Тиристорный регулятор оборотов электродвигателей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

В электроприводе электрического транспорта, в автоматике, телемеханике и других областях техники широко используются электродвигатели постоянного тока. Основными преимуществами машин постоянного тока перед асинхронными являются .большой пусковой момент и возможность плавной регулировки оборотов.

Механическая часть электродвигателей постоянного тока состоит из якоря и статора. Якорь (ротор) - это вращающаяся часть электродвигателя. На якоре установлен токосъемный коллектор. Магнитные полюса с обмотками возбуждения закреплены попарно на статоре.

Количество полюсов может быть разным (максимальное количество имеют шаговые электродвигатели компьютерных винчестеров). В малогабаритных электродвигателях для создания магнитного поля вместо параллельных обмоток на статоре применяются постоянные магниты.

Магнитное попе обмоток ротора взаимодействует с магнитным полем обмоток статора или с постоянными магнитами и создает вращающий момент. Электрические машины постоянного тока обладают обратимостью, т.е. могут работать как в режиме электродвигателя, так и в режиме генератора постоянного тока при механическом вращении вала якоря.

На скорость вращения электродвигателей влияют параметры обмоток возбуждения.

При включении регулировочного сопротивления (реостата) последовательное якорем и обмоткой возбуждения можно добиться различных рабочих характеристик электродвигателей (от естественной до круто падающей). Такие характеристики обычно используются в тяговых электродвигателях городского электрического транспорта.

При уменьшении сопротивления реостата увеличиваются обороты электродвигателя, хотя в настоящее время реостаты для регулирования оборотов уже практически не применяются, поскольку более эффективны тиристорные схемы регулирования оборотов электродвигателей.

При вынужденном торможении или остановке электродвигателей создается режим рекуперации (возвращения) электроэнергии обратно в энергосистему, что экономически очень выгодно. Это достигается соответствующим включением тиристоров с помощью электронного устройства.

Электродвигатель постоянного тока с последовательной обмоткой включать без нагрузки не рекомендуется, так как это может привести к неуправляемому росту оборотов электродвигателя и его поломке. Чтобы этого не случилось, на статоре электродвигателя, кроме обмоток последовательного возбуждения, размещаются и обмотки параллельного возбуждения.

Дополнительные обмотки позволяют изменять магнитный поток и регулировать обороты электродвигателя. Например, в генераторах автомобилей с помощью электронной схемы регулирования тока возбуждения можно установить рекомендуемый ток заряда аккумулятора.

Регулировка скорости вращения изменением тока якоря применяется в маломощных электродвигателях, а в мощных изменяется ток обмотки параллельного возбуждения.

Реверсирование (изменение направления вращения) достигается переполюсовкой питания якоря или напряжения на параллельной обмотке возбуждения.

Регулировать обороты электродвигателей можно электронными устройствами, выполненными на тиристорах или транзисторах. Первый вариант более предпочтителен, так как тиристоры благодаря импульсному переключению тока меньше нагреваются при работе. Для надежного запуска тиристоров предусматривается частотное заполнение управляющего сигнала.

Предлагаемое устройство тиристорного регулирования оборотов электродвигателя постоянного тока (рис.1) состоит из:

• генератора управляющего сигнала;
• усилителя;
• коммутационного элемента (тиристора);
• цепи отрицательной обратной связи для стабилизации оборотов при переменной нагрузке.

(нажмите для увеличения)

Мультивибратор на микросхеме аналогового таймера DA1 работает в режиме генератора прямоугольных импульсов. Внутренняя структура таймера содержит два компаратора, соединенных с входами 2 и 6, RS-триггер, выходной усилитель и ключевой транзистор для разрядки внешнего конденсатора. Вывод 7 таймера соединен с коллектором внутреннего транзистора сброса, эмиттер которого подключен к общему проводу. Состояние этого транзистора идентично состоянию выхода 3 (открыт, когда на выходе таймера нулевой потенциал). В данной схеме вывод 7 DA1 используется как вспомогательный выход с повышенной нагрузочной способностью для индикации состояния таймера. Светодиод HL1 горит, когда внутренний транзистор заперт, указывая, что на выходе 3 таймера высокий уровень.

Зарядка конденсатора С1 происходит при высоком уровне на выходе 3 DA1 через резисторы R2 и R3. При напряжении на С1, равном 2/3 Uпит, внутренний триггер DA1 переключает выход 3 в нулевой уровень, конденсатор разряжается через R2 и R3,затем уровень выхода снова изменяется, т.е. на выходе 3 формируются прямоугольные импульсы.

Вывод 5 DA1 в таймере используется для управления схемой. К нему подключен конденсатор С2 и регулируемый стабилитрон DA2 с нагрузочным резистором R5. Сигнал на управляющий вход 1 DA2 поступает с установочного резистора R10, конденсатор С5 сглаживает пульсации напряжения, создаваемого якорем двигателя при вращении. Цепь VD2-C7-R9-C6 снижает влияние противо-ЭДС на искрение коллектора и работу тиристора. При увеличении оборотов двигателя напряжение на конденсаторе С8 растет, микросхема DA2 открывается и шунтирует выход 5 DA1. частота генератора на таймере падает и обороты электродвигателя M1 снижаются. Светодиод HL2 в цепи эмиттера VT1 индицирует состояние работы схемы устройства .

Питание на вывод 8 DА1 подается от стабилизированного источника на аналоговом стабилизаторе DA3. что снижает влияние мощных выбросов тока при коммутации электродвигателя на работу таймера. Диод VD1 защищает DA3 от неверной полярности питания. Усилитель мощности для запуска тиристора выполнен на транзисторе VT1.

Источник литания выполнен на силовом трансформаторе Т1 с мощным диодным мостом VD3. Для снижения помех от тиристорного регулятора на электросеть установлен конденсатор С9.

Наладку схемы начинают с проверки питания. Движок резистора R10 должен находиться и нижнем (по схеме) положении. При регулировке оборотов резистором R3 проверяется устойчивое вращение вала электродвигателя. При увеличении напряжения обратной связи резистором R10 проверяют действие обратной связи на заторможенном механической нагрузкой вала электродвигателе. Обороты электродвигателя с обратной связью должны быть выше, чем без нее. Разностное напряжение поступает на резистор R10 с анода тиристора VS1. изменяя задержку импульсов генератора относительно начала каждого полупериода сетевого напряжения. С помощью R10 устанавливается оптимальное значение напряжения обратной связи.

Напряжение на аноде тиристора VS1, пока он закрыт, равно разности напряжения питания и напряжения, создаваемого вращающимся якорем двигателя M1. Уменьшение частоты вращения под нагрузкой приводит к увеличению приложенного к двигателю напряжения и наоборот. Диод VD2 устраняет обратный ток. возникающий при вращении электродвигателя.

Резисторы в устройстве используются С2-ЗЗН С1-4. Таймер DA1 заменяется аналогом серии 555. Транзистор VT1 для надежного запуска тиристора должен быть с коэффициентом усиления более 100. Тиристор VS1 рассчитан на ток более 10 А при напряжении 100 В.

Можно применить тиристоры типов КУ202, Т106 Т112 Т122 Т137, ВТ138-152, MCR-25. Диодный мост состоит из двух лавинных диодов на ток более 10 А, но также подойдут диоды типов. Д302.305 КД203 КД206 КД213Б. На тиристор и диоды при необходимости следует установить радиаторы. Трансформатор выбирается, исходя из мощности электродвигателя. Подойдут - типов ТН, ТПП, ТС и аналогичные.

Устройство собрано на печатной плате, чертеж которой приведен на рис.2.

Плата разработана под тиристоры в разных корпусах (пластмассовом и металлическом). Точка GVS1 соединяется перемычкой с управляющим электродом тиристора, "katod" - с катодом.

Автор: В.Коновалов

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Клавиатура Gboard kurukuru version с вращающимися лентами 14.10.2026

Обычная клавиатура предполагает, что движется человек: пальцы перемещаются от одной неподвижной клавиши к другой, а расположение символов остается неизменным. Google Japan решила перевернуть этот привычный принцип и проверить, что произойдет, если заставить двигаться сам интерфейс. Так появился экспериментальный проект Gboard, в котором клавиши постоянно перемещаются и сами оказываются в зоне нажатия. Необычная конструкция получила название Gboard "Курукуру-версия" (Gboard kurukuru version). Проект стал очередным ежегодным экспериментом японского подразделения Google, посвященным альтернативным способам взаимодействия человека с текстом. На этот раз идея не ограничилась компьютерной концепцией: специалисты создали полноценный физический прототип, способный работать в реальных условиях, а материалы для его самостоятельного изготовления сделали доступными для всех желающих. Основу устройства образуют четыре замкнутые подвижные ленты, вращающиеся вокруг конструкции. На каждой из них ...>>

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Случайная новость из Архива Атомный захват 04.09.2006 Острейшим кончиком иглы туннельного микроскопа можно захватывать и переносить атомы - но только по одному атому за раз. В принципе этот процесс позволяет собирать построенные из отдельных атомов нанотехнические устройства, но уж очень медленно идет работа. Ученые из французского Центра разработки новых материалов в сотрудничестве с коллегами из Свободного университета в Берлине создали молекулу-наконечник для иглы туннельного микроскопа. Молекула, в основе которой бензольное кольцо из шести атомов углерода, захватывает до четырех атомов сразу и позволяет перемещать их с точностью до 0,1 нанометра.

Другие интересные новости:

▪ Изображения проецируются на чистый воздух

▪ Противомикробная пленка для бытовых поверхностей

▪ Управление компьютером с помощью языка

▪ Проект сверхзвукового поезда

▪ 8-ядерные процессоры на ARM big.LITTLE

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Переговорные устройства. Подборка статей

▪ статья Волоконно-оптическая линия связи. История изобретения и производства

▪ статья Что такое фотосинтез и какое значение он имеет для жизни на Земле? Подробный ответ

▪ статья Оператор крана-штабелера. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Принцип работы гидроэлектростанции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сигнализаторы разряда элементов питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026