وحدة تحكم في سرعة المحرك شيم مع ردود الفعل. وحدة تحكم PWM

يمكنك ضبط سرعة دوران عمود محرك العاكس منخفض الطاقة عن طريق توصيله على التوالي بدائرة إمداد الطاقة الخاصة به. لكن هذا الخيار يخلق كفاءة منخفضة للغاية، وبالإضافة إلى ذلك لا توجد إمكانية لتغيير سرعة الدوران بسلاسة.

الشيء الرئيسي هو أن هذه الطريقة تؤدي أحيانًا إلى التوقف الكامل للمحرك الكهربائي عند جهد إمداد منخفض. جهاز التحكم في سرعة المحرك الكهربائي دوائر التيار المستمر الموصوفة في هذه المقالة لا تحتوي على هذه العيوب. ويمكن أيضًا استخدام هذه الدوائر بنجاح لتغيير سطوع المصابيح المتوهجة 12 فولت.

وصف 4 دوائر للتحكم في سرعة المحرك الكهربائي

المخطط الأول

يتم تغيير سرعة الدوران بواسطة المقاومة المتغيرة R5، مما يغير مدة النبضات. نظرًا لأن سعة نبضات PWM ثابتة وتساوي جهد إمداد المحرك الكهربائي، فإنها لا تتوقف أبدًا حتى عند سرعة دوران منخفضة جدًا.

المخطط الثاني

إنه مشابه للمذبذب السابق، ولكن يتم استخدام مكبر الصوت التشغيلي DA1 (K140UD7) كمذبذب رئيسي.

يعمل هذا المضخم التشغيلي كمولد جهد ينتج نبضات على شكل مثلث ويبلغ تردده 500 هرتز. يحدد المقاوم المتغير R7 سرعة دوران المحرك الكهربائي.

المخطط الثالث

إنها فريدة من نوعها، مبنية عليها. يعمل المذبذب الرئيسي بتردد 500 هرتز. يمكن تغيير عرض النبضة، وبالتالي سرعة المحرك، من 2% إلى 98%.

نقطة ضعففي جميع المخططات المذكورة أعلاه، الحقيقة هي أنها لا تحتوي على عنصر لتحقيق الاستقرار في سرعة الدوران عندما يزيد أو ينقص الحمل على عمود المحرك DC. يمكنك حل هذه المشكلة باستخدام الرسم البياني التالي:

مثل معظم المنظمات المماثلة، تحتوي دائرة هذا المنظم على مولد جهد رئيسي ينتج نبضات مثلثة بتردد 2 كيلو هرتز. خصوصية الدائرة بأكملها هي وجود ردود فعل إيجابية (POS) من خلال العناصر R12، R11، VD1، C2، DA1.4، والتي تعمل على استقرار سرعة دوران عمود المحرك الكهربائي عند زيادة الحمل أو نقصانه.

عند إعداد دائرة بمحرك معين، المقاومة R12، اختر عمق PIC الذي لا تحدث عنده تذبذبات ذاتية لسرعة الدوران عند تغير الحمل.

أجزاء من أجهزة التحكم في دوران المحرك الكهربائي

في هذه الدوائر، من الممكن استخدام البدائل التالية لمكونات الراديو: الترانزستور KT817B - KT815، KT805؛ يمكن استبدال KT117A بـ KT117B-G أو 2N2646؛ مضخم التشغيل K140UD7 على K140UD6، KR544UD1، TL071، TL081؛ الموقت NE555 - S555، KR1006VI1؛ الدائرة الدقيقة TL074 - TL064، TL084، LM324.

عند استخدام حمل أكثر قوة، يمكن استبدال الترانزستور الرئيسي KT817 بترانزستور قوي ذو تأثير ميداني، على سبيل المثال، IRF3905 أو ما شابه.

جهاز التحكم الرقمي في سرعة PWM للمحرك المبدل. kirich46 كتب في 9 يونيو 2015

جهاز التحكم في سرعة محرك التيار المستمر الرقمي CCM5D/مفتاح التحكم في السرعة بدون خطوات PWM باللون الأسود السعر 14.47 دولارًا
تم استلام المنتج مجانا للمراجعة.

مراجعة أخرى حول موضوع جميع أنواع الأشياء للمنتجات محلية الصنع. هذه المرة سأتحدث عنها وحدة تحكم رقميةدورة في الدقيقة الشيء مثير للاهتمام بطريقته الخاصة، لكنني أردت المزيد.
للمهتمين تابع القراءة :)

وجود في المزرعة بعض الأجهزة ذات الجهد المنخفض مثل المطحنة الصغيرة وغيرها. كنت أرغب في زيادة مظهرها الوظيفي والجمالي قليلاً. صحيح أن الأمر لم ينجح، على الرغم من أنني ما زلت آمل أن أحقق هدفي، ربما مرة أخرى، لكنني سأخبركم عن الشيء الصغير نفسه اليوم.
الشركة المصنعة لهذا المنظم هي Maitech، أو بالأحرى هذا الاسم غالبًا ما يوجد على جميع أنواع الأوشحة والكتل للمنتجات محلية الصنع، على الرغم من أنني لسبب ما لم أصادف الموقع الإلكتروني لهذه الشركة.

نظرًا لأنني لم أفعل ما أردت في النهاية، ستكون المراجعة أقصر من المعتاد، لكنني سأبدأ، كما هو الحال دائمًا، بكيفية بيعها وإرسالها.
يحتوي الظرف على حقيبة عادية بسحاب.

تشتمل المجموعة فقط على منظم بمقاومة متغيرة وزر، ولا توجد عبوة صلبة أو تعليمات، ولكن كل شيء وصل سليمًا وبدون ضرر.

يوجد ملصق على الظهر يحل محل التعليمات. من حيث المبدأ، ليس هناك حاجة إلى أي شيء أكثر من ذلك لمثل هذا الجهاز.
نطاق جهد التشغيل هو 6-30 فولت والحد الأقصى للتيار هو 8 أمبير.

مظهرجسم بلاستيكي رمادي داكن جيد جدًا، "زجاجي" داكن، عند إيقاف تشغيله يبدو أسود تمامًا. في المظهر، إنه أمر جيد، وليس هناك ما يشكو منه. تم لصق فيلم الشحن على المقدمة.
أبعاد تركيب الجهاز:
الطول 72 مم (الحد الأدنى للفتحة في العلبة 75 مم)، العرض 40 مم، العمق باستثناء اللوحة الأمامية 23 مم (مع اللوحة الأمامية 24 مم).
أبعاد اللوحة الأمامية:
الطول 42.5 ملم العرض 80 ملم


يتم تضمين المقاوم المتغير مع المقبض؛ المقبض خشن بالتأكيد، لكنه جيد للاستخدام.
مقاومة المقاوم هي 100 كيلو أوم، واعتماد التعديل خطي.
كما اتضح لاحقا، فإن مقاومة 100 كيلو أوم تعطي خللاً. عند تشغيله من مصدر طاقة تبديل، من المستحيل ضبط قراءات مستقرة، ويؤثر التداخل على الأسلاك على المقاوم المتغير، ولهذا السبب تقفز القراءات +\- رقمين، ولكن سيكون من الجيد إذا قفزت، وفي في نفس الوقت تقفز سرعة المحرك.
مقاومة المقاوم عالية والتيار صغير والأسلاك تجمع كل الضوضاء المحيطة.
عند تشغيله من مصدر طاقة خطي، تكون هذه المشكلة غائبة تمامًا.
يبلغ طول الأسلاك إلى المقاوم والزر حوالي 180 مم.

بوتون، حسنًا، لا يوجد شيء مميز هنا. جهات الاتصال مفتوحة عادة، قطر التثبيت 16 مم، الطول 24 مم، بدون إضاءة خلفية.
الزر يطفئ المحرك.
أولئك. عند استخدام الطاقة، يضيء المؤشر، ويبدأ المحرك، ويؤدي الضغط على الزر إلى إيقاف تشغيله، ثم يؤدي الضغط الثاني إلى تشغيله مرة أخرى.
عند إيقاف تشغيل المحرك، لا يضيء المؤشر أيضًا.

يوجد تحت الغطاء لوحة الجهاز.
تحتوي المحطات على مصدر طاقة واتصالات توصيل المحرك.
يتم توصيل جهات الاتصال الإيجابية للموصل معًا، ويقوم مفتاح الطاقة بتبديل السلك السلبي للمحرك.
اتصال المقاوم المتغير والزر قابل للفصل.
كل شيء يبدو أنيقا. أسلاك المكثف ملتوية قليلاً، ولكن أعتقد أنه يمكن التسامح مع ذلك :)

المؤشر كبير جدًا، ارتفاع الرقم 14 ملم.
أبعاد اللوحة 69x37 ملم.

تم تجميع اللوحة بدقة، وهناك آثار تدفق بالقرب من نقاط اتصال المؤشر، ولكن اللوحة نظيفة بشكل عام.
تحتوي اللوحة على: صمام ثنائي للحماية من انعكاس القطبية، ومثبت 5 فولت، ووحدة تحكم دقيقة، ومكثف 470 فائق التوهج 35 فولت، وعناصر طاقة تحت مشعاع صغير.
تظهر أيضًا أماكن تثبيت موصلات إضافية، والغرض منها غير واضح.

لقد رسمت رسمًا تخطيطيًا صغيرًا، فقط للحصول على فهم تقريبي لما يتم تبديله وكيفية توصيله. يتم توصيل المقاومة المتغيرة بساق واحدة بجهد 5 فولت والأخرى بالأرض. لذلك، يمكن استبدالها بأمان بفئة أقل. لا يُظهر الرسم التخطيطي اتصالات بموصل غير ملحوم.

يستخدم الجهاز متحكمًا دقيقًا 8s003f3p6 تم تصنيعه بواسطة شركة STMicroelectronics، وعلى حد علمي، يتم استخدام هذا المتحكم الدقيق في عدد كبير جدًا أجهزة مختلفةعلى سبيل المثال، أمبير الفولتميتر.

يتم تسخين مثبت الطاقة 78M05 عند التشغيل بأقصى جهد دخل، ولكن ليس كثيرًا.

يتم نقل جزء من الحرارة من عناصر الطاقة إلى المضلعات النحاسية للوحة، وعلى اليسار يمكنك رؤية عدد كبير من التحولات من جانب واحد من اللوحة إلى الجانب الآخر، مما يساعد على إزالة الحرارة.
تتم إزالة الحرارة أيضًا باستخدام مشعاع صغير يتم ضغطه على عناصر الطاقة من الأعلى. يبدو وضع المبرد هذا مشكوكًا فيه إلى حد ما بالنسبة لي، حيث تتبدد الحرارة من خلال بلاستيك العلبة ومثل هذا المبرد لا يساعد كثيرًا.
لا يوجد معجون بين عناصر الطاقة والرادياتير، أوصي بإزالة الرادياتير وتغليفه بالمعجون، على الأقل سوف يتحسن قليلاً.

يستخدم قسم الطاقة ترانزستور IRLR7843، ومقاومة القناة 3.3 مللي أوم، والحد الأقصى للتيار 161 أمبير، ولكن الحد الأقصى للجهد هو 30 فولت فقط، لذلك أوصي بتحديد الإدخال عند 25-27 فولت. عند التشغيل بتيارات قريبة من الحد الأقصى، يكون هناك تسخين طفيف.
يوجد أيضًا صمام ثنائي قريب يعمل على إخماد التدفقات الحالية الناتجة عن الحث الذاتي للمحرك.
يستخدم هنا STPS1045 10 أمبير، 45 فولت. لا توجد أسئلة حول الصمام الثنائي.


البداية الأولى. لقد حدث أنني أجريت الاختبارات حتى قبل إزالة الطبقة الواقية، ولهذا السبب لا تزال موجودة في هذه الصور.
المؤشر متباين، ومشرق إلى حد ما، وسهل القراءة تمامًا.

في البداية قررت تجربتها بكميات صغيرة وشعرت بخيبة الأمل الأولى.
لا، ليس لدي أي شكاوى ضد الشركة المصنعة أو المتجر، كنت آمل فقط أن يكون لهذا الجهاز باهظ الثمن نسبيًا استقرارًا في سرعة المحرك.
للأسف، هذا مجرد PWM قابل للتعديل، يعرض المؤشر ملء٪ من 0 إلى 100٪.
لم يلاحظ المنظم حتى المحرك الصغير، إنه تيار حمل مثير للسخرية تمامًا :)

ربما لاحظ القراء اليقظون المقطع العرضي للأسلاك التي قمت بتوصيل الطاقة بها إلى المنظم.
نعم، ثم قررت التعامل مع المشكلة على مستوى عالمي وتوصيل محرك أكثر قوة.
إنه، بطبيعة الحال، أقوى بشكل ملحوظ من المنظم، ولكن تسكعيبلغ تياره حوالي 5 أمبير، مما جعل من الممكن اختبار المنظم في أوضاع أقرب إلى الحد الأقصى.
تصرف المنظم بشكل مثالي، بالمناسبة، نسيت أن أشير إلى أنه عند تشغيله، يزيد المنظم بسلاسة من ملء PWM من الصفر إلى القيمة المحددة، مما يضمن تسارعًا سلسًا، بينما يظهر المؤشر على الفور القيمة المحددة، وليس كما هو الحال في محركات التردد، حيث يتم عرض التيار الحقيقي.
لم يفشل المنظم، فقد تحسنت قليلا، ولكن ليس بشكل حاسم.

نظرًا لأن المنظم عبارة عن نبض، فقد قررت، من أجل المتعة فقط، أن أتجول باستخدام راسم الذبذبات وأرى ما يحدث عند بوابة ترانزستور الطاقة في أوضاع مختلفة.
يبلغ تردد تشغيل PWM حوالي 15 كيلو هرتز ولا يتغير أثناء التشغيل. يبدأ المحرك بملء 10% تقريبًا.

في البداية، خططت لتثبيت منظم في مصدر الطاقة القديم (على الأرجح القديم) لأداة طاقة صغيرة (المزيد عن ذلك في وقت آخر). من الناحية النظرية، كان من المفترض أن يتم تثبيته بدلاً من اللوحة الأمامية، ويجب أن يكون جهاز التحكم في السرعة موجودًا في الخلف، ولم أخطط لتثبيت زر (لحسن الحظ، عند تشغيله، ينتقل الجهاز على الفور إلى وضع التشغيل) .
كان عليها أن تصبح جميلة وأنيقة.

ولكن بعد ذلك كانت بعض خيبة الأمل تنتظرني.
1. على الرغم من أن حجم المؤشر كان أصغر قليلاً من حجم إدخال اللوحة الأمامية، إلا أن الأسوأ هو أنه لم يتناسب مع العمق، حيث كان يستقر على الرفوف لتوصيل نصفي العلبة.
وحتى لو كان من الممكن قطع البلاستيك الموجود في غلاف المؤشر، لم أكن لأفعل ذلك على أي حال، لأن مجلس التنظيم كان في الطريق.
2. ولكن حتى لو كنت قد قمت بحل السؤال الأول، كانت هناك مشكلة ثانية: لقد نسيت تمامًا كيف تم تصنيع مصدر الطاقة الخاص بي. الحقيقة هي أن المنظم يكسر مصدر الطاقة السالب، وعلى طول الدائرة لدي مرحل للخلف، وتشغيل المحرك وإجباره على التوقف، ودائرة تحكم لكل هذا. وتبين أن إعادة صياغتها أكثر تعقيدًا :(

إذا كان المنظم مزودًا بتثبيت السرعة، فسأظل في حيرة من أمري وأعيد التحكم والدائرة العكسية، أو أعيد تشكيل المنظم لتبديل الطاقة +. خلاف ذلك، يمكنني وسوف أعيد ذلك، ولكن بدون حماس والآن لا أعرف متى.
ربما يكون شخص ما مهتمًا، صورة للأجزاء الداخلية من مصدر الطاقة الخاص بي، تم تجميعها بهذه الطريقة منذ حوالي 13-15 عامًا، وكانت تعمل طوال الوقت تقريبًا دون مشاكل، بمجرد اضطررت إلى استبدال المرحل.

ملخص.
الايجابيات
الجهاز يعمل بكامل طاقته.
مظهر انيق.
بناء عالي الجودة
تتضمن المجموعة كل ما تحتاجه.

السلبيات
عملية غير صحيحة من تبديل مصادر الطاقة.
ترانزستور الطاقة بدون احتياطي الجهد
مع هذه الوظيفة المتواضعة، يكون السعر مرتفعًا جدًا (ولكن كل شيء نسبي هنا).

رأيي. إذا أغمضت عينيك عن سعر الجهاز، فهو في حد ذاته جيد جدًا، ويبدو أنيقًا ويعمل بشكل جيد. نعم، هناك مشكلة عدم وجود مناعة جيدة جدًا للضوضاء، وأعتقد أن حلها ليس صعبًا، ولكنه محبط بعض الشيء. بالإضافة إلى ذلك، أوصي بعدم تجاوز جهد الإدخال فوق 25-27 فولت.
الأمر الأكثر إحباطًا هو أنني بحثت كثيرًا في الخيارات المتاحة لجميع أنواع الهيئات التنظيمية الجاهزة، لكنها لم تقدم حلاً لتثبيت السرعة في أي مكان. ربما يسأل شخص ما لماذا أحتاج إلى هذا. سأشرح لك كيف عثرت على آلة طحن ذات استقرار، والعمل معها أكثر متعة من الآلة العادية.

هذا كل شيء، وآمل أن يكون مثيرا للاهتمام :)

لأداء العديد من أنواع العمل على الخشب أو المعدن أو أنواع أخرى من المواد، لا يتطلب الأمر سرعات عالية، بل قوة جر جيدة. سيكون من الأصح أن نقول - اللحظة. وبفضله يمكن إكمال العمل المخطط له بكفاءة وبأقل قدر من فقدان الطاقة. لهذا الغرض، يتم استخدام محركات التيار المستمر (أو المبدل) كجهاز قيادة، حيث يتم تصحيح جهد الإمداد بواسطة الوحدة نفسها. بعد ذلك، لتحقيق خصائص الأداء المطلوبة، من الضروري ضبط سرعة محرك المبدل دون فقدان الطاقة.

مميزات التحكم في السرعة

ومن المهم أن نعرف، ما يستهلكه كل محرك عند الدورانليس فقط القوة النشطة، ولكن أيضًا القوة التفاعلية. في هذه الحالة، سيكون مستوى الطاقة التفاعلية أعلى، وذلك بسبب طبيعة الحمل. في هذه الحالة، تتمثل مهمة تصميم أجهزة لتنظيم سرعة دوران محركات المبدل في تقليل الفرق بين القوى النشطة والقوى التفاعلية. لذلك، ستكون هذه المحولات معقدة للغاية، وليس من السهل أن تجعلها بنفسك.

يمكنك فقط بناء بعض مظاهر المنظم بيديك، ولكن لا فائدة من الحديث عن توفير الطاقة. ما هي القوة؟ من الناحية الكهربائية، هو التيار المسحوب مضروبًا في الجهد. ستعطي النتيجة قيمة معينة تتضمن المكونات النشطة والمتفاعلة. لعزل النشط فقط، أي لتقليل الخسائر إلى الصفر، من الضروري تغيير طبيعة الحمل إلى النشط. فقط مقاومات أشباه الموصلات لديها هذه الخصائص.

لذلك، من الضروري استبدال الحث بالمقاوملكن هذا مستحيل لأن المحرك سيتحول إلى شيء آخر ومن الواضح أنه لن يحرك أي شيء. الهدف من التنظيم غير المنقوص هو الحفاظ على عزم الدوران، وليس القوة: فهو سيظل يتغير. فقط المحول يمكنه التعامل مع مثل هذه المهمة، والذي سيتحكم في السرعة عن طريق تغيير مدة نبضة الثايرستور أو ترانزستورات الطاقة.

دائرة تحكم معممة

مثال على وحدة التحكم التي تطبق مبدأ التحكم في المحرك دون فقدان الطاقة هو محول الثايرستور. هذه هي دوائر متكاملة متناسبة مع تعليقالتي توفر تنظيم صارمالخصائص، بدءاً من التسارع والكبح إلى الرجوع للخلف. الأكثر فعالية هو التحكم في مرحلة النبض: حيث تتم مزامنة معدل تكرار نبضات الفتح مع تردد الشبكة. يتيح لك ذلك الحفاظ على عزم الدوران دون زيادة الخسائر في المكون التفاعلي. يمكن تمثيل المخطط المعمم في عدة كتل:

• قوة المعدل الذي تسيطر عليه;
• وحدة التحكم في المعدل أو دائرة التحكم في طور النبض؛
• ردود فعل مولد السرعة؛
• وحدة التحكم الحالية في اللفات المحرك.

قبل الخوض في جهاز أكثر دقة ومبدأ التنظيم، من الضروري تحديد نوع محرك المبدل. سيعتمد نظام التحكم لخصائص أدائه على هذا.

أنواع المحركات المبدلة

هناك نوعان على الأقل من محركات المبدل معروفة. الأول يشمل الأجهزة ذات المحرك ولف الإثارة على الجزء الثابت. والثاني يشمل الأجهزة ذات المحرك والمغناطيس الدائم. ومن الضروري أيضا أن تقرر، لأي غرض من الضروري تصميم منظم:

تصميم المحرك

من الناحية الهيكلية، المحرك من غسالة Indesit بسيط، ولكن عند تصميم وحدة تحكم للتحكم في سرعته، من الضروري مراعاة المعلمات. قد يكون للمحركات خصائص مختلفة، ولهذا السبب سيتغير التحكم أيضًا. يؤخذ في الاعتبار أيضًا وضع التشغيل الذي سيحدد تصميم المحول. من الناحية الهيكلية، يتكون المحرك العاكس من المكونات التالية:

• عضو الإنتاج، له لف موضوع في أخاديد القلب.
• جامع، مقوم ميكانيكي AC الجهدالشبكة التي يتم من خلالها نقلها إلى اللف.
• الجزء الثابت مع لف المجال. من الضروري إنشاء مجال مغناطيسي ثابت يدور فيه عضو الإنتاج.

عندما يزداد التيار في دائرة المحرك، المتصلة وفقًا للدائرة القياسية، يتم توصيل ملف المجال على التوالي مع عضو الإنتاج. مع هذا التضمين، نقوم أيضًا بزيادة المجال المغناطيسي الذي يعمل على عضو الإنتاج، مما يسمح لنا بتحقيق خطية الخصائص. إذا كان الحقل دون تغيير، ثم الحصول على ديناميات جيدةأكثر صعوبة، ناهيك عن خسائر كبيرة في الطاقة. من الأفضل استخدام هذه المحركات بسرعات منخفضة، لأنها أكثر ملاءمة للتحكم في الحركات المنفصلة الصغيرة.

من خلال تنظيم تحكم منفصل في الإثارة وعضو الإنتاج، من الممكن تحقيق دقة تحديد موضع عالية لعمود المحرك، لكن دائرة التحكم ستصبح بعد ذلك أكثر تعقيدًا بشكل ملحوظ. ولذلك، فإننا سوف نلقي نظرة فاحصة على وحدة التحكم، والتي تسمح لك بتغيير سرعة الدوران من 0 إلى القيمة القصوى، ولكن دون تحديد المواقع. قد يكون هذا مفيدًا، إذا تم تصنيع آلة حفر كاملة مع القدرة على قطع الخيوط من محرك الغسالة.

اختيار المخطط

بعد معرفة جميع الظروف التي سيتم بموجبها استخدام المحرك، يمكنك البدء في تصنيع وحدة تحكم في السرعة لمحرك المبدل. يجب أن تبدأ باختيار المخطط المناسب الذي سيوفر لك جميع الخصائص والقدرات اللازمة. يجب أن تتذكرهم:

• تنظيم السرعة من 0 إلى الحد الأقصى.
• توفير عزم دوران جيد عند السرعات المنخفضة.
• التحكم السلس في السرعة.

بالنظر إلى العديد من المخططات على الإنترنت، يمكننا أن نستنتج أن قلة من الناس يقومون بإنشاء مثل هذه "الوحدات". ويرجع ذلك إلى تعقيد مبدأ التحكم، لأنه من الضروري تنظيم تنظيم العديد من المعلمات. زاوية فتح الثايرستور، التحكم في مدة النبضة، زمن التسارع والتباطؤ، معدل ارتفاع عزم الدوران. يتم التعامل مع هذه الوظائف من خلال دائرة على وحدة التحكم تقوم بإجراء حسابات وتحويلات متكاملة معقدة. دعونا نفكر في أحد المخططات التي تحظى بشعبية كبيرة بين الحرفيين الذين علموا أنفسهم أو أولئك الذين يريدون ببساطة الاستفادة من محرك قديم من الغسالة.

يتم استيفاء جميع معاييرنا من خلال دائرة للتحكم في سرعة دوران محرك المبدل، ويتم تجميعها على جهاز متخصص شريحة TDA 1085. هذا برنامج تشغيل جاهز تمامًا للتحكم في المحركات التي تسمح لك بضبط السرعة من 0 إلى القيمة القصوى، مع الحفاظ على عزم الدوران من خلال استخدام مولد السرعة.

ميزات التصميم

تم تجهيز الدائرة الدقيقة بكل ما هو ضروري للتحكم عالي الجودة في المحرك في مختلف المجالات حدود السرعةبدءاً من الكبح وانتهاءً بالتسارع والدوران بالسرعة القصوى. لذلك، فإن استخدامه يبسط التصميم إلى حد كبير، بينما يقوم بكل شيء في نفس الوقت محرك عالمي، حيث يمكنك اختيار أي سرعة مع عزم دوران ثابت على العمود واستخدامه ليس فقط كمحرك لحزام النقل أو آلة الحفر، ولكن أيضًا لتحريك الطاولة.

يمكن العثور على خصائص الدائرة المصغرة على الموقع الرسمي. سنشير إلى الميزات الرئيسية التي ستكون مطلوبة لإنشاء المحول. وتشمل هذه: دائرة تحويل التردد إلى الجهد المتكاملة، ومولد التسارع، والجهاز بداية ناعمة، وحدة معالجة إشارات Tacho، وحدة الحد الحالية، إلخ. كما ترون، تم تجهيز الدائرة بعدد من وسائل الحماية التي تضمن التشغيل المستقر للمنظم في أوضاع مختلفة.

يوضح الشكل أدناه مخططًا نموذجيًا للدائرة لتوصيل دائرة كهربائية صغيرة.

المخطط بسيط، لذلك يمكن استنساخه تماما بيديك. هناك بعض الميزات التي تتضمن القيم الحدية وطريقة التحكم في السرعة:

إذا كنت بحاجة إلى تنظيم عكس المحرك، فسيتعين عليك استكمال الدائرة ببداية ستغير اتجاه لف الإثارة. ستحتاج أيضًا إلى دائرة تحكم في السرعة صفر لمنح الإذن بالرجوع إلى الخلف. لا يظهر في الصورة.

مبدأ التحكم

عندما يتم ضبط سرعة دوران عمود المحرك بواسطة مقاوم في دائرة الخرج 5، يتم تشكيل سلسلة من النبضات عند الخرج لإلغاء قفل الترياك بزاوية معينة. تتم مراقبة سرعة الدوران بواسطة مولد السرعة، والذي يحدث بتنسيق رقمي. يقوم السائق بتحويل النبضات المستقبلة إلى جهد تناظري، ولهذا السبب يتم تثبيت سرعة العمود عند قيمة واحدة، بغض النظر عن الحمل. إذا تغير الجهد من مولد التاكو، فإن المنظم الداخلي سيزيد من مستوى إشارة التحكم في الخرج للترياك، مما سيؤدي إلى زيادة السرعة.

يمكن للدائرة الدقيقة التحكم في تسارعين خطيين، مما يسمح لك بتحقيق الديناميكيات المطلوبة من المحرك. يتم تثبيت واحد منهم على Ramp 6 pin للدائرة. يتم استخدام هذا المنظم من قبل الشركات المصنعة للغسالات نفسها، لذلك فهو يتمتع بجميع المزايا التي يمكن استخدامها للأغراض المنزلية. يتم ضمان ذلك من خلال وجود الكتل التالية:

الاستخدام مخطط مماثليوفر التحكم الكامل في محرك المبدل في أي وضع. بفضل التحكم القسري في التسارع، من الممكن تحقيق سرعة التسارع المطلوبة لسرعة دوران معينة. يمكن استخدام هذا المنظم للجميع المحركات الحديثةمن الغسالات المستخدمة لأغراض أخرى.

يمكن استخدام دائرة منظم تعتمد على تعديل عرض النبضة، أو ببساطة، لتغيير سرعة محرك تيار مستمر بجهد 12 فولت. إن تنظيم سرعة العمود باستخدام PWM يعطي أداءً أفضل من مجرد تغيير جهد التيار المستمر المزود للمحرك.

رقاقة تحكم في سرعة المحرك

يتم توصيل المحرك بترانزستور التأثير الميداني VT1، والذي يتم التحكم فيه بواسطة هزاز متعدد PWM يعتمد على مؤقت NE555 الشهير. بفضل التطبيق، تبين أن نظام التحكم في السرعة بسيط للغاية.

كما سبق ذكره أعلاه، تحكم في سرعة المحركفعلت مع مولد بسيطنبضات تم إنشاؤها بواسطة هزاز متعدد مستقر بتردد 50 هرتز تم إجراؤها على جهاز ضبط الوقت NE555. توفر الإشارات الصادرة من خرج الهزاز المتعدد انحيازًا لبوابة ترانزستور MOSFET.

يمكن ضبط مدة النبضة الإيجابية باستخدام المقاوم المتغير R2. كلما زاد عرض النبضة الإيجابية التي تدخل بوابة ترانزستور MOSFET، زادت الطاقة التي يتم توفيرها للمحرك DC. والعكس صحيح، فكلما كان عرضه أضيق، قلت الطاقة المنقولة، ونتيجة لذلك، انخفض العرض سرعة المحرك. يمكن أن تعمل هذه الدائرة من مصدر طاقة 12 فولت.

خصائص الترانزستور VT1 (BUZ11):

• نوع الترانزستور: موسفيت
• القطبية: ن
• الحد الأقصى لتبديد الطاقة (وات): 75
• الحد الأقصى المسموح به لجهد مصدر الصرف (V): 50
• الحد الأقصى المسموح به لجهد مصدر البوابة (V): 20
• الحد الأقصى المسموح به لتيار التصريف المستمر (أ): 30

يستخدم جهاز ضبط الوقت 555 على نطاق واسع في أجهزة التحكم، على سبيل المثال، في PWM - وحدات التحكم في السرعة لمحركات التيار المستمر.

ربما سمع أي شخص سبق له استخدام مفك براغي لاسلكي صوت صرير قادمًا من الداخل. هذا هو صفير اللفات المحرك تحت التأثير الجهد الدافعالتي تم إنشاؤها بواسطة نظام PWM.

من غير اللائق ببساطة تنظيم سرعة المحرك المتصل بالبطارية بطريقة أخرى، على الرغم من أن ذلك ممكن تمامًا. على سبيل المثال، ما عليك سوى توصيل مقاومة متغيرة قوية بالتسلسل مع المحرك، أو استخدام متغير قابل للتعديل استقرار خطيالجهد مع غرفة تبريد كبيرة.

يظهر الشكل 1 متغيرًا لمنظم PWM استنادًا إلى مؤقت 555.

الدائرة بسيطة للغاية وتعتمد على هزاز متعدد، على الرغم من تحويله إلى مولد نبض مع دورة عمل قابلة للتعديل، والتي تعتمد على نسبة معدلات الشحن والتفريغ للمكثف C1.

يتم شحن المكثف من خلال الدائرة: +12V، R1، D1، الجانب الأيسر من المقاوم P1، C1، GND. ويتم تفريغ المكثف على طول الدائرة: اللوحة العلوية C1، الجزء الأيمنالمقاوم P1، الصمام الثنائي D2، الدبوس 7 للمؤقت، اللوحة السفلية C1. من خلال تدوير شريط تمرير المقاوم P1، يمكنك تغيير نسبة مقاومات أجزائه اليسرى واليمنى، وبالتالي زمن الشحن والتفريغ للمكثف C1، ونتيجة لذلك، دورة عمل النبضات.

الشكل 1. دائرة منظم PWM على جهاز توقيت 555

يحظى هذا المخطط بشعبية كبيرة لدرجة أنه متوفر بالفعل في شكل مجموعة، كما هو موضح في الأشكال التالية.

الشكل 2. رسم تخطيطىمجموعة من منظم PWM.

تظهر هنا أيضًا مخططات التوقيت، لكن للأسف لا تظهر قيم الأجزاء. يمكن رؤيتها في الشكل 1، ولهذا السبب تظهر هنا. بدلاً من الترانزستور ثنائي القطب TR1 دون تغيير الدائرة، يمكنك استخدام حقل قوي، مما سيزيد من قوة الحمل.

بالمناسبة، ظهر عنصر آخر في هذا المخطط - الصمام الثنائي D4. والغرض منه هو منع تفريغ مكثف التوقيت C1 من خلال مصدر الطاقة والحمل - المحرك. وهذا يضمن استقرار تردد PWM.

بالمناسبة، بمساعدة هذه الدوائر، يمكنك التحكم ليس فقط في سرعة محرك التيار المستمر، ولكن أيضًا ببساطة في الحمل النشط - مصباح متوهج أو نوع من عناصر التسخين.

الشكل 3. لوحة الدوائر المطبوعة لمجموعة منظم PWM.

إذا بذلت القليل من العمل، فمن الممكن إعادة إنشائه باستخدام أحد برامج الرسم لوحات الدوائر المطبوعة. على الرغم من قلة عدد الأجزاء، سيكون من الأسهل تجميع نسخة واحدة باستخدام التثبيت المفصلي.

الشكل 4. ظهور مجموعة من منظمات PWM.

صحيح أن مجموعة العلامات التجارية المجمعة بالفعل تبدو جميلة جدًا.

هنا ربما يطرح شخص ما سؤالاً: "الحمل في هذه الهيئات التنظيمية متصل بين +12 فولت ومجمع ترانزستور الإخراج. ولكن ماذا عن السيارة، على سبيل المثال، لأن كل شيء هناك مرتبط بالفعل بالأرض، بجسم السيارة؟

نعم، لا يمكنك الجدال ضد الكتلة، وهنا لا يسعنا إلا أن نوصي بنقل مفتاح الترانزستور إلى الفجوة الموجودة في السلك "الموجب". البديل المحتملوتظهر دائرة مماثلة في الشكل 5.

الشكل 5.

ويبين الشكل 6 مرحلة إخراج MOSFET بشكل منفصل. يتم توصيل استنزاف الترانزستور بـ +12 فولت من البطارية، والبوابة ببساطة "معلقة" في الهواء (وهو أمر غير مستحسن)، ويتم توصيل الحمل بدائرة المصدر، في حالتنا المصباح الكهربائي. يظهر هذا الشكل ببساطة لشرح كيفية عمل ترانزستور MOSFET.

الشكل 6.

من أجل فتح ترانزستور MOSFET، يكفي تطبيق جهد إيجابي على البوابة بالنسبة للمصدر. في هذه الحالة، سوف يضيء المصباح الكهربائي بكامل شدته وسيضيء حتى يتم إغلاق الترانزستور.

في هذا الشكل، أسهل طريقة لإيقاف تشغيل الترانزستور هي قصر دائرة البوابة إلى المصدر. ومثل هذا الإغلاق اليدوي مناسب تمامًا لفحص الترانزستور، ولكن في دائرة حقيقية، وخاصة دائرة النبض، سيتعين عليك إضافة بعض التفاصيل الإضافية، كما هو موضح في الشكل 5.

كما ذكر أعلاه، يلزم وجود مصدر جهد إضافي لتشغيل ترانزستور MOSFET. في دائرتنا، يلعب دوره المكثف C1، الذي يتم شحنه عبر دائرة +12V، R2، VD1، C1، LA1، GND.

لفتح الترانزستور VT1، يجب تطبيق جهد إيجابي من مكثف مشحون C2 على بوابته. من الواضح تمامًا أن هذا لن يحدث إلا عندما يكون الترانزستور VT2 مفتوحًا. وهذا ممكن فقط إذا كان الترانزستور optocoupler OP1 مغلقًا. ثم الجهد الموجب من اللوحة الموجبة للمكثف C2 عبر المقاومات R4 و R1 سيفتح الترانزستور VT2.

في هذه اللحظة اشارة ادخاليجب أن يكون لـ PWM مستوى منخفض وأن يتجاوز مؤشر LED الخاص بـ optocoupler (يُطلق على هذا التضمين لـ LEDs غالبًا اسم معكوس) ، لذلك يكون مؤشر LED optocoupler مغلقًا ويتم إغلاق الترانزستور.

لإيقاف تشغيل ترانزستور الإخراج، تحتاج إلى توصيل بوابته بالمصدر. في دائرتنا، سيحدث هذا عند فتح الترانزستور VT3، وهذا يتطلب أن يكون ترانزستور الإخراج الخاص بـ optocoupler OP1 مفتوحًا.

إشارة PWM موجودة في هذا الوقت مستوى عال، لذلك لا يتم تحويل مؤشر LED وينبعث منه الأشعة تحت الحمراء المخصصة له، ويكون ترانزستور optocoupler OP1 مفتوحًا، مما يؤدي نتيجة لذلك إلى إيقاف تشغيل الحمل - المصباح الكهربائي.

كأحد الخيارات لاستخدام دائرة مماثلة في السيارة، فهي نهارية تشغيل أضواء. في هذه الحالة، يدعي سائقي السيارات استخدام المصابيح شعاع عالي، قيد التشغيل بكامل طاقته. في أغلب الأحيان، يتم تنفيذ هذه التصميمات على وحدة تحكم دقيقة، ويوجد الكثير منها على الإنترنت، ولكن من الأسهل القيام بذلك باستخدام جهاز توقيت 555.

برامج تشغيل ترانزستورات MOSFET على مؤقت 555

وجد المؤقت المتكامل 555 تطبيقًا آخر في العاكسات ثلاثية الطور، أو كما يطلق عليها غالبًا محركات التردد المتغير. الغرض الرئيسي من "محركات التردد" هو تنظيم سرعة دوران المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور. يمكنك العثور في الأدبيات وعلى الإنترنت على العديد من المخططات لمحركات التردد محلية الصنع، والتي لم يختف الاهتمام بها حتى يومنا هذا.

على العموم الفكرة هي هذه تقويمها أنابيب الجهدوباستخدام جهاز التحكم يتم تحويله إلى ثلاثي الطور كما في الشبكة الصناعية. لكن تردد هذا الجهد يمكن أن يتغير تحت تأثير وحدة التحكم. طرق التغيير مختلفة - فقط من التحكم اليدويقبل التنظيم من قبل نظام التشغيل الآلي.

يظهر الشكل 1 الرسم التخطيطي للعاكس ثلاثي الطور. النقاط أ، ب، جيوضح المراحل الثلاث التي يتصل بها المحرك غير المتزامن. يتم الحصول على هذه المراحل أثناء التخفيف مفاتيح الترانزستوروالتي تظهر في هذا الشكل على شكل ترانزستورات IGBT خاصة.

الشكل 1. رسم تخطيطي لعاكس ثلاثي الطور

يتم تثبيت برامج تشغيل مفتاح الطاقة العاكس بين جهاز التحكم (وحدة التحكم) ومفاتيح الطاقة. يتم استخدام دوائر دقيقة متخصصة مثل IR2130 كمحركات، مما يسمح لك بتوصيل جميع المفاتيح الستة بوحدة التحكم مرة واحدة - ثلاثة مفاتيح علوية وثلاثة سفلية، بالإضافة إلى أنها توفر أيضًا مجموعة كاملة من الحماية. يمكن العثور على جميع التفاصيل حول هذه الشريحة في ورقة البيانات.

وكل شيء سيكون على ما يرام، ولكن مثل هذه الدائرة الدقيقة مكلفة للغاية بالنسبة للتجارب المنزلية. وهنا يأتي الموقت المدمج 555، المعروف أيضًا باسم KR1006VI1، للإنقاذ مرة أخرى. يظهر الرسم التخطيطي لذراع واحد لجسر ثلاثي الطور في الشكل 2.

الشكل 2. برامج تشغيل ترانزستورات MOSFET على جهاز توقيت 555

يتم استخدام KR1006VI1 الذي يعمل في وضع مشغل Schmitt كمحركات للمفاتيح العلوية والسفلية لترانزستورات الطاقة. عند استخدام مؤقت في هذا الوضع، يكفي الحصول عليه ببساطة تيار نبضيفتحة البوابة لا تقل عن 200 مللي أمبير، مما يضمن التبديل السريع لترانزستورات الإخراج.

يتم توصيل ترانزستورات المفاتيح السفلية مباشرة بالسلك المشترك لوحدة التحكم، لذلك لا توجد صعوبات في التحكم في برامج التشغيل - يتم التحكم في برامج التشغيل السفلية مباشرة من وحدة التحكم عن طريق الإشارات المنطقية.

الوضع مع المفاتيح العلوية أكثر تعقيدًا إلى حد ما. بادئ ذي بدء، يجب عليك الانتباه إلى كيفية تشغيل برامج التشغيل الرئيسية العليا. تسمى طريقة التغذية هذه "الداعمة". معناها هو كما يلي. يتم تشغيل الدائرة الدقيقة DA1 بواسطة مكثف C1. ولكن كيف يمكن شحنها؟

عند فتح الترانزستور VT2، تكون اللوحة السالبة للمكثف C1 متصلة عمليًا بالسلك المشترك. في هذا الوقت، يتم شحن المكثف C1 من مصدر الطاقة عبر الصمام الثنائي VD1 إلى جهد +12 فولت. عندما يتم إغلاق الترانزستور VT2، سيتم إغلاق الصمام الثنائي VD1 أيضًا، لكن احتياطي الطاقة في المكثف C1 يكفي لتشغيل شريحة DA1 في الدورة التالية. لتحقيق العزل الكلفاني عن وحدة التحكم وفيما بينها، يجب التحكم في المفاتيح العلوية من خلال optocoupler U1.

تتيح لك طريقة إمداد الطاقة هذه التخلص من تعقيد مصدر الطاقة والتعامل مع جهد واحد فقط. وبخلاف ذلك، ستكون هناك حاجة إلى ثلاث ملفات معزولة على المحول، وثلاثة مقومات وثلاثة مثبتات. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل حول طريقة إمداد الطاقة هذه في أوصاف الدوائر الدقيقة المتخصصة.

بوريس ألاديشكين، http://electrik.info