אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ווסת כוח ומהירות סיבוב של מנוע חשמלי אספן חד פאזי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מנועים חשמליים ווסת ההספק ומהירות הסיבוב של הרוטור של מנוע חשמלי אספן חד-פאזי מיועד לקלות תפעול (הרחבת היכולות) של המקדחה החשמלית IE1032 ומכונות חשמליות ביתיות אחרות המשתמשות במנועים חשמליים אספן AC עם הספק של למעלה עד 1,2 קילוואט. מנועים חשמליים אספנים חד-פאזיים עם עירור סדרתי נמצאים בשימוש נרחב במכשירי חשמל ביתיים כאשר נדרשות מהירויות סיבוב גבוהות: שואבי אבק, מלטשי רצפות, מכונות תפירה, מסחטות מיץ, מטחנות קפה, מכונות מטבח אוניברסליות, כלי עבודה ידניים לעיבוד עץ (מקדחות חשמליות) מכונות חשמליות ו הרבה יותר. מנועי אספן חד פאזיים מתוארים ב- [1]. הם מופעלים גם על ידי רשת AC וגם על ידי AC ו-DC (אוניברסלי). אם המנוע החשמלי הוא אוניברסלי, אז לפיתולי העירור שלו יש ברזים (איור 1). מקדחה IE1032 משתמשת במנוע מסוג KNII-420/220-18, שאינו אוניברסלי. הוא עשוי לפי הסכמה של איור 2 וניתן להפעיל אותו רק באמצעות זרם חילופין, אך לא מזרם ישר ולא מזרם פועם בתדר של 100 הרץ, כמתואר ב- [2]. תוכנית זו נעשתה, אך לא עבדה. ויסות ההספק ומהירות הסיבוב של הרוטור עבור מנועים כאלה יכולים להתבצע על ידי ויסות מתח האספקה באמצעות שנאי אוטומטי (לדוגמה, LATR) או בשיטת אמפליטודה-פאזה באמצעות בקר כוח (במקרה זה, על תיריסטור). בעת בחירת מעגל הרגולטור, יש לקחת בחשבון את הדברים הבאים: קלות ייצור; האפשרות של ויסות חלק של מהירות הסיבוב והכוח בכל טווח הבקרה; הכללה נוחה ונכונה של המנוע החשמלי באותו קטע של המעגל שבו זורם זרם סינוסואידי בתדר של 50 הרץ; אמינות בעבודה. איור 3 מראה באיזה קטע של המעגל לא ניתן להפעיל את המנוע החשמלי, באיור 4 - איזה מהם יש להפעיל. כדי לשלוט על התיריסטור של הרגולטור, נבחר מעגל מתנד הרפיה המבוסס על טרנזיסטור חד-צומת [3]. יתרונות הרגולטור: מספר מינימלי של אלמנטים, קלות ייצור, ממדים קטנים, התאמה חלקה, יציבות גבוהה בפעולה, אמינות גבוהה (במשך 5 שנות פעולה לא היה כשל אחד), היעדר מרכיב קבוע בעומס , שכן זרם סימטרי זורם דרך התיריסטור בחצי מחזורים חיוביים ושליליים של מתח האספקה. התרשים הסכמטי של הרגולטור מוצג באיור 5. מפרטים של הרגולטור:
