Avtoprokat-rzn.ru

Автопрокат Эволюшн
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

UX-52 – Китайский регулятор оборотов. Обзор, тестирование, доработка

UX-52 – Китайский регулятор оборотов. Обзор, тестирование, доработка.

Выписал данный регулятр с Али для своего коллекторного двигателя от стиральной машины (510 W при 15000 об/мин):

По возможности полностью попытался разобраться с этим девайсом. По обзору в интернете народ в основном себе выписывает и использует вот такой регулятор:

Мой отличается от них не только ценой (мой 1004 руб. против 697 руб. в апреле 2019 г. на Али с бесплатной доставкой) но и наличием встроенного электронного тахометра с цифровым дисплеем. Внимательно изучив эту железяку пришел к выводу, что она предназначена изначально для регулировки оборотов асинхронного двигателя о чем и свидетельствует схема подключения на корпусе.
До сих пор я не сталкивался с тем, что регулировать обороты асинхронного двигателя можно не только частотником но и в принципе вот таким регулятором. С трудом нашел в интернете фото асинхронного движка с таходатчиком и видео, где человек подключает асинхронный электродвигатель с немыслимыми для меня и асинхронного электродвигателя 17500 об/мин. и таходатчиком на нем. yandex.ru/video/search?fi…%8C&noreask=1&path=wizard

Видимо для таких специальных электродвигателей к стиральным машинам изначально и был изготовлен регулятор UX-52. Потому как на мой взгляд нельзя регулировать обороты у классического асинхронного электродвигателя напряжением без последствий для него. Ну а для коллекторного регулировка этим UX-52 да и US-52 будет в самый раз.
Так как в наличии у меня такого движка нет провел опыт с подобным движком но без таходатчика.
Работает зараза, но даже с небольшим напряжением на входе двигатель набирает свои обороты, мощность при этом маленькая – можно остановить за шкив.
Уверенность в том что регулятор предназначен для асинхронных электродвигателей укрепилась также и в том, что встроенный конденсатор 12Мкф 470V как раз и нужен только для работы асинхронника. Да и схема подключения на самом регуляторе нарисована для работы асинхронного электродвигателя.
Встроенный тахометр рассчитан на максимальное число оборотов 5000, если поднимаешь выше то несет ерунду. Произвел замеры разных параметров данного регулятора при помощи моего коллекторного электродвигателя на холостом ходу и под нагрузкой – прижимал шкив дощечкой товодя потребляемый ток до 3А. Замерял обороты этим механическим прибором (погрешность 1%) и я ему верю:

Выводы: не стоит переплачивать за UX-52 так как встроенный цифровой тахометр показывает примерно в 1,5 раза меньше реальных оборотов. Вполне сойдет и US-52 без этой приблуды. Результаты испытаний и схемы:

Теперь о переделке регулятора для своего электродвигателя. Установленный в данном регуляторе динистор ВТ137 600Е на 8 ампер на явно маловатый радиатор долго не протянет и я выбросив громоздкий конденсатор на 12 Мкф изготовил самопальный радиатор и через пасту КПТ-8 закрепил на его месте на пластиковых стойках – корпус данного динистора с сетью не развязан.

Регулятор оборотов двигателя

Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.

С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.

Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора. Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма. Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.

Вращение вала

Двигатели делят на:

  1. асинхронные,
  2. коллекторные.

Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах. И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен. Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.

Коллекторный двигатель используется очень часто. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.

Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.

Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.

Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.

Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера. Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме. Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.

Читайте так же:
Регулировка зазора свечей зил 130

Что такое асинхронный двигатель?

Электродвигатели переменного тока нашли довольно широкое применение в различных сферах нашей жизнедеятельности, в подъемно транспортном, обрабатывающем, измерительном оборудовании. Они используются для превращения электрической энергии, которая поступает от сети, в механическую энергию вращающегося вала. Чаще всего используются именно асинхронные преобразователи переменного тока. В них частота вращения ротора и статора отличаются. Между этими активными элементами обеспечивается конструктивный воздушный зазор.

И статор, и ротор имеют жесткий сердечник из электротехнической стали (наборного типа, из пластин), выступающий в роли магнитопровода, а также обмотку, которая укладывается в конструктивные пазы сердечника. Именно способ организации или укладки обмотки ротора является ключевым критерием классификации этих машин.

Двигатели с короткозамкнутым ротором (АДКР)

Здесь используется обмотка в виде алюминиевых, медных или латунных стержней, которые вставляются в пазы сердечника и с обеих сторон замыкаются дисками (кольцами). Тип соединения этих элементов зависит от мощности двигателя: для малых значений используют метод совместной отливки дисков и стержней, а для больших – раздельное изготовление с последующей сваркой между собой. Обмотка статора подключается с использованием схем «треугольника» или «звезды».

Двигатели с фазным ротором

К сети подключается трехфазная обмотка ротора, посредством контактных колец на основном валу и щеток. За основу принимается схема «звезда». На рисунке внизу представлена типичная конструкция такого двигателя.

Принцип работы и число оборотов асинхронных двигателей

Данный вопрос рассмотрим на примере АДКР, как наиболее распространенного типа электродвигателей подъемно-транспортном и обрабатывающем оборудовании. Напряжение от сети подается на обмотку статора, каждая из трех фаз которой смещена геометрически на 120°. После подачи напряжения возникает магнитное поле, создающее путем индукции ЭДС и ток в обмотках ротора. Последнее вызывает электромагнитные силы, заставляющие ротор вращаться. Еще одна причина, по которой все это происходит, а именно, возникает ЭДС, является разность оборотов статора и ротора.

Одной из ключевых характеристик любого АДКР является частота вращения, расчет которой можно вести по следующей зависимости:

n = 60f / p, об/мин

где f – частота сетевого напряжения, Гц; р – число полюсных пар статора.

Все технические характеристики указываются на металлической табличке, закрепленной на корпусе. Но если она отсутствует по какой-то причине, то определить число оборотов нужно вручную по косвенным показателям. Как правило, используется три основных метода:

  • Расчет количества катушек. Полученное значение сопоставляется с действующими нормами для напряжения 220 и 380В (см. табл. ниже);

  • Расчет оборотов с учетом диаметрального шага обмотки. Для определения используется формула вида:

где 2p – число полюсов; Z1 – количество пазов в сердечнике статора; y – собственно, шаг укладки обмотки.

Стандартные значения оборотов:

  • Расчет числа полюсов по сердечнику статора. Используются математические формулы, где учитываются геометрические параметры изделия:

2p = 0,35Z1b / h или 2p = 0,5Di / h,

где 2p – число полюсов; Z1 – количество пазов в статоре; b – ширина зубца, см; h – высота спинки, см; Di – внутренний диаметр, образованный зубцами сердечника, см.

После этого по полученным данным и магнитной индукции нужно определить количество витков, которое сверяется с паспортными данными двигателей.

Способы изменения оборотов двигателя

Регулировка оборотов любого трехфазного электродвигателя, используемого в подъемно-транспортной технике и оборудовании, позволяет добиться требуемых режимов работы точно и плавно, что далеко не всегда возможно, например, за счет механических редукторов. На практике используется семь основных методов коррекции скорости вращения, которые делятся на два ключевых направления:

  1. Изменение скорости магнитного поля в статоре. Достигается за счет частотного регулирования, переключения числа полюсных пар или коррекции напряжения. Следует добавить, что эти методы применимы для электродвигателей с короткозамкнутым ротором;
  2. Изменение величины скольжения. Этот параметр можно откорректировать за счет питающего напряжения, подключения дополнительного сопротивления в электрическую цепь ротора, применения вентильного каскада или двойного питания. Используется для моделей с фазным ротором.

Наиболее востребованными методами являются регулирование напряжения и частоты (за счет применения преобразователей), а также изменение количества полюсных пар (реализуется путем организации дополнительной обмотки с возможностью переключения).

Типичные схемы регуляторов оборотов

На рынке сегодня есть широкий выбор регуляторов и частотных преобразователей для асинхронных двигателей. Тем не менее, для бытовых нужд подъемного или обрабатывающего оборудования вполне можно сделать расчет и сборку на микросхеме самодельного прибора на базе тиристоров или мощных транзисторов.

Ниже представлен пример схемы достаточно мощного регулятора для асинхронного двигателя. За счет чего можно добиться плавного контроля параметров его работы, снижения энергопотребления до 50%, расходов на техническое обслуживание.

