Регулировка оборотов электродвигателя 220в без потери мощности. Как уменьшить обороты электродвигателя. Регулятор однофазного двигателя


Регулятор оборотов однофазных электродвигателей 220В

Эта система является контроллером скорости вращения для однофазных электрических двигателей. Схема имеет стабилизатор скорости вращения двигателя, который обнаруживает изменения напряжения сети и, соответственно, увеличивает или уменьшает угол открытия тиристора, регулируя мощность, подаваемую на нагрузку. Устройство построено на основе специализированной микросхемы U2008, которая является преобразователем для регуляторов мощности с системой мягкого старта. Устройство идеально подходит для регулировки оборотов двигателей щеточного типа, таких как дрель, двигатель пылесоса и так далее. Может схема также использоваться для регулирования яркости ламп накаливания или нагревательных элементов.

Схема регулятора оборотов на U2008

Схема включения микросхемы U2008

Элементы D1 (1N4007) и R1 (22k/2W) образуют простой блок питания, что ограничивает напряжение до безопасной величины для микросхемы. Конденсатор C1 (100uF) фильтрует напряжение питания. Элементы R3 (15k), R5 (220k) и потенциометр P1 (47k) образуют делитель напряжения, служащий для задания уровня величины мощности, подаваемой в нагрузку. Резистор R2 (680k) прилагается непосредственно к проводу фазы и позволяет включать тиристор синхронно с фазой напряжения питания. Это сводит к минимуму уровень помех в сети.

Сборка регулятора

Изготовление можно выполнить на печатной плате или навесным монтажом. Монтаж устройства действительно не сложен. Пайку следует начинать с резисторов, особенно R6, поскольку он частично находится под корпусом U1. Под микросхему хорошо использовать панельку. Во время запуска устройства необходимо обратить внимание на тот факт, что схема не изолирована от сети, и часть элементов непосредственно присоединена к проводу фазы 220 В. Потенциометр P1 следует снабдить ручкой из изоляционного материала, на случай, если произойдёт пробой напряжения на корпус.

Рисунки платы

Печатная плата

Скачать плату, разработанную для этого тиристорного регулятора, можно по ссылке напрямую с файлового сервера сайта 2 Схемы.

2shemi.ru

Управление оборотами коллекторного двигателя 220в. Регулирование однофазного асинхронного двигателя с помощью частотного преобразователя

Регулятор оборотов электродвигателя - прибор, который постепенно увеличивает или уменьшает скорость работы мотора. С помощью такого прибора можно оставить скорость вращения мотора постоянной даже при нестабильных нагрузках. Это продлит жизнь бытовой технике: электроинструментам, кухонным помощникам и другим. Процесс регулирования происходит за счёт импульсной модуляции или перемены напряжения. Регулятор предназначен для руководства частотой вращения моторов непостоянного тока за счёт изменения среднего уровня напряжения путем фазовой стабилизации с помощью электронной схемы.

Устройство прибора

Данный прибор достаточно прост в эксплуатации, но имеет довольно сложное строение. Регулятор оборотов электродвигателя 220В имеет такие составные части: мост и два плеча, причем левое представлено делителем напряжения, а правое - тиристором и мотором. В диагонали моста расположен переход тиристора. Его сигнал - комбинация сигналов, которые имеют место в противофазе напряжения, которое установлено двигателем резистора и противо-ЭДС. Когда уровень напряжения постоянный, мост находится в равновесии, скорость вращения мотора неизменна. Когда увеличивается нагрузка на вал двигателя, то обороты его уменьшаются и падает уровень противо-ЭДС, в результате чего мост теряет баланс. Таким образом, сигнал, что направлен на переход тиристора, растет, в следующей фазе работы открывается быстрее, что увеличивает мощность, идущую на двигатель.

Функции и технические характеристики

Основными функциями регулятора оборотов электродвигателя 220В являются:

  • Управление и контроль числа оборотов двигателя электрического типа;
  • Функция источника питания;
  • Повышение длительности эксплуатации электроприборов и инструментов.

Технические характеристики , свойственные регуляторам, определяют успешность их работы:

  • Обозначенное напряжение непостоянного тока - описывает уровень напряжения, для работы с которым предназначен прибор. Единица измерения - Вольт. Например, 220В.
  • Максимальная сила тока нагрузки. Свойство, характеризующее показатель, превышение которого выводит из строя регулятор оборотов. Измеряется в Амперах.
  • Ток нагрузки выхода - уровень электричества после действия регулятора.
  • Спектр варьирования мощности - характеризует диапазон между показателями наименьшей и наибольшей мощности, которую может выдержать прибор.

Кроме технических, регуляторам оборотов электродвигателя присущи и габаритные характеристики . Такие как: масса, размер (длина, ширина, высота).

Покупка регистра оборотов электродвигателя

Приобрести регулятор оборотов электродвигателя несложно. Это можно сделать в специализированных магазинах, где консультанты с радостью предоставят вам всю необходимую информацию. Более простым вариантом является заказ прибора в интернет-магазине. В любом случае, останавливая свой выбор на какой-либо модели регулятора, стоит учитывать недостатки и преимущества прибора. Существенным недостатком многих регуляторов оборотов электродвигателя является использование в нем слишком чувствительного тиристора: он реагирует на ток меньше 100мкА. Особенностью регуляторов являются дорогостоящие преобразователи частоты, которые выпускаются в небольшом количестве и далеко не всеми производителями.

Производители прибора

Сегодня на рынке представлено большое количество регуляторов оборотов мотора от различных производителей, таких как: Italtecnica, VTS Euroheat, EUROHEAT и многих других. Они предлагают потребителям модели разной мощности, дизайна, принципа работы.

Установка и подключение регулятора оборотов электродвигателя

Установка и подключение регулятора оборотов во многом определяется тем, для чего он был приобретен. Естественным является тот факт, что регулятор для кухонного комбайна, электродрели, стиральной машинки подключаются по-разному. Да и устанавливать их стоит только точно избрав нужное для этого место. Так что, приобретая подобный регулятор, для его установки и подключения лучше всего обратиться к специалисту. Или же, если вы уверены в своих способностях, можно изучить специфическую схему или просмотреть видео урок.

Регулятор оборотов электродвигателя - незаменимый в быту прибор, который управляет скоростью и частотой работы мотора. Его преимущество в том, что он продлит жизнь ваших электроприборов, обеспечивая и поддерживая правильный постоянный уровень напряжения. Также данный прибор может выполнять функцию источника питания. Регулятор оборотов электродвигателя обязан быть в вашем доме!

Не каждая современная дрель или болгарка оснащена заводским регулятором оборотов, и чаще всего регулировка оборотов не предусмотрена вовсе. Тем не менее, как болгарки, так и дрели построены на базе коллекторных двигателей, что позволяет каждому их владельцу, маломальски умеющему обращаться с паяльником, изготовить собственный регулятор оборотов из доступных электронных компонентов, хоть из отечественных, хоть из импортных.

В данной статье мы рассмотрим схему и принцип работы простейшего регулятора оборотов двигателя электроинструмента, и е

master-electrician.ru

Регулировка оборотов электродвигателя 220в без потери мощности. Как уменьшить обороты электродвигателя

Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

Фото – мощный регулятор для асинхронного двигателя

Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

Фото – регулятор оборотов двигателя постоянного тока

Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

  1. Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
  2. Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
  3. Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
  4. Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

Устройство часто используется для сварочного аппарата (в основном для полуавтоматов), электрической печки, ряда бытовых приборов (пылесоса, швейной машинки, радио, стиральной машины), домашнего отопителя, различных судомоделей и т.д.

Фото – шим контроллер оборотов

Принцип работы регулятора оборотов

Регулятор оборотов представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:

  1. Двигателя переменного тока;
  2. Главного контроллера привода;
  3. Привода и дополнительных деталей.

Когда двигатель переменного тока запускается на полную мощность, происходит передача тока с полной мощностью нагрузки, такое повторяется 7-8 раз. Этот ток сгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться продолжительное время. Это может значительно снизить долговечность двигателя. Иными словами, преобразователь – это своеобразный ступенчатый инвертор, который обеспечивает двойное преобразование энергии.

Фото – схема регулятора для коллекторного двигателя

В зависимости от входящего напряжения, частотный регулятор числа оборотов трехфазного или однофазного электродвигателя, происходит выпрямление тока 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется при помощи выпрямляющего диода, который расположен на входе энергии. Далее ток проходит фильтрацию при помощи конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электросхема. Теперь обмотки асинхронного электродвигателя готовы к передаче импульсного сигнала и их интеграции к нужной синусоиде. Даже у микроэлектродвигателя эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.

Фото – синусоида нормальной работы электродвигателя

Как выбрать регулятор

Существует несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор оборотов для автомобиля, станочного электродвигателя, бытовых нужд:

  1. Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Первые чаще применяются, но вторые считаются более надежными;
  2. Мощность. Это один из самых важных факторов для выбора электрического преобразователя частот. Нужно подбирать частотник с мощностью, которая соответствует максимально допустимой на предохраняемом приборе. Но для низковольтного двигатель лучше подобрать регулятор мощнее, чем допустимая величина Ватт;
  3. Напряжение. Естественно, здесь все индивидуально, но по возможности нужно купить регулятор оборотов для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
  4. Диапазон частот. Преобразование частоты – это основная задача данного прибора, поэтому старайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать Вашим потребностям. Скажем, для ручного фрезера будет достаточно 1000 Герц;
  5. По прочим характеристикам. Это срок гарантии, количество входов, размер (для настольных станков и ручных инструментов есть специальная приставка).

При этом также нужно понимать, что есть так называемый универсальный регулятор вращения. Это частотный преобразователь для бесколлекторных двигателей.

Фото – схема регулятора для бесколлекторных двигателей

В данной схеме есть две части – одна логическая, где на микросхеме

kgrant.ru

Регулирование однофазного асинхронного двигателя с помощью частотного преобразователя

егулировка оборотов электродвигателя часто бывает необходима как в производственных, так и каких то бытовых целях. В первом случае для уменьшения или увеличения частоты вращения применяются промышленные регуляторы напряжения – . А с вопросом, как регулировать обороты электродвигателя в домашних условиях, попробуем разобраться подробнее.

Необходимо сразу сказать, что для разных типов однофазных и трехфазных электрических машин должны применяться разные регуляторы мощности. Т.е. для асинхронных машин применение тиристорных регуляторов, являющихся основными для изменения вращения коллекторных двигателей, недопустимо.

Лучший способ уменьшить обороты вашего устройства – не в регулировке частоты вращения самого движка, а посредством редуктора или ременной передачи. При этом сохранится самое главное – мощность устройства.

Немного теории об устройстве и области применения коллекторных электродвигателей

Электродвигатели этого типа могут быть постоянного или переменного тока, с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением (для переменного тока применяется только первые два вида возбуждения).

Коллекторный электродвигатель состоит из ротора, статора, коллектора и щеток. Ток в цепи, проходящий через соединенные определенным образом обмотки статора и ротора, создает магнитное поле, заставляющее последний вращаться. Напряжение на ротор передается при помощи щеток из мягкого электропроводного материала, чаще всего это графит или медно-графитовая смесь. Если изменить направление тока в роторе или статоре, вал начнет вращаться в другую сторону, причем это всегда делается с выводами ротора, что бы не происходило перемагничивание сердечников.

При одновременном изменении подключения и ротора и статора реверсирования не произойдет. Существуют также трехфазные коллекторные электродвигатели, но это уже совсем другая история.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением

Обмотка возбуждения (статорная) в двигателе с параллельным возбуждением состоит из большого количества витков тонкого провода и включена параллельно ротору, сопротивление обмотки которого намного меньше. Поэтому для уменьшения тока во время запуска электродвигателей мощностью более 1 Квт в цепь ротора включают пусковой реостат. Управление оборотами электродвигателя при такой схеме включения производится путем изменения тока только в цепи статора, т.к. способ понижения напряжения на клеммах очень не экономичен и требует применение регулятора большой мощности.

Если нагрузка мала, то при случайном обрыве обмотки статора при использовании такой схемы частота вращения превысит максимально допустимую и электродвигатель может пойти “вразнос”

Электродвигатели постоянного тока с последовательным возбуждением

Обмотка возбуждения такого электродвигателя имеет небольшое число витков толстого провода, и при ее последовательном включении в цепь якоря ток во всей цепи будет одинаков. Электродвигатели этого типа более выносливы при перегрузках и поэтому наиболее часто встречаются в бытовых устройствах.

Регулировка оборотов электродвигателя постоянного тока с последовательно включенной обмоткой статора может производиться двумя способами:
  1. Подключением параллельно статору регулировочного устройства, изменяющего магнитный поток. Однако этот способ довольно сложен в реализации и не применяется в бытовых устройствах.
  2. Регулирование (снижение) оборотов с помощью уменьшения напряжения. Этот способ применяется практически во всех электрических устройствах – бытовых приборах, инструменте и т.д.

Электродвигатели коллекторные переменного тока

Эти однофазные моторы имеют меньший КПД, чем двигатели постоянного тока, но из за простоты изготовления и схем управления нашли наиболее широкое применение в бытовой технике и электроинструменте. Их можно назвать “универсальными”, т.к. они способны работать как при переменном, так и при постоянном токе. Это обусловлено тем, что при включении в сеть переменного напряжение направление магнитного поля и тока будет изменяться в статоре и роторе одновременно, не вызывая изменения направления вращения. Реверс таких устройств осуществляется переполюсовкой концов ротора.

Для улучшения характеристик в мощных (промышленных) коллекторных электродвигателях переменного тока применяются дополнительные полюса и компенсационные обмотки. В двигателях бытовых устройств таких приспособлений нет.

Регуляторы оборотов электродвигателя

Схемы изменения частоты вращения электродвигателей в большинстве случаев построены на тиристорных регуляторах, ввиду своей простоты и надежности.

Принцип работы представленной схемы следующий: конденсатор С1 заряжается до напряжения пробоя динистора D1 через переменный резистор R2, динистор пробивается и открывает симистор D2, управляющий нагрузкой. Напряжение на нагрузке зависит от частоты открывания D2, зависящее в свою очередь от положения движка переменного сопротивления. Данная схема не снабжена обратной связью, т.е. при изменении нагрузки обороты также будут меняться и их придется подстраивать. По такой же схеме происходит управление оборотами импортных бытовых пылесосов.

Пл

master-electrician.ru

Управление однофазным двигателем при помощи однофазного частотного регулятора

Преимущества регулирования скорости электродвигателей очевидны для каждого инженера. Это не только достижение необходимых технологических показателей проектируемой системы. Регулирование оборотов двигателей дает еще и энергосбережение, снижение уровня акустического шума.В этой статье мы рассмотрим способ регулирования оборотов однофазного электродвигателя при помощи преобразователя частоты с однофазным напряжением на выходе.

Один из самых широко распространенных типов однофазных электродвигателей это двигатель с двумя обмотками на статоре. При этом сдвиг тока протекающего по обмоткам обеспечивается за счет конденсатора размещенного в одной из обмоток. Величина сдвига равняется 90 электрическим градусам. Именно такая разница позволяет обеспечить появление вращающего магнитного поля. Подобные двигатели называются конденсаторными. Об одном из вариантов регулирования оборотов такого двигателя при помощи преобразователя частоты с однофазным напряжением на выходе и будет идти речь.Конструктивно преобразователь частоты с однофазным напряжением на выходе представляет из себя четыре IGBT-транзистора объединенные по мостовой схеме. На выходе этого инвертора формируется однофазное напряжение с переменной частотой. Среднеквадратичное значение этого напряжения имеет явно выраженную вольт-частотную зависимость. Конденсатор, размещенный в одной из обмоток двигателя позволяет получить поле по своим характеристикам близкое к круговому.  К преобразователям частоты с однофазным выходом есть ряд специфических требований, которые отличают их от обычных преобразователей с трехфазным выходом.  Во первых на программном уровне в этих преобразователях реализованы специальные алгоритмы управления транзисторным мостом. Эти алгоритмы дают возможность достичь устойчивого пуска однофазного двигателя. Второе преимущества данных алгоритмов состоит в том, что двигатели работают достаточно стабильно в режиме работы с изменение оборотов. Основная задача специальных алгоритмов состоит в том что бы на начальном этапе разогнать однофазный двигатель до номинальных оборотов, а затем регулировать обороты вверх и вниз. Глубина регулирования для таких преобразователей не очень велика. Как правило, она не превышает соотношения 1:10. Однако для многих задач этого значения вполне достаточно. Причина столь узкого диапазона регулирования состоит в том что в одной из обмоток установлен конденсатор. Как известно емкостное сопротивление напрямую зависит от частоты. Еще один существенный недостаток данного варианта регулирования состоит в том, что нет возможности изменять направление вращения вала двигателя.В качестве преимущества использования таких преобразователей можно указать простоту проектирования, монтажных работ и эксплуатации. Дело в том, что использование специализированных преобразователей для регулирования скорости однофазных двигателей не требует внесения изменений в конструкцию самих двигателей. Еще один несомненный плюс состоит в широких возможностях организации управления. В конструкции таких преобразователей, как правило, включены аналоговые и дискретные входа/выхода, ПИД-регулятор, защитные функции и т.д.Таким образом, применение преобразователей частоты с однофазным выходным напряжением для регулирования оборотов однофазных конденсаторных двигателей является весьма привлекательным решением.

Другие публикации по теме управление однофазным двигателем:

Используем частотный преобразователь для однофазного двигателя.

< Предыдущая Следующая >
 

www.i380.ru