Меню

Схема включения двигателя с регулятором

Способы регулировки оборотов вращения асинхронных двигателей

Достаточно часто режим работы вспомогательного механизированного оборудования требует понижения штатных частот вращения. Добиться такого эффекта позволяет регулировка оборотов асинхронного двигателя. Как это сделать своими руками (расчет и сборку), используя стандартные схемы управления или самодельные устройства, попробуем разобраться далее.

Что такое асинхронный двигатель?

Электродвигатели переменного тока нашли довольно широкое применение в различных сферах нашей жизнедеятельности, в подъемно транспортном, обрабатывающем, измерительном оборудовании. Они используются для превращения электрической энергии, которая поступает от сети, в механическую энергию вращающегося вала. Чаще всего используются именно асинхронные преобразователи переменного тока. В них частота вращения ротора и статора отличаются. Между этими активными элементами обеспечивается конструктивный воздушный зазор.

И статор, и ротор имеют жесткий сердечник из электротехнической стали (наборного типа, из пластин), выступающий в роли магнитопровода, а также обмотку, которая укладывается в конструктивные пазы сердечника. Именно способ организации или укладки обмотки ротора является ключевым критерием классификации этих машин.

Двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКР)

Здесь используется обмотка в виде алюминиевых, медных или латунных стержней, которые вставляются в пазы сердечника и с обеих сторон замыкаются дисками (кольцами). Тип соединения этих элементов зависит от мощности двигателя: для малых значений используют метод совместной отливки дисков и стержней, а для больших – раздельное изготовление с последующей сваркой между собой. Обмотка статора подключается с использованием схем «треугольника» или «звезды».

Двигатели с фазным ротором

К сети подключается трехфазная обмотка ротора, посредством контактных колец на основном валу и щеток. За основу принимается схема «звезда». На рисунке внизу представлена типичная конструкция такого двигателя.

Принцип работы и число оборотов асинхронных двигателей

Данный вопрос рассмотрим на примере АДКР, как наиболее распространенного типа электродвигателей подъемно-транспортном и обрабатывающем оборудовании. Напряжение от сети подается на обмотку статора, каждая из трех фаз которой смещена геометрически на 120°. После подачи напряжения возникает магнитное поле, создающее путем индукции ЭДС и ток в обмотках ротора. Последнее вызывает электромагнитные силы, заставляющие ротор вращаться. Еще одна причина, по которой все это происходит, а именно, возникает ЭДС, является разность оборотов статора и ротора.

Одной из ключевых характеристик любого АДКР является частота вращения, расчет которой можно вести по следующей зависимости:

n = 60f / p, об/мин

где f – частота сетевого напряжения, Гц, р – число полюсных пар статора.

Все технические характеристики указываются на металлической табличке, закрепленной на корпусе. Но если она отсутствует по какой-то причине, то определить число оборотов нужно вручную по косвенным показателям. Как правило, используется три основных метода:

  • Расчет количества катушек. Полученное значение сопоставляется с действующими нормами для напряжения 220 и 380В (см. табл. ниже),
  • Расчет оборотов с учетом диаметрального шага обмотки. Для определения используется формула вида:

где 2p – число полюсов, Z1 – количество пазов в сердечнике статора, y – собственно, шаг укладки обмотки.

Стандартные значения оборотов:

  • Расчет числа полюсов по сердечнику статора. Используются математические формулы, где учитываются геометрические параметры изделия:

2p = 0,35Z1b / h или 2p = 0,5Di / h,

где 2p – число полюсов, Z1 – количество пазов в статоре, b – ширина зубца, см, h – высота спинки, см, Di – внутренний диаметр, образованный зубцами сердечника, см.

После этого по полученным данным и магнитной индукции нужно определить количество витков, которое сверяется с паспортными данными двигателей.

Читайте также:  Microlab fc370 регулятор громкости

Способы изменения оборотов двигателя

Регулировка оборотов любого трехфазного электродвигателя, используемого в подъемно-транспортной технике и оборудовании, позволяет добиться требуемых режимов работы точно и плавно, что далеко не всегда возможно, например, за счет механических редукторов. На практике используется семь основных методов коррекции скорости вращения, которые делятся на два ключевых направления:

  1. Изменение скорости магнитного поля в статоре. Достигается за счет частотного регулирования, переключения числа полюсных пар или коррекции напряжения. Следует добавить, что эти методы применимы для электродвигателей с короткозамкнутым ротором,
  2. Изменение величины скольжения. Этот параметр можно откорректировать за счет питающего напряжения, подключения дополнительного сопротивления в электрическую цепь ротора, применения вентильного каскада или двойного питания. Используется для моделей с фазным ротором.

Наиболее востребованными методами являются регулирование напряжения и частоты (за счет применения преобразователей), а также изменение количества полюсных пар (реализуется путем организации дополнительной обмотки с возможностью переключения).

Типичные схемы регуляторов оборотов

На рынке сегодня есть широкий выбор регуляторов и частотных преобразователей для асинхронных двигателей. Тем не менее, для бытовых нужд подъемного или обрабатывающего оборудования вполне можно сделать расчет и сборку на микросхеме самодельного прибора на базе тиристоров или мощных транзисторов.

