Регулировать частоту вращения маломощного коллекторного электродвигателя (ЭД) можно, включая последовательно с ним резистор. Но такой вариант дает низкий КПД, не дает возможности делать плавную регулировку (переменные резисторы в несколько десятков Ом не распространены). Главное, что эта мера иногда приводит к остановке вращения вала: ЭД «зависает» при малом напряжении питания в некотором положении ротора. Регуляторы, приведенные в этой статье, свободны от этих недостатков. Устройство можно применять и для регулировки яркости свечения ламп накаливания.
На рис.1 показана схема одного из регуляторов. На однопереходном транзисторе VT1 выполнен генератор пилообразного напряжения (частота повторения 150 Гц), а операционный усилитель (ОУ) DA1 выполняет функцию компаратора, формирующего ШИМ-последовательность на базе ключевого транзистора VT2. Регулируют частоту вращения потенциометром R5, который изменяет ширину импульсов. В связи с тем, что их амплитуда всегда равна напряжению питания, ЭД никогда не «зависает», к тому же он может вращаться намного медленнее, чем в номинальном режиме.
Вторая схема (рис.2) аналогична предыдущей, но в качестве задающего генератора используется ОУ DA1. Этот ОУ работает как генератор напряжения треугольной формы с частотой повторения 500 Гц. Потенциометром R7 устанавливают частоту вращения.
Интересная схема регулятора, выполненного на интегральном таймере NE555, показана на рис.3. Задающий генератор работает на частоте 500 Гц. Длительность импульсов, а значит, и частоту вращения ЭД можно регулировать в районе от 2 до 98% периода повторения. Выход генератора через усилитель тока на транзисторе VT1 управляет ЭД М1. Недостатком вышеприведенных схем является отсутствие цепей стабилизации частоты вращения при изменении нагрузки на валу ЭД. Решить эту проблему поможет схема, показанная на рис.4.
Как и большинство подобных устройств, данный регулятор содержит задающий генератор напряжения треугольной формы с частотой повторения 2 кГц на DA1.1.DA1.2, компаратор DA1.3, электронный ключ VT1 и регулятор скважности импульсов (частоты вращения ЭД) R6. Особенность схемы — наличие положительной обратной связи через элементы R12,R11,VD1,C2, DA1.4, стабилизирующей частоту вращения вала М1 при изменении нагрузки. При налаживании с конкретным ЭД резистором R12 подбирают такую глубину ПОС, при которой ещё не происходят автоколебания частоты вращения при изменении нагрузки на валу двигателя.
Детали. В приведенных выше схемах можно использовать следующие замены деталей: транзистор КТ117А можно заменить КТ117Б-Г или 2N2646; КТ817Б — КТ815, КТ805; микросхему К140УД7 — К140УД6, КР544УД1 ,ТL071, TL081; таймер NE555 — С555, КР1006ВИ1; микросхему TL074 — TL064, TL084, LM324. Для подключения более мощной нагрузки ключевой транзистор КТ817 можно заменить мощным полевым транзистором, например, IRF3905 или ему подобный. Такой транзистор может коммутировать токи до 50 А.
Радіоаматор №4, 2008г.
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
Рис. 1DA1
ОУК140КД71
VT1
ТранзисторКТ117А1
VT2
Биполярный транзисторКТ817Б1
VD1
Выпрямительный диод1N40011
С1
Конденсатор22 нФ1
R1
Резистор330 кОм1
R2
Резистор470 Ом1
R3
Резистор68 Ом1
R4
Резистор100 кОм1
подборR5
Переменный резистор47 кОм1
R6
Резистор150 кОм1
подборR7
Резистор510 Ом1
M1
Электродвигатель1
Рис. 2DA1, DA2
ОУК140КД72
VT1
Биполярный транзисторКТ817Б1
VD1
Выпрямительный диод1N40011
С1
Конденсатор100 нФ1
С2
Электролитический конденсатор100 мкФ1
R1-R3
Резистор20 кОм3
R4, R5
Резистор10 кОм2
R6
Резистор20 кОм1
подборR7
Переменный резистор47 кОм1
R8
Резистор150 кОм1
R9
Резистор1 МОм1
R10
Резистор510 Ом1
M1
Электродвигатель1
Рис. 3DA1
Программируемый таймер и осцилляторNE5551
VT1
Биполярный транзисторКТ817Б1
VD1, VD2
ДиодД9Б2
VD3
Выпрямительный диод1N40011
С1
Конденсатор0.22 мкФ1
С2
Конденсатор0.1 мкФ1
R1, R3
Резистор1 кОм2
R2
Переменный резистор10 кОм1
R4
Резистор510 Ом1
M1
Электродвигатель1
Рис. 4DA1
Операционный усилительTL0741
VT1
Биполярный транзисторКТ817Б1
VD1
ДиодД9Б1
VD3
Выпрямительный диод1N40011
С1
Конденсатор22 нФ1
С2
Электролитический конденсатор10 мкФ1
С3
Электролитический конденсатор100 мкФ1
R1, R3, R7, R9
Резистор10 кОм4
R2
Резистор13 кОм1
R4
Резистор22 кОм1
R5
Резистор20 кОм1
R6
Переменный резистор10 кОм1
R8, R11
Резистор100 кОм2
R10
Резистор330 Ом1
R12
Переменный резистор47 кОм1
M1
Электродвигатель1
Добавить все