Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220В. Схема

Данная схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220В оснащена мощным симистором BTA26-600, который необходимо установить на радиатор. Результатом этого является способность управлять нагрузкой до 4 кВт, что особенно важно для мощного электроинструмента.

Схема разработана для использования совместно с электроинструменами, например, дрель, электролобзик или угловая шлифовальная машина.

Схема регулятора мощности также может быть успешно использована для плавного регулирования мощности нагревательных приборов или использована в качестве диммера для ламп накаливания. Устройство не подходит для управления двигателями постоянного тока.

В регуляторе применена микросхема U2008. В качестве справки, следует отметить, что чип U2008 имеет в структуре модуль, обеспечивающий плавный пуск управляемого двигателя, модуль обнаружения перегрузки, а так же стабилизатор скорости вращения двигателя. Кроме того, в микросхеме интегрирован стабилизатор напряжения, прецизионный компаратор и источник опорного напряжения.

Диод VD1 (1N4007) играет роль однополупериодного выпрямителя, а резистор R5 ограничивает напряжение до безопасного значения. Конденсатор С1 фильтрует напряжение питания, С4 отвечает за так называемый плавный пуск. Резисторы R1, R3 и потенциометр R2 используются для определения величины мощности, подаваемой на нагрузку.

Благодаря применению резистора R7, подключенного непосредственно к фазному проводу, внутренняя схема U2008 управляет переключением симистора при переходе через ноль. Это в значительной степени сводит к минимуму уровень генерируемых помех.

Потенциометр R6 устанавливает максимальный угол включения симистора, то есть минимальное напряжение (и ток), подаваемое на нагрузку. На практике потенциометр R6 необходимо выставить таким образом, чтобы при крайнем левом положении R2 (минимум) получить минимальные обороты двигателя.

Монтаж является типичным и не должен вызвать проблем. Необходимо позаботиться о правильной полярности элементов и изолировать симистор от радиатора с помощью термостойкой прокладки. Устройство после сборки готово к работе, только необходимо осуществить вышеупомянутую простую регулировку.

Для этого необходимо подключить к регулятору нагрузку, например, двигатель или лампочку и установить потенциометры R2 и R6, в соответствии с потребностями. Потенциометром R2 можно плавно регулировать обороты, а потенциометром R6 задается начальный угол включения симистора, т. е. минимальное эффективное напряжение на нагрузке.

Внимание! Схема не имеет гальванической развязки с электросетью. Поэтому сборку и настройку необходимо производить при отключение от сети.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

*****

Регулятор оборотов двигателя электроинструмента - схема и принцип работы

Не каждая современная дрель или болгарка оснащена заводским регулятором оборотов, и чаще всего регулировка оборотов не предусмотрена вовсе. Тем не менее, как болгарки, так и дрели построены на базе коллекторных двигателей, что позволяет каждому их владельцу, маломальски умеющему обращаться с паяльником, изготовить собственный регулятор оборотов из доступных электронных компонентов, хоть из отечественных, хоть из импортных.

В данной статье мы рассмотрим схему и принцип работы простейшего регулятора оборотов двигателя электроинструмента, и единственное условие — двигатель должен быть коллекторным — с характерными ламелями на роторе и щетками (которые порой искрят).

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

Приведенная схема содержит минимум деталей, и подойдет для электроинструмента мощностью до 1,8 кВт и выше, для дрели или болгарки. Похожая схема используется для регулировки оборотов в автоматических стиральных машинах, в которых стоят коллекторные высокоскоростные двигатели, а также в диммерах для ламп накаливания. Подобные схемы, в принципе, позволят регулировать температуру нагрева жала паяльника, электрического обогревателя на базе ТЭНов и т. д.

Потребуются следующие радиоэлектронные компоненты:

Резистор постоянный R1 – 6,8 кОм, 5 Вт.

Переменный резистор R2 – 2,2 кОм, 2 Вт.

Резистор постоянный R3 – 51 Ом, 0,125 Вт.

Конденсатор пленочный C1 – 2 мкф 400 В.

Конденсатор пленочный C2 – 0,047 мкф 400 вольт.

Диоды VD1 и VD2 – на напряжение до 400 В, на ток до 1 А.

Тиристор VT1 – на необходимый ток, на обратное напряжение не менее 400 вольт.

В основе схемы — тиристор. Тиристор представляет собой полупроводниковый элемент с тремя выводами: анод, катод, и управляющий электрод. После подачи на управляющий электрод тиристора короткого импульса положительной полярности, тиристор превращается в диод, и начинает проводить ток до тех пор, пока в его цепи этот ток не прервется или не сменит направление.

После прекращения тока или при смене его направления, тиристор закроется и перестанет проводить ток, пока не будет подан следующий короткий импульс на управляющий электрод. Ну а поскольку напряжение в бытовой сети переменное синусоидальное, то каждый период сетевой синусоиды тиристор (в составе данной схемы) станет отрабатывать строго начиная с установленного момента (в установленной фазе), и чем меньше во время каждого периода тиристор будет открыт, тем ниже будут обороты электроинструмента, а чем, соответственно, дольше тиристор будет открыт, тем выше будут обороты.

Как видите, принцип прост. Но применительно к электроинструменту с коллекторным двигателем, схема работает хитрее, и об этом мы расскажем далее.

Итак, в сеть здесь включены параллельно: измерительная цепь управления и силовая цепь. Измерительная цепь состоит из постоянного и переменного резисторов R1 и R2, из конденсатора C1, и диода VD1. Для чего нужна эта цепь? Это делитель напряжения. Напряжение с делителя, и что важно, противо-ЭДС с ротора двигателя, складываются в противофазе, и формируют импульс для открывания тиристора. Когда нагрузка постоянна, то и время открытого состояния тиристора постоянно, следовательно обороты стабилизированы и постоянны.

Как только нагрузка на инструмент, и следовательно на двигатель, увеличивается, то величина противо-ЭДС уменьшается, поскольку обороты снижаются, значит сигнал на управляющий электрод тиристора возрастает, и открывание происходит с меньшей задержкой, то есть мощность подводимая к двигателю возрастает, увеличивая упавшие обороты. Так обороты сохраняются постоянными даже под нагрузкой.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

В результате совместного действия сигналов от противо-ЭДС и с резистивного делителя, нагрузка не сильно влияет на обороты, а без регулятора это влияние было бы существенным. Таким образом при помощи данной схемы достижима устойчивая регулировка оборотов в каждом положительном полупериоде сетевой синусоиды. При средних и малых скоростях вращения этот эффект более выражен.

Однако, при повышении оборотов, то есть при повышении напряжения, снимаемого с переменного резистора R2, стабильность поддержания скорости постоянной снижается.

Лучше на этот случай предусмотреть шунтирующую кнопку SA1 параллельно тиристору. Функция диодов VD1 и VD2 – обеспечение однополупериодного режима работы регулятора, так как напряжения с делителя и с ротора сравниваются лишь в отсутствие тока через двигатель.

Конденсатор C1 расширяет зону регулирования на малых скоростях, а конденсатор C2 снижает чувствительность к помехам от искрения щеток. Тиристор нужен высокочувствительный, чтобы ток менее 100 мкА смог бы его открыть.

*****

Регулятор скорости вращения двигателя 220В на U2008b. Схема

Регулятор скорости вращения двигателя 220В. Эта система является контроллером скорости вращения для однофазных электродвигателей. Имеет простой стабилизатор скорости вращения двигателя, который обнаруживает изменения напряжения сети и, в соответствии с этим увеличивает или уменьшает угол открытия триака, регулируя мощность, подаваемую на нагрузку.

Схема собрана на основе особой микросхеме U2008, которая представляет собой регулятор мощности со схемой плавного пуска. Устройство идеально подходит для регулировки оборотов коллекторных двигателей (щеточного типа), например, дрель, двигатель пылесоса и т. д. Эту схему можно также использоваться для регулирования яркости свечения ламп накаливания.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

Принципиальная схема регулятора расположена на рисунке ниже:

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

Диод D1 (1N4007) и резистор R1 (22к/2Вт) образуют простой блок питания, ограничивающий напряжение до безопасной величины для микросхемы. Конденсатор C1 (100мкф) фильтрует напряжение питания. Элементы R3 (15к) и R5 (220к) и потенциометр P1 (47к) образуют делитель напряжения, служащий для установки величины мощности, подаваемой в нагрузку.

Резистор R2 (680к) подключен непосредственно к проводу фазы, позволяет включать триак синхронно с переходом через ноль напряжения питания. Это в значительной степени сводит к минимуму возникновение помех в сети.

Все устройство собрано на печатной плате, изготовленной по методу ЛУТ. Монтаж устройства не сложен. Пайка следует начинать с резисторов, особенно R6, поскольку он частично находится под микросхемой U1. Под микросхему U1 хорошо бы установить панельку.

Во время использования устройства необходимо обратить внимание на тот факт, что система не имеет гальванической развязки с электросетью, а часть элементов непосредственно подключена к фазе сети. Ручку потенциометра P1 следует сделать из изоляционного материала.

Внимание! Схема не имеет гальванической развязки с электросетью, поэтому соблюдайте осторожность при настройке и работе с устройством.

*****

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

Наконец, начали «доходить» руки до самодельного точильного станка. В наличии был универсальный коллекторный электродвигатель УВ 051-Ц. Скорость его 7000 об/мин, что в двое больше, чем нужно для электроточила. Вдобавок, хотелось иметь регулировку оборотов (желательно с обратной связью). Пришлось собирать схему, которая отвечала всем запросам.

Итак, как я пришел к тому, что скорость нужно снизить вдвое. На точильных камнях, обычно, есть надпись на какой максимальной скорости они могут работать. Чаще всего – это 25-30 м/с. Чтобы рассчитать необходимое количество оборотов электродвигателя для точильного станка – есть формула. Количество оборотов = (допустимые обороты на камне / диаметр точильного круга (в метрах) *3,14 )*60 секунд. Итого, максимальное количество оборотов электродвигателя для камня, который я приобрел = (25/0.15+3.14)*60, что приблизительно равно 3185 об/мин. Вывод: скорость 7000 об/мин электродвигателя УВ 051-Ц нужно снизить вдвое.

В результате поисков, наткнулся на простую схему регулятора оборотов коллекторного электродвигателя 220 вольт с обратной связью. Информации по ней было не много, т.к. возможно, мало кто ее собирал, сомневаясь в ее работоспособности, видя насколько она примитивна. Я же ее собрал на кусочке монтажной платы, произвел отладку, убедился в работоспособности.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

Теперь пересказ принципа действия схемы регулятора оборотов коллекторного электродвигателя с обратной связью. R1+R2+C1 – формирует опорное напряжение, задающее скорость вращения двигателя. В момент приложения нагрузки, скорость вращения падает, снижается крутящий момент. Возникающая в двигателе и приложенная между управляющим контактом и катодом тиристора противо-ЭДС уменьшается. Пропорционально уменьшению противо-ЭДС увеличивается напряжение на управляющем контакте тиристора. Такое увеличение напряжение заставляет тиристор срабатывать при меньшем фазовом угле, и в следствии, подавать на двигатель больший ток.

Тиристор нужно подбирать в зависимости от мощности электродвигателя. Мне хватило MCR100-8, в оригинальной схеме – КУ202Н. Под тиристор подбирается сопротивление резистора R3. Если тиристор КУ202Н – R3 можно не ставить. Диоды можно заменить на любые с аналогичными параметрами Д226, 1N4007 и т.д. С1 может быть в пределах 0,1-2uF, им устраняются рывки двигателя на малых оборотах. Конденсаторы с рабочим напряжением 250 вольт.

Просмотров: 11,687 | Комментировать | 13.07.2016

Необходимо авторизоваться. чтобы комментировать.

Зарегистрированно на сайте 511 пользователей. Сейчас on-line: гостей: 5.

Использование материалов данного ресурса допускается только с разрешения администратора.

*****

Система предназначена для регулирования оборотов коллекторных двигателей. питаемых от сети 220 В. Хорошо работает с электродвигателями, используемыми в инструментах (дрели, шаговой пилы, лобзика ит. и.), а также работает с двигателями от пылесосов, делая возможным регулировку тяги. Встроенный контур "мягкого старта" значительно увеличивает срок службы двигателей. Устройство можно также использовать для регулировки мощности обогревателей и лампочек.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

В конструкции регулятора применена специализированная интегральная схема фирмы TELEFUNKEN U2008.
Правильно смонтированная схема работает без дополнительной регулировки. Единственное, что необходимо сделать, - установить потенциометр Р1 в таком положении, чтобы в одном из крайних положений потенциометра Р2 получить минимальные обороты двигателя.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в своими руками

Схема блоков и основной вид схемы U2008.

Резистор R1 следует впаять на несколько сантиметров над печатной платой для лучшего отвода тепла. При работе с небольшими нагрузками тиристор может работать без радиатора. При нагрузке более 200 Вт его следует оборудовать радиатором площадью несколько квадратных сантиметров.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *