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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Телескоп PICTURE-C 14.10.2019 Космическое агентство NASA будет осуществлять поиск планет, похожих на Землю. Для этого на высоту 125 тыс. футов (около 38,1 км) был поднят телескоп, использующий специальную оптическую технологию для фильтрации света от звезд, на орбите которых ни находятся, что призвано обеспечить лучшую видимость. Чтобы поднять телескоп на заданную высоту, в NASA воспользовались гелиевым аэростатом, который по размерам сопоставим с целым футбольным полем. Столь большой аэростат необходим в связи с тем, что сам телескоп тоже имеет немалые габариты и массу. Его длина составляет около 4,3 метра, ширина - около 0,9 метра, а масса - около 680 кг. Телескоп PICTURE-C будет работать на границе земной атмосферы для обеспечения четкого обзора. Это многоразовое оборудование, которое будет оставаться в воздухе в течение нескольких часов за один запуск. После окончания миссии телескоп отсоединится и вернется на Землю при помощи парашюта. Агентство NASA вложила в этот проект финансирование в сумме $5,6 млн. Это был пятилетний грант университету. Следующий запуск телескопа должен состояться в 2020 году. Устройство должно будет получить больше изображений космического пространства, чтобы помочь исследовательской группе в поиске планет. Проект также может помочь найти и другие космические объекты, помимо похожих на Землю планет.

Другие интересные новости:

▪ Кошка с собакой: секреты гармонии

▪ Терпимость к диссонансам приходит с возрастом

▪ Устройство для похудения

▪ Упаковочный материал из морепродуктов

▪ Модули DDR4 NVDIMM емкостью до 16 Гбайт

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Истории из жизни радиолюбителей. Подборка статей

▪ статья Цветовая температура. Искусство видео

▪ статья Как император Павел I собирался помочь Наполеону в войне против Великобритании? Подробный ответ

▪ статья Старший экономист отдела активно-пассивных операций. Должностная инструкция

▪ статья Простой термометр для дома с двумя датчиками DS18B20. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Светодиоды отечественные. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025