Данная схема является сложной. Для бытовых нужд ее можно значительно упростить, используя в качестве рабочего элемента симистор, например, ВТ138-600. В этом случае схема будет выглядеть следующим образом:

Обороты электродвигателя будут регулироваться за счет потенциометра, который определяет фазу входного импульса, открывающего симистор.

Как можно судить из информации, представленной выше, от оборотов асинхронного двигателя зависят не только параметры его работы, но и эффективность функционирования питаемого подъемного или обрабатывающего оборудования. В торговой сети сегодня можно приобрести самые разнообразные регуляторы, но также можно совершить расчет и собрать эффективное устройство своими руками.

Управление скоростью вращения однофазных двигателей

Изменение оборотов асинхронного двигателя

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Читайте так же:
Регулировка клапанов 4216 с гидрокомпенсаторами щупом

Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки — рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.

Схема обмоток конденсаторного электромотораКонденсаторный двигатель с фазосдвигающей обмоткой

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

  • изменения расхода воздуха в системе вентиляции
  • регулирования производительности насосов
  • изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

Способы регулирования

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

  • изменение напряжения питания двигателя
  • изменение частоты питающего напряжения

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя — разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

n1 скорость вращения магнитного поля

n2 — скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения — из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз — то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

Автотрансформатор — это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

Регулировка скорости асинхронного двигателя

На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

Преимущества данной схемы:

      • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
      • хорошая перегрузочная способность трансформатора

      Недостатки:

          • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
          • все недостатки присущие регулировке напряжением

          Регулирование напряжением скорости вращения двигателяУправление скоростью двигателя трансформатором

          Тиристорный регулятор оборотов двигателя

          В данной схеме используются ключи — два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

          Принципиальная электронная схема регулятора оборотов двигателя вентилятора

          Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно «отрезается» кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

          Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

          Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

          Ещё один способ регулирования — пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно — шумы и рывки при работе.

          Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

          • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
          • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
          • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения — для гарантированного старта двигателя
          • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

          Достоинства тиристорных регуляторов:

              • низкая стоимость
              • малая масса и размеры

              Недостатки:

                  • можно использовать для двигателей небольшой мощности
                  • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя
                  • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
                  • все недостатки регулирования напряжением

                  Используется для изменения оборотов вентилятораУстройство тиристорного регулятора

                  Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом.

                  Транзисторный регулятор напряжения

                  Как называет его сам производитель — электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

                  Электронный трансформатор для двигателя вентилятора

                  Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы — полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

                  Электронная схема трансформатора регулировки вращения двигателя

                  Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

                  Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

                  Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы — диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

                  Плюсы электронного автотрансформатора:

                        • Небольшие габариты и масса прибора
                        • Невысокая стоимость
                        • Чистая, неискажённая форма выходного тока
                        • Отсутствует гул на низких оборотах
                        • Управление сигналом 0-10 Вольт

                        Слабые стороны:

                              • Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
                              • Все недостатки регулировки напряжением

                              Частотное регулирование

                              Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина — не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

                              Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие — массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

                              На данный момент частотное преобразование — основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

                              Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

                              Однофазные двигатели могут управляться:

                              • специализированными однофазными ПЧ
                              • трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

                              Преобразователи для однофазных двигателей

                              В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей — INVERTEK DRIVES.

                              Это модель Optidrive E2

                              Частотный преобразователь для однофазных двигателей

                              Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

                              При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

                              f — частота тока

                              С — ёмкость конденсатора

                              В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

                              Преобразователь частоты для однофазного двигателя

                              Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя — в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

                              Преимущества специализированного частотного преобразователя:

                                    • интеллектуальное управление двигателем
                                    • стабильно устойчивая работа двигателя
                                    • огромные возможности современных ПЧ:
                                      • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
                                      • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
                                      • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
                                      • различные выходы
                                      • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
                                      • предустановленные скорости
                                      • ПИД-регулятор

                                      Минусы использования однофазного ПЧ:

                                            • ограниченное управление частотой
                                            • высокая стоимость

                                            Использование ЧП для трёхфазных двигателей

                                            Частотный преобразователь Тошиба

                                            Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

                                            Из однофазного двигателя удаляют конденсатор

                                            Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

                                            Расположение обмоток

                                            Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого — магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

                                            В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

                                            При работе без конденсатора это приведёт к:

                                            • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
                                            • разному току в обмотках

                                            Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

                                            Преимущества:

                                                    • более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
                                                    • огромный выбор по мощности и производителям
                                                    • более широкий диапазон регулирования частоты
                                                    • все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

                                                    Недостатки метода:

                                                    Подключение двигателя от старой стиральной машины

                                                    Каждый пользователь знает, что электродвигатель является искусственным сердцем любой бытовой техники, и именно он вращает барабан стиральной машины. Двигатели стиральных машин выглядят наиболее ценными в глазах домашних мастеров и авторов самых разнообразных самодельных станков. Но извлечь мотор из старого агрегата — только половина дела. Для эффективного использования двигателя его нужно правильно подключить.

                                                    Варианты применения

                                                    Сделать это не так уж сложно, даже для человека абсолютно не знакомого с основами электротехники. Допустим, у вас сломалась машина Индезит, но двигатель с мощностью 430 Вт, развивающий скорость до 11500 об/мин, вполне исправен, моторесурс его не исчерпан. Значит, его можно использовать для хозяйственных нужд.

                                                    Двигатель

                                                    Мотор стиральной машины

                                                    Есть много различных идей, как использовать и заново подключить двигатель от вышедшей из строя стиральной машины автомат.

                                                    1. Простейший вариант — сделать точильный станок, так как в доме постоянно надо наточить ножи, ножницы. Для этого надо жестко закрепить электромотор на прочном основании, закрепить на валу точильный камень или шлифовальный круг и подключить его к сети.
                                                    2. Тем, кто занимается строительством, можно сделать бетономешалку. Для этих целей пригодится бак от стиральной машинки после небольшой доработки. Некоторые делают самодельный вибратор для усадки бетона — это хороший вариант использования мотора.
                                                    3. Можно сделать вибростол, если вы занимаетесь производством шлакоблоков или тротуарной плитки на своем приусадебном участке.
                                                    4. Крупорушка и мельница для измельчения травы — весьма оригинальное применение двигателя от старой стиральной машины, незаменимое для тех, кто живет в сельской местности и занимается разведением домашней птицы.

                                                    Вариантов использования чрезвычайно много, все они основаны на возможностях мотора от стиральной машины вращать различные насадки или приводить в действие вспомогательные механизмы. Вы можете выбрать самый необычный вариант использования снятого оборудования, но для осуществления задуманного, необходимо знать, как подключить двигатель от стиральной машины правильно, чтобы не сгорела обмотка.

                                                    Виды используемых двигателей

                                                    Технический прогресс не стоит на месте. Поэтому двигатели старых стиралок сильно отличаются по массе, габаритам, крутящему моменту от решений современного класса.

                                                    Асинхронный

                                                    Асинхронный двигатель называется так из-за особенностей принципа действия. Вал его ротора приводит во вращение электромагнитное поле. Оно генерируется в результате воздействия соответствующих потоков в обмотках статора. При этом частота последних выше, чем в роторе. Как следствие, снижается коэффициент полезного действия мотора.

                                                    Асинхронный двигатель

                                                    Важно! Большинство асинхронных двигателей рассчитано на работу с трехфазным напряжением. При питании от сети 220В необходима соответствующая схема подключения и пусковой конденсатор.

                                                    Асинхронники неприхотливы и надежны. Их достаточно регулярно смазывать. В обмен на такую простоту масса и габариты мотора весьма значительны.

                                                    Коллекторный

                                                    Коллекторный электродвигатель назван так по имени узла снятия напряжения на обмотки. Принцип работы мотора прост. При подаче напряжения на обмотки статора и ротора образуется момент вращения. При повороте вала щетки на коллекторе смещаются на следующие контактные площадки. В результате в работу включается другая обмотка и образуется новый момент вращения.

                                                    Коллекторные двигатели отличаются простотой управления: для изменения оборотов достаточно регулировать подаваемое напряжение. Кроме этого, мотору все равно, на каком типе питания работать. Он может питаться переменным и постоянным напряжением. Легко осуществить и реверс. Достаточно поменять полярность подаваемого напряжения на щетки.

                                                    Коллекторный двигатель

                                                    У коллекторного двигателя высокий КПД, малые габариты и хорошие характеристики вращающегося момента. Но есть и недостатки. В частности, щетки стираются. Они подлежат регулярной замене. Кроме этого, угольная пыль при их истирании покрывает внутренности мотора, что может потенциально служить причиной изменения электрических и иных параметров.

                                                    Бесколлекторный

                                                    Принцип действия данного типа электромотора вполне полно описывается его наименованием. У устройства нет коллектора с контактными парами. Однако при этом мотор все так же приводится в действие электромагнитными полями. В бесколлекторных (они же инверторные) решениях на валу или в конструкции ротора расположены постоянные магниты.

                                                    Инверторный двигатель

                                                    Переменное магнитное поле генерируется в обмотках статора. В результате конструкция имеет массу преимуществ. У нее нет контактных элементов. Срок службы двигателя, который, к тому же, не требует особого обслуживания, зависит от ресурса использованных подшипников и измеряется десятилетиями.

                                                    Важно! Но есть у бесколлекторного двигателя и большой недостаток: у него частотное регулирование. Это означает, что изменять обороты без сложной электронной схемы не получится.

                                                    Подключение

                                                    Подключение двигателей зависит от их типа. Если при разборке старой стиралки сохранились контактные колодки, это сильно облегчит работу. Если же нет — для определения точек подключения понадобится мультиметр.

                                                    Асинхронный

                                                    Для нахождения контактов двух обмоток понадобится прозвонить их мультиметром. Пара, сопротивление которой больше, укажет на пусковую. У рабочей обмотки возбуждения показатель меньше.

                                                    Подключение можно осуществить двумя способами. Пара проводов 220В подключается напрямую к обмотке возбуждения. Пусковая также присоединяется к питанию. За одним исключением. На одном из проводов, идущем к контакту, устанавливается выключатель. Это не позиционное устройство. Можно использовать дверной звонок, который замкнут, пока нажат.

                                                    Схема 1

                                                    Пуск двигателя осуществляется следующим образом: выключатель удерживают во включенном состоянии, пока двигатель не наберет обороты. Затем отпускают. Вместо выключателя можно использовать конденсатор емкостью 3-4 мкФ. Тогда при подаче напряжения система будет запускаться автоматически.

                                                    Схема 2

                                                    В отдельных случаях, когда двигатель запускается без какой-либо нагрузки на валу, не потребуется активировать пусковую обмотку. В этом варианте мотор коммутируется непосредственно к питанию. Кабели подключаются к рабочей обмотке.

                                                    В такой схеме есть один недостаток: для вращения вала в нужную сторону его потребуется провернуть вручную во время пуска.

                                                    Коллекторный

                                                    На коллекторном двигателе стиралки есть клеммный блок. И на нем множество контактов, которые не нужны для непосредственного пуска двигателя. Нужно исключить следующие пары:

                                                    • тахометра, датчика вращения, с сопротивлением около 50-70 Ом;
                                                    • реле термозащиты, определяется по состоянию контактов, нормально замкнутое с нулевым или нормально разомкнутое с бесконечным сопротивлением.

                                                    Далее, определяются пары обмоток. Их подключают по понятной схеме. Два контакта (один — щетки ротора, второй — обмотки статора) соединяют. К оставшейся паре подают питающее напряжение. Двигатель начинает вращение. Если его направление не соответствует необходимому, коммутацию меняют. То есть, соединяют между собой точки предварительного подключения питания, а напряжение подают на оставшуюся пару.

                                                    Схема 3

                                                    Совет! Чтобы не сжечь двигатель, рекомендуется проверять его от аккумулятора. При питании 12В он запустится достаточно плавно.

                                                    Регулятор оборотов

                                                    Как асинхронный, так и коллекторный электромотор управляются напряжением питания. Меняя его значение, регулируют обороты. Делать это удобно при помощи обычного диммера для ламп накаливания. Он устанавливается на одну из линий питания.

                                                    Схема 4 регулировка оборотов

                                                    Важно! Но стоит помнить, что диммеру необходима доработка. В нем заменяется силовой ключ, симистор.

                                                    Делать это рекомендуется только пользователям с соответствующими знаниями. Остальным же стоит просто выбрать диммер с номинальной мощностью, которая в 1.2 — 1.5 раза больше соответствующего показателя электромотора, обороты на котором требуется регулировать.

                                                    Возможные неисправности

                                                    Теперь вы в курсе, как подключить электродвигатель, чтобы дать ему новую жизнь, но может получиться небольшой казус: двигатель не запустился. Надо разобраться в причинах и найти путь решения проблемы.

                                                    Проверьте нагрев мотора после его работы в течение минуты. За такой короткий промежуток времени тепло не успевает распространиться на все детали и можно точно зафиксировать место интенсивного нагрева: статор, узел подшипника или что-то другое.

                                                    Основными причинами быстрого нагрева являются:

                                                    • износ или засорение подшипника;
                                                    • сильно увеличенная емкость конденсатора (только для асинхронного типа двигателя).

                                                    Затем проверяем каждые 5 минут работы — достаточно трех раз. Если вина в подшипнике — разбираем, смазываем или заменяем. Во время дальнейшей эксплуатации постоянно следим за нагревом двигателя. Не допускайте перегрева, ремонт может нанести большой урон домашнему бюджету.

                                                    Как подключить двигатель от стиральной машины к электрической сети 220 В

                                                    Домашнему мастеру в хозяйстве часто приходится делать то, что вручную не всегда легко и удобно. На помощь в таком случае приходят разнообразные станки. Но для нужно устройство, которое будет их приводить в движение, например, электродвигатель. Но асинхронные трёхфазные двигатели хоть и просты в устройстве и очень распространены, но не всегда есть возможность найти и купить конденсаторы для него. Поэтому вы можете использовать двигатели от бытовой техники. В этой статье мы рассмотрим схему подключения двигателя от стиральной машины к сети для прямого вращения и реверса.

                                                    Подключение двигателя стиральной машины автомат к сети 220В

                                                    Какие двигатели используют в стиральных машинах

                                                    В большинстве стиральных машин используются коллекторные электродвигатели. Они удобны тем, что не требуют пусковых и рабочих конденсаторов, могут напрямую подключаться к сети. К тому же простейший регулятор оборотов для них можно купить в любом магазине электротоваров.

                                                    Коллекторный двигатель от стиральной машины состоит из:

                                                    Ротора с коллектором;

                                                    Тахогенератора или датчика холла.

                                                    Для измерения оборотов двигателя и их регулирования используются как раз-таки тахогенераторы или датчики холла. Их для обычного пуска от двигателя от сети 220В не используют, но нужны для работы со сложными регуляторами оборотов, которые поддерживают мощность на валу независимо от его нагрузки (в пределах номинальной, естественно).

                                                    Схема подключения

                                                    Изначально двигатели от стиральной машины подключаются к сети с помощью клеммной колодки. Если её не сняли до вас — при осмотре двигателя вы увидите подобную картинку:

                                                    Клеммная колодка электродвигателя стиральной машины

                                                    Порядок расположение проводов может отличаться, но в основном их назначение такое:

                                                    2 провода от щеток;

                                                    2 или 3 провода от обмотки статора.

                                                    2 провода от датчика оборотов.

                                                    Если у вас три провода от статора, то один из них — это средний вывод, используется для повышения оборотов в режиме отжима. Тогда если вы прозванивая обмотку обнаружили, что одна пара проводов даёт сопротивлении выше чем другая пара, то подключившись к концам с большим сопротивлением обороты будут меньше, но крутящий момент выше. А если выберете выводы с меньшим сопротивлением, то наоборот – обороты выше, а момент ниже.

                                                    В зависимости от конкретной модели на колодке могут быть выведены контакты какой-нибудь защиты, например, тепловой и прочее. В итоге для просто подключения к сети нам потребуется четыре провода, например, такие:

                                                    Для подключения электродвигателя к электричсекой сети нам потребуется четыре провода

                                                    Напомним, что надбавляющие большинство двигателей стиральных машин — это коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Что это значит? Нужно подключать обмотку статора последовательно с обмоткой возбуждения, то есть с обмоткой якоря.

                                                    Чтобы это сделать нужно один конец обмотки статора подключить к сетевому проводу, второй конец обмотки статора соединяем с проводом одной из щеток, а вторую щетку подключаем ко второму сетевому проводу, такая схема подключения изображена на рисунке ниже.

                                                    Схема подключения электродвигателя

                                                    Реверс

                                                    На практике случается так, что для применения в стенке невозможно закрепить двигатель в другой плоскости, то вам может не подойти его направление вращения. Отчаиваться не нужно. Чтобы изменить направление вращения двигателя от стиральной машины нужно всего лишь переключить местами концы обмотки статора и обмотки возбуждения.

                                                    Чтобы в процессе работы была возможность переключения направления вращения двигателя нужно использовать тумблер типа DPDT. Это шести контактные тумблеры, в которых есть две независимых контактных группы (два полюса) и два положения, в которых средний контакт соединяется либо с одним, либо с другим крайним контактом. Его внутренняя схема изображена выше.

                                                    Схема тумблера типа DPDT

                                                    Схема подключения двигателя от стиральной машины с возможностью переключения направления вращения и изображена ниже.

                                                    Схема подключения двигателя от стиральной машины с возможностью переключения направления вращения

                                                    Вам нужно припаять провода от щеток к крайним контактам тумблера, а к одному из средних контактов провод от обмотки статора, ко второму — сетевой провод. Второй конец обмотки статора всё также соединяется с сетью. После этого нужно припаять перемычки к свободным двум контактам «крест—накрест».

                                                    Регулировка оборотов

                                                    Обороты всех коллекторных двигателей легко регулируются. Для этого изменяют ток через их обмотки. Сделать это можно изменив напряжение питания, например, срезав часть фазы, снизив действующее значение напряжения. Такой способ регулировки называется Система Импульсно-Фазового Управления (СИФУ).

                                                    На практике для регулировки двигателя от стиралки можно использовать любой бытовой диммер мощностью 2.5-3 кВт. Можно использовать диммер для осветительных ламп, но в таком случае замените симистор на BT138X-600 или BTA20-600BW, например, или любой другой с 10 кратным запасом по току относительно потребления двигателя, если конечно изначальных характеристик не окажется достаточно. Схему подключения вы видите ниже.

                                                    Схема подключения двигателя от стиральной машины с возможностью регулировки оборотов

                                                    Но за простоту решения приходится платить. Так как мы уменьшаем напряжение питания, то мы ограничиваем и ток. Соответственно уменьшается и мощность. Однако при нагрузке двигатель, чтобы поддерживать заданные обороты, начинает потреблять больший ток. В результате из-за пониженного напряжения двигатель не сможет развить максимальную мощность, и его обороты под нагрузкой упадут.

                                                    Чтобы этого избежать есть специальные платы, которые поддерживают заданные обороты получая обратную связь от датчика оборотов. Именно тех проводов, которые мы не задействовали в рассмотренных схемах. Работает это по алгоритму подобного такому:

                                                    1. Проверка заданного числа оборотов.

                                                    2. Считывание значений датчика и сохранение их в регистр.

                                                    3. Сравнение показаний датчика, реальных оборотов с заданными.

                                                    4. Если реальные обороты соответствуют заданным — ничего не делать. Если обороты не соответствуют тогда:

                                                    Если обороты повышены — увеличиваем угол среза фазы СИФУ на определенное значение (понижаем напряжение, ток и мощность);

                                                    Если обороты понижены — уменьшаем угол среза фазы СИФУ (повышаем напряжение, ток и мощность).

                                                    И так повторяется по кругу. Таким образом когда вы нагружаете вал двигателя — система сама принимает решение увеличить напряжение подаваемого на двигатель или уменьшить его когда нагрузка увеличивается.

                                                    Необязательно бросаться за разработку такого устройства на микроконтроллерах, есть недорогие готовые решения. Примером такого устройства являются построенные на интегральной микросхеме TDA1085. Пример схемы подключения вы видите ниже.

                                                    Пример схемы подключения

                                                    Здесь подписи обозначают:

                                                    М – выход на двигатель.

                                                    AC – подключение к сети.

                                                    T – подключение к таходатчику.

                                                    R0 – регулятор текущих оборотов.

                                                    R1 – минимальные обороты.

                                                    R2 – максимальные обороты

                                                    R3 – для подстройки схемы, если двигатель работает неравномерно.

                                                    Схема приведенной платы (для увеличения нажмите на рисунок):

                                                    Схема платы

                                                    Заключение

                                                    Учтите, что коллекторный, или как его еще называют в народе, щеточный двигатель от стиральных машин довольно высокооборотист, в районе 10000-15000 об/мин. Это связано с его конструкцией. Если вам нужно достичь малых оборотов, например, 600 об/мин, используйте ременную или зубчатую передачу. В противном случае, даже с применением специального регулятора вам не получится добиться нормальной работы.

                                                    голоса
                                                    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector