Prawie wszystkie urządzenia gospodarstwa domowego i elektronarzędzia wykorzystują silnik komutatora. W nowszych modelach szlifierek, wkrętaków, ręcznych frezów, odkurzaczy, mikserów i innych istnieje regulacja prędkości silnika, ale w późniejszych modelach nie ma takiej funkcji. Praca z takimi narzędziami i sprzętem gospodarstwa domowego nie zawsze jest wygodna, dlatego istnieją kontrolery prędkości z podtrzymaniem zasilania.

Rodzaje silników i zasada działania

Silniki dzielą się na trzy typy: kolektorowy, asynchroniczny i bezszczotkowy. Większość elektronarzędzi ma pierwszy typ. Ten silnik elektryczny ma raczej kompaktowy rozmiar. Jego moc jest znacznie wyższa niż asynchroniczna, a cena jest dość niska. Jeśli chodzi o asynchroniczne, ten typ jest stosowany głównie w przemyśle metalowym, a także są szeroko stosowane w kopalniach węgla. Dość rzadko można je znaleźć w życiu codziennym.

Silnik bezszczotkowy jest stosowany tam, gdzie potrzebne są wysokie obroty, precyzyjne pozycjonowanie i małe wymiary. Na przykład w różnych urządzeniach medycznych modelowanie samolotów. Zasada działania jest dość prosta. Jeśli prostokątna rama, która ma oś obrotu, zostanie umieszczona między plusami magnesu stałego, zacznie się obracać. Kierunek zależy od kierunku prądu w ramce. W ramach tego typu występuje kotwica i stojan. Kotwica obraca się, a stojan jest nieruchomy. Z reguły nie jedna kotwica jest zakotwiczona, ale 4.5 lub więcej.

Silnik indukcyjny działa na innej zasadzie. Z powodu działania przemiennego pola magnetycznego w cewkach stojana jest on wprawiany w ruch obrotowy. Jeśli zagłębimy się w fizykę, możemy przypomnieć, że wokół przewodnika, przez który przepływa prąd, powstaje rodzaj pola magnetycznego, powodując obrót wirnika.

Zasada działania typu bezszczotkowego polega na włączeniu uzwojeń, dzięki czemu pola magnetyczne stojana i wirnika są do siebie ortogonalne, a moment obrotowy jest regulowany przez specjalny sterownik.

Rysunek wyraźnie pokazuje, że aby przesunąć wirnik, musisz wykonać niezbędne przełączanie, ale nie można wyregulować prędkości. Jednak silnik bezszczotkowy może bardzo szybko przyspieszać.

Silnik silnika kolektora

Silnik kolektora składa się ze stojana i wirnika. Wirnik jest częścią tego

obraca się, a stojan jest nieruchomy. Kolejnym elementem silnika elektrycznego są szczotki grafitowe, przez które prąd przepływa do zwory. W zależności od konfiguracji mogą występować czujniki Halla, które umożliwiają płynne uruchomienie i dostosowanie prędkości. Im wyższe napięcie, tym wyższe obroty. Ten typ może działać zarówno z prądu przemiennego, jak i prądu stałego.

Zgodnie z klasyfikacją silniki kolektorów można podzielić na silniki działające na prąd przemienny i stały. Można je również podzielić według rodzaju wzbudzenia uzwojenia: silniki z wzbudzeniem równoległym, szeregowym i mieszanym (równolegle-szeregowym).

Rodzaje dostosowań

Istnieje wiele opcji regulacji prędkości . Oto główne:

  • Zasilacz z regulowanym napięciem wyjściowym.
  • Urządzenia do regulacji fabrycznej, które są początkowo wyposażone w silnik elektryczny.
  • Kontrolery przyciskowe i standardowe kontrolery, które po prostu ograniczają napięcie.

Tego rodzaju regulacja jest zła, ponieważ moc maleje wraz ze spadkiem lub wzrostem napięcia. W niektórych elektronarzędziach jest to dopuszczalne, ale, jak pokazuje praktyka, w większości przypadków jest to nie do przyjęcia z powodu silnego spadku mocy i odpowiednio wydajności.

Najbardziej akceptowalną opcją byłby kontroler oparty na triaku lub tyrystorze. Taki regulator nie tylko nie zmniejsza mocy, gdy napięcie jest zmniejszone, ale pozwala również na płynniejsze uruchomienie i kontrolę prędkości. Ponadto taki schemat można wykonać własnymi rękami. Poniżej znajduje się kontrola prędkości z utrzymaniem mocy. Obwód jest montowany na bazie triaka BTA 41 800 V.

Wszystkie wartości znamionowe elementów elektrycznych podano na schemacie . Ten obwód po montażu działa dość stabilnie i zapewnia płynną regulację silnika kolektora. Wraz ze spadkiem napięcia wyjściowego moc nie maleje, co jest znaczącym plusem.

Jeśli chcesz, możesz samodzielnie montować obroty silnika kolektora 220 V. Obwód ten jest montowany na podstawie triaka BTA26-6600, który należy najpierw zainstalować na chłodnicy, ponieważ element ten nagrzewa się dość mocno pod obciążeniem.

Możliwe jest podłączenie silnika elektrycznego do gotowego obwodu, którego moc nie przekracza 4 kW.

Schemat jest następujący .

Z powodzeniem poradzi sobie z regulacją takich elektronarzędzi, jak wiertarka, szlifierka, okrągła, wyrzynarka. W razie potrzeby można użyć obwodu jako regulatora mocy dla elementów grzejnych, grzejników i ściemniacza. Wady obejmują niemożność dostosowania mocy urządzeń zasilanych prądem stałym.

Sterowniki prądu stałego

Czasami zachodzi potrzeba dostosowania prędkości silnika kolektora prądu stałego.

Jeśli konsument nie ma dużej mocy, możliwe jest szeregowe połączenie rezystora zmiennego, ale wtedy wydajność takiego regulatora gwałtownie spadnie. Istnieją schematy, dzięki którym można dość płynnie regulować prędkość bez zmniejszania wydajności. Taki regulator nadaje się do zmiany jasności różnych lamp, napięcie zasilania nie przekracza 12 V. Obwód ten działa również jako stabilizator prędkości, przy zmianie obciążenia mechanicznego na wale obroty pozostają niezmienione.

Ten obwód regulatora obrotów silnika prądu stałego o napięciu 12 V jest całkiem odpowiedni do regulacji i stabilizacji obrotów silników o prądzie nieprzekraczającym 5 A. Obwód ten zawiera sterownik tranzystorów bipolarnych i zegar 7555, który zapewnia stabilną pracę i płynną regulację prędkości. Cena części jest dość niska, a to wyraźny plus. Możesz również samodzielnie zamontować regulator prędkości silnika 12 V.

Silnik indukcyjny i regulator prędkości

Z reguły ten typ jest stosowany w różnych gałęziach przemysłu, od kopalni po przemysł metalowy. Na przykład w kopalniach węgla do płynnego rozruchu przenośników taśmowych stosuje się rozrusznik APM, w którym wbudowane jest urządzenie tyrystorowe, które umożliwia płynne uruchomienie przenośnika. Asynchroniczny silnik jednofazowy jest również stosowany w samochodach, wentylatorach piecowych, silnikach napędzających wycieraczki, wentylatorach domowych zasilanych napięciem 220 V. W samochodzie silniki pracują na stałym napięciu 12 woltów, ale nie mają płynnego rozruchu.

Aby wyregulować prędkość silnika indukcyjnego, stosuje się tak zwane przetwornice częstotliwości. Konwertery te mogą radykalnie zmienić kształt i częstotliwość sygnału. Z reguły takie konwertery są montowane na podstawie potężnych tranzystorów półprzewodnikowych i modulatorów impulsów, a wszystkie elementy są kontrolowane przez kontroler PWM.

Należy pamiętać: im płynniejsze przyspieszenie silnika, tym mniej przeciążeń. Dotyczy to przekładni, przenośników, wydajnych pomp, wind. Oto jeden schemat regulatora prędkości silnika asynchronicznego 220 V.

Za pomocą tego schematu można regulować prędkość obrotową silnika, którego moc nie przekracza 1 tysiąca watów. Podczas montażu tego schematu należy wziąć pod uwagę niuanse:

  • Rodzaj połączenia to trójkąt.
  • Wymagany jest trójfazowy sterownik mostka IR2133.
  • Mikrokontroler AT90SPWM3B.
  • Do oprogramowania wewnętrznego mikrokontroler wymaga programatora.
  • Tranzystory mocy IRG4BC30W lub ich analogi.
  • Wyświetlacz LCD jako wskaźnik.
  • Zasilacz impulsowy, który możesz kupić lub zmontować samodzielnie.

Z powodu znacznego nagrzewania mostek diodowy i tranzystory mocy muszą być zainstalowane na grzejniku. Jeśli zamierzasz podłączyć silnik o mocy do 400 W, czujnik temperatury jest opcjonalny, a do kontroli można zastosować optoizolację.

Aby wydłużyć żywotność różnych typów silników, zaleca się stosowanie kontrolerów prędkości, które rozwiązują wiele problemów.

Kategoria:

Technologia