Видове и разположение на оборотите на колекторните двигатели

Колекторните мотори често могат да бъдат намерени в домакински електрически уреди и електроинструменти: пералня, шлифовъчна машина, бормашина, прахосмукачка и др. ) - което е необходимото за повечето електроинструменти.

В същото време колекторните мотори могат да се захранват както от постоянен ток (по-специално, ректифициран), така и от променлив ток от домакинска мрежа. За да контролирате скоростта на въртене на ротора на колекторния мотор, се използват регулатори на скоростта, които ще бъдат разгледани в тази статия.

За начало припомнете устройството и принципа на колекторния мотор. Колекторният мотор задължително включва следните части: ротор, статор и превключвател с четка-комутатор. Когато се подава мощност към статора и ротора, техните магнитни полета започват да взаимодействат и в крайна сметка роторът се върти.

Силата се подава към ротора чрез графитни четки, които плътно прилягат към колектора (към колекторните ламели). За да промените посоката на въртене на ротора, е необходимо да промените фазирането на напрежението върху статора или върху ротора.

Намотките на ротора и статора могат да се захранват от различни източници или могат да бъдат свързани паралелно или последователно помежду си. Толкова отличени са колекторните двигатели с паралелно и серийно възбуждане. А именно, колекторни двигатели с последователно възбуждане могат да бъдат намерени в повечето домакински електрически уреди, тъй като такова включване дава възможност за получаване на двигател, устойчив на претоварвания.

Говорейки за регулатори на скоростта, на първо място, нека се спрем на най-простата тиристорна (триакционна) верига (виж по-долу). Това решение се използва в прахосмукачки, перални, шлифовъчни машини и показва висока надеждност при работа в променливотокови вериги (особено от домакинска мрежа).

Тази схема работи доста просто: за всеки период от мрежовото напрежение кондензатор зарежда се чрез резистор към напрежението на отключването на динистора, свързан с контролния електрод на главния ключ (триак), след което триак се отваря и предава ток към товара (към колекторния мотор).

Чрез регулиране на времето за зареждане на кондензатора в управляващата верига на отвора на триака регулирайте средната мощност, подадена към двигателя, съответно регулирайте скоростта. Това е най-простият регулатор без текуща обратна връзка.

Triac верига е подобна на обичайната димер за регулиране на яркостта на лампите с нажежаема жичка, няма обратна връзка в него. За да се появи текущата обратна връзка, например, за поддържане на приемлива мощност и предотвратяване на претоварвания, е необходима допълнителна електроника. Но ако разгледате опции от прости и непрости схеми, тогава триакова верига следва триадна верига.

Веригата на реостата ви позволява ефективно да контролирате скоростта, но води до разсейване на голямо количество топлина. Той изисква радиатор и ефективно разсейване на топлината, което означава загуба на енергия и ниска ефективност в крайна сметка.

Регулаторните вериги са по-ефективни в специални вериги за управление на тиристори или поне на интегрален таймер. Превключването на товара (колекторния мотор) на променлив ток се осъществява от силов транзистор (или тиристор), който се отваря и затваря един или повече пъти през всеки период на мрежовия синусоид. Това регулира средната мощност, подавана на двигателя.

Управляващата верига се захранва от 12 волта директно напрежение от собствения източник или от 220 волтова мрежа чрез гасителна верига.Такива схеми са подходящи за управление на мощни двигатели.

Разбира се, принципът на регулиране с DC чипове PWM - импулсна ширина модулация, Транзисторът, например, се отваря със строго определена честота от няколко килогерца, но продължителността на отвореното състояние е регулируема. Така че, завъртайки дръжката на променлив резистор, задайте скоростта на въртене на ротора на колекторния двигател. Този метод е удобен за поддържане на малки обороти на колекторния двигател под товар.

По-добър контрол - това е регулиране на постоянен ток. Когато ШИМ работи с честота от порядъка на 15 kHz, чрез регулиране на широчината на импулса, напрежението се управлява с приблизително същия ток. Да речем, чрез регулиране на постоянно напрежение в диапазона от 10 до 30 волта, те получават различни обороти при ток от около 80 ампера, постигайки необходимата средна мощност.

Ако искате да направите обикновен регулатор за колекторния мотор със собствените си ръце, без специални искания за обратна връзка, тогава можете да изберете схема на тиристор. Всичко, от което се нуждаете, е поялник, кондензатор, динистор, тиристор, чифт резистори и проводници.

Ако имате нужда от по-добър контролер с възможност за поддържане на стабилна скорост при динамично натоварване, разгледайте по-отблизо контролерите за обратна връзка, които могат да обработват сигнала от тахогенератора (сензор за скорост) на колекторния двигател, както се прави например в пералните машини.

Вижте също по тази тема:PWM - 555 контролери за скорост на двигателя