Стабилизатор скорости вращения электродвигателей типов ДПР, ДПМ и других. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Довольно часто в различных устройствах механики, автоматики требуется очень точно стабилизировать скорость вращения электродвигателя (ЭД) постоянного тока. Большинство устройств, которые можно найти в литературе, предлагают стабилизацию скорости вращения ЭД за счет изменения потребляемого им тока во время возрастания нагрузки на валу. При этом последовательно с ЭД включают сопротивление. Это допустимо, если мощность ЭД невелика. Если же ЭД более мощный и потребляемый им ток свыше 1 А, то потери на резисторе будут велики. К тому же подобная схема стабилизирует скорость в нешироких пределах изменения нагрузки на валу.

Предлагаемый мной стабилизатор скорости ЭД постоянного тока не имеет вышеперечисленных недостатков и способен с очень высокой точностью поддерживать скорость на валу ЭД. Он позволяет подключать ЭД с различным напряжением питания и потребляемой мощностью. Подобная стабилизация обеспечивается обратной связью с датчиком, расположенным на валу ЭД, а также тем, что при возрастании нагрузки на валу схема увеличивает напряжение на ЭД вплоть до максимального, а при увеличении скорости ЭД (по какой-либо причине) напряжение на нем уменьшается. Таким образом происходит колебательный процесс, в результате которого устанавливается оптимальное напряжение на ЭД при определенной нагрузке. Стабилизатор использовался с ЭД польского производства мощностью около 30 Вт (не знаю его названия), а также с ЭД типа ДЛМ-30 и в обоих случаях показал хорошие результаты.

Принципиальная схема стабилизатора скорости показана на рис.1. Основой ее служит микросхема КР1108ПП1А, включенная в режиме цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

(нажмите для увеличения)

Сигнал с датчика частоты вращения (рис.2) поступает через формирователь стабильных импульсов, выполненный на микросхеме DD1.1, на вход ЦАП.

На выходе ЦАП (вывод 13 DA1) получается напряжение пилообразной формы, амплитуда которого тем выше, чем выше частота на входе DA1. Это напряжение понижается в три раза, сглаживается цепочкой R6, R7, C7 и поступает на прямой вход ОУ DA2. На инвертирующий вход ОУ поступает образцовое напряжение, снимаемое с делителя на резисторах R8, R9, R10 и стабилизатора DA5. Образцовое напряжение сравнивается с напряжением, поступающим от ЦАП DA1. Если входное напряжение ОУ меньше образцового, то на выходе последнего устанавливается низкий уровень, который через диод VD1 (защищающий транзистор VT1 от отрицательного напряжения) поступает на транзистор VT1. Транзистор остается закрытым, и ток резистора R13 через сглаживающую цепочку R3, C8 открывает транзисторы VT2, VT3. К ЭД прикладывается максимальное напряжение, и он начинает вращаться.

По мере разгона ЭД увеличивается частота сигнала с датчика и соответственно входное напряжение на прямом входе ОУ. Как только оно сравняется с образцовым, на выходе ОУ установится высокий уровень и транзистор VT1 откроется, а транзисторы VT2, VT3 начнут закрываться по мере зарядки конденсатора С8. Скорость ЭД уменьшится. В результате получается убывающий колебательный процесс (длительностью примерно 0,5 с, зависящий от емкости конденсатора С8), по окончании которого скорость ЭД установится такой, при которой частота вращения дает возможность получить на прямом входе ОУ напряжение, равное образцовому. На выходе ОУ в процессе работы устанавливается определенная скважность импульсов, изменяющаяся в зависимости от скорости вращения и нагрузки на валу ЭД. Эти импульсы сглаживаются конденсатором С8. В принципе их можно и не сглаживать, но работа ЭД с изменяющимся напряжением на нем, а не скважностью мне показалась более предпочтительной.

Схема питается нестабилизированным напряжением ~20 В и стабилизированным +30 В относительно общего провода. Напряжение +30 В можно изменять в очень широких пределах, необходимых для используемого типа ЭД. Если оно должно превышать максимально допустимое входное напряжение стабилизатора DA3 и транзисторов VT1-VT3, то необходимо заменить транзисторы другими (с более допустимым напряжением коллектор-эмиттер), а DA3 запитать от отдельного нестабилизированного источника +20 В.

Датчиком частоты вращения служит диск из непрозрачного материала (очень удобно сделать его из текстолита), в котором просверлены 30-60 отверстий по кругу (рис.3).

Диск закрепляют на валу ЭД. Схема, показанная на рис.2, преобразует вращение диска в импульсы прямоугольной формы. Если использовать диск с 60 отверстиями, то к выходу датчика можно подключить частотомер с временем измерения 1 с. Он будет показывать скорость вращения в оборотах в минуту.

Печатная плата показана на рис.4. На ней расположены все элементы с рис.1, кроме транзистора VT3 и потенциометра R9.

Неиспользованные выводымикросхемы DD1 подключены к "земле" и источнику питания (на схеме не показаны). Транзистор VT3 должен располагаться на радиаторе, площадь поверхности которого выбирают в зависимости от мощности ЭД. При использовании ЭД типа ДПМ-30 я применил пластину из алюминия размерами 50Ч100 мм, изогнутую буквой П. Постоянные резисторы и конденсаторы - планарные типоразмера 1206 (кроме резисторов R8, R10 типа С3-23 или МЛТ-0,125). Электролитические конденсаторы типа К50-35. Подстроечный резистор типа СП-16в или другой, подходящий по размерам.

Резистор R9 желательно использовать типа СП5-35а, хотя можно и любой другой. В качестве стабилизатора напряжения я использовал схему, описанную в журнале "Радио" 2/1981, с.44-46. В качестве датчика (см. рис.2) можно использовать любую другую схему, выдающую на выходе импульсы амплитудой 12...15 В.

Для настройки схемы вместо резисторов R8, R10 удобно установить два подстроечных резистора. Вначале их устанавливают на минимальное сопротивление. Движок резистора R9 устанавливают в нижнее (по схеме) положение, а сопротивление R5 выбирают максимальным. Подключив ЭД, вращают регулятор R9, увеличивая скорость вращения. При этом нужно контролировать напряжение на выводе 13 DA1 при помощи вольтметра. Если напряжение на нем достигнет 10 В, а скорость вращения ЭД еще недостаточна, то уменьшают сопротивление R5 с таким расчетом, чтобы при максимальной скорости вращения вала ЭД напряжение на выводе 13 DA1 равнялось 10...10,5 В. Затем при помощи резисторов R8 и R10 устанавливают соответственно максимальный и минимальный пределы, регулируемые резистором R9. После этого замеряют сопротивления R8, R10 и заменяют их постоянными. На этом настройка закончена.

Детали. Вместо микросхемы КР1108ПП1А можно использовать КР1108ПП1Б. ОУ КР140УД6 можно заменить любым другим, например КР140УД7, КР544УД1. Стабилизатор напряжения КР142ЕН8Е можно заменить КР142ЕН8В; 79L15 - КР1168ЕН15, 78L05 - КР1170ЕН5, КР1157ЕН502.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить К561ЛЕ5. В схеме датчика (см. рис.2) вместо микросхемы К561ТЛ1 можно использовать К561ЛА7, К561ЛЕ5 (при этом желательно включить три их инвертора последовательно).

Автор: И.А. Коротков

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Песчаные пляжи под угрозой 03.03.2020 Ученые предупреждают: если человечество не сократит выбросы парниковых газов, 50% песчаных пляжей мира уйдут под воду или будут разрушены эрозией. Это нанесет огромный ущерб экономике, в первую очередь туризму, а также сделает прибрежные регионы более уязвимыми к стихийным бедствиям. Сильнее всего пострадает Австралия. Из-за роста уровня моря площадь пляжей сокращается. Согласно новому исследованию, если человечество не сократит выбросы парниковых газов и не замедлит глобальное потепление, к 2100 году мир лишится половины песчаных пляжей. Выводы исследователей основаны на анализе спутниковых снимков, сделанных начиная с 1984 года. Выявив тенденцию за три десятилетия, они экстраполировали ее в будущее, каким оно будет согласно двум климатическим сценариям. Худший вариант развития событий предполагает, что выбросы парниковых газов продолжат расти, а тающая вечная мерзлота высвободит значительные объемы метана, усугубляющего климатические изменения. В таком случае к концу века половина пляжей исчезнет из-за подъема уровня моря и эрозии. Сильнее всего пострадает Австралия, где к концу века исчезнет 15-000 км песчаной береговой линии. За ней следуют Канада, Чили и США. В десятку также входят Мексика, Китай, Россия, Аргентина, Индия и Бразилия. Согласно второму и немного менее жесткому сценарию эмиссия парниковых газов будет постепенно сокращаться, но не такими быстрыми темпами, которые прописаны в Парижском соглашении по климату. В результате средние температуры вырастут примерно на 3°С, а площадь пляжей сократится примерно на треть. Исчезновение пляжей нанесет серьезный урон экономике целых стран и регионов, зависящих от туризма. Кроме того, они станут более уязвимыми к стихийным бедствиям. Это особенно тревожно, ведь в регионах с самым уязвимым побережьем отличаются высокой плотностью населения. Решением проблемы могли бы стать масштабные инженерные сооружения, но большинству стран они не по карману. Это значит, что лучший способ предотвратить потерю пляжей - как можно скорее остановить дальнейшее нагревание планеты.

Другие интересные новости:

▪ Корица смягчает вред от жирной пищи

▪ Электрический фургон Volkswagen ID.Buzz

▪ Бессонные ночи матери

▪ Новое доказательство теории струн

▪ Сверхэластичный сплав, сохраняющий жесткость при высоких температурах

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Чарльз Калеб Колтон. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое летний день и тропический день? Подробный ответ

▪ статья Валериана лекарственная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автомат-регулятор угла ОЗ на К1816ВЕ31. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения для батарейной аппаратуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025