בקר הנעה חשמלי. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

בקר הנעה חשמלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מנועים חשמליים

בקר מהירות המנוע, המייצב את מהירותו כאשר העומס משתנה, מגדיל משמעותית את היכולות התפעוליות של מכשירי חשמל ביתיים כמו מקדחה חשמלית, מסור חשמלי, מעבד מזון וכו'. בקר חצי גל פשוט ויעיל של עירור סדרה ידוע מנוע חשמלי אספן, המייצב את מהירות הסיבוב עקב משוב לפי גודל ה-EMF האחורי המתרחש על רוטור המנוע ותלוי בעומס שלו. לרוע המזל, לווסת כזה יש חיסרון משמעותי - הוא משתמש בתיריסטור רגיש במיוחד עם זרם פתיחה של פחות מ-100 מיקרו-אמפר. כמעט בלתי אפשרי למצוא לו מחליף. במאמר שפורסם, המחבר מציע גרסה משלו לפתרון תכנון המעגלים עבור הרגולטור, שבו מוסרות ההגבלות על הפרמטרים של התיריסטור.

לפני שנמשיך לתיאור של בקר הכונן החשמלי המודרני, הבה נתעכב בקצרה על עקרון הפעולה של מכשיר בקרה פשוט [1].

הדיאגרמה הסכמטית שלו מוצגת באיור. 1. זהו גשר, שכתפו השמאלית נוצרת על ידי מחלק מתח הרשת R1 - R2C1 - VD1, והימנית - על ידי תיריסטור VS1 ומנוע M1. מעבר הבקרה של התיריסטור כלול באלכסון של הגשר. האות שפותח את התיריסטור הוא סכום האותות שמתווספים באנטי-פאזה: מתח הרשת, שנקבע על ידי מנוע הנגד R2, וה-EMF האחורי מרוטור המנוע. כאשר המתח נשאר ללא שינוי, הגשר מאוזן וגם מהירות המנוע אינה משתנה. עלייה בעומס על פיר המנוע מפחיתה את מהירותו ובהתאם מפחיתה את ערך ה-EMF האחורי, מה שמוביל לחוסר איזון של הגשר. כתוצאה מכך, האות למעבר הבקרה של התיריסטור גדל, ובחצי המחזור החיובי הבא הוא נפתח בפחות עיכוב, ובכך מגדיל את הכוח המסופק למנוע. כתוצאה מכך, הירידה במהירות המנוע עקב העלייה בעומס מתבררת כפחותה משמעותית ממה שהייתה בהיעדר הרגולטור.

בקר הנעה חשמלי

במקרה זה, הרגולציה יציבה מאוד, שכן אי ההתאמה מתבטלת בכל חצי מחזור חיובי של מתח הרשת. יותר מכל, אפקט הייצוב מתבטא במהירויות מנוע נמוכות ובינוניות. עם עלייה במתח הוויסות על פני הנגד R2 ועלייה במהירות המנוע, מידת השמירה על מהירות מנוע קבועה מתדרדרת.

התיריסטור VS1 בווסת מבצע שתי פונקציות: סף - על פי אות חוסר ההתאמה של הגשר והספק - על פי הזרם המתחלף דרך המנוע. דיודות VD1, VD2 מספקות פעולת חצי גל של המכשיר, שכן השוואה בין מתחים מנגד R2 ו-emf אחורי אפשרית רק בהיעדר זרם דרך המנוע. קבל C1 במחלק מתח הרשת מרחיב את אזור הוויסות לעבר מהירויות נמוכות, וקבל C2 במעגל אלקטרודת בקרת התיריסטור מפחית את רגישות הרגולטור לניצוץ מברשת מנוע.

מצב חצי גל של המנוע מוביל לירידה בהספק המוצא. כדי להשיג עוצמה ומהירות מרביים, יש לנטר את התיריסטור על ידי לחיצה על כפתור SA1. במקרה זה, שני חצאי הגלים של מתח החשמל יסופקו למנוע.

כפי שכבר הוזכר, החיסרון העיקרי של הבקר הנחשב הוא הצורך להשתמש בתיריסטור רגיש במיוחד עם זרם פתיחה של פחות מ-100 מיקרו-אמפר, שאין כמעט מה להחליף. הצגת אנלוגי טרנזיסטור של התיריסטור מאפשרת להסיר מגבלות על פרמטרי הפתיחה של VS1 תוך שמירה על אותם מאפייני בקרה. התקנת דיודת זנר במחלק מתח הרשת מפחיתה שינויים במהירות המנוע עם תנודות במתח האספקה.

התוכנית של הרגולטור המשודרג מוצגת באיור. 2. כמו המכשיר שנדון לעיל, הרגולטור עובד רק עם חצי גל חיובי של מתח הרשת.

