Защита двигателя мясорубки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Особенности конструкции электромясорубки делают целесообразным введение в нее управляющего устройства, в котором объединены плавный пуск с защитой от перегрузки и перегрева. Эти функции обеспечивает описываемое здесь устройство. Его можно использовать для управления коллекторными электродвигателями последовательного возбуждения в других бытовых приборах.

Это защитное устройство было разработано для шнековой электромясорубки ЭМШ-35/130 "РАТЕП" с коллекторным двигателем мощностью 130 или 145 Вт (ДК76-60-15 или ДК77-65-15Р), но легко может быть адаптировано к приводам других бытовых электроприборов, которые работают от сети 220 В.

Важное значение в таком узле управления имеет комбинация плавного пуска с защитой по току. Дело в том, что двигатели мясорубок выполнены в одном блоке с редукторами, которые содержат пластмассовые шестерни для понижения частоты вращения выходного вала. Перегрузка редуктора при отсутствии защитных мер приводит к поломке зубьев шестерен, как наиболее слабого звена. Нагрузка во время обработки продуктов меняется относительно медленно, поэтому электронная защита по току своевременно отключает двигатель в аварийной ситуации. Иное дело - включение электродвигателя с заторможенным выходным валом. Вначале якорь двигателя вращается, пока выбираются зазоры в зацеплениях, а затем мгновенно тормозится. Токовая защита по ударному нарастанию нагрузки сработать не успевает, тогда как накопленной якорем кинетической энергии уже достаточно для поломки шестерней. Плавный пуск с медленным разгоном якоря обеспечивает более "мягкое" нарастание нагрузки [1], вследствие чего защита по току отключает двигатель и в этом режиме.

Можно возразить, что для исключения поломок между шнеком мясоприемника и валом редуктора вводят сменную втулку, ломающуюся при меньшей нагрузке, чем допускает редуктор. Но такое решение не лишено недостатков. Втулка - разовый предохранитель и может быть дефицитной или же отсутствовать в приводе. Ее защитный эффект ослаблен большой кратностью срабатывания по степени перегрузки (до 3...5 раз) и разбросом характеристик. Быстродействие электронной защиты гораздо выше, она намного точнее в установлении порога срабатывания, наконец, более универсальна.

Функционально защитное устройство (см. схему на рис. 1) содержит узел плавного включения, датчики тока и температуры, узел фиксации и индикации состояний. В устройстве не предусмотрен режим самозапуска после устранения неисправности, так как неконтролируемое человеком самовключение электроприбора может быть для него опасным.

(нажмите для увеличения)

Отличительная особенность узла плавного включения по сравнению с [2] - логическое управление по объединенным входам: нижнему по схеме элемента DD2.1 и верхнему - элемента DD2.2. При наличии напряжения высокого уровня на входах разрешена выработка импульсов открывания симистора, а низкого - запрещена. Кроме того, увеличена продолжительность плавного включения (постоянная времени цепи С5R15), поскольку инерционность двигателя выше, чем у лампы накаливания.

Датчик тока образован резистором R18 и транзисторами VТ1.4, VТ1.5. Он вырабатывает напряжение высокого уровня при любой полярности перегрузочного тока, а пороговое значение тока срабатывания определяется отношением напряжения открывания транзисторов к сопротивлению резистора. В рассматриваемом варианте перегрузочный ток выбран в 1,8 раз больше номинального потребляемого двигателем тока и составляет 1,1...1,2 А. Резисторы R17, R19 ограничивают ударные базовые токи транзисторов, а резистор R20 позволяет уточнять порог срабатывания. Интегрирующая цепь С6R16 устраняет влияние высокочастотных и импульсных помех, наводимых датчиком тока или температуры. Так как постоянная времени цепи относительно частоты 50 Гц незначительна, а открывание транзисторов происходит при амплитудном значении синусоидального тока нагрузки, двигатель отключается защитой уже со следующего полупериода после того, как была зафиксирована перегрузка.

В температурный датчик (R1-R3, RK1, HL1, C1, VТ1.1) для уменьшения воздействия помех и наводок на его срабатывание введен конденсатор С1, а терморезистор RK1 вынесен на двигатель. Пороговое значение температуры срабатывания датчика равно 100°С.

Новым в устройстве является узел фиксации и индикации состояний, который содержит RS-триггер DD1.1 и DD1.3, инвертор DD1.2, двухцветный светодиод HL2. При подключении к сети цепь C2R4 устанавливает триггер в единичное состояние по выходу элемента DD1.3 и начинается плавный пуск. Заметим, что необходимая постоянная времени цепи C2R4 определяется не быстродействием микросхем, а процессами перемагничивания магнитопровода и начала движения якоря в электродвигателе, которые создают кратковременный бросок потребляемого тока, многократно превышающий номинальный, поэтому защиту по току на это время нужно блокировать.

В случае холодного двигателя сопротивление терморезистора RK1 повышено и транзистор VT1.1 открыт. Напряжение высокого уровня на обоих входах элемента DD1.1 устанавливает на его выходе и на верхнем по схеме входе элемента DD1.3 низкий уровень, поэтому состояние триггера по мере зарядки конденсатора С2 не изменяется. Плавное включение завершается переходом симистора в постоянно открытое состояние. Импульсы тока открывания симистора протекают через светодиод HL2, который зеленым светом индицирует исправную работу привода. Этот режим сохраняется до срабатывания датчиков или до отключения сети.

Так как теперь на нижнем по схеме входе элемента DD1.3 напряжение высокого уровня, срабатывание любого из датчиков, приводящее к появлению высокого уровня на верхнем по схеме входе элемента DD1.3, переводит триггер в состояние низкого уровня по выходу DD1.3. В результате со следующего полупериода симистор не включится, а индикатор НL2 красным светом будет индицировать перегрузку. Его свечение обусловлено током, протекающим через светодиод и резистор R23 с выхода элемента DD2.4 на выход DD1.2 (на выходе элемента DD2.4 напряжение высокого уровня, а на выходе DD1.2 - низкого). Этот режим также сохраняется до отключения сети. Если при повторном включении причины срабатывания защит не будут устранены, двигатель вновь будет отключен.

Чертеж печатной платы устройства приведен на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Керамические конденсаторы выбраны из числа малогабаритных К10-17 или KМ-6. Конденсатор С5 может быть К53-1, К53-4 и т. п. при токе утечки не выше 0,5 мкА или же К10-17, КМ-6. Конденсатор С11 - К73-17 (К73-16) на номинальное напряжение 630 B. Терморезистор RK1 - ММТ-1. Резистор R18 - С5-16В (С5-16МВ). Предохранитель FU1 - перемычка из одной жилы провода МГТФ сечением 0,07...0,12 мм2, проложенная в снятой с такого провода изолирующей трубке. При размещении вне платы предохранитель и держатель предохранителя могут быть любого типа.

Симистор снабжен теплоотводом из медной (или алюминиевой) пластины размерами 55x15x1 мм и в сборе с ним через прокладку прикреплен к плате винтом. Терморезистор крепится к статорной обмотке электродвигателя и поэтому должен иметь качественную теплостойкую теплопроводную изоляцию. Для этого на его выводы с удлиняющими проводниками из провода МГТФ нужно одеть фторопластовые трубки, а сами выводы направить в одну сторону. Затем на корпус терморезистора с прижатым к нему одним из выводов плотно одеть другую фторопластовую трубку большего диаметра. К статорной обмотке терморезистор в трубке прижать, подвязать или приклеить теплостойким клеем, чтобы обеспечить и тепловой контакт и прочное крепление.

Налаживание устройства состоит в его адаптации к защищаемому двигателю, если он отличается от указанных выше типов. Первоначальные проверки и регулировки лучше вести, используя вместо двигателя электролампу подходящей мощности.

Сопротивление резистора R18 определяют по амплитудному значению перегрузочного тока, за который можно принять 1,5...2 номинальных тока двигателя. Мощность рассеивания резистора и размеры теплоотвода симистора определяют по значениям перегрузочного тока и падения напряжения на них. Номинальный ток предохранителя примерно вдвое должен превышать перегрузочный ток. Включив устройство и увеличивая с помощью добавочных резисторов или реостата ток нагрузки, измеряют порог срабатывания защиты по току. В небольших пределах его можно изменить подборкой резистора R20.

Допустимая температура нагрева обмоточного провода двигателя может находиться в пределах 90...130°C. Чтобы установить порог срабатывания защиты от перегрева, можно нагреть применяемый терморезистор в кипящей воде и определить нужное сопротивление резистора R1 для температуры 100°С. В устройство установить резистор ближайшего меньшего номинала по сравнению с измеренным.

Инерционные свойства двигателей различны, поэтому продолжительность плавного пуска нужно уточнить изменением параметров цепи С5R15. С увеличением номиналов элементов длительность пуска возрастает, и наоборот. Для определения оптимальной постоянной времени цепи С2R4 можно поступить так. Начиная с емкости конденсатора 0,1 мкФ и увеличивая ее; через 0,1 мкФ, определяют момент, когда при подключении двигателя к сети защита по току не срабатывает. В устройство устанавливают конденсатор емкостью в 1,5...2 раза больше. При выборе керамических конденсаторов групп Н50, Н70, Н90 следует иметь в виду, что фактическая емкость может весьма существенно отличаться от указанной.

Светодиод HL2 можно вынести за пределы платы, чтобы он индицировал состояние электропривода в месте, более удобном для наблюдения при эксплуатации.

Во время изготовления, налаживания и эксплуатации защитного устройства следует помнить, что все его элементы находятся под напряжением сети. Поэтому устройство должно быть помещено в корпус из изоляционного материала, а соединительные провода надежно заизолированы.

Литература

1. Бирюков С. Автомат плавного пуска коллекторных электродвигателей. - Радио, 1997, №8, с.40-42
2. Жгулев В. Две функции в одном регуляторе. - Радио, 1998, №10, с.54-57

Автор: В.Жгулев

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Случайная новость из Архива Спам через телевизоры и холодильники 24.01.2014 Специалисты компании Proofpoint обнаружили ботнет, в который помимо обычных компьютеров входила "умная" бытовая электроника и техника: мультимедийные центры, телевизоры, роутеры, и "как минимум один холодильник". Ботнет был использован для рассылки спама, говорится в отчете Proofpoint. В ботнет, проявлявший активность в период с 23 декабря 2013 г. по 6 января 2014 г., вошло порядка 100 тыс. устройств, За время использования ботнета злоумышленники сумели разослать с его помощью около 750 тыс. нежелательных писем. При этом более четвертой части посланий было распространено при помощи бытовых устройств. Устройствам, которые не относятся к традиционным компьютерам, но вошли в ботнет, специалисты из Proofpoint дали название "вещей-ботов" (thingbots). Они полагают, что "умная" бытовая электроника, способная подключаться к сети Интернет, является для хакеров легкой целью, поскольку не имеет систем защиты, свойственных компьютерам - прежде всего, антиспама и антивируса. В Proofpoint отмечают, что задачу злоумышленникам облегчает тот факт, что пользователи не уделяют серьезного внимания правильной настройке бытового оборудования. "Умная" бытовая электроника может иметь ошибки в конфигурации, кроме того, ее владельцы зачастую предпочитают не изменять простой пароль, заданный производителем. Proofpoint утверждает, что вредоносная активность, которую она зафиксировала в декабре-январе, может оказаться "первой доказанной кибератакой с применением "Интернета вещей". Как правило, под "Интернетом вещей" понимают обычно систему бытовых устройств с общим центром управления, имеющих подключение к сети Интернет, и хранящих данные в т.н. "облаке". Системы, относящиеся к понятию "Интернет вещей" демонстрировались, в частности, на выставке CES в Лас-Вегасе, которая закрылась 10 января. К примеру, LG и Samsung продемонстрировали холодильники, пылесосы и стиральные машины, управлять которыми можно посредством SMS. Через некоторое время после закрытия CES Google объявила о покупке компании Nest, которая занимается выпуском термостатов, подключенных к Интернету. Согласно прогнозу аналитиков из IDC, опубликованному в октябре прошлого года, к 2020 г. во всем мире будет действовать около 212 млрд "вещей" с доступом к сети Интернет.

Другие интересные новости:

▪ Микропроцессор Google Edge TPU для алгоритмов машинного обучения

▪ Бифштексы из пробирки

▪ Электрический лайнер для коротких перелетов

▪ Любая одежда станет компьютером

▪ Витамин B6 помогает лучше запоминать сны

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Молниезащита. Подборка статей

▪ статья Ориентирование по местным предметам. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какое азиатское государство стало независимым помимо своей воли? Подробный ответ

▪ статья Расчет стабилизатора тока. Справочник

▪ статья Как подобрать сабвуфер? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Столы фокусника. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026