Ниже представлен пример схемы достаточно мощного регулятора для асинхронного двигателя. За счет чего можно добиться плавного контроля параметров его работы, снижения энергопотребления до 50%, расходов на техническое обслуживание.

Данная схема является сложной. Для бытовых нужд ее можно значительно упростить, используя в качестве рабочего элемента симистор, например, ВТ138-600. В этом случае схема будет выглядеть следующим образом:

Обороты электродвигателя будут регулироваться за счет потенциометра, который определяет фазу входного импульса, открывающего симистор.

Как можно судить из информации, представленной выше, от оборотов асинхронного двигателя зависят не только параметры его работы, но и эффективность функционирования питаемого подъемного или обрабатывающего оборудования. В торговой сети сегодня можно приобрести самые разнообразные регуляторы, но также можно совершить расчет и собрать эффективное устройство своими руками.

Источник



Схема включения двигателя с регулятором

Подключение двигателя стиральной машинки, реверса и регулятора оборотов

20 август 2019
В стиральных машинах чаще всего из строя выходит автоматика, на втором месте подшипники и резинотехнические изделия. Двигатель – самый надежный узел, его используются при изготовлении различных домашних станков. Но для этого надо уметь изменять направление вращения и регулировать скорость.

Что требуется

  • Тумблер с двумя группами контактов 220 В 15 А, приобрести его можно на Али Экспресс.
  • Регулятор оборотов 400 Вт 220 В 50 Гц, также берите на Али Экспресс.
  • Электродвигатель от автоматической стиральной машинки, подойдет почти любой марки.
  • Отрезки проводов различного цвета, желательно синего (ноль) и коричневого (фаза).
  • Потребуется изолента, для установки мощного радиатора купите новый и тюбик теплопроводящей пасты.
  • Для проверки схемы соединения рекомендуется пользоваться обыкновенным тестером или хотя бы индикатором.

Подключение двигателя

Внимательно осмотрите клеммники снятого двигателя. На нем есть шесть выводов: два контакта идут к датчику оборотов (таходатчику) и по два контакта с обмоток ротора и статора.

Тахометр нам не нужен, его не трогаем, надо подключить только двигатель.

Все однофазные двигатели такого типа подключаются одинаково. Выход обмотки статора надо присоединить к входу обмотки ротора. Оставшиеся два конца присоединяются к нулю и фазе. Нет разницы, какая именно обмотка будет первой, а какая второй.

Читайте также:  Ремонт ползункового регулятора громкости

Определите выходы обмоток на разъеме. Пользоваться надо тестером, один контакт постоянно держите на клемме, а второй по очереди прикладывайте к остальным. Если прибор показал короткое замыкание, то две клеммы присоединены к одной обмотке.
В нашем случае к одной обмотке подключен нижний и второй сверху контакты, а ко второй клемма над нижним и третья сверху. Соответственно, нам надо перемычкой соединить второй и третий верхние контакты. Сделайте перемычку и выполните соединение. Для гарантии опять прозвоните, теперь у вас короткое должно показывать между двумя оставшимися клеммами.

К двум оставшимся присоедините напряжение 220 В, если все в норме – двигатель начнет вращаться.

Подключение реверса

Как выше упоминалось, для изменения направления вращения необходимо поменять местами подключения одной из обмоток между собой.

И двигатель начнется вращаться в другую сторону. Проверьте правильность соединения, поменяйте местами провода на клеммнике согласно описанной схеме, включите напряжение. Направление вращения двигателя должно измениться на противоположное.

Контакт, на который подавалась фаза, надо соединить со входом второй обмотки. Напряжение попадает на освободившуюся клемму, положение ноля не меняется. Изменение порядка подключения можно делать щелчками тумблера.

Переверните тумблер вверх ногами, на днище есть обозначения каждого выхода и схема их соединения в левом и правом положении переключателя.
Для облегчения понимания нарисуйте элементарную схему соединения: две обмотки и два контакта переключателя. Средние контакты по очереди присоединяются/отсоединяются к двум боковым. Подключение элементарное.

Одну обмотку соедините с крайним нижним контактом и свяжите ее перемычкой с крайним верхним. Вторую обмотку подключите к средней клемме, пусть таким образом в нашем примере будет присоединена обмотка статора.

Теперь сталось подключить ротор. Один контакт тумблера должен подключаться к выходу обмотки ротора, а второй напрямую к нулевому проводу питания.
Если все понятно, то приступайте к соединению. Сделайте по диагоналям перемычки между крайними клеммами. Один средний вывод тумблера подключается к нулю, а второй ко второй обмотке.
Присоедините все провода и еще раз проверьте правильность схемы. Средние контакты: один к нулю питания, другой к обмотке статора. Второй конец этой обмотки подключается сразу к фазе питания (коричневый провод).
Контакты по диагоналям должны иметь перемычки, провода от них идут на вторую обмотку (ротора). Перед включением обязательно проверьте тестером изменения короткого замыкания при переключении тумблера.

Тщательно заизолируйте контакты, проверьте функциональность двигателя. При переключении направление вращения должно меняться. Категорически запрещается менять направление движения до полной остановки ротора.

Регулятора оборотов, моя доработка

Если вы покупали недорогую китайскую продукцию, то надо обязательно сделать ревизию устройства. Достаньте из корпуса начинку и обратите внимание на симистор. В лучшем случае на нем очень маленький радиатор, не могущий эффективно отводить тепло. В худшем случае вообще ничего нет.

На новом радиаторе нарежьте резьбу М3, отрегулируйте его длину по размерам корпуса. Намажьте поверхность симистора термопастой и закрепите подготовленный радиатор. Соберите регулятор.

Подключите регулятора

Осмотрите устройство. Сзади на корпусе есть планка с разъемами и штекер с клеммами. Каждый контакт подписан.

Найдите на входе ноль, фазу и землю (если у вас в доме есть заземление). К ним подключается питание, в нашем случае ноль и фаза (земли нет).
Теперь следует найти выход ноля и фазы с регулятора. На крышке должна быть подробная схема с указанием назначения каждого выходного провода и его цвета.
На купленном регуляторе желтый – земля, два синих – на датчик тахометра, красный – фаза. Белый и зеленый взаимозаменяемые, но для этого надо менять положение перемычки. В нашем случае задействован зеленый. Определяется соединение прозванием выводов тестером.
Подключите синие провода к таходатчику на клеммнике двигателя. На примере к средней клемме тумблера присоединен ноль (зеленый), а к свободному контакту обмотки фаза (коричневый). Желтые провода на клеммнике присоединены к тахометру. Подайте напряжение на регулятор скорости и проверьте работу двигателя на всех режимах и скоростях.

Читайте также:  Регулятор оборотов бесколлекторного двигателя ардуино

На корпусе устройства есть специальное отверстие для регулировки режимов вращения переменным резистором. С его помощью меняется шаг изменения оборотов, вращение ротора будет начинаться не рывком, а почти с нуля. Выставьте нужные режимы.

Заключение

Любые электромонтажные работы следует делать в строгом соответствии с ПУЭ. Если вы не можете расшифровать эти три буквы без помощи интернета, то не стоит рисковать своим здоровьем.

Источник

ШИМ регулятор оборотов: схема модуля управления мотором

ШИМ регулятор оборотов-1

ШИМ регулятор оборотов двигателя постоянного тока проще всего организовать с помощью ШИМ регулятора. ШИМ — это широтно-импульсная модуляция, в английском языке это называется PWM — Pulse Width Modulation. Теорию я подробно объяснять не буду, информации полно в интернете.

ШИМ регулятор оборотов электродвигателя постоянного тока рассчитанного на напряжение 12 В

Своими словами — если у нас есть двигатель постоянного тока на 12 вольт — то мы можем регулировать обороты двигателя изменяя напряжение питания. Изменяя напряжение питания от нуля до 12 вольт будут изменятся обороты двигателя от нуля до максимальных. В случае с ШИМ регулятором мы будем изменять скважность импульсов от 0 до 100% и это будет эквивалентно изменению напряжения питания двигателя и соответственно будут изменятся обороты двигателя.

Рассмотрим первый ШИМ регулятор на 5 ампер. Есть такая самая любимая микросхема всех радиолюбителей — это таймер NE555 ( или советский аналог КР1006ВИ). Вот на этой микросхеме и собран ШИМ регулятор. Кроме таймера здесь я использую стабилизатор на 9 вольт LM7809, мощный полевой транзистор с N-каналом IRF540, сдвоенный диод Шоттки, а также другие мелкие детали. Схема по которой собран этот регулятор всем известна и очень популярна.

ШИМ регулятор оборотов-3

ШИМ регулятор оборотов-4

Печатку этой платы можно скачать — ШИМ 5A

В более мощном исполнении я применяю просто параллельное включение нескольких полевых транзисторов IRF540 и более мощный сдвоенный диод Шоттки. В остальном всё аналогично.

ШИМ регулятор оборотов-5

ШИМ регулятор оборотов-6

Блок управления мотором-7

Печатку этой платы можно скачать — ШИМ 10A

Подключение ШИМ регулятора очень простое. Вы видите 4 клеммы — две клеммы для подачи питания (+) и (-), и две клеммы для подключения мотора (M+) и (M-).

Сделал еще ШИМ регулятор с защитой по току. Для этих целей использовал распространенный операционный усилитель LM358 и два оптрона PC817. При превышении тока, который мы задаем подстроечником R12, срабатывает триггер-защелка на операционнике DA3.1, оптронах DA4 и DA5 и блокируется генерация импульсов по 5 ноге таймера NE555. Чтобы снова запустить генерацию нужно кратковременно снять питание со схемы с помощью кнопки S1.

Блок управления мотором-8

Блок управления мотором-9

Печатку этой платы можно скачать — ШИМ 10А с защитой

ШИМ регуляторы все работоспособны, проверил их работу с помощью двигателя от шуруповерта.

ШИМ регулятор оборотов

Источник

Adblock
detector