בקר הנעה חשמלי

מתח חוסר ההתאמה של הגשר דרך הדיודה VD2 והנגד R10 מסופק לצומת הבסיס-פליט של הטרנזיסטור VT2. הרגישות של מכשיר זה ואיכות הוויסות שלו גבוהות יותר, שכן מתח הפתיחה של טרנזיסטורים נמוך משמעותית מזה של תיריסטורים. זרם הבקרה, באנלוגיה לווסת המוצג באיור. 1 נבחר להיות 0,1mA על ידי shunting של צומת הטרנזיסטור עם הנגד R7.

אם המתח המגיע מהמנוע של הנגד R2 גבוה מהמתח ברוטור המנוע, אז הטרנזיסטור VT2 נפתח ופותח את VT1. התקנים אלה יוצרים אנלוגי של תיריסטור, וכאשר הם מופעלים, יוצרים פולס רב עוצמה של זרם הפריקה של הקבל C3, אשר, דרך הנגד מגביל הזרם R9, מוזן אל אלקטרודת הבקרה של הטריאק VS1. הטריאק נדלק, מתח מופעל על המנוע ומספר הסיבובים עולה. אם המתח על הנגד R2 נמוך יותר מאשר על הרוטור המנוע, הטריאק לא יידלק, מספר הסיבובים יקטן.

קבל האחסון C3 נטען מהרשת דרך הנגד R5. דיודת הזנר VD4 מגבילה את המתח על פני הקבל לרמה גבוהה במידת מה ממתח הפתיחה האפשרי של טריאקים או תיריסטורים. בנוסף, דיודת הזנר מבטלת את המראה של מתח הפוך על טרנזיסטורי המגבר.

קבל C4, בנוסף להפחתת ההפרעות מהניצוץ של מברשות המנוע, מבצע את תפקיד האינטגרציה במעגל המשוב. הגדלת הקיבולת שלו מגבירה את יציבות הרגולטור, הנחוצה במקרה של מגע לקוי של המברשות, המלווה בניצוצות חזקים שלהן, או בעת הגדרת מהירויות נמוכות במיוחד, כאשר מה שנקרא "נדנדה" של מהפכות יכולה להתרחש. עם זאת, יש לזכור כי עם עלייה בקיבול של הקבל C4, המאפיינים הדינמיים של הכונן מתדרדרים ואיכות ייצוב המהירות יורדת.

קבוע המעגל R5C3 הוא כזה שהקבל C3 נטען מהר יותר מהמטען של הקבל C4. זה נעשה כך שבכל רגע אפשרי של פתיחת הטרנזיסטור VT2, מתח ההפעלה הדרוש להפקת דופק התנעה כבר קיים על הקבל C3. לפעמים מצב כזה יכול להיות מופר עם חוסר איזון חד של הגשר - כאשר המנוע נעצר (התנגדות רוטור נמוכה) והמתח המרבי על המנוע של הנגד R2 (זרם פתיחה גדול מהמחלק). כתוצאה מכך, הטרנזיסטורים נפתחים לפני השלמת הטעינה של הקבל C3, אין עליו מתח, ודופק זרם הפריקה אינו נוצר. הזרם הזורם דרך הנגד R5 מספיק כדי לשמור על הטרנזיסטורים דולקים, אבל קטן כדי להפעיל את הטריאק, ולכן המנוע אינו מסתובב. אפשרות כזו יכולה להיחשב כחיובית, שכן במקרה זה, גם כאשר הכונן נתקע, המנוע כבוי. אם זה לא רצוי, זה מסולק על ידי ירידה מסוימת בהתנגדות של נגדים R5 - R7 ו (או) עלייה בהתנגדות של הנגד R1.

גודל וצורת המתח על פני הנגד R2 אינם תלויים למעשה בשינוי במתח הרשת עקב נוכחותו של המגביל R4 - VD1. כתוצאה מכך, תנודות במתח האספקה אינן מובילות לאי יציבות של זווית הפאזה המוגדרת של פתח הטריאק. גם חוסר היציבות של מתח הרשת של מהירות המנוע שנקבע מופחת באופן משמעותי. עם זווית פאזה קבועה, המהירות משתנה רק עקב שינוי באמפליטודה של המתח על המנוע.

תכונה של הרגולטור המתואר היא השימוש בטריאק. העובדה היא שהמיתוג של המהירות המקסימלית על ידי סגירת מעגל "אנודה-קתודה" מניחה נוכחות של מגעים מיידיים SA1 עם כוח שבירה מספיק. אם המגעים נוצרים בצורה שונה, עלולים להיווצר בהם ניצוץ או קשת חשמלית. זה האחרון הוא מאוד לא רצוי, מכיוון שהוא מוביל לשריפת המגעים והמעגל המודפס, ולכן מהווה סכנת שריפה. הטריאק מאפשר לך להעביר את המעבר למעגל אלקטרודת הבקרה, אשר מבטל לחלוטין את הניצוץ במגעים, מפשט את העיצוב שלהם ואת הקישור לנגד הבקרה R2. בעת ויסות, הטריאק פועל כמו תיריסטור, וכאשר המגעים סגורים, הוא מעביר זרם חילופין למנוע. טרנזיסטורים במצב פתוח של הטריאק חסומים ואינם פועלים.

