Регуляторы скорости вращения электродвигателей: Регуляторы скорости вращения вентиляторов — Электротест

Содержание

Регулирование скорости асинхронного двигателя

Вопрос, связанный с регуляцией скорости вращения электрического низковольтного двигателя , становится все более актуальным. Дело в том, что сокращение или увеличение числа оборотов, совершаемых оборудованием, важно для стабильной работы различных приборов, в частности, для механизмов, которые применяются для облегчения бытовых работ. На первый взгляд может показаться, что проще всего будет решить проблему за счет снижения напряжения, питающего двигатель. Однако, данный вариант подходит только для моделей постоянного тока. В них регуляторы напряжения отличаются лаконичностью конструкции. Кроме того, они вполне доступны. Тем не менее, в последнее время большая часть устройств, принимающих участие в производственном процессе, основываются на двигателях переменного тока асинхронного типа. В подобной ситуации в случае снижения напряжения двигатель начинает резко сокращать число оборотов, утрачивает мощность и тормозит.

Для регулирования скорости вращений существует более современный способ. Он предполагает применения частотных инвенторных преобразователей, которые в обиходе все чаще называются частотниками. Они нередко используются в различных сферах. Например, их часто применяют для оборудования станков и электрических приводов, входящих в состав промышленного оборудования.

Принцип функционирования частотника довольно прост. Его суть заключается в правиле определения вытяжной угловой скорости вращения вала. При этом важно учитывать такой немаловажный фактор, как частота сети, обеспечивающей питание. За счет изменения частоты питания появляется возможность регуляции скорости вращения ротора. Каждый частотный преобразователь снабжается специальной табличкой. На ней указываются основные характеристики.

Электродвигатель: особенности управления Возврат к списку

Регулировка скорости вращения вентиляторов — официальный сайт VENTS

Изменение скорости вращения вентиляторов достигается использованием тиристорных или трансформаторных регуляторов скорости.

Тиристорное управление вентиляторами.

Плавные регуляторы скорости предназначены для ручного регулирования скорости вращения электродвигателей вентиляторов и, соответственно, расхода воздуха, создаваемого вентилятором. Работа регуляторов скорости основана на плавном изменении выходного напряжения с помощью симистора. Допускается управление несколькими двигателями, если общий потребляемый ток двигателей не превышает предельно допустимой величины. Эти регуляторы отличаются высокой эффективностью и точностью управления. При использовании в нижнем диапазоне скоростей может усилиться шум, издаваемый вентилятором. Поэтому данный регулятор не рекомендуется использовать в составе систем с повышенными требованиями к уровню шума. При работе электродвигателя с низким напряжением питания срок службы подшипников снижается. Рекомендуемый интервал регулирования: 60-100% от номинального напряжения.

Трансформаторное управление вентиляторами.

Работа трансформаторных регуляторов скорости основана на использовании пятиступенчатого автотрансформатора для управления напряжением питания электродвигателей (частота сети при этом остается неизменной). Они предназначены для регулирования скорости вращения электродвигателей вентиляторов, управляемых напряжением. С помощью одного трансформатора можно управлять несколькими вентиляторами, если общий потребляемый ток двигателей не превышает номинального тока регулятора. При регулировании скорости с помощью трансформаторов шум электродвигателя не увеличивается в нижнем диапазоне скоростей. Тем не менее, срок службы подшипников электродвигателя может уменьшиться из-за работы при низких напряжениях питания в течение длительного времени (скорость 1 или 2).

Трансформаторные регуляторы скорости трехфазные РСА5Д-…-Т

Регуляторы серии РСА5Д-..-Т применяются для управления производительностью трехфазных вентиляторов путем ступенчатого регулирования скорости вращения электродвигателей.

Особенности модели

  • Описание
  • Модификации
  • Загрузки

Описание

Описание

ПРИМЕНЕНИЕ КОНСТРУКЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ
  • Регуляторы серии РСА5Д-..-Т применяются для управления производительностью трехфазных вентиляторов путем ступенчатого регулирования скорости вращения электродвигателей.
  • Регуляторы имеют пять скоростей, выбор между которыми осуществляется поворотом ручки на передней части корпуса, в одно из пяти фиксированных положений.
  • Допускается управление несколькими вентиляторами, если суммарный потребляемый ток не превышает предельно допустимой величины тока регулятора.
  • Корпус регулятора изготовлен из негорючего термопластика.
  • Регулятор имеет пять скоростей с выходным напряжениям 90В — 150В — 200В — 280В — 400В.
  • Регулятор оборудован ручкой переключения скоростей лампой индикации работы и сигнальной лампой, показывающей аварийную работу регулятора.
  • Регулятор имеет встроенное устройство защиты электродвигателя, которое прекращает подачу электричества при срабатывании термоконтактов электродвигателя вентилятора.
  • Повторное включение происходит после возвращения температуры двигателя к рабочим значениям.
  • В качестве дополнительных функций регулятор имеет клеммы (230 В, макс. 2А) для подключения и управления внешним оборудованием (например, приводами воздушных заслонок).
МОНТАЖ
  • Установка регулятора осуществляется внутри помещений.
  • Монтаж необходимо производить с учётом свободной рециркуляции воздуха для охлаждения внутренних цепей.
  • Рабочая позиция регулятора — вертикальная.
  • Не устанавливайте регулятор над отопительными приборами и в зонах с плохой конвекцией воздуха.
Рабочая позиция прибора

Модификации

Наименование модификации

Загрузки

Загрузки

Выберите тип документа

Регуляторы скорости вращения вентилятора Ziehl-Abegg

Главная Регуляторы и переключатели скорости

Применяются в системах вентиляции для включения/выключения и регулирования скорости вращения электродвигателей вентиляторов, управляемых напряжением.

Фильтр подбора

   Контроль за производительностью вентилятора или приточной установки — одна из главных задач при монтаже вентиляционной сети. Регуляторы и переключатели скорости вращения вентилятора успешно выполняют эту задачу. С помощью данного оборудования можно менять напряжение, которое подается на двигатель вентилятора и тем самым регулировать его обороты, выбирая необходимую производительность. Кроме этого регуляторы защищают оборудование от помех в сети и уменьшают износ двигателя.

    Регуляторы делятся на частотные, тиристорные (симисторные) и трансформаторные.

Тиристорные (симисторные) регуляторы скорости вращения позволяют плавно изменять производительность асинхронных двигателей (например, в вентиляторах серии ВКМц). Их принцип действия заключается в изменении напряжения на «выходе». Удобство таких моделей в том, что можно снижать производительность сети практически до нуля.

Трансформаторные регуляторы скорости вращения — в оборудовании такого типа с помощью встроенного автотрансформатора изменяется напряжение, которое подается на двигатель. Важно учитывать, что работать такие переключатели могут только с такими моторами, скорость которых можно регулировать с помощью изменения подаваемого напряжения.

Частотные преобразователи (например, ВЕНТС серии ВФЕД) – применяются при работе с трехфазными двигателями и  также используются при монтаже систем вентиляции. 

Корпуса оборудования выполнены из негорючего пластика. Подключать и  устанавливать его необходимо внутри помещений, вдали от отопительных приборов. Допускается подключение нескольких вентиляторов к одному регулятору или переключателю скорости, но при этом нужно помнить, что общий суммарный ток не должен превышать допустимый для переключателя.

  В нашем магазине Вы можете приобрести все типы регуляторов скорости вращения вентилятора (ВЕНТС серии ВФЕД, РСА, РС) – достаточно оставить заявку на нашем сайте или позвонить по телефону (812) 932-72-96, и наши менеджеры подберут необходимое оборудование.

Регуляторы скорости для вращения однофазных двигателей

Регуляторы скорости для однофазных асинхронных двигателей

Симисторный регулятор скорости СРМ используют для того, чтобы обеспечить плавное регулирование в период активной работы однофазного асинхронного двигателя. Основной механизм работы основывается на регулировке величин напряжения на двигателях вентиляторов. Обеспечение регулировки происходит от минимальных возможных значений (при которых вентиляторы начинают обеспечивать стабильное вращение) до напряжения питающих сетей 220В.

Разрешается задействовать до нескольких вентиляторов в одновременном режиме, когда суммарные потребляемые токи не превышают предельно допустимых величин. Для того чтобы присоединить регуляторы скорости необходимо использовать зажим для гибкого провода. В отличие от той или иной модели используются провода с необходимым сечением, а также усиленная затяжка.

В зависимости от модели (СРМ W либо СРМ W/M) выходные цепи регуляторов имеют защиту от перегрузок, либо не имеют, где последние модели защищены от перегрузок. Первый вариант устройства сопровождается универсальной конструкцией, поскольку его использование допускается как во внутренних, так и при наружных монтажных работах.

Чтобы благополучным образом управлять значительным количеством электродвигателей, которые имеют внешний ротор, допускается использовать корректировку напряжения при питании. Это позволит отрегулировать скорость в период вращения представленного электродвигателя (значительная часть функций уточняется у изготовителя), для которых поставляют трансформаторный регулятор. Перечень устройств предлагается в разнообразных вариантах по типу исполнения.

Большинство устройств работает за счет пятиступенчатых переключателей, которые способны задавать необходимое напряжение. Многие регуляторы скорости имеют расширенные возможности, поскольку их оснащают важным функционалом, способным обеспечить полноценную защиту электродвигателей. Ключевыми достоинствами трансформаторного регулятора можно с уверенностью назвать обеспечение скорости при вращении без возникновения электромагнитных помех, которые могут повлиять на электродвигатели. Большая часть представленных устройств эксплуатируются в зоне, чувствительной к электромагнитным излучениям.

Основные достоинства устройства

Благодаря регулированию скорости за счет изменения величины напряжения уменьшаются потери мощности. При регулировке частот вращения за счет снижения чисел в полюсах, происходит ступенчатым образом. Эта методика идеально подойдет для специального многоскоростного двигателя, с наличием нескольких обмоток в неподвижных частях.

Сегодня асинхронные двигатели являются наиболее распространенными электроприводами для использования в технологическом оборудовании. Основное назначение представленных электромашин — регулярное вращение вала.

Имеется несколько методов регулировки:

  • механический — вал подключается к редуктору, муфте и другому устройству;
  • регулированием полюсов — изменением величин либо частот у питающих элементов у обмотки статоров.

При механическом регулировании усложняется кинематическая схема электроприводов, из-за чего случается потеря мощности и нерациональный расход электрической энергии. Более перспективным методом при регулировании скорости роторов будет являться преобразователь частот в питающем напряжении. Методика позволит обеспечить и сохранить механические характеристики во всех диапазонах и предоставить множество прочих достоинств.

Однофазный преобразователь частот

Однофазный асинхронный электродвигатель широко распространен в приводе насосного агрегата, вентилятора, а также маломощного станка. Чтобы обеспечить регулировку частот при вращении, представлены электрические машины, которые используют 2 ключевых метода:

  • корректировка величин напряжения в питании;
  • корректировка частоты питающего напряжения.

Получается, что управлять однофазным и трехфазным асинхронным электродвигателем при автоматической регулировке, в значительной степени легче и практичнее в сравнении с механическими способами.

Частотный регулятор скорости. Принцип действия регулятора.

Хорошая вентиляция воздуха в жилом помещении играет большую роль в жизни человека. Микроклимат прямо зависит от вентиляционной установки. Основной по популярности сегодня системой вентиляции является приточно-вытяжная.

Регуляторы скорости асинхронных двигателей

Множество новых установок вытяжки оснащены электрическим двигателем с возможностью регулировки оборотов электродвигателя. Для регулирования оборотов применяют приборы специального типа, частотные схемы вращения двигателя. Такие моторы применяются не только в устройствах вытяжки, но и в быту дома.

Недавно регуляторы скорости вращения электродвигателей асинхронного типа имели в своем составе реле и простые разъединители, которыми производили запуск наибольших оборотах, останавливали привод мотора.

Все регуляторы скорости, как и частотные, служат для того, чтобы менять обороты двигателя. Главная опция регулятора – это изменение мощности системы вытяжки, различного оборудования. Кроме этого, частотные регуляторы имеют и другие функции:

  • снижение износа механизма в работе;
  • малый расход электроэнергии;
  • низкая шумность на большой скорости.

Многие приборы, которые имеют свойство изменения оборотов, применяются как единичные приборы, так и дополнительными блоками для управления приборами в быту с электрическими двигателями.

Способы изменения скорости

Для многих видов двигателей применяют такие варианты регулировки скорости:

  • регулирование напряжения питания;
  • схемы подключения обмоток моторов с несколькими скоростями;
  • частотный метод изменения токовых значений;
  • применение коммутатора электронного типа.

Регулятор напряжения позволяет применять простые устройства для мягкой регулировки ступенчатого типа скорости. Для асинхронных двигателей с внешним ротором целесообразно изменять сопротивление якоря, оптимизации оборотов мотора. В этом случае значение скорости будет изменяться в значительном интервале.

Виды и типы скоростных регуляторов

  • применение тиристоров;
  • схема с использованием симисторов;
  • частотные инверторы;
  • трансформаторные типы.

Регуляторы на тиристорах применяются для 1-фазных моторов, кроме изменения скорости, производят защиту механизмов от скачков напряжения и нагрева.

Симисторные регуляторы управляют многими моторами одновременно, если значение мощности не больше максимального. Это самый распространенный способ.

3-фазный регулятор точнее, имеет предохранитель тока, фильтр сглаживания шума на основе конденсатора.

Регулятор частотный для мотора асинхронного типа применяется при изменении напряжения входа в интервале 0-480 вольт, контроль скорости производится изменением электроэнергии. Он применяется в 3-фазных моторах, кондиционерах, вентиляторах с большой мощностью.

Для мощных двигателей применяют регулятор из трансформатора с тремя или с одной фазой. Этим устройством можно регулировать скорость мотора ступенями. Один трансформатор работает со многими моторами в одно время автоматически.

В эксплуатации электромотора кроме шума появляются помехи от электромагнитных волн, которые устраняются кабелем с экраном. Если применять 3-фазный регулятор скорости, то шума не бывает. Нужна установка фильтров сглаживания.

Для применения частотных регуляторов специалисты рекомендуют:

  • контролировать соединения проводов и заземления;
  • фильтр от помех;
  • размещение регулятора в защищенном от солнца месте;
  • вертикальное расположение регулятора для лучшего рассеивания тепла;
  • не использовать частое выключение и включение для долгого времени службы.

Частотный регулятор скорости РМТ

Эти частотные регуляторы служат для регулировки скорости вращения электродвигателя вентилятора короткозамкнутого асинхронного типа, на 380 вольт. Действие регулятора основывается на принципе регулировки частоты, в то время как регулировка скорости вращения осуществляется путем частотного изменения напряжения на трех фазах, которое подключается на двигатель вентиляторной установки (25-50 герц). Управлять вентилятором можно от пульта управления или сигналом снаружи от 0 до 10 вольт.

Принцип действия преобразователя частоты, или инвертора заключается в следующем. Напряжение питания переменного тока проходит через выпрямитель на диодах, фильтр батареи емкостей значительного размера для уменьшения пульсаций потенциала, получаемого двигателем. Далее, питающее напряжение поступает на сборку из 6-ти транзисторов (биполярных управляемых) с затвором, изолированным от прохождения тока с диодами.

Диоды защищают транзисторы от пробивания потенциала обратной полярности, которое образуется при действии с обмотками мотора. При закрывании и открывании перекрестных транзисторных пар образуются 3 смещенные на 120 градусов графика синуса управляемости обмоток мотора с частотой 25-50 герц.

Подключение регулятора производится зажимами с площадью сечения 6 мм2. Затягивать необходимо усилием 1,2 Н*м для основных контактов, 0,3 Н*м для управляющих контактов.

Регулятор скорости вращения вентилятора MTY 1,5 ON симисторный

Регулятор скорости вращения вентилятора MTY 1,5 ON симисторный Под заказ

  • +7 показать номер +79379890729
  • +7 (846) 972-37-45 Офис менеджер
  • +7 (846) 989-07-29 Отдел продаж
  • +7 (846) 225 16 10 Склад компании
  • +7 (927) 692-37-45 Viber/WhatsApp
Узнать партнерские цены

Двигатели переменного тока, контроллеры и частотно-регулируемые приводы

Что такое двигатель переменного тока?

Основы электродвигателя переменного тока

Стандартное определение двигателя переменного тока — это электродвигатель, приводимый в действие переменным током. Двигатель переменного тока используется для преобразования электрической энергии в механическую. Эта механическая энергия создается за счет использования силы, создаваемой вращающимися магнитными полями, создаваемыми переменным током, протекающим через его катушки.Двигатель переменного тока состоит из двух основных компонентов: неподвижного статора, который находится снаружи и имеет катушки, на которые подается переменный ток, и внутреннего ротора, который прикреплен к выходному валу.

Как работает электродвигатель переменного тока?

Основная работа двигателя переменного тока основана на принципах магнетизма. Простой двигатель переменного тока содержит катушку с проводом и два фиксированных магнита, окружающих вал. Когда электрический заряд (переменного тока) прикладывается к катушке с проволокой, она становится электромагнитом, генерирующим магнитное поле.Проще говоря, когда магниты взаимодействуют, вал и катушка проводов начинают вращаться, приводя в движение двигатель.


Обратная связь двигателя переменного тока

Продукты

AC Motor имеют два варианта управления с обратной связью. Этими опциями являются либо резольвер двигателя переменного тока, либо энкодер двигателя переменного тока. И резольвер двигателя переменного тока, и энкодер двигателя переменного тока могут определять направление, скорость и положение выходного вала. Хотя и преобразователь двигателя переменного тока, и энкодер двигателя переменного тока предлагают одно и то же решение для различных приложений, они сильно различаются.

В резольверах двигателей переменного тока используется второй набор катушек статора, называемый трансформатором, для создания напряжения на роторе в воздушном зазоре. Поскольку в резольвере отсутствуют электронные компоненты, он очень прочный и работает в широком диапазоне температур. Резольвер двигателя переменного тока также естественно устойчив к ударам благодаря своей конструкции. Резольвер часто используется в суровых условиях.

В оптическом кодировщике двигателя переменного тока используется затвор, который вращается для прерывания луча света, пересекающего воздушный зазор между источником света и фотодетектором.Вращение заслонки со временем вызывает износ энкодера. Этот износ снижает долговечность и надежность оптического кодировщика.

Тип приложения определяет, требуется ли преобразователь или кодировщик. Энкодеры двигателей переменного тока проще в реализации и более точны, поэтому им следует отдавать предпочтение в любом приложении. Резолвер следует выбирать только в том случае, если этого требует среда, в которой он будет использоваться.

Основные типы двигателей переменного тока

Электродвигатели переменного тока выпускаются трех различных типов: индукционные, синхронные и промышленные.Эти типы двигателей переменного тока определяются конструкцией ротора, используемого в конструкции. В линейке продуктов Anaheim Automation представлены все три типа.

Асинхронный двигатель переменного тока


Асинхронные двигатели переменного тока называются асинхронными двигателями или вращающимися трансформаторами. Этот тип двигателя переменного тока использует электромагнитную индукцию для питания вращающегося устройства, которым обычно является вал. Ротор в асинхронных двигателях переменного тока обычно вращается медленнее, чем его частота.Наведенный ток — это то, что вызывает магнитное поле, окружающее ротор этих двигателей. Этот асинхронный двигатель переменного тока имеет одну или три фазы.

Синхронный двигатель переменного тока

Синхронный двигатель обычно представляет собой двигатель переменного тока, ротор которого вращается с той же скоростью, что и переменный ток, который к нему подается. Ротор также может вращаться со скоростью, кратной величине подаваемого на него тока. Контактные кольца или постоянный магнит, на который подается ток, создают магнитное поле вокруг ротора.

Промышленный двигатель переменного тока

Промышленные двигатели переменного тока

разработаны для применений, требующих трехфазного асинхронного двигателя большой мощности. Номинальная мощность промышленного двигателя превышает номинальную мощность стандартного однофазного асинхронного двигателя переменного тока. Anaheim Automation предлагает промышленные электродвигатели переменного тока мощностью от 220 до 2200 Вт в трехфазном режиме при 220 или 380 В переменного тока.

Где используются двигатели переменного тока?

В каких отраслях используются двигатели переменного тока?

Асинхронные двигатели в основном используются в быту из-за их относительно низких производственных затрат и долговечности, но также широко используются в промышленных приложениях.

Для чего используются двигатели переменного тока?

Асинхронные двигатели используются во многих бытовых приборах и приложениях, в том числе:
— Часы
— Электроинструменты
— Дисковые накопители
— Стиральные машины и другая бытовая техника
— Проигрыватели виниловых пластинок
— Вентиляторы

Их также можно найти в промышленности:
— Насосы
— Воздуходувки
— Конвейеры
— Компрессоры

Как управляются двигатели переменного тока?

Контроллеры переменного тока:

Основы

Контроллер переменного тока (иногда называемый драйвером) известен как устройство, контролирующее скорость двигателя переменного тока.Контроллер переменного тока также может называться частотно-регулируемым приводом, преобразователем частоты, преобразователем частоты и т. Д. Двигатель переменного тока получает мощность, которая в конечном итоге преобразуется контроллером переменного тока в регулируемую частоту. Этот регулируемый выход позволяет точно контролировать скорость двигателя.

Компоненты контроллера переменного тока

Обычно контроллер переменного тока состоит из трех основных частей: выпрямителя, инвертора и звена постоянного тока для их соединения.Выпрямитель преобразует входной переменный ток в постоянный ток (постоянный ток), а инвертор переключает постоянное напряжение на выходное переменное напряжение с регулируемой частотой. Инвертор также можно использовать для управления выходным током, если это необходимо. И выпрямитель, и инвертор управляются набором элементов управления для генерации определенного количества переменного напряжения и частоты, чтобы соответствовать системе двигателя переменного тока в данный момент времени.

Приложения

Контроллер переменного тока может использоваться во многих различных промышленных и коммерческих приложениях.Контроллер переменного тока, который чаще всего используется для управления вентиляторами в системах кондиционирования и отопления, позволяет лучше контролировать воздушный поток. Контроллер переменного тока также помогает регулировать скорость насосов и воздуходувок. В последнее время используются конвейеры, краны и подъемники, станки, экструдеры, линии для производства пленки и прядильные машины для текстильного волокна.

Преимущества и недостатки

Преимущества
— Увеличивает срок службы двигателя за счет высокого коэффициента мощности
— Экономичное регулирование скорости
— Оптимизация пусковых характеристик двигателя
— Более низкие затраты на обслуживание, чем при управлении постоянным током

Недостатки
— генерирует большое количество тепла и гармоник

История

Никола Тесла изобрел первый асинхронный двигатель переменного тока в 1888 году, представив более надежный и эффективный двигатель, чем двигатель постоянного тока.Однако регулирование скорости переменного тока было сложной задачей. Когда требовалось точное управление скоростью, двигатель постоянного тока стал заменой двигателя переменного тока из-за его эффективных и экономичных средств точного управления скоростью. Только в 1980-х годах регулятор скорости переменного тока стал конкурентом. Со временем технология привода переменного тока в конечном итоге превратилась в недорогого и надежного конкурента традиционному управлению постоянным током. Теперь контроллер переменного тока может управлять скоростью с полным крутящим моментом, достигаемым от 0 об / мин до максимальной номинальной скорости.

Частотно-регулируемые приводы

Основы

Частотно-регулируемый привод — это особый тип привода с регулируемой скоростью, который используется для управления скоростью двигателя переменного тока. Чтобы управлять скоростью вращения двигателя, частотно-регулируемый привод регулирует частоту подаваемой на него электроэнергии. Добавление частотно-регулируемого привода к приложению позволяет регулировать скорость двигателя в соответствии с нагрузкой двигателя, что в конечном итоге позволяет экономить энергию.Частотно-регулируемый привод, обычно используемый во множестве приложений, работает в системах вентиляции, насосах, конвейерах и приводах станков.

