Kollektori mootori pöörete regulaator

Elektrimootori kasutamisel tööriistades on üheks tõsiseks probleemiks nende pöörlemiskiiruse reguleerimine. Kui kiirus ei ole piisavalt suur, ei ole tööriista tegevus piisavalt tõhus.

Kui see on liiga kõrge, põhjustab see mitte ainult märkimisväärset elektrienergia raiskamist, vaid ka instrumendi võimalikku läbipõlemist. Liiga suure pöörlemiskiiruse korral võib ka tööriista jõudlus muutuda vähem prognoositavaks. Kuidas seda parandada? Selleks on tavaks kasutada spetsiaalset kiiruse regulaatorit.

Elektritööriistade ja kodumasinate mootor jaguneb tavaliselt ühte kahest põhitüübist:

1. Kollektorite mootorid.
2. Asünkroonsed mootorid.

Varem oli teine ​​neist kategooriatest kõige levinum. Praegu on umbes 85% elektritööriistades, kodu- või köögiseadmetes kasutatavatest mootoritest kommutaatori tüüpi. Seda seletatakse asjaoluga, et neil on suurem kompaktsus, nad on võimsamad ja nende haldamise protsess on lihtsam.

Iga elektrimootori töö põhineb väga lihtsal põhimõttel:

kui magneti pooluste vahele asetada ristkülikukujuline raam, mis saab pöörlema ​​ümber oma telje ja läbi selle suunatakse alalisvool, siis raam pöördub. Pöörlemissuund määratakse "parema käe reegli" järgi.

Seda mustrit saab kasutada kollektori mootori tööks.

Oluline punkt on siin voolu ühendamine selle raamiga. Kuna see pöörleb, kasutatakse selleks spetsiaalseid libisevaid kontakte. Pärast raami 180 kraadi pöörlemist voolab vool läbi nende kontaktide vastassuunas. Seega jääb pöörlemissuund samaks. Samal ajal sujuv pöörlemine ei tööta. Selle efekti saavutamiseks on tavaks kasutada mitukümmend kaadrit.

Seade

Kollektormootor koosneb tavaliselt rootorist (armatuurist), staatorist, harjadest ja tahhogeneraatorist:

1. Rootor On pöörlev osa, staator on väline magnet.
2. Pintslid grafiidist - see on põhiosa libisevatest kontaktidest, mille kaudu rakendatakse pöörlevale armatuurile pinget.
3. Tahhogeneraator See on seade, mis jälgib pöörlemisomadusi. Liikumise ühtluse rikkumise korral korrigeerib see mootorisse sisenevat pinget, muutes selle sujuvamaks.
4. Staator võib sisaldada mitte ühte magnetit, vaid näiteks 2 (2 paari poolusi). Samuti saab siin staatiliste magnetite asemel kasutada elektromagnetmähiseid. Selline mootor võib töötada nii alalis- kui ka vahelduvvoolust.

Kollektori mootori kiiruse reguleerimise lihtsuse määrab asjaolu, et pöörlemiskiirus sõltub otseselt rakendatud pinge suurusest.

Lisaks on oluliseks omaduseks see, et pöörlemistelje saab otse ühendada pöörlevate tööriistadega ilma vahemehhanisme kasutamata.

Kui me räägime nende klassifikatsioonist, siis võime rääkida:

1. Harja mootorid alalisvool.
2. Harja mootorid vahelduvvoolu.

Sel juhul räägime sellest, millise vooluga elektrimootorid toidavad.

Klassifikatsiooni saab teha ka mootori ergutamise põhimõtte järgi. Kollektormootori seadmes antakse elektritoide nii mootori rootorile kui ka staatorile (kui selles kasutatakse elektromagneteid).

Erinevus seisneb selles, kuidas need ühendused on korraldatud.

Tavapärane on eristada:

• Paralleelne erutus.
• Järjepidev erutus.
• Paralleelselt järjestikune ergutus.

Kohandamine

Nüüd räägime sellest, kuidas saate kollektorimootorite kiirust reguleerida. Kuna mootori pöörlemiskiirus sõltub lihtsalt tarnitud pinge suurusest, on kõik reguleerimisvahendid, mis on võimelised seda funktsiooni täitma, selleks üsna sobivad.

Loetleme näiteks mõned neist valikutest:

1. Laboratoorsed autotransformaatorid (LATR).
2. Tehase reguleerimislauadkasutatakse kodumasinates (võite kasutada eelkõige segistites või tolmuimejates kasutatavaid).
3. Nupudkasutatakse elektritööriistade ehitamisel.
4. Majapidamisregulaatorid sujuva tegevusega valgustus.

Kõigil ülaltoodud meetoditel on aga väga oluline viga. Koos kiiruse vähenemisega väheneb ka mootori võimsus. Mõnel juhul saab selle peatada isegi ainult käega. Mõnel juhul võib see olla vastuvõetav, kuid enamasti on see tõsine takistus.

Hea võimalus on kiiruse reguleerimine tahhogeneraatori abil. Tavaliselt paigaldatakse see tehases. Mootori pöörlemiskiiruse kõrvalekallete korral pärast triacid juba korrigeeritud nõutavale pöörlemiskiirusele vastav toiteallikas kantakse mootorile. Kui mootori pöörlemise juhtimine on sellesse vooluringi sisse ehitatud, siis siin võimsuskadu ei esine.

Kuidas see konstruktiivne välja näeb? Kõige tavalisem reostaadi pöörlemise reguleerimine, mis on valmistatud pooljuhtide kasutamise alusel.

Esimesel juhul räägime mehaanilise reguleerimisega muutuvast takistusest. See on ühendatud järjestikku kollektori mootoriga. Puuduseks on täiendav soojuse teke ja aku kasutusea täiendav raiskamine. Selle reguleerimismeetodiga kaob mootori pöörlemisvõimsus. See on odav lahendus. Nimetatud põhjustel ei kehti piisavalt võimsate mootorite puhul.

Teisel juhul, kui kasutatakse pooljuhte, juhitakse mootorit teatud impulsside abil. Ahel võib muuta selliste impulsside kestust, mis omakorda muudab pöörlemiskiirust ilma võimsust kaotamata.

Kuidas seda ise valmistada?

Reguleerimisskeemide jaoks on erinevaid võimalusi. Anname ühe neist üksikasjalikumalt.

See toimib järgmiselt.

Algselt oli see seade mõeldud elektrisõidukite kommutaatori mootori reguleerimiseks. See oli umbes selline, kus toitepinge on 24 V, kuid see disain on rakendatav ka teistele mootoritele.

Ahela nõrk koht, mis selgus selle töökatsete käigus, on selle halb sobivus väga kõrgete voolutugevuste väärtuste korral. Selle põhjuseks on transistori ahela elementide töö mõningane aeglustumine.

Soovitatav on, et vool ei ületaks 70 A. Selles vooluringis puudub voolu- ega temperatuurikaitse, seetõttu on soovitatav sisse ehitada ampermeeter ja jälgida voolu visuaalselt. Lülitussagedus on 5 kHz, selle määrab kondensaator C2, mille võimsus on 20 nF.

Kui voolutugevus muutub, võib see sagedus muutuda vahemikus 3 kHz kuni 5 kHz. Voolu reguleerimiseks kasutatakse muutuvat takistit R2. Elektrimootori kasutamisel kodukeskkonnas on soovitatav kasutada standardset tüüpi regulaatorit.

Samal ajal on soovitatav valida R1 väärtus nii, et regulaatori töö oleks õigesti reguleeritud. Mikroskeemi väljundist läheb juhtimpulss transistoride KT815 ja KT816 push-pull võimendisse, seejärel transistoridele.

Trükkplaadi mõõtmed on 50 x 50 mm ja see on valmistatud ühepoolsest klaaskiust:

Sellel diagrammil on lisaks näidatud 2 45 oomi takistit. Seda tehakse tavapärase arvutiventilaatori võimalikuks ühendamiseks seadme jahutamiseks. Elektrimootori kasutamisel koormusena on vaja vooluahel blokeerida blokeeriva (summuti) dioodiga, mis oma omaduste järgi vastab kahekordsele koormusvoolu väärtusele ja kahekordsele toiteväärtusele Pinge.

Seadme kasutamine sellise dioodi puudumisel võib võimaliku ülekuumenemise tõttu kahjustada. Sel juhul tuleb diood asetada jahutusradiaatorile. Selleks võite kasutada metallplaati, mille pindala on 30 cm2.

Reguleerimisklahvid töötavad nii, et nende võimsuskaod on piisavalt väikesed. V Algses vooluringis kasutati tavalist arvuti ventilaatorit. Selle ühendamiseks kasutati piiravat takistust 100 oomi ja toitepinget 24 V.

Kokkupandud seade näeb välja selline:

Toiteploki valmistamisel (alumisel joonisel) tuleb juhtmed ühendada nii, et nendes juhtmetes, mida läbivad suured voolud, oleks minimaalselt painutusi. Näeme, et sellise seadme valmistamine nõuab teatud erialaseid teadmisi ja oskusi. Võib-olla on mõnel juhul mõttekas kasutada ostetud seadet.

Valikukriteeriumid ja maksumus

Kõige sobivama regulaatoritüübi õigeks valimiseks peab teil olema hea ettekujutus selliste seadmete tüüpidest:

1. Erinevat tüüpi kontrollid. Võib olla vektor- või skalaarjuhtimissüsteem. Esimesi kasutatakse sagedamini, samas kui viimaseid peetakse usaldusväärsemaks.
2. Regulaatori võimsus peab vastama mootori maksimaalsele võimalikule võimsusele.
3. Pinge järgi mugav on valida seade, millel on kõige mitmekülgsemad omadused.
4. Sagedusomadused. Teile sobiv regulaator peaks sobima mootori kõrgeima sagedusega.
5. Muud omadused. Siin räägime garantiiaja suurusest, mõõtmetest ja muudest omadustest.

Sõltuvalt eesmärgist ja tarbijaomadustest võivad regulaatorite hinnad oluliselt erineda.

Enamasti jäävad need vahemikku umbes 3,5 tuhat rubla kuni 9 tuhat:

1. Kiiruse regulaator KA-18 ESCmõeldud mudelitele mõõtkavas 1:10. See maksab 6890 rubla.
2. MEGA kiiruse regulaator kollektor (veekindel). See maksab 3605 rubla.
3. LaTraxi 1:18 mudelite kiirusregulaator. Selle hind on 5690 rubla.