הכללת פיתולי הסטטור והרוטור המוצגים בתרשים הרגולטור אופטימלית עבור מנועים עם קצוות מתפתלים בנפרד. בעת שימוש במנועים עם חיבור פנימי של פיתולי הרוטור והסטטור, הם מחוברים במקום פיתול הרוטור המוצג בתרשים, ומעגל מתפתל הסטטור מוחלף במגשר. עם זאת, בשל נוכחותו של סטאטור מתפתל במעגל המשוב, לגרסה העדכנית ביותר של הרגולטור יש מאפייני בקרת מהירות מעט גרועים יותר.

קבלים C2, C6 מבטלים הפרעות, ומעגל R11C5 מדכא ניצוצות מברשת.

הנגד R1 מגביל את גבולות הוויסות של המצב הפתוח של הטריאק בתחילת חצי מחזור חיובי. עם עלייה בעומס על הציר, ה-emf האחורי של המנוע מעביר בנוסף את רגע פתיחת הטריאק לתחילת חצי המחזור ביחס למצב שנקבע על ידי הנגד הכוונון R2 במצב סרק. אם הנגד R1 נבחר במצב סרק, אז תחת עומס, הנגד-EMF, כביכול, מעביר את רגע פתיחת הטריאק לתחילת חצי המחזור. כתוצאה מכך, הוא נפתח לאחר תקופה ומתרחשת "צניחה" (ירידה) במהירות במיקום העליון של מחוון הנגד R2. תופעה זו מתבטלת על ידי הגדלת ההתנגדות של הנגד R1.

במהלך הפיתוח נבדק הרגולטור עם מנועי אספן שונים: DK77 (למכשירי חשמל ביתיים וכלי עבודה חשמליים), MSH-2 (למכונות תפירה) ואפילו עם מנוע עירור מקביל SL261M. השליטה במנועים כל כך שונים באופן משמעותי לא דרשה כל שינוי ברגולטור. בעת שימוש במנוע עם עירור מקביל, יש לזכור שפיתול הסטטור שלו חייב להיות מופעל ממקור חיצוני נפרד, ויתרה מכך, לפני הפעלת מתח דרך הרגולטור אל האבזור.

היכולות של הרגולטור ממחישות את מאפייני העומס (קו מוצק ללא VD1, קו מקווקו עם VD1), שצולמו עם מנוע DK77-280-12 במהירות סרק של 1500 סל"ד ומתחי רשת שונים (איור 3). מנוע 400 W זה ב-1200 סל"ד נבלם בקלות עם יד מונחת על הציר שלו עד שהוא מגיע לעצירה מוחלטת אם הכוח מסופק לו באמצעות שנאי אוטומטי, ומגדיר את אותה מהירות ב-1500 סל"ד במצב סרק.

בקר הנעה חשמלי

עם סיבוך קל ביחס לאב הטיפוס, הרגולטור אינו קריטי לחלוטין להתפשטות הפרמטרים של האלמנטים. בתור triacs, TS, TS2, 2TS112 ו-TS106 ישימים עבור זרמים של 6,3-10-16 A, כמו גם KU208G או 2U208G עבור 5 A. אתה יכול גם להשתמש בתיריסטורים KU201L, 2U201L, KU202N-U2N-M, 202N-UM, 228I ואחרים בתנאי שמותקן מגע לאורך מעגל ה"אנודה-קתודה". הצורך בהסרת חום נקבע על פי גודל זרם העומס.

טרנזיסטורים חייבים לאפשר זרם של לפחות 250 mA ומתח של לפחות 15 V. ניתן לבצע פונקציות VT1 על ידי KT350A, KT209 (A-M), KT501A, KT502A (B-E), KT661 A, KT681A ואחרים, ו-VT2 - KT503A (B -E), KT645A, KT660A (B), KT684A (B) ואחרים בעלי מאפיינים דומים.

דיודות יכולות להיות עבור זרם של לפחות 10 mA ומתח של לפחות 400 V - KD105 (B-G), KD209 (A-V), KD221 (V-G), KD226 (V-D), D209, D210, D211, D226, D237 ( לִפנֵי הַסְפִירָה).

דיודת הזנר VD1 מתאימה למתח ייצוב של 120 ... 180 וולט (KS630A, KS650A, KS680A, 2S920A, 2S950A, 2S980A) וניתנת להחלפה בשרשרת של דיודות זנר מתח נמוכות המחוברות בסדרה. של 150 וולט.

דיודת זנר VD4 - כל הספק נמוך עם מתח ייצוב של 9 ... 11 V, למעט אלה עם פיצוי תרמי.

קבלים C1-C4 - קרמיקה KM, KM-6, K10-17 או סרט K73-17. קבלים C5, C6 - K73-17 עם מתח נקוב של 630 V (לא ניתן להשתמש בקבלים מסוגים אחרים וב-K73-17 למתח נקוב נמוך יותר).

נגדים קבועים - MLT או כל אחרים. נגד R2 - RP1-64A, ניתן להחליפו בכל נגד משתנה שאינו חוטי בעל מאפיין ליניארי (SPZ-4M, SPZ-6, SPZ-9 וכו'). הבחירה בנגד בעל מאפיין הפוך-לוגריתמי (B) תרחיב את חלקות הוויסות באזור של מהירויות מנוע נמוכות. נגד גוזם R3 - SPZ-27, SPZ-38. ניתן להחליף אותו בנגד קבוע נבחר.

מתג המהירות המקסימלי SA1 עשוי בצורה של מגע צלחת קפיצי נע ומעמד קבוע על לוח הרגולטור. בין הנגד R2 למגע הנייד יש שרוול פלסטיק מתאם עם פקה, המבטיח את סגירת המגע הנייד עם המתלה במיקום העליון של הנגד המשתנה R2 בהתאם לתכנית.

בעת כוונון הרגולטור, יש להגדיר את המחוון של הנגד R2 למצב התחתון לפי התרשים ולהגדיר את מהירות המנוע המינימלית הרצויה עם נגד כוונון R3. יתר על כן, על ידי שינוי מיקום המחוון של הנגד R2, עליך לבדוק את השינוי במהירות ממינימום למקסימום, היעדר "תנופה" של סיבובים במהירות המינימלית ללא עומס, היעדר "טבילה" ב סיבובים במהירות המקסימלית של מצב חצי גל תחת עומס, כמו גם פעולת מגעי המהירות המרבית. התנופה מתבטלת על ידי הגדלת הקיבול של הקבל C4, והשפל מתבטל על ידי עלייה בהתנגדות של הנגד R1, ולאחר מכן מצוין שוב המיקום של מחוון הנגד R3.

לסיכום, יש לציין כי בווסתים מסוג זה, הטכומטר הוא המנוע החשמלי המנהל ומתח המשוב נקבע על ידי המגנטיזציה השיורית של המעגל המגנטי של המנוע ויציבות מגע המברשת. מסיבה זו, איכות הרגולציה תלויה ישירות במאפיינים שצוינו של המנוע המשמש. עם זאת, הפשטות הקיצונית של מכשיר הבקרה ומאפייני העומס הטובים מפצים במלואם על החיסרון הזה.

ספרות

תיריסטורים. התייחסות טכנית / פר. מאנגלית. V. A. Labuntsova ואחרים - M .: Energy, 1971.
ספירה R. מעגלים אלקטרוניים, 1300 דוגמאות / תרגום. מאנגלית. V. A. Loginov. - מ.: מיר, 1989.
תיריסטורים. מדריך, כרך. מס' 1155. - מ.: רדיו ותקשורת, 1990 (MRB).

מחבר: V. Zhgulev, Serpukhov, אזור מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף מנועים חשמליים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

Panasonic מתכוננת לשחרר טלפון נייד IP 12.01.2004

Panasonic Communications הודיעה על תוכניות להשיק טלפון IP נייד התומך ב-WLAN בתחילת 2004.

בנוסף, החברה תייצר ציוד WLAN ללקוחות עסקיים. ציוד זה יהיה תואם באופן מלא למרכזיות תומכות IP המיוצרות על ידי החברה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ סמארטפון Highscreen Alpha R Full HD עם שבוע של חיי סוללה

▪ שבבי זיכרון RRAM 200 מ"מ 2 TB

▪ אינטראקציה בין מגנטים קוונטיים מתוכנתים

▪ דיסק מגנטו-אופטי מאחסן עד 1 GB של מידע

▪ מנעול דלת LeTV X1 עם מזהה פנים תלת מימד

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר מחוונים, חיישנים, גלאים. בחירת מאמרים

▪ מאמר מפעיל עשרת הדברות. וידאו ארט

▪ מאמר מדוע הצפון מוצג במפות בחלק העליון והיכן מנסים לשבור את המסורת הזו? תשובה מפורטת

▪ מאמר RS-trigger. רדיו - למתחילים

▪ כתבה השפעת חפצים סמוכים על פעולת הסיכה והגנת ברקים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר טרנזיסטורים IRF510 - IRF540S. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר