מעגל אמין של בקר המהירות של מנוע האספן ללא אובדן חשמל עם משוב Tahoe

סוגים רבים של עבודה על עץ, מתכת או סוגים אחרים של חומרים אינם דורשים מהירויות גבוהות, אלא אחיזה טובה. נכון יותר יהיה לומר - הרגע. בזכותו ניתן לבצע את העבודה המתוכננת ביעילות ובאיבוד חשמל מינימלי. לשם כך, מנועי DC (או מנועי אספן) משמשים כמכשיר הנעה, שבו מתח האספקה ​​מתוקן על ידי היחידה עצמה. לאחר מכן, על מנת להשיג את הביצועים הנדרשים, יש צורך להתאים את מהירות מנוע האספן מבלי לאבד כוח.

תכונות של ויסות מהירות

חשוב לדעת, שכל מנוע, כשהוא מסתובב, צורך לא רק פעיל, אלא גם כוח תגובתי. במקרה זה, רמת הכוח התגובתי תהיה גבוהה יותר, הקשורה לאופי העומס. במקרה זה, המשימה של תכנון התקנים לבקרת מהירות הסיבוב של מנועי אספן היא לצמצם את ההבדל בין הספק פעיל לתגובתי. לכן, ממירים כאלה יהיו מורכבים למדי, וזה לא קל להכין אותם בעצמך.

במו ידיך, אתה יכול לעצב רק מראית עין של רגולטור, אבל לא כדאי לדבר על שימור כוח. מה זה כוח? במונחים של ביצועים חשמליים, זהו תוצר של הזרם הנצרך כפול המתח. התוצאה תיתן ערך מסוים הכולל רכיבים פעילים ותגובתיים. כדי לבחור רק את הפעיל, כלומר לצמצם את ההפסדים לאפס, יש צורך לשנות את אופי העומס לפעיל. רק נגדים מוליכים למחצה יש מאפיינים כאלה.

לָכֵן, יש צורך להחליף את השראות בנגד, אבל זה בלתי אפשרי, כי המנוע יהפוך למשהו אחר וברור שלא יניע שום דבר. המטרה של רגולציה ללא הפסדים היא לחסוך במומנט, לא בכוח: זה ישתנה בכל מקרה. רק ממיר יכול להתמודד עם משימה כזו, שתשלוט במהירות על ידי שינוי משך דופק הפתיחה של תיריסטורים או טרנזיסטורי כוח.

מעגל רגולטור כללי

דוגמה לרגולטור המיישם את עקרון השליטה במנוע ללא אובדן הספק הוא ממיר תיריסטור. הם מעגלים משולבים פרופורציונליים המספקים רגולציה הדוקה מאפיינים החל מהאצה-האטה וכלה בהיפוך. היעיל ביותר הוא בקרת הפעימה-פאזה: קצב החזרה של דופק הירי מסונכרן עם תדר הרשת. זה מאפשר לשמור על המומנט מבלי להגדיל את ההפסדים ברכיב התגובתי. הסכימה המוכללת יכולה להיות מיוצגת במספר בלוקים:

• מיישר מבוקר כוח;
• יחידת בקרת מיישר או מעגל בקרת פאזות דופק;
• משוב מחולל טכו;
• בלוק של ויסות זרם בפיתולי מנוע.

לפני שמתעמקים במכשיר ובעקרון הרגולציה המדויקים יותר, יש צורך לקבוע את סוג מנוע האספן. סכימת הבקרה לביצועיה תהיה תלויה בכך.

מגוון מנועי אספן

ידועים לפחות שני סוגים של מנועי אספן. הראשון כולל מכשירים עם אבזור ושדה מתפתל על הסטטור. השני כולל מכשירים עם עוגן ומגנטים קבועים. צריך גם להחליט, לאילו מטרות נדרש לתכנן רגולטור:

• אם יש צורך להתאים בתנועה פשוטה (לדוגמה, הפיכת אבן שחיקה או קידוח), אז יהיה צורך לשנות את המהירות בטווח שבין ערך מינימלי כלשהו, ​​לא שווה לאפס, - עד מַקסִימוּם. נתון משוער: מ-1000 עד 3000 סל"ד. לשם כך, מתאים מעגל פשוט עם תיריסטור 1 או זוג טרנזיסטורים.
• אם יש צורך לשלוט במהירות מ-0 למקסימום, תצטרך להשתמש במעגלי ממיר מלאים עם משוב ומאפייני בקרה קשיחים. בדרך כלל, לאוטודידקטים או חובבים יש מנועי אספן בדיוק עם פיתול עירור וטכוגנרטור. מנוע כזה הוא יחידה המשמשת בכל מכונת כביסה מודרנית ולעתים קרובות נכשלת. לכן, נשקול את עקרון השליטה במנוע המסוים הזה, לאחר שלמדנו את המכשיר שלו ביתר פירוט.

עיצוב מנוע

מבחינה מבנית, המנוע ממכונת הכביסה "Indesit" הוא פשוט, אך בעת תכנון וסת לשליטה במהירות שלו, יש צורך לקחת בחשבון את הפרמטרים. מנועים יכולים להיות שונים במאפיינים, שבגללם גם הבקרה תשתנה. גם אופן הפעולה נלקח בחשבון, שבו יהיה תלוי עיצוב הממיר. מבחינה מבנית, מנוע הקומוטטור מורכב מ מהרכיבים הבאים:

• עוגן, יש לו מתפתל מונח בחריצים של הליבה.
• אספן, מיישר מכני של מתח חילופין של הרשת, שדרכו הוא מועבר לליפוף.
• סטטור עם פיתול עירור. יש צורך ליצור שדה מגנטי קבוע שבו האבזור יסתובב.

עם עלייה בזרם במעגל המנוע, המחובר לפי התוכנית הסטנדרטית, מתפתל השדה מחובר בסדרה עם האבזור. עם הכללה זו, אנו גם מגדילים את השדה המגנטי הפועל על האבזור, מה שמאפשר להשיג ליניאריות של המאפיינים. אם השדה נשאר ללא שינוי, קשה יותר להשיג דינמיקה טובה, שלא לדבר על אובדן כוח גדול. מנועים כאלה משמשים בצורה הטובה ביותר במהירויות נמוכות, מכיוון שהם נוחים יותר לשליטה בתנועות בדידות קטנות.

על ידי ארגון בקרה נפרדת של העירור והאבזור, ניתן להשיג דיוק מיקום גבוה של פיר המנוע, אך מעגל הבקרה אז יהפוך מסובך משמעותית. לכן, נסתכל מקרוב על ווסת המאפשר לשנות את מהירות הסיבוב מ-0 לערך המקסימלי, אך ללא מיקום. זה עשוי להועיל, אם מכונת קידוח מן המניין עם יכולת לחתוך חוטים תיוצר מהמנוע ממכונת הכביסה.

בחירת תכנית

לאחר שגילית את כל התנאים שבהם ישמש המנוע, אתה יכול להתחיל לייצר את בקר המהירות של מנוע האספן. כדאי להתחיל עם הבחירה של תוכנית מתאימה שתספק לך את כל המאפיינים והיכולות הדרושים. כדאי לזכור אותם:

• ויסות מהירות מ-0 למקסימום.
• מתן מומנט טוב במהירויות נמוכות.
• חלקות של ויסות מהירות.

בהתחשב בתוכניות הרבות באינטרנט, אנו יכולים להסיק כי מעט אנשים עוסקים ביצירת "אגרגטים" כאלה. זאת בשל המורכבות של עקרון הבקרה, שכן יש צורך לארגן את הרגולציה של פרמטרים רבים. זווית פתיחת תיריסטור, משך דופק בקרה, זמן תאוצה-האטה, קצב עליית המומנט. פונקציות אלו מטופלות על ידי מעגל בבקר המבצע חישובים וטרנספורמציות אינטגרליות מורכבות. שקול את אחת מהתוכניות הפופולריות בקרב בעלי מלאכה אוטודידקטיים או כאלה שפשוט רוצים להשתמש במנוע ישן ממכונת כביסה.

כל הקריטריונים שלנו מתקיימים על ידי מעגל הבקרה של מהירות הסיבוב של מנוע האספן, המורכב על מעגל מיקרו מיוחד TDA 1085. זהו דרייבר מוכן לחלוטין לשליטה במנועים, המאפשר לך לכוונן את המהירות מ-0 לערך המקסימלי, ומבטיח שהמומנט נשמר באמצעות טכוגנרטור.

מאפייני עיצוב

המיקרו-מעגל מצויד בכל הדרוש ליישום בקרת מנוע איכותית ב מצבי מהירות שונים, החל מבלימה, מסתיימת בהאצה וסיבוב עם מקסימום מְהִירוּת. לכן, השימוש בו מפשט מאוד את העיצוב, ובו זמנית עושה את כולו נהיגה אוניברסלית, מכיוון שאתה יכול לבחור כל סיבוב עם מומנט קבוע על הפיר ולהשתמש בו לא רק כהנעה למסוע או למכונת קידוח, אלא גם כדי להזיז את השולחן.

ניתן למצוא את המאפיינים של המיקרו-מעגל באתר הרשמי. נציין את התכונות העיקריות שיידרשו לעיצוב הממיר. אלה כוללים: מעגל משולב להמרת תדר למתח, מחולל האצה, מתנע רך, יחידת עיבוד אותות Tahoe, מודול הגבלת זרם וכו'. כפי שניתן לראות, המעגל מצויד במספר הגנות שיבטיחו את יציבות הרגולטור במצבים שונים.

האיור שלהלן מציג מעגל טיפוסי להפעלת מיקרו-מעגל.

התוכנית פשוטה, ולכן היא די ניתנת לשחזור במו ידיך. ישנן כמה תכונות, הכוללות את ערכי הגבול ואת האופן שבו המהירות נשלטת:

• הזרם המרבי בפיתולי המנוע לא יעלה על 10 A (בכפוף לתצורה המוצגת בתרשים). אם אתה משתמש בטריאק עם זרם קדימה גדול, אז ההספק יכול להיות גבוה יותר. שימו לב שתצטרכו לשנות את ההתנגדות במעגל המשוב כלפי מטה, כמו גם את השראות השאנט.
• מהירות הסיבוב המקסימלית מגיעה ל-3200 סל"ד. מאפיין זה תלוי בסוג המנוע. המעגל יכול לשלוט במנועים עד 16 אלף. סל"ד
• זמן האצה למהירות מרבית מגיע לשנייה אחת.
• תאוצה רגילה מסופקת תוך 10 שניות מ-800 עד 1300 סל"ד.
• המנוע משתמש בטכוגנרטור בעל 8 קוטבים עם מתח מוצא מרבי של 6,000 סל"ד 30 וולט. כלומר, הוא אמור לתת 8mV ב-1 סל"ד. ב-15,000 סל"ד צריך להיות לו מתח של 12 וולט.
• כדי לשלוט על המנוע, נעשה שימוש בטריאק של 15A ומתח גבול של 600 וולט.

אם יש צורך לארגן את הפוך של המנוע, אז בשביל זה יהיה צורך להשלים את המעגל עם מתנע שיחליף את כיוון סלילה השדה. יידרש גם מעגל בקרת מהירות אפס כדי לאפשר היפוך. לא מוצג באיור.

עקרון שליטה

כאשר מהירות הסיבוב של ציר המנוע נקבעת על ידי הנגד במעגל המוצא 5, נוצר רצף של פולסים במוצא כדי לפתוח את הטריאק על ידי ערך זווית מסוים. המהירות מפוקחת על ידי טכוגנרטור, המתרחש באופן דיגיטלי. הדרייבר ממיר את הפולסים המתקבלים למתח אנלוגי, שבגללו מהירות הציר מתייצבת על ערך בודד, ללא קשר לעומס. אם המתח מהטכוגנרטור משתנה, הרגולטור הפנימי יגדיל את רמת פלט בקרת הטריאק, מה שיוביל לעלייה במהירות.

המיקרו-מעגל יכול לשלוט בשתי תאוצות ליניאריות כדי להשיג את הדינמיקה הנדרשת מהמנוע. אחד מהם מוגדר על ידי Ramp 6 פינים של המעגל. הרגולטור הזה משמש את יצרני מכונות הכביסה עצמם, ולכן יש לו את כל היתרונות על מנת לשמש למטרות ביתיות. זה מובטח על ידי נוכחותם של הבלוקים הבאים:

• וסת מתח כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של מעגל הבקרה. הוא מיושם בהתאם למסקנות 9, 10.
• מעגל בקרת מהירות סיבוב. מיושם על פי מסקנות MC 4, 11, 12. במידת הצורך, ניתן להעביר את הרגולטור לחיישן אנלוגי, ולאחר מכן משולבים פינים 8 ו-12.
• בלוק של פעימות התחלה. הוא מיושם בהתאם למסקנות 1, 2, 13, 14, 15. מבצע התאמה של משך פעימות הבקרה, עיכוב, מעצב אותם ממתח קבוע וכיול.
• מכשיר להפקת מתח מסור. ממצאים 5, 6 ו-7. הוא משמש לוויסות המהירות בהתאם לנקודת ההגדרה.
• מעגל מגבר בקרה. מסקנה 16. מאפשר לך להתאים את ההבדל בין המהירות שנקבעה למהירות בפועל.
• התקן הגבלת זרם בפין 3. כאשר המתח עליו גדל, זווית הפתיחה של הטריאק יורדת.

נוֹהָג תכנית דומה מספק שליטה מלאה על מנוע האספן בכל מצב. הודות לשליטה מאולצת בתאוצה, ניתן להגיע למהירות התאוצה הנדרשת למהירות שנקבעה. ווסת כזה יכול לשמש עבור כל מכונות הכביסה המודרניות המשמשות למטרות אחרות.