כאשר הבקר פועל, התיריסטור נמצא תחת מתח פועם מתוקן עם משרעת מקסימלית Umax = 1,4Uef = 310 V. לכן, המתח ההפוך של התיריסטור חייב להיות גדול מערך זה. מחולל ההרפיה מופעל מאותו מתח, אך מוגבל על ידי שתי דיודות זנר D814V המחוברות בסדרה עד 20 V. הרגולטור פועל באופן הבא. כאשר מחוברים לרשת מהמוצא של המיישר, מתח פועם מופעל על התיריסטור, ומתח סינוסואידי מוגבל מופעל על מחולל הרפיה. קבל C1 מתחיל להיטען דרך נגדים R1 - R4. ההתנגדות הכוללת של נגדים אלה היא 46 קילו אוהם. כאשר הקבל נטען, המתח על פניו גדל, וכאשר מגיעים למתח ההדק בפולט VT1 (UC1 = UE.on), הטרנזיסטור החד-חיבורי נפתח והקבל C1 נפרק דרך מעגל פולט-בסיס1 VT1, נגד R6. התנגדות בסיס פולט במצב פתוח היא מ-5 עד 20 אוהם [3], ההתנגדות של הנגד R6 = 150...200 אוהם. קבוע הזמן של מעגל פריקת הקבל קטן, ונוצר דופק קצר של קוטביות חיובית על הנגד R6. על ידי בחירת ההתנגדות של הנגד R6, אתה יכול להתאים את סף ההדק UE.על הטרנזיסטור ואת המשרעת של דופק הבקרה, שאמור להיות 5-7 V (אופטימלי לפעולה יציבה של התיריסטור. דופק קצר של קוטביות חיובית מנגד R6 מופעל על אלקטרודת הבקרה של התיריסטור, האחרון נפתח, כולל העומס. במצב פתוח, נפילת המתח על פני התיריסטור היא 1,5-2 V. מתח זה מסופק כספק כוח עבור מחולל ההרפיה, shunt ומכבה אותו. לפיכך, מתנד ההרפיה אינו נכנס למצב נדנוד עצמי, אך במשך חצי מחזור אחד של מתח הרשת הוא מייצר רק דופק בקרה אחד ונכבה לפני שמגיע הבא. התיריסטור נשאר פתוח עד סוף חצי המחזור ונסגר בסוף חצי המחזור. עם הגעתו של חצי המחזור הבא לאנודה של התיריסטור, שעדיין סגורה, המתח המיושר דרך הנגדים R7, R8, המוגבלים על ידי דיודות הזנר VD1 VD2, נכנס למעגל הכוח של מחולל ההרפיה. קבל C1 מתחיל להיטען, והמחזור חוזר על עצמו. רגע פתיחת התיריסטור נקבע על ידי קבוע הזמן של מעגל המטען של הקבל C1. במעגל זה קיים נגד משתנה R1, שבאמצעותו ניתן לשנות את רגע פתיחת הנעילה, לכן, להתאים את מהירות הסיבוב של פיר המנוע ואת הכוח שלו. בזווית פתיחת הנעילה המינימלית (ϕ min), המנוע מפתח מהירות מרבית, וזווית פתיחת הנעילה תלויה בסוג המנוע (במסגרת המאפיינים הטכניים של הרגולטור) ואינה משתנה במסגרת הרגולציה. בזווית הירי המקסימלית ϕmax. המנוע מפתח מהירות מינימלית, וזווית הפתיחה תלויה בסוג המנוע (בהספק שלו, משקל הרוטור, חיכוך במברשות ובמיסבים וכו'). ככל שהכוח המנוע גדול יותר, הרוטור כבד יותר, החיכוך גדול יותר, הזרם הנדרש מהווסת גדול יותר, לכן, זווית הירי המקסימלית תהיה קטנה יותר. לכל סוג מנוע יש זווית ירי מקסימלית משלו של התיריסטור. אנו בוחרים את האלמנטים של מעגל הטעינה של הקבל C1 וקובעים את טווח השינוי בזווית הבקרה ∆ϕ: ∆ϕ = ϕmax - ϕ min. איור 6 מציג חצי מחזור אחד של מתח רשת סינוסואיד ומתח מוגבל ל-20 וולט. מכיוון שהיחס 20/310 = 0,0645, נמצאה הזווית המינימלית האפשרית ωt = 0,0645°3' עבור sinωt = 45. הנגד המשתנה R1, בעזרתו משתנה זווית הירי בטווח ∆ϕ, הינו בעל התנגדות גבוהה ובעל קפיצה ראשונית בהתנגדות, כלומר. כאשר מסובבים את הכפתור, למשל, מהמצב השמאלי הקיצוני, ההתנגדות קופצת מ-0 ל-5 קילו אוהם. יש גם קפיצה מעמדה הקיצונית הימנית, והיא שונה מזו השמאלית. הערך של קפיצה זו עבור כל נגד משתנה הוא אינדיבידואלי. ההתנגדות R3 נבחרת שווה לערך הקפיצה הראשונית, כלומר. 5,1 קילו אוהם הוא קובע את זווית הירי המינימלית של התיריסטור ϕ min. אם המחוון של הנגד R1 נמצא במיקום הנמוך ביותר לפי התרשים, אזי ההתנגדות של מעגל המטען של הקבל C1 תהיה מורכבת מנגדים R3 ו-R4 המחוברים במקביל עם התנגדות כוללת של 4,85 קילו אוהם (בקצה השני מיקום, כפי שכבר צוין, ההתנגדות הכוללת היא 46 קילו אוהם). נבצע חישוב משוער של שתי עקומות טעינה של קבלים (מעריכי) במיקומים הקיצוניים של מנוע הפוטנציומטר R1, תרשים גרפים (איור 7), נקבע את הזוויות fmin, fmax וטווח הבקרה f. כדי לפשט את החישוב ואת הנוחות של התווים, נעשה כמה הפשטות: אנו מקבלים רטוט. min = 5 קילו אוהם, לא 4,858 קילו אוהם (שגיאה של 3%), אנו מקבלים Rtot. מקסימום \u46d 45,858 קילו אוהם, ולא 3 קילו אוהם (שגיאה 2%), אנו מקבלים גם מתח סינוסאידי מוגבל כפולס מלבני באותו משך כמו חצי מחזור אחד של מתח הרשת T / 10 \uXNUMXd XNUMX אלפיות השנייה. מתח על פני קבל C1 בזמן t אנחנו \u1d U (XNUMX -t/RC), כאשר U = 20 V הוא מתח סינוסאידי מוגבל. קבוע זמן מעגל הטעינה ב- Rtot min = 5 kOhm ב-τ1 = Rtot minC1= 5 H 0,1 = 0,5 ms, ב-Rtotal מקסימום = 46 קילו אוהם τ2 = Rtotal maxC1 = 46 H 0,1 = 4,6 אלפיות השנייה. לדוגמה, אנו נותנים הליך מפורט לחישוב המתח על פני הקבל, למשל, עבור הנקודה הראשונה t = RС/2. Us = U(1st -t/RC) = U(1st -1/2) = U(1 - 1/√e) = 20(1 - 1/√2,7183) = = 20 (1 - 1/1,6487) = 20 (1 - 0,6) = 20 x 0,4 = 8 V. המשמעות היא שבמשך הזמן t = τ1/2 = 0,5/2 = 0,25 ms, הקבל C1 ייטען עד למתח של Uc = 8 V. הנתונים המחושבים מסוכמים בטבלה. הגרף באיור 7 מציג:
בנוסף, Ue.on מסומן על ציר ה-y - סף הפעולה של הטרנזיסטור החד-צוק VT1; על ציר האבססיס - τ1 ו-τ2 (במילישניות ובמעלות חשמליות), משך הפולס המזין את מחולל ההרפיה (במילישניות ובדרגות חשמליות) מסומנים ϕmin, ϕmax ו-∆ϕ עבור הבקר האמיתי. בסולם הפאזות, המחיר של חלוקה גדולה של 1 ס"מ עם התנגדות של -18°, המחיר של חלוקה קטנה של 1 מ"מ הוא 1,8°. בואו נקבע באופן גרפי את זוויות הירי המינימליות והמקסימליות של תיריסטור ϕmin = 2⋅1,8° = 3,6° = 3°36'. ϕmax = 20⋅1.8°° = 36°°. הבה ניקח בחשבון את השגיאה על ידי קירוב המתח הסינוסואידי המוגבל למלבני. בואו נקבע את