Меню Закрити

Як зробити регулятор оборотів виконання перетворювача своїми руками, як правильно вибрати

Як своїми руками зробити регулятор обертів електродвигуна

При використанні електродвигуна в різних пристроях і інструментах незмінно виникає необхідність регулювання швидкості обертання валу.

Самостійно зробити регулятор обертів електродвигуна не складе труднощів. Потрібно лише підшукати якісну схему, пристрій якої повністю б підходило до особливостей і типу конкретного електричного двигуна.

Використання частотних перетворювачів

Для регулювання обертів електричного двигуна, що працює від мережі з напругою в 220 і 380 Вольт, можуть використовуватися частотні перетворювачі. Високотехнологічні електронні пристрої дозволяють завдяки зміні частоти і амплітуди сигналу плавно регулювати частоту обертання електродвигуна.

В основі таких перетворювачів лежать потужні напівпровідникові транзистори з шірокоімпульснимі модуляторами.

Перетворювачі з допомогою відповідного блоку управління на мікроконтролері дозволяють плавно змінювати показник обертів двигуна.

Високотехнологічні перетворювачі частоти використовуються в складних і навантажених механізмах. Сучасні частотні регулятори мають відразу кілька ступенів захисту, В тому числі по навантаженню, показником струму напруги та інші характеристики. Окремі моделі живляться від електромережі з однофазною напругою в 220 Вольт і можуть переробляти напруга в трифазні 380 Вольт. Використання таких перетворювачів дозволяє в домашніх умовах використовувати асинхронні електричні двигуни без застосування складних схем підключення.

Застосування електронних регуляторів

Використання потужних асинхронних двигунів неможливо без застосування відповідних регуляторів обертів. Такі перетворювачі використовуються для наступних цілей:

  • Ступінчастий розгін і можливість зниження оборотів двигуна при зменшенні навантаження дозволяє зменшити споживання електроенергії. Використання частотних перетворювачів з потужними асинхронними двигунами дозволяє вдвічі скоротити витрати на електроенергію.
  • Захист електронних механізмів. Перетворювачі частоти дозволяють контролювати показники тиску, температури і ряд інших параметрів. При використанні двигуна як привід насоса в ємності, в яку закачується рідина або повітря, може бути встановлений датчик тиску, який відповідає за управління механізмом і запобігає його вихід з ладу.
  • Забезпечення плавного запуску. При запуску електродвигуна, коли мотор відразу починає працювати на максимальних обертах, на привід доводиться підвищене навантаження. Використання регулятора обертів забезпечує плавність запуску, що гарантує максимально можливу довговічність роботи приводу і відсутність його серйозних поломок.
  • Скорочуються витрати на технічне обслуговування насосів і самих силових агрегатів. Наявність регуляторів обертів знижує ризик поломок окремих механізмів і всього приводу.

Використовувана частотними перетворювачами схема роботи аналогічна у більшості побутових приладів. Схожі пристрої також використовуються в зварювальних апаратах, ДБЖ, харчуванні ПК і ноутбуків, стабілізаторах напруги, блоках розпалу ламп, а також в моніторах і рідкокристалічних телевізорах.

Незважаючи на гадану складність схеми, зробити регулятор обертів електродвигуна 220 В буде досить просто.

Принцип роботи пристрою

Принцип роботи і конструкція регулятора обертів двигуна відрізняється простотою, тому, вивчивши технічні моменти, цілком під силу виконати їх самостійно. Конструктивно виділяють кілька основних компонентів, з яких складаються регулятори обертання:

  • Електричний двигун.
  • Блок перетворювача і мікроконтролерна схема управління.
  • Механізми і приводи.

Відмінністю асинхронних двигунів від стандартних приводів є обертання ротора з максимальними показниками потужності при подачі напруги на обмотку трансформатора. На початковому етапі показники споживаного струму і потужність у двигуна зростає до максимуму, що призводить до суттєвої навантаженні на привод і його швидкого виходу з ладу.

При запуску двигуна на максимальних обертах виділяється велика кількість тепла, що призводить до перегріву приводу, обмотки і інших елементів приводу. Завдяки використанню частотного перетворювача є можливість плавно розганяти двигун, що попереджає перегрів і інші проблеми з агрегатом. Електромотор може при використанні частотного перетворювача запускатися на частоті обертів 1000 в хвилину, а в подальшому забезпечується плавний розгін, коли кожні 10 секунд додається 100-200 оборотів двигуна.

Виготовлення саморобних реле

Виготовити саморобний регулятор обертів електродвигуна 12 В не складе будь-якого праці. Для такої роботи потрібно наступне:

  • Дротяні резистори.
  • Перемикач на кілька положень.
  • Блок управління і реле.

Використання дротяних резисторів дозволяє змінювати напругу живлення, відповідно, і частоту обертання двигуна. Такий регулятор забезпечує ступінчастий розгін двигуна, відрізняється простої конструкції і може бути виконаний навіть початківцями радіоаматорами. Такі найпростіші саморобні ступінчасті регулятори можна використовувати з асинхронними і контактними двигунами.

Принцип роботи саморобного перетворювача:

  1. Харчування від мережі направляється на конденсатор.
  2. Використовуваний конденсатор повністю заряджається.
  3. Навантаження передається на резистор і нижній кабель.
  4. Електрод тиристора, з'єднаний з позитивним контактом на конденсаторі, отримує навантаження.
  5. Передається заряд напруги.
  6. Відбувається відкриття другого напівпровідника.
  7. Тиристор пропускає отриману з конденсатора навантаження.
  8. Конденсатор повністю розряджається, після чого повторюється напівперіод.

У минулому найбільшою популярністю користувалися механічні регулятори, виконані на основі варіатора або шестеренчатого приводу. Однак вони не відрізнялися належною надійністю та часто виходили з ладу.

Саморобні електронні регулятори зарекомендували себе з найкращого боку. Вони використовують принцип зміни ступеневої або плавного напруги, відрізняються довговічністю, надійністю, мають компактні габарити і забезпечують можливість тонкої настройки роботи приводу.

Додаткове використання в схемах електронних регуляторів сімісторов і аналогічних пристроїв дозволяє забезпечити плавне зміна потужності напруги, відповідно електродвигун буде правильно набирати обертів, поступово виходячи на свою максимальну потужність.

Для забезпечення якісної регулювання в схему включаються змінні резистори, які змінюють амплітуду вхідного сигналу, забезпечуючи плавне або ступеневу зміна числа обертів.

Схема на ШІМ-транзисторі

Регулювати швидкість обертання валу у малопотужних електродвигунів можна за допомогою шин-транзистора і послідовного з'єднання резисторів в харчуванні. Цей варіант відрізняється простотою реалізації, однак має низький ККД і не дозволяє плавно змінювати швидкість обертання двигуна. Виготовити своїми руками регулятор оборотів колекторного двигуна 220 В з використанням шим-транзистора не складе особливої ​​складності.

Принцип роботи регулятора на транзисторі:

  • Використовувані сьогодні шин-транзистори мають генератор пилкоподібної напруги частотою в 150 Герц.
  • Операційні підсилювачі використовуються в ролі компаратора.
  • Зміна швидкості обертання здійснюється за рахунок наявності змінного резистора, керуючого тривалістю імпульсів.

Транзистори мають рівну постійну амплітуду імпульсів, ідентичну амплітуді напруги харчування. Це дозволяє виконувати регулювання обертів двигуна 220 В і підтримувати роботу агрегату навіть при подачі мінімального напруги на обмотку трансформатора.

Завдяки можливості підключення мікроконтролера до ШІМ-транзистору забезпечується можливість автоматичної настройки та регулювання роботи електроприводу. Такі схеми виконання перетворювачів можуть мати додаткові компоненти, які розширюють функціональні можливості приводу, забезпечуючи роботу в повністю автоматичному режимі.

Впровадження технічних засобів АСУ ТП

Наявність в регуляторах і частотних перетворювачів мікроконтролерного керування дозволяє поліпшити параметри роботи приводу, а сам мотор може працювати в повністю автоматичному режимі, коли використовується контролер плавно або східчасто змінює показники частоти обертання агрегату. Сьогодні в якості мікроконтролерного керування використовуються процесори, які мають відмінне число виходів і входів. До такого микроконтроллеру можна підключити різні електронні ключі, кнопки, всілякі датчики втрати сигналу і так далі.

У продажу можна знайти різні типи мікроконтролерів, Які відрізняються простотою у використанні, гарантують якісну настройку роботи перетворювача і регулятора, а наявність додаткових входів і виходів дозволяє підключати до процесора різні додаткові датчики, за сигналом яких пристрій буде зменшувати або збільшувати число оборотів або ж повністю припиняти подачу напруги на обмотки електродвигуна.

Сьогодні у продажу є різні перетворювачі і регулятори електродвигуна. Втім, при наявності навіть мінімальних навичок роботи з радіодеталями і умінні читати схеми можна виконати таке простий пристрій, яке буде плавно або східчасто змінювати обороти двигуна. Додатково можна включити в ланцюг керуючий сімісторний реостат і резистор, що дозволить плавно змінювати обороти, а наявність мікроконтролерного керування повністю автоматизує використання електричних двигунів.