Блок стабилизации оборотов коллекторного двигателя

Виды и устройство регуляторов оборотов коллекторных двигателей

Коллекторные двигатели часто можно встретить в бытовых электроприборах и в электроинструменте: стиральная машина, болгарка, дрель, пылесос и т. д. Что совсем не удивительно, ведь коллекторные двигатели позволяют получать и высокие обороты, и большой крутящий момент (в том числе высокий пусковой момент) — что и нужно для большинства электроинструментов.

При этом коллекторные двигатели могут питаться как постоянным током (в частности — выпрямленным), так и переменным током от бытовой сети. Для управления скоростью вращения ротора коллекторного двигателя применяют регуляторы оборотов, о них и пойдет речь в данной статье.

Для начала вспомним устройство и принцип работы коллекторного двигателя. Коллекторный двигатель включает в себя обязательно следующие части: ротор, статор и щеточно-коллекторный коммутационный узел. Когда питание подается на статор и на ротор, их магнитные поля начинают взаимодействовать, ротор начинает в итоге вращаться.

Питание на ротор подается через графитовые щетки, плотно прилегающие к коллектору (к ламелям коллектора). Для изменения направления вращения ротора, необходимо изменить фазировку напряжения на статоре или на роторе.

Обмотки ротора и статора могут питаться от разных источников или же могут быть соединены параллельно либо последовательно друг с другом. Так различаются коллекторные двигатели параллельного и последовательного возбуждения. Именно коллекторные двигатели последовательного возбуждения можно встретить в большинстве бытовых электроприборов, поскольку такое включение позволяет получить устойчивый к перегрузкам двигатель.

Говоря о регуляторах оборотов, прежде всего остановимся на самой простой тиристорной (симисторной) схеме (смотрите ниже). Данное решение применяется в пылесосах, стиральных машинах, болгарках, и показывает высокую надежность при работе в цепях переменного тока (особенно от бытовой сети).

Работает данная схема достаточно незатейливо: на каждом периоде сетевого напряжения конденсатор заряжается через резистор до напряжения отпирания динистора, присоединенного к управляющему электроду основного ключа (симистора), после чего симистор открывается и пропускает ток к нагрузке (к коллекторному двигателю).

Регулируя время зарядки конденсатора в цепи управления открыванием симистора, регулируют среднюю мощность подаваемую на двигатель, соответственно регулируют обороты. Это простейший регулятор без обратной связи по току.

Симисторная схема похожа на обычный диммер для регулировки яркости ламп накаливания, обратной связи в ней нет. Чтобы появилась обратная связь по току, например чтобы удерживать приемлемую мощность и не допускать перегрузок, необходима дополнительная электроника. Но если рассмотреть варианты из простых и незатейлевых схем, то за симисторной схемой следует реостатная схема.

Реостатная схема позволяет эффективно регулировать обороты, но приводит к рассеиванию большого количества тепла. Здесь требуется радиатор и эффективный отвод тепла, а это потери энергии и низкий КПД в итоге.

Более эффективны схемы регуляторов на специальных схемах управления тиристором или хотя бы на интегральном таймере. Коммутация нагрузки (коллекторного двигателя) на переменном токе осуществляется силовым транзистором (или тиристором), который открывается и закрывается один или несколько раз в течение каждого периода сетевой синусоиды. Так регулируется средняя мощность, подаваемая на двигатель.

Схема управления питается от 12 вольт постоянного напряжения от собственного источника или от сети 220 вольт через гасящую цепь. Такие схемы подходят для управления мощными двигателями.

Принцип регулирования с микросхемами на постоянном токе — это конечно ШИМ — широтно-импульсная модуляция. Транзистор, например, открывается с строго заданной частотой в несколько килогрец, но длительность открытого состояния регулируется. Так, вращая ручку переменного резистора, устанавливают скорость вращения ротора коллекторного двигателя. Данный метод удобен для удержания малых оборотов коллекторного двигателя под нагрузкой.

Более качественное управление — именно регулировка по постоянному току. Когда ШИМ работает на частоте порядка 15 кГц, регулируя ширину импульсов, управляют напряжением при примерно одном и том же токе. Скажем, регулируя постоянное напряжение в диапазоне от 10 до 30 вольт, получают разные обороты при токе порядка 80 ампер, добиваясь требуемой средней мощности.

Если вы хотите изготовить простой регулятор для коллекторного двигателя своими руками без особых запросов к обратной связи, то можно выбрать схему на тиристоре. Потребуется лишь паяльник, конденсатор, динистор, тиристор, пара резисторов и провода.

Если же нужен более качественный регулятор с возможностью поддержания устойчивых оборотов при нагрузке динамического характера, присмотритесь к регуляторам на микросхемах с обратной связью, способным обрабатывать сигнал с тахогенератора (датчика скорости) коллекторного мотора, как это реализовано например в стиральных машинах.

Регуляторы оборотов коллекторного двигателя своими руками.

Универсальные коллекторные двигатели с последовательным возбуждением (щеточные) применяются в различных электроинструментах. Это пылесосы, миксеры, дрели, болгарки и другие устройства. Во время эксплуатации этих инструментов часто возникает потребность их работы с меньшими оборотами электродвигателя.
Предлагается две конструкции регуляторов оборотов коллекторного двигателя.

В первом регуляторе оборотов двигателя плавное регулирование числа оборотов вала коллекторного двигателя с автоматической стабилизацией их при выбранном режиме работы можно осуществлять при помощи простого тиристорного регулятора.

Сперва рассмотрим работу регулятора оборотов без конденсатора С1 .
Основой регулятора является тринистор ( VT1 ), регулируемый фазовым управлением. Коллекторный двигатель включен последовательно тринистору, поэтому питание его осуществляется однополупериодным напряжением.
При вращении двигателя на его клеммах из-за остаточной намагниченности возникает противо-электродвижующая сила (э.д.с.) uд , которая пропорциональна скорости вращения вала. Принцип действия регулятора оборотов коллекторного двигателя основан на сравнении uд с опорным напряжением Uоп , подаваемым на управляющий электрод тринистора с движка потенциометра R2 . В регуляторе вращения осуществляется выделение разностного сигнала uу=Uоп-uд , который используется для фазового управления тринистором, что и обеспечивает возможность регулировки подводимой мощности к электродвигателю.
Благодаря диоду VD1 через резисторы R1 и R2 протекает только положительный полупериод и Uоп достигнет максимального значения тогда, когда амплитудное напряжение сети будет наибольшим.
Если остаточная противо-э.д.с. uд двигателя больше, чем величина Uоп (т.е. если скорость вращения превышает некоторое установленное значение), тогда диод VD2 будет закрыт, т.к. потенциал на аноде диода будет меньше чем на катоде ( Uоп-uд ) и сигнал на управляющий электрод тринистора не подается. Тринистор закрыт, питание на двигатель не поступает и скорость вращения уменьшается до тех пор, пока противо-э.д.с. uд не станет меньше Uоп и диод VD2 будет включен в прямом направлении. На управление тринистора поступит отпирающее напряжение и на коллекторный двигатель будет подано питание.
Нужно отметить, что на тринисторе наибольший угол отпирания составляет φ=90 , при котором подводится наименьшая мощность. Если на вал электродвигателя нагрузка увеличивается, тогда скорость вращения двигателя уменьшается и, соответственно, противо-э.д.с. так-же уменьшается. Тринистор отпирается с меньшей задержкой ( φ ) увеличивая подводящую мощность к двигателю.

При малой нагрузке двигателя и при малой его скорости (по схеме движок потенциометра R2 находится в крайне нижнем положении), двигатель за четверть периода ( φ=90 ), в течении которого к нему подводится мощность, может сильно увеличить свою скорость. Понадобится время, чтобы скорость вала снизилась до установленного значения и тиристор открылся. Поэтому нет стабильности заданного режима и появляется «качание» скорости двигателя.
Для стабилизации режима нужно уменьшить интервал времени, в течении которого мощность подается на двигатель, т.е. сделать угол отпирания φ>90 .
Это можно сделать с добавлением в схему конденсатора С1 для создания фазосдвигающей RC цепочки, которая увеличивает угол задержки. В данной схеме эта цепочка состоит из резисторов R1, R2 и конденсатора С1 , напряжение на котором будет сдвинуто на угол, определяемой постоянной времени цепи (R1+R2)C1 и позволяющая изменять ток двигателя от максимального значения почти до нуля.
При замыкании выключателя SA1 можно отключить регулятор оборотов от двигателя.

В регуляторе оборотов коллекторного двигателя применены следующие элементы:
R1=7 кОм мощностью 4Вт (собран из двух параллельно соединенных резисторов 12кОм и 18кОм, тип МЛТ мощностью по 2Вт);
R2=2,2 кОм, потенциометр тип СП, 1Вт; Вторая схема регулятора оборотов коллекторного двигателя собранный на однопереходном транзисторе (ОПТ) VT1 , может применяться как для регулировки скорости вращения вала двигателей и как регулятор мощности нагревательных приборов.

Особенность этого регулятора — стабилизация напряжения на нагрузке при изменении напряжения питающей сети.
В этой схеме ОПТ применяется в качестве источника управляющих импульсов для фазоимпульсного регулирования. Подробно узнать как работает генератор на ОПТ можно посмотрев ссылку про однопереходной транзистор.

Устройство управления питанием от стабилизатора напряжения ( VD5, VD6 ) обеспечивает стабильность точки открытия тиристора при изменении напряжения в сети. Для того, чтобы стабилизировать напряжение нагрузки, включены рeзисторы R3 и R4 . Резисторы R4 и R5 образует делитель, определяющий междубазовое напряжение на однопереходном транзисторе, а R3 осуществляет подключение напряжения сети.
Например : при повышении напряжения в сети повышается и междубазовое напряжение на транзисторе VT1 . Cледовательно, повышается и пороговое напряжение для его открытия. Это приводит к задержке открытия тиристора и уменьшает напряжение подаваемое в нагрузку, т.е. осуществляется стабилизация напряжения в нагрузке.
Поскольку параметры транзистора могут быть значительно отличаться от номинальных значений , сопротивление R3 необходимо подобрать так, чтобы получить стабилизированное выходное напряжение.

Резистор 22 кОм /4Вт можно составить из двух последовательно включенных резисторов по 11кОм/2вт.
Диоды и тиристор можно использовать любые на напряжение не менее 300 вольт и током 10 ампер.
Можно заменить: тиристор — на КУ202Н, диоды — на Д246А, Д247, а стабилитроны — на Д814Г.
Регулятор может работать на нагрузку от 50 до 1200 ВТ, но нужно иметь в виду , что при мощности более 400Вт необходимо принимать меры по охлаждению тринистора и диодов.

Блок стабилизации оборотов коллекторного двигателя

АО «Лаборатория Электроники» производит широкий спектр блоков управления коллекторными двигателями постоянного тока с возможностю использования различных сигналов обратной связи по скорости вращения и положению.

Серия AWD10 – универсальное решение для двигателей малой мощности. AWD10 позволяет использовать для стабилизации скорости противоЭДС, тахогенератор или импульсный датчик. Обеспечивает ограничение момента на валу по 16 градациям. Обратная связь по положению возможна только с помощью потенциометрического датчика. Блок AWD10 управляется аналоговыми и дискретными сигналами или по интерфейсу RS485.

Серия AWD17 – облегченное решение для двигателей малой мощности. Регулирование скорости осуществляется только по противоЭДС, управление только аналоговыми сигналами.

Серия AWD50 — универсальное решение для двигателей средней и большой мощности. Регулирование скорости осуществляется по противоЭДС, тахогенератору или импульсному датчику. Обеспечивается плавное управление моментом или ограничением момента на валу двигателя от нуля до максимального значения. Управление положением возможно по потенциометрическому датчику или квадратурному энкодеру. Управление блоком AWD50 возможно по интерфейсу RS485 (протокол Modbus RTU) или с помощью аналоговых и дискретных сигналов.

AWD50 — Блок управления двигателем постоянного тока

Блок управления двигателем серводвигателем постоянного тока AWD50 предназначен для с управления скоростью, моментом и угловым положением вала коллекторного двигателя с напряжением питания от 12 до 110 В и током до 50 А.

ЭР387 — блок управления тяговым электродвигателем

Блок управления тяговым электродвигателем предназначен для дистанционного управления перемещениями передаточной тележки по рельсу. Блок управления реализует плавное ускорение и торможение двигателя.

AWD10 — Блок управления двигателем постоянного тока с интерфейсом RS485​

Блок управления двигателем постоянного тока AWD10 предназначен для управления скоростью и направлением вращения двигателя постоянного тока с напряжением питания от 12 до 90 В и током до 10 А методом широтно импульсной модуляции (ШИМ).

AWD17 — блок управления двигателем постоянного тока

Блок управления коллекторным двигателем постоянного тока ДПТ AWD17 предназначен для реверсивного стабилизированного управления скоростью вращения коллекторного двигателя с напряжением питания от 7.5 до 36В с током до 10А.

​​​​ELSC100 — Преобразователь аналоговых сигналов 2-х канальный

Преобразователь сигналов ELSC100 предназначен для совместимости блоков управления AWD10 с управляющими сигналами от -10 до +10В, а так же подключения двигателй с тахогенератором.

EL101B — Блок защиты источника питания

Блок защиты EL101B предназначен для защиты импульсных источников питания от индуктивных выбросов напряжения при торможении двигателя.

ЭР210 — блок управления коллекторным двигателем постоянного тока в корпусе

Блок управления ЭР210 предназначен для стабилизации скорости вращения реверсивных коллекторных двигателей постоянного тока с напряжением 24 В.

АВД31 — Блок управления шаговым двигателем

Блок управления шаговым двигателем АВД31 предназначен для управления скоростью и направлением вращения шагового двигателя при помощи STEP/DIR-драйвера.

Коллекторные двигатели постоянного тока получили широкое распространение за счет своей дешевизны и высокого КПД. Чаще всего такие двигатели используются в старт/стоп режиме и не требуют для своего подключения никакой пускорегулирующей аппаратуры, кроме обыкновенного выключателя. Однако, часто требуется регулировка скорость вращения, момент на валу или положение механизма, приводимого в движение двигателем. В таких случаях применяют микропроцессорные блоки управления коллекторными двигателями постоянного тока. Простейшим регулятором оборотов двигателя является источник питания с изменяемым выходным напряжением или ШИМ регулятор (именно его продают на Aliexpress). Это простые и недорогие решения, но такой регулятор не имеет обратной связи — обороты двигателя с таким регулятором зависят от нагрузки на валу. Для решения этой проблемы в регуляторы вводят обратную связь по скорости вращения. Простейшим вариантом получения информации о скорости вращения двигателя является установка на его валу тахогенератора или импульсного датчика. Такие решения позволяют решить проблему стабилизации скорости вращения двигателя, но усложняет конструкцию изделия и увеличивает его стоимость. Современные микропроцессорные технологии позволяют использовать в качестве тахогенератора сам электродвигатель (почти все электрические машины обратимы), измеряя ЭДС, генерируемую двигателем в момент кратковременного отключения от него питающего напряжения. Такое решение представляется оптимальным по соотношению цена/качество.

Вторым важным параметром регулирования коллекторных двигателей является момент на валу двигателя. В большинстве случаев ограничение момента требуется для исключения повреждения самого двигателя или механизма. Часто необходим режим стабилизации именно выходного момента двигателя, например, для управления электроприводом скутера или для регулировки силы натяжения у станка для перетяжки теннисных ракеток. В качестве сигнала выходного момента чаще всего используется мгновенное значение тока якоря двигателя.

И третий параметр управления –положение или координата механизма, приводимого в действие двигателем постоянного тока. Управление скоростью, моментом и положением позволяет создавать полноценные сервоприводы на основе коллекторных двигателей. Сигнал обратной связи по положению может быть получен от аналогового потенциометрического датчика или энкодера на валу двигателя. Для задания требуемого положения может использоваться аналоговый сигнал, цифровой интерфейс или входы step/dir как в блоках управления шаговыми двигателями.

Регулятор-стабилизатор частоты вращения коллекторного двигателя с МК

В настоящее время наряду с асинхронными и коллекторными двигателями переменного напряжения в быту и на производстве широко используются коллекторные двигатели постоянного тока. Их преимущество обусловлено, в первую очередь, простотой схемы управления, так как здесь нет необходимости использовать дорогостоящие частотные преобразователи.

Небольшой коллекторный двигатель постоянного тока

Для стабилизации частоты вращения таких двигателей можно обойтись без громоздких и сложных в обслуживании систем на основе датчиков положения ротора и тахогенераторов. Кроме того, данные двигатели обеспечивают значительный крутящий момент, при возможности регулирования частоты вращения ротора в широких пределах (от максимальной рабочей частоты, превышающей у некоторых двигателей 5000 об/мин, почти до нуля).

По принципу действия схемы управления коллекторными двигателями постоянного тока можно разделить на две основные группы:

• схемы с широтно-импульсным регулированием частоты вращения ротора двигателя;
• схемы с фазовым регулированием частоты вращения ротора двигателя.

Принцип действия, заложенный в первую из них, обеспечивает приемлемые параметры. Схема работает на частотах 1…20 кГц, в качестве ключевых элементов здесь используются мощные транзисторы. Однако на практике данная схема не обеспечивает должной надежности из-за неустойчивой работы транзисторов при больших импульсных токах. При перегрузках часто выходят из строя дорогостоящие силовые транзисторы.

Значительно более надежной зарекомендовала себя методика с фазовым управлением частотой вращения, где в качестве регулирующих элементов используются тиристоры. Однако промышленные схемы, в которых используется указанный принцип, достаточно громоздки. В результате анализа некоторых из указанных схем выяснилось, что можно добиться значительного их упрощения без всякого ухудшения технических характеристик устройства. Стабильность частоты вращения двигателя в схеме, показанной на рис.1, не уступает большинству дорогостоящих импортных ШИМ регуляторов, а по надежности значительно превосходит их. Схема предназначена для регулировки оборотов коллекторных двигателей типа КПА, КПК или аналогичных мощностью от 90 до 250 Вт и номинальным напряжением 12…48 В. На практике в данной схеме практически не было случаев выхода из строя полупроводниковых элементов. Даже при установке плавкого предохранителя FU1 на ток, значительно превышающий номинальный в случае перегрузки или заклинивания двигателя, выгорал 5-ваттный резистивный шунт R2. Все остальные элементы схемы при этом сохраняли работоспособность.

Как уже отмечалось выше, в основу работы схемы, показанной на рис.1, положен принцип фазовой регулировки частоты вращения коллекторного двигателя с использованием обратных связей по току и напряжению. Таким образом, указанная схема позволяет обеспечить стабильные обороты двигателя при значительных колебаниях нагрузки на валу, а также питающего напряжения. Можно реализовать режим, когда при увеличении нагрузки обороты двигателя увеличиваются.

В описываемой конструкции реализовано микропроцессорное управление схемой, однако можно использовать и аналоговое регулирование, с помощью переменного резистора.

На микроконтроллере ATMEGA8515 реализованы следующие функции:

• задание частоты вращения двигателя с помощью кнопок «-» и «+»;
• отображение установленных значений на двухразрядном семисегментном цифровом индикаторе (значения от 00 до 99);
• автоматическое сохранение заданных настроек в энергонезависимую память;
• проигрывание мелодии при включении питания;
• формирование звуковых сигналов при нажатии кнопок;
• автоповтор при длительном удержании кнопок задания.

Выходное напряжение для управления частотой вращения двигателя формируется микроконтроллерной частью схемы посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В устройстве, показанном на рис.1, задействован один канал регулирования, однако благодаря программной реализации ШИМ, при необходимости, число каналов регулирования здесь может быть увеличено до пяти.

Для питания блока стабилизации и самого двигателя использован мощный силовой трансформатор ТР1 с номинальным выходным напряжением 24…48 В и мощностью 200…500 Вт, в зависимости от мощности используемого двигателя. Следует помнить, что при перегрузках коллекторных двигателей их ток может превышать номинальный в несколько раз. Этим следует руководствоваться при выборе трансформатора, он должен иметь как минимум двукратный запас по мощности.

Учитывая, что при перегрузках двигателя напряжение на трансформаторе ТР1 может просаживаться, а пульсации значительно возрастать, с целью повышения надежности контроллерная часть устройства запитана от отдельного блока питания на трансформаторе ТР2 с номинальным выходным напряжением 12… 15 В и мощностью около 5 Вт. Напряжение, снимаемое с этого трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD2 и поступает на интегральный стабилизатор DA2, обеспечивающий выходное напряжение 5 В, необходимое для питания контроллера DA3.

Силовая часть схемы питается выпрямленным пульсирующим напряжением 24…48 В, снимаемым с диодного моста VD1. Стабилизированное сглаженное напряжение для питания ОУ DA1 формируется стабилизатором, собранным на транзисторе VT1, резисторах R3, R7, R19, конденсаторах С4, С6, С10 и стабилитроне VD7. Диод VD4 разделяет пульсирующее напряжение, необходимое для работы тиристора VS1, и сглаженное — стабилизатора напряжения. Светодиод HL1 служит для индикации подачи напряжения питания и работоспособности стабилизатора.

Опорное напряжение для цепи задания скорости вращения двигателя формирует стабилитрон VD8. Напряжение, задающее скорость вращения двигателя, снимается с резистора R21 и через фильтр на элементах R22, С8, R24 поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1 (вывод 3), где складывается с напряжением обратной связи по току. Данное напряжение снимается с резистивного шунта R2 и через делитель на резисторах R4, R6 и фильтр R8, С7, R20 поступает на указанный вход ОУ. Элементы VD5, VD6, R5 служат для ограничения напряжения токовой обратной связи до необходимого уровня.

На инвертирующем входе 2 ОУ DA1 напряжение, снимаемое через резисторы R25, R31, R32 с якоря двигателя М, суммируется с опорным напряжением, поступающим со стабилитрона VD8 через резисторы R29, R30.

Напряжение с выхода интегратора DA1 управляет формирователем импульсов на однопереходном транзисторе VT6, определяющем угол открытия тиристора VS1. Таким образом осуществляется фазовое регулирование частоты вращения ротора двигателя с обратными связями по току и напряжению. Для управления тиристором VS1, используется импульсный трансформатор ТРЗ, включенный в цепи формирователя импульсов (C11, VT6, R38, R39,VD9).

После сборки устройства и проверки правильности монтажа необходимо через разъем XS1 подключить к схеме программатор и прошить контроллер DA3.

Фьюзы контроллера настраивают на работу от внутреннего RC-генератора частотой 8 МГц, включают детектор снижения напряжения (B0D) и устанавливают напряжение контроля — 4,3 В. Полная конфигурация фьюзов в программе CodeVisionAVR показана на рис.2.

Настройка

Отладку схемы начинают с проверки работоспособности контроллерной части. Для этого, не вставляя предохранитель FU1, подключают устройство к сети, при этом на индикаторах HL2-HL3 должны отобразиться нули, а в динамике ВА1 проиграться мелодия. При каждом нажатии кнопки SA2 значения на индикаторе должны увеличиваться на единицу (при нажатии на SA1 — соответственно уменьшаться), а в динамике раздаваться звуковой сигнал. При длительном удержании любой из кнопок должен начаться автоповтор. Далее проверяют работу формирователя ШИМ, для этого, подключив вольтметр в точку соединения элементов 05, R9, R10, убеждаются, что напряжение здесь плавно изменяется от 0 до 5 В (при изменении значений на индикаторах от 0 до 99 соответственно).

Перед настройкой силовой части прибора необходимо организовать стенд, позволяющий оперативно контролировать частоту вращения ротора двигателя и менять нагрузку на валу. Наиболее простым и удобным таходатчиком может служить обычная универсальная магнитная головка от кассетного магнитофона, отработавшая свой ресурс. Ее фиксируют на расстоянии нескольких миллиметров от вала двигателя. На валу надежно закрепляют (например, с помощью изоленты) небольшой кусочек магнита, чтобы он пересекал магнитный зазор головки при вращении вала двигателя. Выходные контакты головки подключают к осциллографу. Изменение нагрузки на валу для двигателей мощностью до 200 Вт можно производить, прижимая к нему кусок плотной резины. Кроме того, для настройки необходим регулируемый источник переменного напряжения 24…48 В.

Перед настройкой силовой части устройства вместо постоянного резистора R4 устанавливают подстроечный (для двигателей КПА-563, КПК-564 или аналогичных — 470 Ом при напряжении питания 42 В). Движок подстроечного резистора R9 устанавливают в среднее положение. Вставив предохранитель FU1 в гнездо, можно приступать к отладке. При включении питания на индикаторах HL2-HL3 должны отобразиться заданные ранее значения, также должен засветиться индикатор HL1, сигнализирующий о нормальной работе схемы стабилизатора.

С помощью кнопки SA1 задают нулевое напряжение на выходе формирователя ШИМ, установив значение «00». После подачи напряжения питания, подстроечным резистором R29 добиваются полной остановки якоря двигателя и отсутствия на нем напряжения. Затем, изменяя положение движка подстроечного резистора R21, добиваются начала вращения вала двигателя. Далее нажатием кнопок устанавливают на цифровом индикаторе значение «50» и, добившись устойчивого положения сигнала на экране осциллографа, нагружают вал двигателя. Изменением сопротивления резистора R4 добиваются постоянства оборотов двигателя (сигнал на экране осциллографа не должен «уплывать») при изменении нагрузки на валу. Далее выпаивают подстроечный резистор R4, измеряют установленное на нем значение сопротивления и вместо него впаивают постоянный резистор, соответствующего номинала. Желаемый диапазон регулировки оборотов двигателя, при изменении значений от «00» до «99», устанавливают подстроечным резистором R9.

Для настройки узла стабилизации по напряжению входное напряжение схемы с помощью ЛАТРА уменьшают на 10…20% и вращением подстроечного резистора R25 добиваются сохранения стабильности оборотов двигателя. После вновь устанавливают нулевые значения на индикаторе и подстроечным резистором R21 добиваются требуемых начальных оборотов двигателя.

Детали

В качестве диодного моста VD1 можно применить любой с подходящим током на напряжение не менее 100 В. Диодный мост VD2 на ток 0,5…1 А.

В качестве двигателей кроме КПА, КПТ можно использовать самые разнообразные коллекторные двигатели (например, автомобильные от стеклоочистителей) на напряжение 12…48 В, какс постоянными магнитами, так и с независимой обмоткой возбуждения (ОВ). В этом случае ОВ подключается непосредственно к выходу диодного моста VD1. При использовании двигателей на 12 В напряжение на трансформаторе ТР1 может быть уменьшено до 24 В.

Трансформатор ТР1 можно использовать ТПП-321, 322 с типовым выходным напряжением 42 В, либо изготовить самостоятельно с учетом вышеуказанного. В качестве трансформатора ТРЗ вместо МИТ-4 можно использовать практически любой подходящий импульсный трансформатор, предназначенный для управления тиристорами или симисторами.

Отечественный тиристор VS1 допустимо заменить импортным ВТ152 в пластмассовом корпусе, радиатор к нему выбирают исходя из максимальных токов нагрузки.

Резистивный шунт R2 с номинальным сопротивлением 0,1…0,15 Ом мощностью не менее 5 Вт.

Индикаторы HL2-HL3 можно применить любые спаренные с общим анодом. Динамическая головка ВА1 малогабаритная, подходящая по громкости.

Программа для микроконтроллера (Скачать)

Автор: Виктор Тушнов, г. Луганск

Источник: Радиоаматор №2, 2015