sinωt כאשר המתח על פני הקבל C1 שווה לסף ההדק של הטרנזיסטור VT1. Us \u7d Ue.on \uXNUMXd U \uXNUMXd XNUMX V; sinωt = 7/310 = 0,0226. לפי טבלת הסינוסים, אנו קובעים את הזווית ωt = 1°18'. אז ϕmin = 3°36' + 1°18' = 4°54'; ϕmax = 36° + 1°18' = 37°18'. בהתחשב בשגיאות אחרות הקשורות להפשטות המקובלות בבניית גרפים באיור 7, עם מידת מהימנות מספקת, ניתן לקבל את הזוויות ϕmin = 6°; ϕmax = 37°. לפיכך, ניתן לשלוט בזווית הירי של התיריסטור בין 6 ל-37 מעלות. טווח זווית בקרה ∆ϕ = ϕmax - ϕmin = 31°, אך לא 170°, כאמור ב-[4, עמ'. 202]. בזווית ϕmax = 170°, שום מנוע המיועד למתח פעולה של 220 וולט לא יעבוד. הגדרת הרגולטור מורכבת מבחירת ההתנגדות של הנגדים של מעגל הטעינה של הקבל C1 (R1, R2, R3, R4) עבור מנוע אספן חד פאזי ספציפי בזווית הירי המקסימלית של תיריסטור (מנוע R1 נמצא בקיצוניות שלו מיקום עליון). עם זווית פתיחה מינימלית, אין צורך בהתאמה. כאשר המנוע של הנגד R1 מוגדר למיקום הנמוך ביותר בהתאם לתכנית (R1 מקוצר), זווית הירי של התיריסטור היא מינימלית, המנוע החשמלי מפתח מהירות מקסימלית. על ידי הזזת המנוע כלפי מעלה, אנו מגבירים את ההתנגדות של מעגל הטעינה, מהירות הסיבוב יורדת, ובמצב הגבוה ביותר של המנוע, המנוע החשמלי אמור לעבוד ביציבות במהירות מינימלית. אם המנוע אינו יציב ועוצר עם תנודות קלות במתח החשמל, אז יש צורך להפחית את ההתנגדות של מעגל הטעינה, כלומר. להפחית את ההתנגדות של הנגד R1 על ידי חיבור במקום R2 = 390 kΩ נגד עם התנגדות נמוכה יותר 360, 330 kΩ, ... וכו'. ולהיפך, אם במיקום העליון של המנוע מהירות הסיבוב עדיין גבוהה וצריך להוריד אותו, אז יש להחליף את הנגד R2 בנגד בעל התנגדות גדולה יותר 430, 470 קילו אוהם וכו', עד להסרתו. מהמעגל. זה משלים את ההתאמה. הרגולטור המיוצר על פי תכנית זו פועל ביציבות ובמשך 5 שנות פעולה לא היה כשל אחד, הוא הראה תוצאות טובות הן במהירויות גבוהות והן במהירויות נמוכות עם עומס משתנה על המקדחה. בייצור של הרגולטור, יש צורך לספק שכאשר הכפתור של וסת המהירות (נגד R1) מסובב ימינה, מהירות הסיבוב עולה, לשם כך יש צורך לצלוב את הנגד R1 כך שכאשר הכפתור מופנה ימינה, ההתנגדות יורדת. השימוש בשיטת המשרעת-פאזה מוביל לעיוות משמעותי של המתח הסינוסואידאלי ולהופעת הרמוניות גבוהות רבות, ולכן יש צורך בהגנה נוספת מפני הפרעות על ידי הכנסת שני מסננים נוספים למעגל אספקת החשמל של המקדחה C2, R9 ולתוך מעגל אספקת החשמל של הרגולטור C3, R10. עיצוב הרגולטור. הרגולטור עשוי בשתי גרסאות. האפשרות הראשונה מתוארת לעיל, ההבדל טמון רק בסוג דיודות המיישר המשמשות (מצוין בסוגריים בתרשים המעגל). לוחות מעגלים מודפסים עשויים מפיברגלס רדיד ו-getinaks בעובי של 1,5-2 מ"מ. איור 8 מציג שני לוחות מעגלים מודפסים עבור הגרסה הראשונה של הרגולטור. הלוח באיור 8, a משמש כאשר מסננים C2, R9 ו- C3, R10 נעשים בהרכבה תלויה, הלוח באיור 8, b - כאשר המסננים מונחים על הלוח. איור 9 מציג לוח מעגלים מודפס אחד עבור הגרסה השנייה של הרגולטור. מסננים מיוצרים על ידי הרכבה על צירים. אתה יכול ליצור לוח יחד עם מסננים באופן דומה (איור 8, ב) עבור האפשרות הראשונה. המעגל המודפס וחלקים אחרים של הרגולטור ממוקמים בקופסת פלסטיק. נגד משתנה R1 עם R2, שקע לחיבור מקדחה קבועים על גוף הקופסה, כבל חשמל באורך 1,5 מ' עם תקע בקצה קבוע קבוע. מסננים C2, R9 ו-C3, R10 מותקנים על מדפי הרכבה בסמיכות לכבל החשמל ולשקע לחיבור מקדחה. סולם עם חלוקות מותנות קבוע על גוף התיבה מתחת לידית הנגד R1. פרטים. המיישר משתמש בדיודות KD202R, המיועדות לזרם מתוקן ממוצע של 5 A. במקום זאת, ניתן להשתמש ב-KD202K, KD202M. בגרסה השנייה של הרגולטור נעשה שימוש בדיודות D231. אתה יכול להשתמש ב-D231A, D231B, D232, D233, D234 עם כל מדדי אותיות וסוגים אחרים של דיודות, המיועדות לזרם מתוקן ממוצע של 10 A ומתח הפוך של 300 V או יותר. ניתן להחליף תיריסטור KU202M ב-KU202N, דיודות זנר D814V - עם כל דיודות אחרות עם מתח ייצוב כולל של 18-20 V. ניתן להשתמש ב-KT117 עם כל אינדקס אותיות. ניתן להשתמש בקבלים C1 מסוגים KLS, KM, K10U-5. קבלים C2 ו-C3 מסוג K40P-2B ניתנים להחלפה בכל נייר עם מתח הפעלה של לפחות 400 V. ניתן להחליף נגד משתנה מסוג SP-1 נגד מכל סוג אחר ובכל גודל. כדי להפעיל מקדחה עם ווסת זה, אין צורך להתקין מתגים נוספים. מתג דו-קוטבי המותקן במקדחה די מספיק. המתח מסופק לווסת ומוסר על ידי מתג המקדחה. למרות העובדה שהרגולטור תוכנן להפעיל מנועים חשמליים אספנים חד-פאזיים, במידת הצורך, ניתן לחבר אליו כל עומס פעיל (תנורי חימום) בכוח המתאים. ספרות:
מחבר: V. V. Pershin ראה מאמרים אחרים סעיף מנועים חשמליים. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ מערכת העברת קבצים אלחוטית חדשה ▪ סמסונג מתכוננת לשחרר צגים גמישים עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ קטע אתר פרמטרים של רכיבי רדיו. בחירת מאמרים ▪ מאמר יציבות תפקודם של חפצים כלכליים ותמיכת חייהם. יסודות חיים בטוחים ▪ מאמר מדוע דגדוג גורם לצחוק? תשובה מפורטת ▪ מאמר ווסת כוח במיקרו-בקר Z8. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ כתבה הכרטיס נמצא בכיסו של הצופה. פוקוס סוד כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |