він повинен був стати замість передньої панелі, а на задній повинен був розташуватися регулятор обертів, кнопку ставити не планував (благо при включенні пристрій відразу переходить в режим - увімкнено).
Мав вийти красиво і акуратно.

Але далі на мене чекало деяке розчарування.
1. Індикатор хоч і був трохи меншим за габаритами ніж вставка передньої панелі, але гірше було те, що він не влазив по глибині упираючись у стійки для з'єднання половинок корпусу.
і якщо пластмасу корпусу індикатора можна було зрізати, то не став би все одно, оскільки далі заважала плата регулятора.
2. Але навіть якби перше питання я вирішив би, то була друга проблема, я зовсім забув як у мене зроблений блок живлення. Справа в тому, що регулятор рве мінус живлення, а у мене далі за схемою стоїть реле реверсу, включення та примусової зупинки двигуна, схема управління всім цим. І з їх переробкою виявилося все набагато складніше: (

Якби регулятор був зі стабілізацією оборотів, то я все ж таки заморочився і переробив схему управління і реверсу, або переробив регулятор під комутацію + живлення. А так можна і перероблю, але вже без ентузіазму і тепер не знаю, коли.
Може комусь цікаво, фото нутрощів мого БП, збирався він років так близько 13-15 тому, майже весь час працював без проблем, один раз довелося замінити реле.

Резюме
Плюси
Пристрій повністю працездатний.
Акуратний вигляд.
Якісне складання
У комплект входить все потрібне.

Мінуси.
Некоректна робота від імпульсних блоків живлення.
Силовий транзистор без запасу напруги
За такого скромного функціоналу завищено ціну (але тут все відносно).

Моя думка. Якщо закрити очі на ціну пристрою, то саме по собі воно непогане, і виглядає акуратно і працює нормально. Так, присутня проблема не дуже хорошої схибленості, думаю що вирішити її нескладно, але трохи засмучує. Крім того, рекомендую не перевищувати вхідну напругу вище 25-27 Вольт.
Більше засмучує те, що я досить багато дивився варіанти будь-яких готових регуляторів, але ніде не пропонують рішення зі стабілізацією оборотів. Можливо хтось запитає, навіщо мені це. Поясню, як потрапила в руки шліфувальна машинка зі стабілізацією, працювати набагато приємніше ніж звичайної.

На цьому все, сподіваюся, що було цікаво:)

Товар надано для написання огляду магазином. Огляд опубліковано відповідно до п.18 Правил сайту.

Планую купити +23 Додати в обране Огляд сподобався +38 +64

Якісний та надійний контролер швидкості обертання для однофазних колекторних електродвигунів можна зробити на поширених деталях буквально за 1 вечір. Ця схема має вбудований модуль виявлення перевантаження, забезпечує м'який пуск керованого двигуна та стабілізатор швидкості обертання двигуна. Працює такий блок із напругою як 220, так і 110 вольт.

Технічні параметри регулятора

  • напруга живлення: 230 вольт змінного струму
  • діапазон регулювання: 5…99%
  • напруга навантаження: 230 В/12 А (2,5 кВт з радіатором)
  • максимальна потужність без радіатора 300 Вт
  • низький рівень шуму
  • стабілізація оборотів
  • м'який старт
  • розміри плати: 50×60 мм

Принципова електросхема


Схема регулятор мотора на симісторі та U2008

Схема модуля системи регулювання заснована на генераторі ШИМ імпульсів і симістор управління мотором - класична схемотехніка для подібних пристроїв. Елементи D1 і R1 забезпечують обмеження величини напруги живлення до безпечної для живлення мікросхеми генератора. Конденсатор C1 відповідає за фільтрацію напруги живлення. Елементи R3, R5 і P1 є дільником напруги з можливістю регулювання, який використовується для завдання величини потужності, що подається в навантаження. Завдяки застосуванню резистора R2, що безпосередньо входить у ланцюг надходження на м/с фази, внутрішні блокисинхронізовані із симистором ВТ139.


Друкована плата

На наступному малюнку показано розташування елементів на друкованій платі. Під час монтажу та запуску слід звернути увагу на забезпечення умов безпечної роботи – регулятор має живлення від мережі 220В та його елементи безпосередньо підключені до фази.

Збільшення потужності регулятора

У випробувальному варіанті був застосований симистор BT138/800 з максимальним струмом 12 А, що дає можливість керувати навантаженням понад 2 кВт. Якщо необхідно управління ще більшими струмами навантаження - радимо тиристор встановити поза плати на великому радіаторі. Також слід пам'ятати про правильний вибір запобіжника FUSE залежно від навантаження.

Крім управління оборотами електромоторів, можна без будь-яких переробок використовувати схему регулювання яскравості ламп.

Потрібно було зробити регулятор швидкості для пропелера. Щоб дим від паяльника здувати, та морду обличчя вентилювати. Ну і, для приколу, укласти все у мінімальну вартість. Найпростіше малопотужний двигун постійного струмуЗвичайно, регулювати змінним резистором, але знайти різюк на такий малий номінал, та ще потрібної потужності це треба сильно постаратися, та й коштуватиме він явно не десять рублів. Тому наш вибір ШІМ+MOSFET.

Ключ я взяв IRF630. Чому саме цей MOSFET? Та просто в мене їх звідкись завелося штук десять. Ось і застосовую, то можна поставити що менш габаритне і малопотужне. Т.к. Струм тут навряд чи буде більше ампера, а IRF630здатний протягнути крізь себе під 9А. Зате можна буде зробити цілий каскад із вентиляторів, під'єднавши їх до однієї крутилки — потужності вистачить:)

Тепер настав час подумати про те, чим ми робитимемо ШИМ. Відразу напрошується думка мікроконтролером. Взяти якийсь Tiny12 і зробити на ньому. Думку я цю відкинув миттєво.

  1. Витрачати таку цінну і дорогу деталь на якийсь вентилятор мені западло. Я для мікроконтролера цікавіше завдання знайду
  2. Ще софт під це писати, подвійно западло.
  3. Напруга живлення там 12 вольт, знижувати його для живлення МК до 5 вольт це взагалі вже ліниво
  4. IRF630не відкриється від 5 вольт, тому тут довелося б ще транзистор ставити, щоб він подавав високий потенціал на затвор польовика. Нафіг нафіг.
Залишається аналогова схема. А що, теж непогано. Налагодження не вимагає, ми ж не високоточний девайс робимо. Деталі також мінімальні. Потрібно тільки прикинути на чому робити.

Операційні підсилювачі можна відкинути одразу. Справа в тому, що у ОУ загального призначення вже після 8-10кГц, як правило, гранична вихідна напругапочинає різко завалюватись, а нам треба полівик дригати. Та ще на надзвуковій частоті, щоб не пищало.


ОУ позбавлені такого недоліку коштують стільки, що на ці гроші можна з десяток найкрутіших мікроконтролерів купити. У топку!

Залишаються компаратори, вони не мають здатності операційника плавно змінювати вихідну напругу, можуть тільки порівнювати дві напруги і замикати вихідний транзистор за підсумками порівняння, але роблять це швидко і без завалу характеристики. Пошарив по засіках і компараторів не знайшов. Засідка! Точніше був LM339але він був у великому корпусі, а впаювати мікросхему більше ніж на 8 ніг на таке просте завдання мені релігія не дозволяє. У лабаз тягнутися теж було влом. Що робити?

І тут я згадав про таку чудову річ як аналоговий таймер - NE555. Являє собою своєрідний генератор, де можна комбінацією резисторів і конденсатором задавати частоту, а також тривалість імпульсу та паузи. Скільки на цьому таймері різної хріні зробили, за його більш ніж тридцятирічну історію… Досі ця мікросхема, незважаючи на поважний вік, штампується мільйонними тиражами і є практично в кожному лабазі за лічені рублі. У нас, наприклад, він коштує близько 5 карбованців. Пірився по засіках і знайшов пару штук. О! Щас і зробимо.


Як це працює
Якщо не глибоко вникати в структуру таймера 555, то нескладно. Грубо кажучи, таймер стежить за напругою на конденсаторі С1, що знімає з виводу THR(THRESHOLD - поріг). Як воно досягне максимуму (кондер заряджений), так відкривається внутрішній транзистор. Який замикає висновок DIS(DISCHARGE – розряд) на землю. При цьому на виході OUTутворюється логічний нуль. Конденсатор починає розряджатися через DISі коли напруга на ньому дорівнюватиме нулю ( повний розряд) система перекинеться у протилежний стан - на виході 1, транзистор закритий. Конденсатор починає знову заряджатися і все знову повторюється.
Заряд конденсатора С1 йде шляхом: « R4->верхнє плече R1 ->D2«, а розряд шляхом: D1 -> нижнє плече R1 -> DIS. Коли ми крутимо змінний резистор R1, то у нас змінюються співвідношення опорів верхнього і нижнього плеча. Що відповідно змінює відношення довжини імпульсу до паузи.
Частота визначається в основному конденсатором С1 і ще трохи залежить від величини опору R1.
Резистор R3 забезпечує підтяжку виходу до високого рівня - так там вихід з відкритим колектором. Який неспроможний самостійно виставити високий рівень.

Діоди можна ставити будь-які абсолютно, кондер приблизно такого номіналу, відхилення в межах одного порядку не впливають особливо на якість роботи. На 4.7нанофарадах, поставлених у С1, наприклад, частота знижується до 18кГц, але її майже не чути, мабуть слух у мене вже не ідеальний:(

Покопався у засіках, яка сама розраховує параметри роботи таймера NE555 і зібрав схему звідти, для астабільного режиму з коефіцієнтом заповнення менше 50%, та вкрутив там замість R1 та R2 змінний резистор, яким у мене змінювалася шпаруватість вихідного сигналу. Потрібно лише звернути увагу на те, що вихід DIS (DISCHARGE) через внутрішній ключ таймера підключений на землю, тому не можна було його садити безпосередньо до потенціометра, т.к. при закручуванні регулятора в крайнє положення цей висновок сідав би на Vcc. А коли транзистор відкриється, то буде натуральне КЗ та таймер із гарним пшиком випустить чарівний дим, на якому, як відомо, працює вся електроніка. Як тільки дим залишає мікросхему, вона перестає працювати. Ось так то. Тому беремо та додаємо ще один резистор на один кілоом. Погоди у регулюванні він не зробить, а від перегорання захистить.

Сказано зроблено. Витруїв плату, впаяв компоненти:

Знизу просто.
Ось і печатку додаю, у рідному Sprint Layout.

А це напруга на движку. Видно невеликий перехідний процес. Потрібно кондерчик поставити в паралель на підлогу мікрофаради і його згладить.

Як видно, частота пливе — воно і зрозуміло, адже у нас частота роботи залежить від резисторів і конденсатора, а якщо вони змінюються, то й частота спливає, але це не біда. У всьому діапазоні регулювання вона жодного разу не влазить у чутний діапазон. А вся конструкція обійшлася в 35 рублів, крім корпусу. Так що – Profit!

Ця саморобна схемаможе бути використана як регулятор швидкості для двигуна постійного струму 12 В с номінальним струмомдо 5 А або як димер для 12 В галогенних та світлодіодних ламп потужністю до 50 Вт. Управління йде за допомогою широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) при частоті проходження імпульсів близько 200 Гц. Звичайно частоту можна за необхідності змінити, підібравши за максимальною стабільністю і ККД.

Більшість подібних конструкцій збирається за більш простою схемою. Тут же представляємо більш удосконалений варіант, який використовує таймер 7555, драйвер на біполярних транзисторах та потужний польовий MOSFET. Така схематика забезпечує покращене регулювання швидкості та працює у широкому діапазоні навантаження. Це дійсно дуже ефективна схема та вартість її деталей при покупці для самостійного складання досить низька.

Схема ШИМ регулятора для двигуна 12 В

У схемі використовується Таймер 7555 до створення змінної ширини імпульсів близько 200 Гц. Він управляє транзистором Q3 (через транзистори Q1 - Q2), який контролює швидкість електродвигуна або ламп освітлення.

Є багато застосувань для цієї схеми, які будуть їсти від 12 В: електродвигуни, вентилятори або лампи. Використовувати її можна в автомобілях, човнах та електротранспортних засобах, у моделях залізницьі так далі.

Світлодіодні лампи на 12 В, наприклад LED стрічки, також можна сміливо підключати сюди. Усі знають, що світлодіодні лампинабагато ефективніші, ніж галогенні або розжарювання, вони прослужать набагато довше. А якщо треба - живіть ШІМ-контролер від 24 і більше вольт, тому що сама мікросхема з буферним каскадом мають стабілізатор живлення.

Регулятор швидкості двигуна змінного струму

ШИМ контролер на 12 вольт

Драйвер регулятора постійного струму напівмостовий

Схема регулятора оборотів міні-релі

РЕГУЛЯТОР ОБОРОТІВ ДВИГУНА З РЕВЕРСОМ

Всім привіт, напевно багато радіоаматорів, так само як і я, мають не одне хобі, а кілька. Крім конструювання електронних пристроївзаймаюся фотографією, зйомкою відео на DSLR камеру та відео монтажем. Мені, як відеографу, був потрібний слайдер для відео зйомки, і для початку коротко поясню, що це таке. Нижче на фото показано фабричний слайдер.

Слайдер призначений для відеозйомки на фотоапарати та відеокамери. Він є аналогом рейкової системи, яка використовується у широкоформатному кіно. З його допомогою створюється плавне переміщення камери навколо об'єкта, що знімається. Іншим дуже сильним ефектом, який можна використовувати під час роботи зі слайдером, - це можливість наблизитися або відійти від об'єкта зйомки. На наступному фото зображено двигун, який вибрав для виготовлення слайдера.

Як привод слайдера використовується двигун постійного струму з живленням 12 вольт. В інтернеті було знайдено схему регулятора для двигуна, який переміщає каретку слайдера. На наступному фото індикатор увімкнення на світлодіоді, тумблер, керуючий реверсом та вимикач живлення.

При роботі такого пристрою важливо, щоб було плавне регулювання швидкості плюс легке включення реверсу двигуна. Швидкість обертання валу двигуна у разі застосування нашого регулятора плавно регулюється обертанням ручки змінного резистора на 5 кОм. Можливо, не тільки я один із користувачів цього сайту захоплююся фотографією, і хтось ще захоче повторити цей пристрій, бажаючі можуть завантажити наприкінці статті архів зі схемою та друкованою платою регулятора. На наступному малюнку наведено принципова схемарегулятора для двигуна:

Схема регулятора

Схема дуже проста і може бути легко зібрана навіть радіоаматорами-початківцями. З плюсів складання цього пристрою можу назвати його низьку собівартість та можливість підігнати під потрібні потреби. На малюнку наведено друковану плату регулятора:

Але область застосування даного регулятора не обмежується одними слайдерами, його легко можна застосувати як регулятор обертів, наприклад бор машинки, саморобного дремеля, з живленням від 12 вольт, або комп'ютерного кулера, наприклад, розмірами 80 х 80 або 120 х 120 мм. Також мною була розроблена схема реверсу двигуна, або іншими словами, швидкої зміни обертання валу в інший бік. Для цього використав шестиконтактний тумблер на 2 положення. На наступному малюнку зображено схему його підключення:

Середні контакти тумблера, позначені (+) і (-) підключають до контактів на платі позначеним М1.1 та М1.2, полярність не має значення. Всім відомо, що комп'ютерні кулери при зниженні напруги живлення і, відповідно, оборотів, видають у роботі набагато менший шум. На наступному фото, транзистор КТ805АМ на радіаторі:

У схемі можна використовувати майже будь-який транзистор середньої та великої потужності n-p-n структури. Діод також можна замінити на відповідні струму аналоги, наприклад 1N4001, 1N4007 та інші. Висновки двигуна зашунтовані діодом у зворотному включенні, це було зроблено для захисту транзистора в моменти включення - відключення схеми, оскільки двигун у нас індуктивне навантаження. Також у схемі передбачена індикація включення слайдера на світлодіоді, включеному послідовно з резистором.

При використанні двигуна більшої потужності, ніж зображений на фото, транзистор для покращення охолодження необхідно прикріпити до радіатора. Фото плати, що вийшла, наведено нижче:

Плата регулятора була зроблена методом ЛУТ. Побачити, що вийшло, можна на відеоролику.

Відео роботи

Незабаром, як будуть придбані частини, що бракують, в основному механіка, приступлю до складання пристрою в корпусі. Статтю надіслав Олексій Сітков .

Схеми та огляд регуляторів оборотів електродвигуна 220В

Для плавності збільшення та зменшення швидкості обертання валу існує спеціальний прилад – регулятор оборотів електродвигуна 220в. Стабільна експлуатація, відсутність перебоїв напруги, тривалий термін служби – переваги використання регулятора обертів двигуна на 220, 12 та 24 вольт.

  • Для чого потрібний частотний перетворювач обертів
  • Галузь застосування
  • Вибираємо пристрій
  • Пристрій ПЛ
  • Види пристроїв
    • Прилад тріак
    • Процес пропорційних сигналів

Для чого потрібний частотний перетворювач обертів

Функція регулятора в інвертуванні напруги 12, 24 вольт, забезпечення плавності пуску та зупинки з використанням широтно-імпульсної модуляції.

Контролери оборотів входять до структури багатьох приладів, оскільки вони забезпечують точність електричного керування. Це дозволяє регулювати обороти у потрібну величину.

Галузь застосування

Регулятор обертів двигуна постійного струму використовується у багатьох промислових та побутових областях. Наприклад:

  • опалювальний комплекс;
  • приводи обладнання;
  • зварювальний апарат;
  • електричні печі;
  • пилососи;
  • швейні машини;
  • пральні машини.

Вибираємо пристрій

Щоб підібрати ефективний регулятор необхідно враховувати характеристики приладу, особливості призначення.

  1. Для колекторних електродвигунів поширені векторні контролери, але скалярні є надійнішими.
  2. Важливим критерієм вибору є потужність. Вона повинна відповідати допустимою на використовуваному агрегаті. А краще перевищувати безпечну роботу системи.
  3. Напруга має бути у допустимих широких діапазонах.
  4. Основне призначення регулятора перетворювати частоту, тому цей аспект необхідно вибрати відповідно до технічних вимог.
  5. Ще необхідно звернути увагу на термін служби, розміри, кількість входів.

Пристрій ПЛ

  • двигун змінного струму; природний контролер;
  • привід;
  • Додаткові елементи.

Схема контролера обертів обертання двигуна 12 зображена на малюнку. Оберти регулюються за допомогою потенціометра. Якщо на вхід надходять імпульси із частотою 8 кГц, то напруга живлення буде 12 вольт.

Прилад може бути куплений у спеціалізованих точках продажу, а можна зробити самому.

Схема регулятора обертів обертання змінного струму

При пуску трифазного двигуна на всю потужність передається струм, дія повторюється близько 7 разів. Сила струму згинає обмотки двигуна, утворюється тепло протягом тривалого часу. Перетворювач є інвертор, що забезпечує перетворення енергії. Напруга надходить у регулятор, де відбувається випрямлення 220 вольт за допомогою діода, розташованого на вході. Потім відбувається фільтрація струму за допомогою 2 конденсатора. Утворюється ШІМ. Далі імпульсний сигнал передається від обмоток двигуна до певної синусоїди.

Існує універсальний пристрій 12в для безколекторних двигунів.

Для економії на платежах за електроенергію читачі радять «Економій енергії Electricity Saving Box». Щомісячні платежі стануть на 30-50% меншими, ніж були до використання економіка. Він прибирає реактивну складову з мережі, у результаті знижується навантаження і, як наслідок, струм споживання. Електроприлади споживають менше електроенергії, знижуються витрати на її оплату.

Схема складається з двох частин – логічної та силової. Мікроконтролер розташований на мікросхемі. Ця схема й у потужного двигуна. Унікальність регулятора полягає у застосуванні з різними видамидвигунів. Живлення схем роздільне, драйверам ключів потрібне живлення 12В.

Види пристроїв

Прилад тріак

Пристрій симістр (тріак) використовується для регулювання освітлення, потужності нагрівальних елементів, швидкості обертання.

Схема контролера на симістор містить мінімум деталей, зображених на малюнку, де С1 - конденсатор, R1 - перший резистор, R2 - другий резистор.

За допомогою перетворювача регулюється потужність шляхом зміни часу відкритого симістора. Якщо він закритий, конденсатор заряджається за допомогою навантаження та резисторів. Один резистор контролює величину струму, а другий регулює швидкість заряду.

Коли конденсатор досягає граничного порогу напруги 12 або 24в, спрацьовує ключ. Симистр перетворюється на відкритий стан. При переході напруги через нуль, симистр замикається, далі конденсатор дає негативний заряд.

Перетворювачі на електронних ключах

Поширені регулятор тиристор, що мають просту схему роботи.

Тиристор працює в мережі змінного струму.

Окремим видом є стабілізатор напруги змінного струму. Стабілізатор містить трансформатор із численними обмотками.

Схема стабілізатора постійного струму

Зарядний пристрій 24 вольт на тиристорі

До джерела напруги 24 вольт. Принцип дії полягають у заряді конденсатора і замкненому тиристорі, а при досягненні конденсатором напруги тиристор посилає струм на навантаження.

Процес пропорційних сигналів

Сигнали, що надходять на вхід системи, утворюють зворотний зв'язок. Докладніше розглянемо за допомогою мікросхеми.

Мікросхема TDA 1085

Мікросхема TDA 1085, зображена вище, забезпечує керування електродвигуном 12в, 24в зворотним зв'язком без втрат потужності. Обов'язковим є зміст таходатчика, що забезпечує зворотний зв'язок двигуна із платою регулювання. Сигнал стаходача йде на мікросхему, яка передає силовим елементам завдання – додати напругу на мотор. При навантаженні на вал плата додає напругу, а потужність збільшується. Відпускаючи вал, напруга зменшується. Обороти будуть постійними, а силовий момент не зміниться. Частота керується у великому діапазоні. Такий двигун 12, 24 вольт встановлюється у пральні машини.

Своїми руками можна зробити прилад для гриндера, токарного верстата по дереву, точила, бетономішалки, соломорізки, газонокосарки, дровокола та багато іншого.

Промислові регулятори, що складаються з контролерів 12, 24 вольт, заливаються смолою, тому не підлягають ремонту. Тому часто виготовляється прилад 12в самостійно. Нескладний варіант із використанням мікросхеми U2008B. У регуляторі використовується зворотний зв'язок струму або плавний пуск. У разі використання останнього необхідні елементи C1, R4, перемичка X1 не потрібна, а при зворотнього зв'язкунавпаки.

Під час збирання регулятора правильно вибирати резистор. Так як при великому резистори, на старті можуть бути ривки, а при маленькому резистори компенсація буде недостатньою.

Важливо! При регулюванні контролера потужності слід пам'ятати, що всі деталі пристрою підключені до мережі змінного струму, тому необхідно дотримуватися заходів безпеки!

Регулятори оборотів обертання однофазних і трифазних двигунів 24, 12 вольт є функціональним і цінним пристроєм, як у побуті, так і в промисловості.

Регулятор обертання для двигуна

На простих механізмах зручно встановлювати аналогові регулятори струму. Наприклад, вони можуть змінити швидкість обертання валу двигуна. З технічного боку виконати такий регулятор просто (потрібне встановлення одного транзистора). Застосовується для регулювання незалежної швидкості моторів у робототехніці та джерелах живлення. Найбільш поширені два варіанти регуляторів: одноканальні та двоканальні.

Відео №1. Одноканальний регулятор у роботі. Змінює швидкість кручення вала двигуна за допомогою обертання ручки змінного резистора.

Відео №2. Збільшення швидкості кручення вала двигуна під час роботи одноканального регулятора. Зростання числа оборотів від мінімального до максимального значення при обертанні ручки змінного резистора.

Відео №3. Двоканальний регулятор у роботі. Незалежна установка швидкості кручення валів моторів на базі підстроювальних резисторів.

Відео №4. Напруга на виході регулятора виміряна цифровим мультиметром. Отримане значення дорівнює напрузі батарейки, від якого відібрали 0,6 вольт (різниця виникає через падіння напруги на переході транзистора). При використанні батарейки 9,55 вольт, фіксується зміна від 0 до 8,9 вольт.

Функції та основні характеристики

Струм навантаження одноканального (фото. 1) і двоканального (фото. 2) регуляторів не перевищує 1,5 А. Тому для підвищення здатності навантаження роблять заміну транзистора КТ815А на КТ972А. Нумерація висновків цих транзисторів збігається (е-к-б). Але модель КТ972А працездатна із струмами до 4А.

Одноканальний регулятор для двигуна

Пристрій керує одним двигуном, живлення здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт.

Конструкція пристрою

Основні елементи конструкції регулятора представлені на фото. 3. Пристрій складається з п'яти компонентів: два резистор змінного опору з опором 10 кОм (№1) та 1 кОм (№2), транзистор моделі КТ815А (№3), пара двосекційних гвинтових клемника на вихід для підключення мотора (№4) та вхід для підключення батареї (№5).

Примітка 1.Встановлення гвинтових клемників не є обов'язковим. За допомогою тонкого монтажного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

Принцип роботи

Порядок роботи регулятора двигуна визначає електросхема (рис. 1). З урахуванням полярності на роз'єм ХТ1 подають постійну напругу. Лампочку або двигун підключають до роз'єму ХТ2. На вході включають змінний резистор R1, його обертання ручки змінює потенціал на середньому виході в противагу мінусу батарейки. Через струмообмежувач R2 здійснено підключення середнього виходу до виведення базового транзистора VT1. У цьому транзистор включений за схемою регулярного струму. Позитивний потенціал на базовому виході збільшується при переміщенні догори середнього виводу від плавного обертання ручки змінного резистора. Відбувається збільшення струму, що обумовлено зниженням опору переходу колектор-емітер в транзисторі VT1. Потенціал зменшуватиметься, якщо ситуація буде зворотною.

Принципова електрична схема

Матеріали та деталі

Необхідна друкована плата розміром 20х30 мм, виготовлена ​​із фольгованого з одного боку листа склотекстоліту (допустима товщина 1-1,5 мм). У таблиці 1 наведено перелік радіокомпонентів.

Примітка 2.Необхідний для пристрою змінний резистор може бути будь-якого виробництва, важливо дотримати для нього значення опору струму, зазначені в таблиці 1.

Примітка 3. Для регулювання струмів вище 1,5А транзистор КТ815Г замінюють більш потужний КТ972А (з максимальним струмом 4А). При цьому малюнок друкованої платизмінювати не потрібно, оскільки розподіл висновків обох транзисторів ідентичний.

Процес складання

Для подальшої роботи потрібно завантажити архівний файл, розміщений наприкінці статті, розархівувати його та роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора (файл termo1), а монтажний креслення (файл montag1) – на білому офісному аркуші (формат А4).

Далі креслення монтажної плати (№1 на фото. 4) наклеюють до струмоведучих доріжок на протилежному боці друкованої плати (№2 на фото. 4). Необхідно зробити отвори (№3 на фото. 14) на монтажному кресленні у посадкових місцях. Монтажне креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні збігатися. На фото.5 показано цоколівку транзистора КТ815.

Вхід та вихід клемників-роз'ємів маркують білим кольором. Через кліпсу до клемника підключається джерело напруги. Повністю зібраний одноканальний регулятор відображено на фото. Джерело живлення (батарея 9 вольт) підключається на фінальному етапі збирання. Тепер можна регулювати швидкість обертання валу за допомогою двигуна, для цього потрібно плавно обертати ручку регулювання змінного резистора.

Для тестування пристрою необхідно з архіву надрукувати креслення диска. Далі потрібно наклеїти це креслення (№1) на щільний і тонкий картонний папір (№2). Потім ножицями вирізається диск (№3).

Отриману заготовку перевертають (№1) і до центру кріплять квадрат чорної ізоленти (№2) для кращого зчеплення поверхні вала двигуна з диском. Потрібно зробити отвір (№3), як зазначено на зображенні. Потім диск встановлюють на вал двигуна і можна приступати до випробувань. Одноканальний регулятор двигуна готовий!

Двухканальний регулятор для двигуна

Використовується для незалежного керування парою двигунів одночасно. Живлення здійснюється від напруги в діапазоні від 2 до 12 вольт. Струм навантаження розрахований до 1,5А на кожний канал.

Основні компоненти конструкції представлені на фото.10 і включають: два підстроювальні резистори для регулювання 2-го каналу (№1) і 1-го каналу (№2), три двосекційні гвинтові клемники для виходу на 2-й мотор (№3), для виходу на перший двигун (№4) і для входу (№5).

Примітка.1 Встановлення гвинтових клемників не є обов'язковим. За допомогою тонкого монтажного дроту можна підключити мотор і джерело живлення безпосередньо.

Принцип роботи

Схема двоканального регулятора ідентична електричної схемиодноканального регулятора. Складається із двох частин (рис.2). Основна відмінність: резистор змінного опору замін на підстроювальний резистор. Швидкість обертання валів встановлюється заздалегідь.

Примітка.2. Для оперативного регулювання швидкості кручення моторів підстроювальні резистори замінюють за допомогою монтажного дроту з резисторами змінного опору з показниками опорів, вказаними на схемі.

Матеріали та деталі

Знадобиться друкована плата розміром 30х30 мм, виготовлена ​​з фольгованого з одного боку листа склотекстоліту завтовшки 1-1,5 мм. У таблиці 2 наведено перелік радіокомпонентів.

Процес складання

Після завантаження архівного файлу, розміщеного наприкінці статті, потрібно розархівувати його та роздрукувати. На глянцевому папері друкують креслення регулятора для термопереведення (файл termo2), а монтажний креслення (файл montag2) – на білому офісному аркуші (формат А4).

Креслення монтажної плати наклеюють до струмоведучих доріжок на протилежному боці друкованої плати. Формують отвори на монтажі креслення в посадкових місцях. Монтажне креслення кріпиться до друкованої плати сухим клеєм, при цьому отвори повинні збігатися. Виготовляється цоколівка транзистора КТ815. Для перевірки потрібно тимчасово з'єднати монтажним дротом входи 1 та 2 .

Кожен із входів підключають до полюса джерела живлення (у прикладі показана батарейка 9 вольт). Мінус джерела живлення при цьому кріплять до центру клемника. Важливо пам'ятати: чорний провід "-", а червоний "+".

Мотори повинні бути підключені до двох клемників, також необхідно встановити потрібну швидкість. Після успішних випробувань потрібно видалити тимчасове з'єднання входів та встановити пристрій на модель робота. Двоканальний регулятор двигуна готовий!

В АРХІВІ представлені необхідні схеми та креслення для роботи. Емітери транзисторів позначені червоними стрілками.

Регулятор обертів двигуна постійного струму

Схема регулятора обертів двигуна постійного струму працює на принципах широтно-імпульсної модуляції та застосовується для зміни обертів двигуна постійного струму на 12 вольт. Регулювання частоти обертання валу двигуна за допомогою широтно-імпульсної модуляції дає більший ККД, ніж при застосуванні простої змінипостійної напруги, що подається на двигун, хоча ці схеми ми теж розглянемо

Регулятор обертів двигуна постійного струму схема на 12 вольт

Двигун підключений в ланцюг до польового транзистора який управляється широтно-імпульсною модуляцією таймері NE555, що здійснюється на мікросхемі, тому і схема вийшла такою простою.

ШИМ регулятор реалізований за допомогою звичайного генератора імпульсів на нестабільному мультивібраторі, що генерує імпульси з частотою проходження 50 Гц і побудованого на популярному таймері NE555. Сигнали, що надходять з мультивібратора, створюють поле зміщення на затворі. польового транзистора. Тривалість позитивного імпульсу налаштовується змінним опором R2. Чим вище тривалість позитивного імпульсу польового транзистора, що надходить на затвор, тим велика потужністьподається на електродвигун постійного струму. І навпаки чим менше тривалість імпульсу, тим слабше обертається електродвигун. Ця схема чудово працює від акумуляторної батареїна 12 вольт.

Регулювання оборотів двигуна постійного струму схема на 6 вольт

Швидкість 6-вольтового моторчика можна регулюється в межах 5-95%

Регулятор обертів двигуна на PIC-контролері

Регулювання оборотів у цій схемі досягається подачею на електромотор імпульсів напруги різної тривалості. Для цих цілей використовуються ШІМ (широтно-імпульсні модулятори). У разі широтно-импульсное регулювання забезпечується мікроконтролер PIC. Для керування швидкістю обертання двигуна використовуються дві кнопки SB1 та SB2, «Більше» та «Менше». Змінювати швидкість обертання можна лише за натиснутому тумблері «Пуск». Тривалість імпульсу у своїй змінюється, у відсотковому відношенні до періоду, від 30 — 100%.

Як стабілізатор напруги мікроконтролера PIC16F628A, використовується трививідний стабілізатор КР1158ЕН5В, що має низьке падіння напруга «вхід-вихід», всього близько 0,6В. Максимальна вхідна напруга – 30В. Все це дозволяє використовувати двигуни з напругою від 6В до 27В. У ролі силового ключа використовується складовий транзистор КТ829А, який бажано встановити на радіатор.

Пристрій зібрано на друкованій платі розмірами 61х52мм. Завантажити малюнок друкованої плати та файл прошивки можна за посиланням вище. (Дивися в архіві папку 027-el)




Top