Как работает частотно-регулируемый привод

Когда полное напряжение подается на двигатель переменного тока, он сначала ускоряет нагрузку и снижает крутящий момент, сохраняя ток особенно высоким, пока двигатель не достигнет полной скорости. Частотно-регулируемый привод работает иначе; он устраняет чрезмерный ток, контролируемое повышение напряжения и частоты при запуске двигателя.Это позволяет двигателю переменного тока генерировать до 150% от номинального крутящего момента, который потенциально может быть создан с самого начала, вплоть до полной скорости, без потерь энергии. Частотно-регулируемый привод преобразует мощность через три различных этапа. Сначала мощность переменного тока преобразуется в мощность постоянного тока, после чего включаются и выключаются силовые транзисторы, вызывая форму волны напряжения на желаемой частоте. Эта форма сигнала затем регулирует выходное напряжение в соответствии с предпочтительным обозначенным значением.

Физические свойства

Обычно система частотно-регулируемого привода включает двигатель переменного тока, контроллер и интерфейс оператора.Трехфазный асинхронный двигатель чаще всего применяется в частотно-регулируемом приводе, поскольку он обеспечивает универсальность и экономичность по сравнению с однофазным или синхронным двигателем. Хотя в некоторых случаях они могут быть полезными, в системе частотно-регулируемого привода часто используются двигатели, предназначенные для работы с фиксированной скоростью.

Интерфейсы оператора частотно-регулируемого привода позволяют пользователю регулировать рабочую скорость, а также запускать и останавливать двигатель. Интерфейс оператора может также позволить пользователю переключаться и реверсировать между автоматическим управлением или ручным регулированием скорости.

Преимущества частотно-регулируемого привода

— Температуру технологического процесса можно контролировать без отдельного контроллера
— Низкие затраты на обслуживание
— Более длительный срок службы двигателя переменного тока и другого оборудования
— Более низкие эксплуатационные расходы
— Оборудование в системе, с которым невозможно справиться чрезмерный крутящий момент защищен

Типы частотно-регулируемых приводов

Существует три распространенных частотно-регулируемых привода (VFD), которые обладают как преимуществами, так и недостатками в зависимости от приложения, для которого они используются.Три распространенных конструкции ЧРП включают: инвертор источника тока (CSI), инвертор источника напряжения (VSI) и широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Однако существует четвертый тип частотно-регулируемого привода, называемый векторным приводом потока, который становится все более популярным среди конечных пользователей благодаря своей функции управления с обратной связью. Каждый частотно-регулируемый привод состоит из преобразователя, звена постоянного тока и инвертора, но конструкция каждого из них зависит от привода. Хотя секции каждого частотно-регулируемого привода похожи, они требуют изменения схемы в том, как они подают частоту и напряжение на двигатель.

Инвертор источника тока (CSI)

Инвертор источника тока (CSI) — это тип преобразователя частоты (VFD), который преобразует входящее напряжение переменного тока и изменяет частоту и напряжение, подаваемое на асинхронный двигатель переменного тока. Общая конфигурация этого типа частотно-регулируемого привода аналогична конфигурации других частотно-регулируемых приводов в том, что он состоит из преобразователя, звена постоянного тока и инвертора. В преобразовательной части CSI используются кремниевые выпрямители (SCR), тиристоры с коммутацией затвора (GCT) или симметричные тиристоры с коммутацией затвора (SGCT) для преобразования входящего переменного напряжения в переменное постоянное напряжение.Для поддержания правильного соотношения напряжения и частоты (Вольт / Герц) напряжение должно регулироваться путем правильной последовательности SCR. В звене постоянного тока для этого типа частотно-регулируемого привода используется индуктор для регулирования пульсаций тока и для хранения энергии, используемой двигателем. Инвертор, который отвечает за преобразование постоянного напряжения обратно в синусоидальную форму сигнала переменного тока, состоит из SCRS, тиристоров отключения затвора (GTO) или симметричных тиристоров с коммутацией затвора (SGCT). Эти тиристоры ведут себя как переключатели, которые включаются и выключаются для создания выхода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), который регулирует частоту и напряжение двигателя.Частотно-регулируемые приводы CSI регулируют ток, для работы требуется большой внутренний индуктор и нагрузка двигателя. Важным примечанием к конструкциям ЧРП CSI является требование входных и выходных фильтров, которые необходимы из-за высоких гармоник на входе мощности и низкого коэффициента мощности. Чтобы обойти эту проблему, многие производители используют либо входные трансформаторы, либо реакторы и фильтры гармоник в точке общего соединения (электрическая система пользователя, подключенная к приводу), чтобы уменьшить влияние гармоник на систему привода.Из обычных приводных систем с частотно-регулируемым приводом, частотно-регулируемые приводы CSI являются единственным типом приводов, которые имеют возможность рекуперации энергии. Возможность рекуперации энергии означает, что мощность, передаваемая от двигателя обратно к источнику питания, может быть поглощена.

Преимущества CSI

• Возможность рекуперации энергии
• Простая схема
• Надежность (операция ограничения тока)
• Чистая форма кривой тока

Недостатки CSI

• Зубцы двигателя, когда выходная мощность ШИМ ниже 6 Гц
• Используемые индукторы большие и дорогостоящие
• Генерация больших гармоник мощности отправляется обратно в источник питания
• Зависит от нагрузки двигателя
• Низкий коэффициент входной мощности

Инвертор источника напряжения (VSI)

Секция преобразователя VSI аналогична секции преобразователя CSI в том, что входящее напряжение переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока.Отличие от секции преобразователя CSI и VSI заключается в том, что VSI использует выпрямитель на диодном мосту для преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. В звене постоянного тока VSI используются конденсаторы для сглаживания пульсаций постоянного напряжения, а также для хранения энергии для системы привода. Секция инвертора состоит из биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), тиристоров с изолированным затвором (IGCT) или транзисторов с инжекционным затвором (IEGT). Эти транзисторы или тиристоры ведут себя как переключатели, которые включаются и выключаются для создания выходного сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ), который регулирует частоту и напряжение двигателя.

Преимущества VSI

• Простая схема
• Может использоваться в приложениях, требующих нескольких двигателей
• Не зависит от нагрузки

Недостатки VSI

• Генерация больших гармоник мощности в источнике питания
• Зубчатая передача двигателя, когда выходная мощность ШИМ ниже 6 Гц
• Безрегенеративный режим
• Низкий коэффициент мощности

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ)

Привод с частотно-регулируемым приводом с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) является одним из наиболее часто используемых контроллеров и доказал свою эффективность с двигателями мощностью от 1/2 до 500 л.с.Большинство частотно-регулируемых приводов с ШИМ рассчитаны на работу в трехфазном режиме 230 В или 460 В и обеспечивают выходные частоты в диапазоне 2–400 Гц. Как и VSI VFD, PWM VFD использует выпрямитель на диодном мосту для преобразования входящего переменного напряжения в постоянное. В звене постоянного тока используются конденсаторы большой емкости для устранения пульсаций, возникающих после выпрямителя, и создания стабильного напряжения на шине постоянного тока. Шестиступенчатый инверторный каскад этого драйвера использует IGBT высокой мощности, которые включаются и выключаются для регулирования частоты и напряжения двигателя. Эти транзисторы управляются микропроцессором или ИС двигателя, который контролирует различные аспекты привода, чтобы обеспечить правильную последовательность.В результате на двигатель выводится сигнал синусоидальной формы. Так как же включение и выключение транзистора помогает создать синусоидальный выходной сигнал? Изменяя ширину импульса напряжения, вы получаете среднюю мощность, которая представляет собой напряжение, подаваемое на двигатель. Частота, подаваемая на двигатель, определяется количеством переходов из положительного положения в отрицательное в секунду.

Преимущество ШИМ

• Отсутствие зубчатого зацепления двигателя
• КПД от 92% до 96%
• Превосходный коэффициент входной мощности благодаря фиксированному напряжению шины постоянного тока
• Низкая начальная стоимость
• Может использоваться в приложениях, требующих нескольких двигателей

Недостатки ШИМ

• Безрегенерационный режим
• Высокочастотное переключение может вызвать нагрев двигателя и пробой изоляции

Как выбрать двигатель переменного тока

Чтобы выбрать подходящий двигатель переменного тока для конкретного применения, необходимо определить основные характеристики.Рассчитайте требуемый момент нагрузки и рабочую скорость. Помните, что асинхронные и реверсивные двигатели нельзя регулировать; они требуют редуктора. Если это необходимо, выберите подходящее передаточное число. Затем определите частоту и напряжение питания двигателя.

Преимущества и недостатки

Преимущества электродвигателя переменного тока
— Низкая стоимость
— Длительный срок службы
— Высокая эффективность и надежность
— Простая конструкция
— Высокий пусковой момент (индукция)
— Отсутствие скольжения (синхронное)

Недостатки двигателя переменного тока
— Частота вызывает проскальзывания вращения (индукция)
— Необходим пусковой выключатель (индукция)

Поиск и устранение неисправностей двигателя переменного тока

ПОЖАЛУЙСТА, ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: Техническая помощь в отношении продуктовой линейки двигателей переменного тока, а также всех продуктов, производимых или распространяемых Anaheim Automation, предоставляется бесплатно.Эта помощь предлагается, чтобы помочь клиенту в выборе продуктов Anaheim Automation для конкретного применения. Во всех случаях ответственность за определение пригодности индивидуального двигателя переменного тока для конкретной конструкции системы лежит исключительно на заказчике. Несмотря на то, что прилагаются все усилия, чтобы дать надежные рекомендации относительно линейки продуктов AC Motor, а также других продуктов для управления движением, а также для точного предоставления технических данных и иллюстраций, такие советы и документы предназначены только для справки и могут быть изменены без предварительного уведомления.

Для устранения неполадок в системе двигателя и контроллера переменного тока могут быть предприняты следующие шаги:

Шаг 1. Проверьте запах двигателя. При появлении запаха гари немедленно замените двигатель.

Шаг 2: Проверьте входное напряжение двигателя. Убедитесь, что провода не повреждены и подключен надлежащий источник питания.

Шаг 3. Прислушайтесь к громкой вибрации или скрипу. Такие шумы могут указывать на повреждение или износ подшипников. Если возможно, смажьте подшипники, в противном случае замените двигатель полностью.

Шаг 4: Проверить на перегрев. С помощью сжатого воздуха очистите двигатель от мусора, дайте ему остыть и перезапустите.

Шаг 5: Двигатели переменного тока, которые пытаются запуститься, но выходят из строя, могут быть признаком плохого пускового конденсатора. Проверьте наличие каких-либо признаков утечки масла и замените конденсатор, если это так.

Шаг 6: Убедитесь, что приложение, в котором вращается двигатель, не заблокировано. Для этого отсоедините механизм и попробуйте запустить двигатель самостоятельно.

Сколько стоят изделия с электродвигателями переменного тока?

Двигатель переменного тока может быть разумным экономичным решением для ваших требований. Конструкционные материалы и конструкция двигателя делают системы двигателей переменного тока доступным решением. Двигатель переменного тока работает с вращающимся магнитным полем и не использует щеток. Это позволяет снизить стоимость двигателя и исключает компонент, который может со временем изнашиваться. Для работы двигателей переменного тока не требуется драйвер.Это экономит начальные затраты на установку. Сегодняшние производственные процессы делают производство двигателей переменного тока проще и быстрее, чем когда-либо. Статор изготовлен из тонких пластин, которые можно прессовать или штамповать на станке с ЧПУ. Многие другие детали можно быстро изготовить и усовершенствовать, сэкономив время и деньги! Anaheim Automation предлагает на выбор полную линейку продукции для двигателей переменного тока.

Физические свойства двигателя переменного тока


Обычно двигатель переменного тока состоит из двух основных компонентов: статора и ротора.Статор — это неподвижная часть двигателя, состоящая из нескольких тонких пластин, намотанных изолированным проводом, образующих сердечник.

Ротор соединен с выходным валом изнутри. Наиболее распространенным типом ротора, используемого в двигателях переменного тока, является ротор с короткозамкнутым ротором, названный в честь его сходства с колесами для упражнений на грызунах.

Статор устанавливается внутри корпуса двигателя, ротор установлен внутри, и между ними имеется зазор, отделяющий их от соприкосновения друг с другом. Кожух представляет собой корпус двигателя, содержащий два подшипниковых узла.

Формулы для двигателя переменного тока

Синхронная скорость:

Частота:

Количество полюсов:

Мощность в лошадиных силах:

Пробуксовка двигателя:


Глоссарий двигателей переменного тока

Двигатель переменного тока — Электродвигатель, приводимый в действие переменным током, а не постоянным током.

Переменный ток — Электрический заряд, который часто меняет направление (противоположно постоянному току, с зарядом только в одном направлении).

Центробежный переключатель — Электрический переключатель, который регулирует скорость вращения вала, работающий за счет центробежной силы, создаваемой самим валом.

Передаточное число — Передаточное число, при котором скорость двигателя уменьшается редуктором. Скорость на выходном валу равна 1 передаточному отношению x скорость двигателя.

Инвертор — Устройство, преобразующее постоянный ток в переменный. Реверс выпрямителя.

Асинхронный двигатель — Может упоминаться как асинхронный двигатель; тип двигателя переменного тока, в котором электромагнитная индукция питает ротор. Для создания крутящего момента требуется скольжение.

Скорость холостого хода — Обычно ниже синхронной скорости, это скорость, когда двигатель не несет нагрузки.

Номинальная скорость — Скорость двигателя при номинальной выходной мощности.Обычно самая востребованная скорость.

Выпрямитель — Устройство, преобразующее переменный ток в постоянный в двигателе. Они могут использоваться в качестве компонента источника питания или могут обнаруживать радиосигналы. Обычно выпрямители могут состоять из твердотельных диодов, ртутных дуговых клапанов или других веществ. Реверс инвертора.

Выпрямление — Процесс преобразования переменного тока в постоянный с помощью выпрямителя в двигателе переменного тока.

Асинхронный двигатель с разделенной фазой — Двигатели, которые могут создавать больший пусковой крутящий момент за счет использования центробежного переключателя в сочетании со специальной пусковой обмоткой.

Момент при остановке — Максимальный крутящий момент, с которым двигатель может работать, при определенном напряжении и частоте. Превышение этого количества приведет к остановке двигателя.

Пусковой крутящий момент — крутящий момент, который мгновенно создается при запуске двигателя. Двигатель не будет работать, если нагрузка трения превышает крутящий момент.

Статический момент трения — Когда двигатель останавливается, например, тормозом, это выходной крутящий момент, необходимый для удержания нагрузки при остановке двигателя.

Синхронный двигатель — В отличие от асинхронного двигателя, он может создавать крутящий момент с синхронной скоростью без скольжения.

Синхронная скорость — Обозначается скоростью в минуту, это внутренний фактор, определяемый количеством полюсов и частотой сети.

Привод с регулируемой скоростью — Оборудование, используемое для управления частотой электроэнергии, подаваемой на двигатель переменного тока, с целью управления его скоростью вращения.

Блок-схема для систем, в которых используется двигатель переменного тока

Срок службы двигателя переменного тока

Двигатели переменного тока

Anaheim Automation обычно имеют срок службы около 10 000 часов работы, если двигатели работают в надлежащих условиях и в соответствии со спецификациями.

Требуемое обслуживание двигателя переменного тока

Профилактическое обслуживание — ключ к долговечной системе электродвигателя переменного тока.Следует проводить плановую проверку. Всегда проверяйте двигатель переменного тока на предмет загрязнения и коррозии. Грязь и мусор могут закупорить воздушные каналы и уменьшить поток воздуха, что в конечном итоге приведет к сокращению срока службы изоляции и возможному отказу двигателя. Если мусор не виден явно, убедитесь, что поток воздуха постоянный и не слабый. Это также может указывать на засорение. Во влажной, влажной или влажной среде проверьте клеммы в распределительной коробке на предмет коррозии и при необходимости отремонтируйте.

Прислушайтесь к чрезмерному шуму или вибрации и почувствуйте чрезмерное нагревание.Это может указывать на необходимость смазки подшипников. Примечание: Будьте осторожны при смазке подшипников, так как чрезмерная смазка может привести к грязи и маслам, забивающим воздушный поток. Обязательно найдите и удалите источник тепла для двигателя, чтобы избежать отказа системы.

Примечание. Будьте осторожны при смазке подшипников, так как чрезмерная смазка может привести к загрязнению и засорению потока масла маслом. Обязательно найдите и удалите источник тепла для двигателя, чтобы избежать отказа системы.

Электропроводка двигателя переменного тока

Следующая информация предназначена в качестве общего руководства для электромонтажа линейки двигателей переменного тока Anaheim Automation. Имейте в виду, что при прокладке силовой и сигнальной проводки на машине или системе излучаемый шум от близлежащих реле, трансформаторов и других электронных устройств может индуцироваться в двигателе переменного тока и сигналах энкодера, входных / выходных коммуникациях и других чувствительных низковольтных устройствах. сигналы. Это может вызвать сбои в системе.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — В системе двигателя переменного тока может присутствовать опасное напряжение, способное вызвать травму или смерть. Соблюдайте особую осторожность при обращении, подключении, тестировании и регулировке во время установки, настройки, настройки и эксплуатации. Не делайте чрезмерных корректировок или изменений в параметрах системы двигателя переменного тока, которые могут вызвать механическую вибрацию и привести к поломке и / или потерям. После того, как система электродвигателя переменного тока подключена, не запускайте ее путем прямого включения / выключения источника питания. Частое включение / выключение питания приведет к быстрому старению компонентов системы, что сократит срок службы системы электродвигателя переменного тока.

Строго соблюдать следующие правила:

• Следуйте схеме подключения к каждому двигателю переменного тока и / или контроллеру.
• Прокладывайте силовые кабели высокого напряжения отдельно от силовых кабелей низкого напряжения.
• Отделите входную силовую проводку и силовые кабели двигателя переменного тока от проводки управления и кабелей обратной связи двигателя. Сохраняйте это разделение на всем протяжении провода.
• Используйте экранированный кабель для силовой проводки и обеспечьте заземленное зажимное соединение на 360 градусов к стене корпуса.Оставьте на вспомогательной панели место для изгибов проводов.
• Сделайте все кабельные трассы как можно короче.
• Обеспечьте достаточный воздушный поток
• Сохраняйте окружающую среду как можно более чистой

ПРИМЕЧАНИЕ: Кабели заводского изготовления рекомендуются для использования в наших системах двигателей переменного тока. Эти кабели приобретаются отдельно и предназначены для минимизации электромагнитных помех. Эти кабели рекомендуется использовать вместо кабелей, изготовленных заказчиком, чтобы оптимизировать работу системы и обеспечить дополнительную безопасность для системы электродвигателя переменного тока, а также для пользователя.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Во избежание поражения электрическим током выполните все монтажные и электромонтажные работы двигателя переменного тока перед подачей питания. После подачи питания на соединительные клеммы может присутствовать напряжение.

Монтаж двигателя переменного тока

Следующая информация предназначена в качестве общего руководства по установке и монтажу системы электродвигателя переменного тока. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — В системе двигателя переменного тока может присутствовать опасное напряжение, способное вызвать травму или смерть.Соблюдайте особую осторожность при обращении, тестировании и регулировке во время установки, настройки и эксплуатации. При установке и монтаже очень важно учитывать проводку двигателя переменного тока. Субпанели, устанавливаемые внутри корпуса для монтажа компонентов системы, должны иметь плоскую жесткую поверхность, защищенную от ударов, вибрации, влаги, масла, паров или пыли. Помните, что двигатель переменного тока выделяет тепло во время работы; поэтому при проектировании системы следует учитывать рассеивание тепла.Размер корпуса не должен превышать максимально допустимую температуру окружающей среды. Рекомендуется устанавливать электродвигатель переменного тока в положение, обеспечивающее достаточный воздушный поток. Электродвигатель переменного тока должен быть устойчиво закреплен и надежно закреплен.

ПРИМЕЧАНИЕ: Между электродвигателем переменного тока и любыми другими устройствами, установленными в системе / электрической панели или шкафу, должно быть не менее 10 мм.

Чтобы соответствовать требованиям UL и CE, система электродвигателя переменного тока должна быть заземлена в заземленном проводящем корпусе, обеспечивающем защиту, как определено в стандарте EN 60529 (IEC 529) до IP55, таким образом, чтобы они были недоступны для оператора или неквалифицированного человека. .Как и любую движущуюся часть системы, двигатель переменного тока следует держать вне досягаемости оператора. Корпус NEMA 4X превосходит эти требования, обеспечивая степень защиты IP66. Чтобы улучшить соединение между шиной питания и дополнительной панелью, сконструируйте дополнительную панель из оцинкованной (не содержащей краски) стали. Кроме того, настоятельно рекомендуется защитить систему электродвигателя переменного тока от электрических помех. Шум от сигнальных проводов может вызвать механическую вибрацию и неисправности.

Экологические аспекты двигателя переменного тока

Следующие меры по охране окружающей среды и безопасности должны соблюдаться на всех этапах эксплуатации, обслуживания и ремонта системы электродвигателя переменного тока.Несоблюдение этих мер предосторожности нарушает стандарты безопасности при проектировании, производстве и предполагаемом использовании двигателя переменного тока. Обратите внимание, что даже правильно построенная система электродвигателя переменного тока, неправильно установленная и эксплуатируемая, может быть опасной. Пользователь должен соблюдать меры предосторожности в отношении нагрузки и условий эксплуатации. В конечном итоге заказчик несет ответственность за правильный выбор, установку и работу двигателя переменного тока и / или регулятора скорости.

Атмосфера, в которой используется двигатель переменного тока, должна способствовать соблюдению общих правил работы с электрическим / электронным оборудованием.Не эксплуатируйте систему электродвигателя переменного тока в присутствии легковоспламеняющихся газов, пыли, масла, пара или влаги. При использовании вне помещений двигатель переменного тока должен быть защищен от атмосферных воздействий соответствующей крышкой, обеспечивая при этом достаточный поток воздуха и охлаждение. Влага может вызвать опасность поражения электрическим током и / или вызвать поломку системы. Следует уделять должное внимание недопущению попадания любых жидкостей и паров. Свяжитесь с заводом-изготовителем, если для вашего приложения требуются определенные степени защиты IP. Разумно устанавливать двигатель переменного тока в среде, свободной от конденсации, электрических шумов, вибрации и ударов.

Кроме того, предпочтительно работать с системой электродвигателя переменного тока в нестатической защитной среде. Открытые цепи всегда должны быть надлежащим образом ограждены и / или закрыты для предотвращения несанкционированного контакта человека с цепями под напряжением. Никакие работы не должны выполняться при включенном питании.

НЕ подключайте и не отключайте питание при включенном питании. После выключения питания подождите не менее 5 минут, прежде чем проводить инспекционные работы в системе двигателя переменного тока, потому что даже после отключения питания в конденсаторах внутренней цепи системы двигателя переменного тока будет оставаться некоторая электрическая энергия.
Спланируйте установку двигателя переменного тока в конструкции системы, свободной от мусора, такого как металлический мусор от резки, сверления, нарезания резьбы и сварки, или любого другого постороннего материала, который может контактировать с схемами системы. Если не предотвратить попадание мусора в систему двигателя переменного тока, это может привести к повреждению и / или поражению электрическим током.

История электродвигателя переменного тока

Изобретение двигателя переменного тока Асинхронные двигатели переменного тока
используются в отрасли уже более 20 лет.Идея двигателя переменного тока возникла у Николы Теслы в 1880-х годах. Никола Тесла заявил, что двигателям не нужны щетки для переключения ротора. Он сказал, что они могут быть вызваны вращающимся магнитным полем. Никола Тесла обнаружил использование переменного тока, который индуцирует вращающиеся магнитные поля. Тесла подал патент США номер 416194 на работу над двигателем переменного тока. Этот тип двигателя сегодня мы называем асинхронным двигателем переменного тока.

Эволюция двигателя переменного тока
Двигатель переменного тока сделал себе имя благодаря простой конструкции, простоте использования, прочной конструкции и рентабельности для множества различных применений.Достижения в области технологий позволили производителям развить идею Telsa и обеспечили большую гибкость в регулировании скорости асинхронного двигателя переменного тока. От простого фазового управления до более надежных систем с обратной связью, использующих векторно-ориентированное управление полем; Двигатель переменного тока усовершенствовался за последние сто двадцать лет.

Принадлежности для двигателей переменного тока

Для двигателей переменного тока существует широкий выбор принадлежностей. Доступные аксессуары включают тормоз, сцепление, вентилятор, разъем и кабели. Дополнительные сведения и варианты см. На странице «Аксессуары» Anaheim Automation.

Тормоза двигателя переменного тока представляют собой систему 24 В постоянного тока. Эти тормоза идеально подходят для любых удерживающих устройств, которые вы можете использовать с электродвигателем переменного тока. Тормоза электродвигателя переменного тока имеют низковольтную конструкцию для приложений, которые подвержены разряду батареи, потере энергии или длинной проводке.

Муфта двигателя переменного тока используется для управления крутящим моментом, прилагаемым к нагрузке. Муфту двигателя переменного тока также можно использовать для увеличения скорости нагрузки с высоким моментом инерции.Муфты идеально подходят для использования с электродвигателем переменного тока, когда вы хотите точно контролировать крутящий момент или медленно прикладывать мощность. Муфты электродвигателя переменного тока также помогают предотвратить резкие скачки тока.

Вентиляторы двигателя переменного тока используются для охлаждения двигателей. Обычно они не встречаются в небольших двигателях, потому что они не нужны, но чаще встречаются в более крупных асинхронных двигателях переменного тока из-за тепловыделения. Есть два типа вентиляторов, которые используются для двигателя переменного тока. Типы бывают внутренние и внешние вентиляторы. Вентиляторы электродвигателей переменного тока идеально подходят для использования, когда возникает проблема перегрева.

Кабели двигателя переменного тока могут быть изготовлены по индивидуальному заказу с поставляемым разъемом двигателя переменного тока в соответствии с заданными спецификациями. Кабели также можно приобрести в компании Anaheim Automation.

Если двигатели переменного тока не идеальны для вашего применения, вы можете рассмотреть бесщеточные двигатели постоянного тока, щеточные двигатели постоянного тока, сервоприводы или шаговые двигатели и их совместимые драйверы / контроллеры. Наряду с двигателями переменного тока Anaheim Automation предлагает коробки передач и регуляторы скорости. Дополнительные продукты Anaheim Automation предлагает: энкодеры, HMI, муфты, кабели и соединители, линейные направляющие.

Настройка двигателя переменного тока

Anaheim Automation была основана в 1966 году как производитель систем управления перемещением «под ключ». Его акцент на исследованиях и разработках обеспечил постоянное внедрение передовых продуктов управления движением, таких как линейка продуктов AC Motor. Сегодня Anaheim Automation занимает высокое место среди ведущих производителей и дистрибьюторов продукции для управления движением, и это положение усиливается ее отличной репутацией в области качественной продукции по конкурентоспособным ценам.Линия продуктов AC Motor не является исключением из целей компании.

Anaheim Automation предлагает широкий выбор стандартных двигателей переменного тока. Иногда OEM-заказчики со средним и большим количеством требований предпочитают иметь двигатель переменного тока, который настраивается или модифицируется в соответствии с их точными проектными требованиями. Иногда настройка настолько проста, как модификация вала, тормоз, масляное уплотнение для степени защиты IP65, установочные размеры, цвета проводов или этикетка. В других случаях заказчик может потребовать, чтобы двигатель переменного тока соответствовал идеальным характеристикам, таким как скорость, крутящий момент и / или напряжение.Для получения более подробной информации обсудите требования к вашему приложению с инженером по автоматизации в Анахайме.

Электродвигатель переменного тока Anaheim Automation

Инженеры

ценят то, что линейка двигателей переменного тока Anaheim Automation может удовлетворить их стремление к творчеству, гибкости и эффективности системы. Покупатели ценят простоту «универсального магазина» и экономию затрат благодаря индивидуальной конструкции электродвигателя переменного тока, в то время как инженеры довольны тем, что Anaheim Automation уделяет особое внимание их конкретным системным требованиям.

Стандартная линейка двигателей переменного тока Anaheim Automation представляет собой экономичное решение, поскольку они известны своей прочной конструкцией и отличными характеристиками. Значительный рост продаж компании явился результатом целенаправленного проектирования, дружелюбного обслуживания клиентов и профессиональной поддержки приложений, что часто превосходит ожидания клиентов в отношении выполнения их индивидуальных требований. Хотя значительная часть продаж двигателей переменного тока Anaheim Automation связана с особыми, индивидуальными требованиями или требованиями частной марки, компания гордится своей стандартной базой складских запасов, расположенной в Анахайме, Калифорния, США.Чтобы сделать индивидуальную настройку двигателя переменного тока доступной, требуется минимальное количество и / или плата за непериодическое проектирование (NRE). Свяжитесь с заводом-изготовителем для получения подробной информации, если вам потребуется специальный двигатель переменного тока в конструкции вашей системы управления движением.

Все продажи индивидуализированного или модифицированного двигателя переменного тока не подлежат отмене и возврату, и для каждого запроса клиент должен подписывать соглашение NCNR. Все продажи, включая индивидуальный двигатель переменного тока, осуществляются в соответствии со стандартными положениями и условиями Anaheim Automation и заменяют любые другие явно выраженные или подразумеваемые условия, включая, помимо прочего, любые подразумеваемые гарантии.

Anaheim Automation заказывает линейку продуктов AC Motor разнообразно: компании, эксплуатирующие или разрабатывающие автоматизированное оборудование или процессы, которые включают в себя пищевую, косметическую или медицинскую упаковку, требования к этикетированию или защите от несанкционированного вскрытия, сборку, конвейер, погрузочно-разгрузочные работы, робототехнику, специальную съемку и т. Д. проекционные эффекты, медицинская диагностика, устройства контроля и безопасности, управление потоком насосов, изготовление металла (станки с ЧПУ) и модернизация оборудования. Многие OEM-заказчики просят, чтобы мы использовали двигатели переменного тока «частной торговой марки», чтобы их клиенты оставались верными им при обслуживании, замене и ремонте.

Тест двигателя переменного тока

В: Какие три основных типа электродвигателей переменного тока предлагает Anaheim Automation?
A: Индукционные, синхронные и промышленные

Q: Каковы компоненты частотно-регулируемого привода?
A: Частотно-регулируемый привод включает двигатель переменного тока, контроллер и интерфейс оператора.

В: Какой двигатель обычно используется в частотно-регулируемом приводе?
A: Трехфазный асинхронный двигатель

В: Каковы основные компоненты двигателя переменного тока?
A: Стационарный статор, который находится снаружи и имеет катушки, на которые подается переменный ток, и внутренний ротор, прикрепленный к выходному валу.

В: Почему необходимо подключать конденсатор к асинхронному двигателю переменного тока?
A: Любой двигатель ACP-M, считающийся однофазным асинхронным двигателем, является двигателем с конденсаторным приводом. Следовательно, для его запуска необходимо создать вращающееся магнитное поле. Конденсаторы создают источник питания с фазовым сдвигом, который необходим для создания необходимого вращательного магнитного поля. С другой стороны, трехфазные двигатели всегда подают питание с разными фазами, поэтому им не нужны конденсаторы.

В: Что подразумевается под реверсивным двигателем, рассчитанным на 30 минут?
A: Двигатель рассчитан на оптимальную работу не более 30 минут. Если работать постоянно, двигатель перегорит.

Часто задаваемые вопросы по двигателям переменного тока:

В: Почему следует выбрать трехфазный двигатель вместо однофазного?
A: Однофазные двигатели переменного тока мощностью более 10 л.с. (7,5 кВт) обычно не так распространены. Трехфазные двигатели менее вибрируют, что продлевает срок их службы по сравнению с однофазными двигателями той же мощности, используемыми в тех же условиях.

В: В чем разница между частотно-регулируемым приводом и частотно-регулируемым приводом?
A: Приводы с переменной частотой (VFD) обычно относятся только к приводам переменного тока, в то время как приводы с регулируемой скоростью (VSD) могут относиться либо к приводу переменного тока, либо к приводу постоянного тока. VFD управляет скоростью двигателя переменного тока, изменяя частоту двигателя. С другой стороны, преобразователи частоты изменяют напряжение для управления двигателем постоянного тока.

В: Могу ли я изменить направление вращения асинхронного двигателя переменного тока, если я подключил его, как показано в каталоге, например, ACP-M-4IK25N-AU?
A: Да, можно.Однако перед переключением направления убедитесь, что двигатель полностью остановлен. Если необходимо немедленное реверсирование, реверсивный двигатель лучше подходит для данной области применения; например ACP-M-4RK25N-AU.

В: Можно ли изменить скорость асинхронных двигателей переменного тока и реверсивных двигателей?
A: Частота источника питания определяет скорость однофазных (переменного тока) асинхронных и реверсивных двигателей. Если ваше приложение требует изменения скорости, рекомендуется использовать двигатель с регулировкой скорости.

В: Будет ли временное хранение моего асинхронного двигателя переменного тока при температуре от 0 ° F до -20 ° F создавать какие-либо проблемы?
A: Резкие перепады температуры могут привести к конденсации влаги внутри двигателя. В этом случае компоненты могут заржаветь, что значительно сократит срок службы. Постарайтесь избежать образования конденсата.

В: Это плохо, если мой асинхронный двигатель переменного тока сильно нагревается?
A: При преобразовании электрической энергии во вращательное движение внутри двигателя выделяется тепло, что делает его горячим.Температура двигателя переменного тока равна повышению температуры, вызванному потерями в двигателе, плюс температура окружающей среды. Если температура окружающей среды составляет 85 ° F, а внутренние потери в двигателе составляют 90 ° F (32 ° C), поверхность двигателя будет 175 ° F (79 ° C). Это не типично для маленького мотора.

В: Почему некоторые редукторы электродвигателя переменного тока выводят выходной сигнал противоположно двигателю, а другие — в том же направлении?
A: Редукторы снижают скорость двигателя от 1/3 до 1/180 (для асинхронных двигателей переменного тока.) Это снижение скорости является результатом использования нескольких передач; количество передач в зависимости от величины снижения скорости. Однако вращение последней шестерни определяет направление выходного вала.

В: Будет ли асинхронный двигатель переменного тока подвержен сильным колебаниям напряжения питания?
A: Напряжение источника питания влияет на крутящий момент, создаваемый двигателем. Крутящий момент примерно в два раза больше напряжения источника питания. Таким образом, при использовании двигателей с большими колебаниями напряжения питания важно помнить, что создаваемый крутящий момент будет изменяться.

Что делает контроллер скорости двигателя? — 4QD

По сути, контроллер скорости двигателя просто регулирует скорость и направление электродвигателя, изменяя приложенное к нему напряжение, но на самом деле он должен делать гораздо больше;

У нас есть короткое видео, которое объясняет основы….

Но они могут выполнять некоторые или все следующие действия….

  • Обеспечивает управляемый запуск [или плавный запуск]. Заблокированный двигатель может потреблять ток, в 20 раз превышающий его нормальный рабочий ток. Если вы внезапно подключите аккумулятор к двигателю, может возникнуть очень высокий начальный скачок тока.Мы видели, как корпуса двигателей разрываются на части, а зубья шестерен срываются из-за высокого крутящего момента, создаваемого неконтролируемым включением.
  • Реверсивный; чтобы сделать это безопасно, контроллер сначала должен остановить двигатель — реверсирование с полной скорости может стать захватывающим, если не будет выполнено должным образом!
  • Защита от обратной полярности, на случай, если кто-то подключит положительный к отрицательному.
  • Защита от сбоев в цепи, контроллер должен обеспечивать безопасную реакцию в случае обрыва проводов управления и т. Д.
  • Обеспечивает все другие функции, которые требуются для различных приложений, такие как плавное ускорение и замедление, установка максимальной скорости, ограничение тока, пропорциональное управление и т. Д. .

Как работает регулятор скорости двигателя?

Все контроллеры 4QD работают путем включения и выключения подключения аккумулятора к двигателю примерно 20 000 раз в секунду с использованием метода, называемого широтно-импульсной модуляцией [PWM]. Напряжение на двигателе выглядит следующим образом… ..

Двигатель усредняет эти импульсы, так как эта скорость переключения слишком высока, чтобы двигатель мог ее обнаружить. Если батарея подключена только на половину общего времени [B], то двигатель видит батарею 24 В, как если бы она была только 12 В, и работает с половинной скоростью.Кроме того, поскольку переключение происходит очень быстро, индуктивность двигателя, которая действует как электрический маховик, поддерживает постоянный ток в двигателе. Но этот ток идет от батареи только половину времени, поэтому ток батареи будет вдвое меньше тока двигателя.

Мощность — это напряжение, умноженное на ток, поэтому контроллер мотора фактически работает как трансформатор: в приведенном выше примере напряжение мотора, умноженное на ток мотора, будет равно напряжению батареи, умноженному на ток батареи, поэтому практически вся мощность от батареи подается на мотор.Потери в контроллере небольшие, поскольку мощность — это тепло, а контроллер действительно не может рассеивать много тепла.

Если вы хотите узнать больше о том, как контроллер делает это, здесь есть более подробное описание ШИМ.

Теперь, когда вы знаете, что они делают, приходите и посмотрите на наш ассортимент контроллеров скорости двигателя и на те проекты, в которые они были встроены.

У нас также есть страница, которая объясняет больше о различных типах электродвигателей, таких как постоянный магнит, последовательная обмотка, шунтирующая обмотка и т. Д.

Следующая страница

Если вы нашли эту статью полезной, поделитесь ею, чтобы помочь другим найти ее

Руководство по выбору контроллеров скорости двигателя: типы, функции, применения

Контроллеры скорости двигателя — это электронные устройства, управляющие скоростью двигателя. Они принимают сигнал о необходимой скорости и доводят двигатель до этой скорости. Доступны различные контроллеры скорости двигателя.

Регулятор скорости усилителя мощности двигателя постоянного тока. Видео кредит: Engamsi

Тип привода

Тип привода описывает категорию двигателя или системы, которая приводится в действие или управляется.

Выбор двигателей переменного тока (AC) включает:

  • Асинхронные двигатели
  • Двигатели синхронные
  • Приводы с регулировкой числа полюсов
  • Бессенсорные векторные приводы
  • Векторные приводы или приводы с обратной связью
  • Сервоприводы или бесщеточные двигатели

Выбор для двигателей постоянного тока включает

Категории приводов для шаговых двигателей включают

  • униполярный шаговый
  • Биполярный шаговый двигатель
  • Шаговый двигатель с постоянным магнитом
  • Шаговый с регулируемым сопротивлением
  • Гибридный шаговый
  • Полный шаг
  • Полушаг
  • Мини-ступень
  • Продукты Micro-Step

Дополнительные типы приводов включают:

  • Линейные двигатели
  • Двигатели звуковой катушки
  • Пневматические двигатели
  • Гидромоторы

Критерии отбора

База данных Engineering360 SpecSearch позволяет промышленным покупателям выбирать контроллеры скорости двигателя по техническим характеристикам, электрическим характеристикам, рабочим параметрам и характеристикам.

Характеристики продукта

Для контроллеров скорости двигателя существует четыре спецификации классификации продукции:

  • Количество осей или двигателей , которыми может управлять устройство.
  • Номинальная мощность — максимальная мощность, используемая с двигателем.
  • Разрешение описывает количество двоичных цифр (битов), которое устройство использует для характеристики аналогового сигнала.
  • Тип шины для компьютерных продуктов, используется для передачи данных внутри и между компьютерными системами и контроллером.

Электрические характеристики

Для выбора регуляторов скорости двигателя требуется анализ электрических характеристик.

  • Напряжение питания (переменного тока) — это диапазон входного переменного напряжения, от которого будет работать привод или контроллер.
  • Напряжение питания (постоянный ток) — это диапазон входного постоянного напряжения, от которого будет работать привод или контроллер.
  • Максимальное выходное напряжение — это напряжение, которое выводит устройство. Этот вывод должен соответствовать системным процессам.
  • Непрерывный выходной ток — это термин, используемый для описания тока, который устройство будет постоянно проводить в воздухе без превышения температурных пределов.
  • Пиковый выходной ток — это выходной ток емкости за короткий период времени.
  • Входная фаза переменного тока
    • Однофазный используется для приложений с более низким напряжением и является более распространенным выражением.
    • Трехфазный используется для более высокого напряжения.
  • Входная частота переменного тока — это частота, которую устройство принимает. Существует три варианта входной частоты переменного тока: 50, 60 и 400 Гц.

Рабочие параметры

Есть пять основных категорий, которые следует учитывать для рабочих параметров регулятора скорости двигателя:

  • Настройка и элемент управления описывает, как работает регулятор скорости. Пользователи могут использовать джойстик, панель управления, компьютерный интерфейс, диск или беспроводную связь для управления скоростью двигателя.При выборе механизма настройки и управления важно учитывать операционную среду и простоту доступа.
  • Режимы работы включают в себя цифровую обратную связь по положению, аналоговую обратную связь, режим скорости и режим тока (крутящего момента).
  • Обратная связь двигателя варианты выбора включают эффект Холла, резольвер, тахометр, инкрементальный энкодер, абсолютный энкодер, аналоговое положение, синус и косинус.
  • Тип монтажа — это конфигурация контроллера.Устройство может быть установлено на плате IC / PCB, OEM-модуле, панели, DIN-рейке, стойке, печатной плате или может быть автономным. Монтаж зависит от размера системы.

Характеристики

Контроллеры скорости двигателя

доступны с несколькими различными вариантами функций.

Плавный пуск управляется схемой, которая позволяет двигателю постепенно набирать скорость до полной скорости. Это часто используется в качестве меры безопасности для двигателей, перемещающих большие или хрупкие нагрузки, а также в качестве меры предотвращения чрезмерного потребления тока.

Торможение

Динамическое торможение — это метод торможения, при котором питание отключается от обмоток двигателя. Затем двигатель по сути становится генератором, а мощность (тепло) рассеивается через резистивный шунт, проходящий через обмотки.

Инжекционное торможение применимо только к двигателям переменного тока. Электропитание переменного тока отключается, а мощность постоянного тока «вводится» в обмотки. Это создает магнитное поле, препятствующее вращению двигателя и замедляющее или останавливающее двигатель.

Рекуперативное торможение аналогично динамическому торможению. Двигатель отключается от питания, и мощность, генерируемая вращающимся двигателем, отправляется обратно в источник питания. Сгенерированная энергия может использоваться для подзарядки батареи, которая обеспечивает питание системы.

Тормозной выход — это переключатель или реле, предназначенное для активации или управления внешним тормозом

Исходный / конечный выключатель Входы используются для индикации положения начала, остановки или конца хода соответствующих осей.

Дополнительные входы / выходы каналов могут быть включены для связи с устройством или обратной связи с ним.

Мониторинг состояния Функции включают сигнализацию и мониторинг одного или нескольких параметров. В случае неисправности или несоответствующей операции, такой как перенапряжение, перегрузка по току, превышение скорости производства и изменения температуры, будет сгенерирован сигнал, предупреждающий оператора.

Устройства самонастройки или автонастройки обнаруживают рабочие условия и автоматически изменяют настройки для обеспечения оптимальной производительности системы.

Самодиагностирующиеся контроллеры скорости двигателя могут обнаруживать проблемы в системе и сообщать о проблеме оператору или системе управления.

Конструкция электромобиля используется для управления электродвигателями в промышленных, развлекательных или других электромобилях. Многие из них включают специфические для приложения функции, такие как выход обратной сигнализации, сигнал для спидометров и тахометров.

Приложения

Многокоординатные контроллеры могут управлять несколькими и / или контролировать несколько независимых осей движения.

Роботизированные контроллеры движения используют аппаратное и программное обеспечение цифрового управления движением для координированного многоосевого управления промышленными роботами и роботизированными системами.

Основанные на микроконтроллере — это компьютерные системы на микросхеме, где требуется манипулирование большими объемами цифровых данных в реальном времени для их улучшения или модификации. Они используются для быстрого управления движением с высоким разрешением, а для программирования микросхемы DSP используется специальное оборудование для программирования.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) также известна как скалярное управление V / F. Привод PWM преобразует переменное напряжение и частоту в постоянный, а затем использует PMW для имитации синусоидальной волны. Приводы PMW не подходят для создания высокого крутящего момента на низких скоростях, поскольку крутящий момент и скорость регулируются косвенно.

Цифровые сигнальные процессоры (DSP) — это микропроцессоры, которые используют данные в реальном времени, такие как аудио, видео, температура, давление или положение, и математически манипулируют цифровыми данными, чтобы улучшить или изменить их.Они используются для быстрого управления движением с высоким разрешением, а для программирования микросхемы DSP используется специальное оборудование для программирования.

Приводы с регулируемой скоростью используются в промышленных двигателях для контроля и регулировки скорости.

Список литературы

Регуляторы скорости

РУКОВОДСТВО ПО ОБРАБОТКЕ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

Изображение кредита:

Аметек | Бодин Электрик


Прочитать информацию о контроллерах скорости двигателя Цепь

, типы, работа и применение

В настоящее время мы можем наблюдать регулирование скорости электродвигателей во всем современном обществе.Таким образом, список управления скоростью в основном включает в себя широкий спектр машин, от базовых электроприборов, используемых в домашнем хозяйстве, например, в гараже, саду, до крупных промышленных предприятий, включая насосы, станки, конвейерные ленты и т. Д. Итак, мы можем заметить, что насколько важен и необходим этот способ регулирования скорости для нескольких электрических машин. Мы не можем работать дольше без эффективного метода контроля скорости. Таким образом, электронный метод управления скоростью используется для управления механизмами, а также скоростью вращения двигателей.В этой статье обсуждается обзор электронного управления скоростью для двигателей, дронов, транспортных средств и т. Д.


Что такое электронное управление скоростью или ESC?

Термин ESC означает «электронное управление скоростью — это электронная схема, используемая для изменения скорости электродвигателя, его маршрута, а также для работы в качестве динамического тормоза. Они часто используются в радиоуправляемых моделях с электрическим приводом, причем изменение наиболее часто используется для бесщеточных двигателей, обеспечивающих 3-фазный источник электроэнергии , производимый электроникой, низковольтный источник энергии для двигателя.ESC может быть отдельным блоком, который встроен в канал управления приемником дроссельной заслонки или объединен с самим приемником, как это происходит в большинстве игрушечных автомобилей с дистанционным управлением. Некоторые производители R / C, которые подключают эксклюзивную электронику для любителей к своим автомобилям, контейнерам или самолетам начального уровня, используют электронику, которая объединяет их на единой печатной плате.

Электронный регулятор скорости

ESC Design

Электронный регулятор скорости может быть спроектирован с тремя основными компонентами, такими как регулятор напряжения / BEC (Battery Eliminator Circuit)), процессор и переключение, включающее полевые транзисторы.BEC — это разделение электронного управления скоростью, которое будет передавать мощность обратно на ваш приемник, а затем на сервоприводы.

Это также включает в себя одну вторичную функцию, например, когда двигатель работает от батареи, тогда двигатель получает наименьшее напряжение, затем BEC будет сохранять некоторую мощность для управления полетом в опасных ситуациях, чтобы двигатель не потреблял всю мощность от аккумулятор. В настоящее время процессор полностью заключен в единую полупроводниковую микросхему Si.

Основная функция этого процессора — декодировать данные, передаваемые ему от приемника в модели, а также регулировать мощность, подаваемую на двигатель, с помощью полевых транзисторов. В ESC этот транзистор играет ключевую роль, выполняя все работы. Он наблюдает за полным током и напряжением двигателя, а также батареи. Этот транзистор работает как переключатель, управляющий током для дросселирования электродвигателя.

Функция электронного управления скоростью

ESC или электронное управление скоростью в основном следует за сигналом задания скорости для изменения скорости коммутационной сети полевых транзисторов.Скорость двигателя можно изменить, изменив частоту переключения или рабочий цикл транзисторов.

Для двигателей BLDC необходимы различные виды управления скоростью, потому что эту скорость двигателя можно контролировать, изменяя напряжение на его якоре. Для этого типа двигателя требуются различные правила работы, например, скорость двигателя может быть изменена путем изменения синхронизации импульсов тока, передаваемых на разные обмотки двигателя.

Как правило, бесщеточные системы ESC вырабатывают трехфазное питание переменного тока, такое как частотно-регулируемый привод (VFD), для работы бесщеточных двигателей.Эти типы двигателей более популярны из-за своей мощности, эффективности, легкости и долговечности по сравнению с обычными щеточными двигателями. Контроллеры двигателей BLDC очень сложны по сравнению с щеточными.

Точное изменение фазы за счет вращения двигателя, которое можно учесть с помощью электронного управления скоростью. Как правило, вращение этого двигателя может быть обнаружено с помощью обратной ЭДС, но в существующих вариациях будут использоваться оптические детекторы, в противном случае отдельные датчики эффекта Холла.

В общем, контроллеры скорости, основанные на программировании, в основном включают в себя некоторые параметры, которые задаются пользователем, которые разрешают торможение, ускорение, синхронизацию и направление вращения. Обратное направление вращения двигателя может быть достигнуто переключением любых 3 выводов ESC в сторону двигателя.


Характеристики электронного регулятора скорости

Как мы знаем, ESC контролирует скорость вращения двигателя самолета. Он помогает тому же назначению, что и сервопривод дроссельной заслонки самолета с тлеющим двигателем.Это грань между радиоприемником самолета и силовой установкой. Электронный регулятор скорости будет иметь 3 комплекта проводов. Один провод будет вставлен в основную батарею самолета. Второй провод будет иметь типичный провод сервопривода, который подключается к каналу дроссельной заслонки приемника. И на последок треть провода используется для питания мотора. К основным функциям электронного управления скоростью относятся: схема нейтрализации аккумуляторной батареи, отсечка низкого напряжения, тормоз и т. Д.

Компоненты, используемые в ESC

Компоненты, используемые в ESC, в основном включают следующие

  • Контактные площадки для пайки 3-х фазных электродвигателей постоянного тока
  • Отрицательные (-) соединения LIPO
  • Положительное (+) соединение LIPO
  • Сервосигнал или вход сигнала ШИМ
  • Заземление сигнала ШИМ
  • Перемычка под пайку, для изменения направления вращения (CW / CCW)
  • Паяльная перемычка, для изменения типа входного сигнала ШИМ
    Светодиод состояния
Сборка ESC

Типы электронного регулятора скорости

Существует два типа электронных регуляторов скорости в зависимости от конкретных требований. Вы можете приобрести точный из имеющихся в магазинах моделей RC, например, щеточный регулятор скорости и бесщеточный электронный регулятор скорости.

Типы электронного регулятора скорости
Матовый ESC

Brushed ESC — первый электронный регулятор скорости, который существует уже несколько лет. Его очень дешево использовать в различных электромобилях RTR.

Бесщеточный ESC

Бесщеточный ESC — это современный технологический прорыв в области электронных регуляторов скорости. Это также немного дороже. Подключенный к бесщеточному двигателю, он обеспечивает большую мощность и более высокую производительность по сравнению с щеточными двигателями.Это также может длиться более длительный период.

Цепь электронного регулятора скорости

Термин ESC часто используется как сокращение от «электронного регулятора скорости». Основная функция ESC — изменять количество энергии, подаваемой на электродвигатель от аккумуляторной батареи самолета, в зависимости от положения ручки газа. Раньше регуляторы скорости в основном использовались в лодках и автомобилях с дистанционным управлением, в которых использовался переменный резистор со стеклоочистителем, который управлялся серводвигателем.

Схема ESC

Этот метод работает разумно при полном открытии дроссельной заслонки, так как аккумулятор подключен прямо к двигателю, хотя в ситуациях частичного дросселирования ток через резистор вызывает потерю энергии в виде тепла.В качестве модели самолет будет использовать большую часть времени на дроссельной заслонке. Это не очень практичный способ регулирования мощности.

Текущие регуляторы скорости различают мощность двигателя, быстро включая и выключая питание. Здесь MOSFET-транзистор используется в качестве переключателя вместо механического устройства, и величина, с которой он переключается, составляет около 2000 раз в секунду. Таким образом, мощность двигателя варьируется путем изменения времени включения по сравнению с временем отключения в заданном цикле.Вот простая схема ESC со схемой формы сигнала, которая может помочь в описании.

Когда полевой МОП-транзистор включен, ток возрастает по мере увеличения магнитного поля в обмотках двигателя. Когда полевой МОП-транзистор выключен, магнитная энергия, накопленная в обмотках, должна поглощаться ESC. Подключив диод к двигателю, мы возвращаем энергию в двигатель в виде тока, который нарастает по мере исчезновения магнитного поля.

ESC Прошивка

Большинство современных электронных регуляторов скорости в основном включают микроконтроллер для понимания входного сигнала и правильного управления электродвигателем с помощью встроенной программы, известной как микропрограммное обеспечение.

В некоторых случаях возможно изменить заводскую программу для замены. Таким образом, это можно сделать, адаптируя ESC к конкретному приложению. Некоторые типы регуляторов скорости встроены в обновляемую прошивку пользователем, тогда как некоторые типы требуют пайки. Обычно они продаются как черные ящики через проприетарную прошивку.

Электронный регулятор скорости для дрона

В большинстве приложений дронов распространение постоянно растет в различных областях, начиная от любительских, промышленных и коммерческих, а также в самых передовых военных приложениях.
Основное преимущество дронов в том, что ими можно управлять удаленно, поэтому летать над регионом очень сложно, неудобно или опасно для личного пользования. Коммерческие применения дронов включают в себя мониторинг зданий, растений, сельского хозяйства, съемочных площадок и доставку лекарств, упаковок и других товаров первой необходимости.

Как правило, дроны большого диапазона в основном оснащены двигателями BLDC, но эти двигатели требуют осторожного и непрерывного регулирования скорости для относительного направления вращения.За это отвечает схема ESC. Таким образом, конструкция ESC в основном включает в себя следующие функции.

  • Топология, используемая для управления двигателем
  • Компромисс между эффективностью и стоимостью
  • Тип батареи, используемой в дроне
  • Необходимое исполнение
  • ЭМС (электромагнитная совместимость) и помехоустойчивость

В дронах используются два типа бесщеточных двигателей, такие как BLDC, BLAC и также называемые синхронными двигателями с постоянными магнитами или PMSM.Таким образом, выбор двигателя в основном зависит от предпочтительного алгоритма управления, например, трапецеидального или FOC (ориентированного на поле управления).

Как работает ESC?

ESC играет ключевую роль в автомобилях, предотвращая занос автомобиля и потерю управления водителем во время вождения. Эта технология автоматически активирует тормоза, чтобы помочь направить автомобиль в правильном направлении.

Это одна из основных систем активной безопасности, которые уже подключены как к легковым, так и к коммерческим транспортным средствам.В европейской стране доступно максимальное количество автомобилей с технологией ESC. Такие технологии, как активная безопасность, могут полностью предотвратить катастрофы, в противном случае активно помогают водителю уменьшить влияние кризиса. Эти системы обеспечивают водителю дополнительный контроль в опасных ситуациях. Таким образом, различные системы безопасности часто контролируют работу автомобиля и его окружение.

Правильный выбор ESC

Важно помнить, что электронный регулятор скорости должен соответствовать типу двигателя, который вы использовали.Обязательно приобретите правильный ESC для конкретного двигателя: щеточный ESC используется для щеточного двигателя, бесщеточный ESC используется для бесщеточного двигателя , и никогда наоборот. Обычно, помимо этикеток, вы сразу узнаете, что это щеточный двигатель, если у него 2-проводное соединение. Если у мотора три провода, то он бесщеточный.

Для людей, которые не знакомы с электронным контролем скорости, большинство моделей, таких как модель RTR RC, снабжены предварительно установленным электронным регулятором скорости .Большинство из них представляют собой чистые цифровые устройства, которые хорошо выполняют свою работу. Если автомобиль с радиоуправлением поставляется с аналоговым регулятором скорости, которому нужен сервопривод для работы поворотного рычага, подумайте о получении цифрового, как только сможете.

Также можно получить ESC с противоположной функциональностью. Таким образом, вы устраните все помехи и предупреждения, возникающие при спуске из зоны водительского стенда, чтобы возвращать радиоуправляемый автомобиль каждый раз, когда он застревает на трассе.

Приложения ESC

Электронные системы контроля скорости используются в устройствах дистанционного управления и транспортных средствах .

  • Электромобили
  • Электровелосипеды
  • Электросамолет
  • Легковые автомобили
  • Вертолеты
  • Самолеты
  • Лодки
  • Квадрокоптеры
  • ESC Прошивка

Итак, это все об электронном регуляторе скорости. Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Кроме того, любые сомнения относительно этой концепции или реализации каких-либо электрических проектов, пожалуйста, дайте свои ценные предложения, комментируя в разделе комментариев ниже.Вот вам вопрос, В чем функция ESC ?

Фото:

Контроллеры скорости

для двигателей постоянного тока и BL

Контроллеры скорости FAULHABER

специально разработаны для получения максимальной отдачи от двигателей FAULHABER DC и BL. Они компактны, просты в эксплуатации и обеспечивают точное и эффективное управление скоростью. Индивидуальное регулирование скорости можно легко настроить с помощью компьютера и бесплатного программного обеспечения «FAULHABER Motion Manager».

Speed ​​Control от FAULHABER — это высокодинамичные контроллеры скорости для управления:

В зависимости от размера и состояния поставки на контроллере скорости могут использоваться различные комбинации двигателей и датчиков.Различные размеры, а также гибкие возможности подключения открывают широкий спектр применений в таких областях, как лабораторная техника и производство оборудования, технологии автоматизации, манипуляционные и инструментальные устройства, станки или насосы.

Регуляторы скорости от FAULHABER могут быть адаптированы к данному приложению с помощью программного обеспечения FAULHABER Motion Manager. С помощью контроллеров скорости можно настроить рабочий режим, параметры контроллера, а также тип и масштаб спецификации уставки.Для настройки контроллеров скорости используется USB-адаптер для программирования.

Режимы работы двигателей в сочетании с регуляторами скорости

Скорость двигателя регулируется с помощью ПИ-регулятора с изменяемыми параметрами. В зависимости от версии, скорость в регуляторе скорости определяется через подключенную сенсорную систему или без сенсора по току двигателя. Задание уставки может быть выполнено с использованием аналогового значения или сигнала ШИМ. Направление вращения меняется на противоположное с помощью отдельного переключающего входа.Кроме того, можно считывать сигнал скорости контроллера скорости через частотный выход. Двигатели могут дополнительно работать в качестве регулятора напряжения или в режиме фиксированной скорости.

Защитная функция регуляторов скорости

FAULHABER Регуляторы скорости определяют температуру обмотки двигателя по его нагрузочной характеристике. Динамически в результате доступен пиковый ток, который обычно в 2 раза больше, чем постоянный ток.При постоянно более высокой нагрузке ток ограничивается установленным постоянным током. В случае частого реверсирования с большими присоединенными массами рекомендуется использовать контроллер движения.

Универсальный контроллер скорости двигателя переменного тока на базе Arduino

Введение

ВНИМАНИЕ !!! Сначала напишу цитату:

СТОП !!! Эта цепь подключена к напряжению 110-220 мА. Не создавайте это, если вы не уверены в том, что делаете.Отключите его, прежде чем приблизиться к печатной плате. Пластина охлаждения симистора подключена к сети. Не прикасайтесь к нему во время работы. Поместите его в подходящий корпус / контейнер.

ПОДОЖДИТЕ !!! Позвольте мне добавить здесь более сильное предупреждение: эта схема безопасна, если она построена и реализована только людьми, которые знают, что они делают. Если вы не имеете ни малейшего понятия или сомневаетесь в том, что делаете, скорее всего, вы будете МЕРТВЫ !!! НЕ ПРИКАСАЙТЕСЬ ПРИ ПОДКЛЮЧЕНИИ К СЕТИ !!!

Теперь позвольте представить мой проект.Это регулятор скорости двигателя, управляемый Arduino, который использует метод диммирования с отсечкой фазы и алгоритм PID.

Основные характеристики контроллера:

  • Два диапазона скорости для более быстрого изменения желаемого числа оборотов.
  • Поворотный энкодер позволяет установить желаемое число оборотов перед запуском двигателя.
  • Кнопка энкодера запускает и останавливает двигатель.
  • ЖК-дисплей 2×16 для отображения состояния и частоты вращения.
  • Плавный пуск двигателя.
  • Сохраняет число оборотов и крутящий момент при нагрузке.
  • Управление скоростью и крутящим моментом с помощью алгоритма ПИД.
  • Защита двигателя от заклинивания (или неисправности датчика скорости).
  • Защита от превышения скорости (обычно при повреждении симистора).

Есть видео, где можно посмотреть, как работает контроллер:

Защита двигателя при работе:

Как все начиналось

После просмотра этого видео (на русском языке):

Решил построить аналогичный токарный станок. И успешно повторил этот проект.Конечно, с некоторыми изменениями. Осталось только одно — мотор. Сначала я использовал асинхронный однофазный двигатель с рабочим конденсатором. Основные недостатки такого двигателя:

  • Отсутствие дешевой регулировки скорости. Ни механического, ни электронного. Придется использовать комплект шкивов или дорогой электронный контроллер.
  • Ограниченная скорость — всего 1400 об / мин.
  • Ограниченное время работы — 10 минут работы / 6 минут простоя. Иначе станет жарко.

Как вы могли заметить, парень на видео использовал мотор, утилизированный от старой стиральной машины.Такой же мотор был у меня в мастерской. Осталось одно — регулятор скорости мотора. Без него мотор будет раскручиваться на максимуме 15000-19000 об / мин. Это слишком много для токарного станка по дереву. Чтобы контролировать скорость вращения двигателя, мы могли бы использовать регулятор напряжения SCR, но на низких оборотах двигатель будет слабым и не будет крутящего момента. К счастью, в двигателях такого типа есть датчики тахометра, и мы можем создать систему с замкнутым контуром, чтобы иметь стабильные обороты даже при нагрузке и контролировать крутящий момент.

В поисках решения

Есть хорошо известная микросхема TDA1085, которая специально разработана для управления двигателями с датчиками скорости вращения.Но у меня этого чипа не было, и чтобы увидеть обороты, пришлось сделать тахометр. В китайских историях я нашел дешевый регулятор скорости двигателя переменного тока с функцией стабилизации оборотов. Я купил один и протестировал. Все нормально, кроме нескольких вещей:

  • Всего 400Вт. (можно было увеличить, заменив симистор)
  • Макс.об / мин — 1450! После того, как мои использованные шкивы будут только около 480 об / мин!
  • Нет индикации оборотов.

После серфинга в Интернете я нашел несколько проектов регуляторов скорости и решил сделать свой собственный контроллер, используя найденные идеи.

Вот список ресурсов, которые я использовал:

  • Много теории. Также отсюда я использовал часть схемы измерения тахометра.
  • Также примечание по применению NXP. Много полезной информации.
  • Немного теории, полезного кода и схемы здесь.
  • Принял идеи и взял отсюда (русский) код.
  • Код диммирования я использовал отсюда (ИМХО лучший диммер).
  • Код отсчета
  • оборотов взял отсюда (русский).
  • Взял отсюда несколько фрагментов кода использования PID.
  • Библиотека PID.
  • Описание библиотеки PID. Также здесь.
  • Некоторая полезная информация об использовании библиотеки PID.

Схема и компоненты

Я не буду приводить теорию, как работает отсечка фазы переменного тока, потому что здесь нет ничего нового. Выше я привел некоторые ссылки на теорию регулирования яркости и управления двигателем (первая и вторая ссылки). NXP и Microchip содержат много полезной информации об управлении двигателями.

Принципиальная схема, нарисованная отдельными блоками:

  • Arduino Nano V3
  • 16×2 HD44780 LCD с модулем PCF8574 I2C.(Данная схема модуля не точна!).
  • Обнаружение импульсов тахометра. Использует компаратор LM393 для преобразования импульсов тахометра на уровень микроконтроллера.
  • Обнаружение пересечения нуля. Каждый раз, когда линия переменного тока пересекает нулевую точку, микроконтроллер получает сигнал. Цепь высокого напряжения изолирована от микроконтроллера с помощью оптрона.
  • Схема управления реле с использованием простого переключающего транзистора NPN.
  • Цепь управления двигателем изолирована оптопарой и использует симистор со схемой демпфера (C4, R14).Возможно использование безнапорных симисторов (тогда C4 и R14 не требуются).
  • Модуль питания переменного / постоянного тока. Достаточно 5В, 0,5-1А. Я использовал старое зарядное устройство USB для телефона.
  • Поворотный энкодер, переключатель линии питания 10 А с индикацией, любой 3-х позиционный переключатель для переключения диапазона оборотов.

Все компоненты распаяны на макетной плате. Для дополнительных контроллеров я прослежу печатную плату. Некоторые фото:

Я использовал симистор BTA41, потому что он был у меня на складе. Можно использовать симистор на 10-16 ампер. Я.е. BTA16.

Полный список используемых компонентов вы можете найти в текстовом файле в zip-архиве.

Конструкция

В моей мастерской был пластиковый корпус, который соответствовал моим требованиям. Поэтому я использовал его для этого проекта. Размеры коробки: В 150 мм (~ 5,9 дюйма), Ш 70 мм (~ 2,76 дюйма), Д 110 мм (~ 4,33 дюйма),

Несколько слов о коде

Я перепробовал множество алгоритмов управления двигателем и синхронизации с отсечкой фазы, но большинство из них У них были свои минусы: управление двигателем было нестабильным, иногда он прыгал при старте, иногда при беге.Иногда мотор по неизвестной причине разгонялся до максимальных оборотов. В конце концов я решил использовать и разобраться в методе ПИД-регулирования.

Код использует 2 внешних прерывания. Один для перехода через ноль, один для датчика тахометра. Таймер для управления задержкой импульсов симистора. Алгоритм PID для управления выходом в зависимости от заданного значения и входа. Для плавного пуска мотора я сделал алгоритм разгона RAMP. Во время пуска параметры ПИД-регулятора имеют более низкие значения и возвращаются к нормальным значениям во время работы двигателя. Это предотвращает резкий запуск двигателя (скачок).

Интервал обновления ЖК-дисплея составляет 2 секунды. Достаточно наблюдать за реальным изменением оборотов. Ускорение может повлиять на стабильность системы. Это потому, что в ЖК-библиотеке используются функции задержки.

Я использовал множество глобальных переменных, чтобы упростить настройку системы под ваши нужды и различные двигатели. Позже выложу в архив скетчи тестов и тюнинга.

Все используемые библиотеки можно найти в zip-архиве.

Заключение

Я доволен тем, как работает мой самодельный контроллер. Теперь мне нужно установить двигатель на токарный станок и проверить его в реальных условиях.

Я хочу поблагодарить коллег из групп Arduino в Facebook за помощь. И спасибо жене за терпение: D

Комментарии и вопросы приветствуются.

Простите за английский. 😉

Обновление

Я добавил в свой код один новый параметр. Это передаточное число шкива. В моем случае это 2,96. Это разница между меньшим шкивом на двигателе и большим на шпинделе. Шкивы, которые я использовал, были взяты из брошенных машин. Используйте эскиз без параметра соотношения или установите его на 1, если шкивы не будут использоваться.

Смонтировал мотор на токарном станке и немного проверил. Я счастлив. Все работает как положено. Крутящего момента хватает даже на малых оборотах.

Скоро я сделаю крышку для двигателя, держатель для блока управления и т. Д.

3 Объяснение простых схем регулятора скорости двигателя постоянного тока

Схема, которая позволяет пользователю линейно управлять скоростью подключенного двигателя, вращая присоединенный потенциометр называется схемой регулятора скорости двигателя.

Здесь представлены 3 простых в сборке схемы регулятора скорости для двигателей постоянного тока: одна с использованием полевого МОП-транзистора IRF540, вторая с использованием IC 555 и третья концепция с IC 556 с обработкой крутящего момента.

Конструкция № 1: Контроллер скорости двигателя постоянного тока на основе Mosfet

Очень крутая и простая схема контроллера скорости двигателя постоянного тока может быть построена с использованием всего одного МОП-транзистора, резистора и потенциометра, как показано ниже:

Использование Эмиттерный повторитель BJT

Как видно, МОП-транзистор настроен как повторитель источника или общий режим стока, чтобы узнать больше об этой конфигурации, вы можете обратиться к этому сообщению, в котором обсуждается версия BJT, тем не менее принцип работы остается тем же .

В приведенной выше конструкции контроллера двигателя постоянного тока регулировка потенциометра создает изменяющуюся разность потенциалов на затворе МОП-транзистора, а вывод истока МОП-транзистора просто следует за значением этой разности потенциалов и соответственно регулирует напряжение на двигателе.

Это означает, что источник всегда будет отставать от напряжения затвора на 4 или 5 В и будет меняться вверх / вниз с этой разницей, представляя переменное напряжение на двигателе от 2 до 7 В.

Когда напряжение затвора составляет около 7 В, вывод источника будет подавать минимум 2 В на двигатель, вызывая очень медленное вращение двигателя, и 7 В будет доступно на выводе источника, когда регулировка потенциометра генерирует полное напряжение 12 В на затворе. МОП-транзистора.

Здесь мы можем ясно видеть, что вывод истока mosfet, кажется, «следует» за затвором и, следовательно, за повторителем источника имени.

Это происходит из-за того, что разница между затвором и истоком МОП-транзистора всегда должна быть около 5В, чтобы МОП-транзистор работал оптимально.

В любом случае, вышеуказанная конфигурация помогает обеспечить плавное регулирование скорости двигателя, и конструкция может быть построена довольно дешево.

BJT может также использоваться вместо MOSFET, и фактически BJT будет обеспечивать более высокий диапазон регулирования от 1 В до 12 В на двигателе.

Video Demo

Когда дело доходит до управления скоростью двигателя равномерно и эффективно, контроллер на основе PWM становится идеальным вариантом, здесь мы узнаем больше о простой схеме для реализации этой операции.

Использование полевого МОП-транзистора в качестве потенциометра высокой мощности

На следующем рисунке ниже показана очень простая схема контроллера скорости двигателя постоянного тока, в которой полевой МОП-транзистор используется в качестве мощного потенциометра (реостата).Схема предназначена для работы с двигателями постоянного тока на 12 В, имеющими пиковый ток ниже 5 А.

Питание переменного тока от сети подается через двухпозиционный переключатель S1 на первичную обмотку развязывающего и понижающего трансформатора T1. Двухтактная схема выпрямителя D1 и D2 в двухполупериодном режиме выпрямляет выходной сигнал T1, и результирующий нефильтрованный выходной сигнал постоянного тока сглаживается до определенной степени с помощью C1 для создания относительно постоянного потенциала постоянного тока.

На этом выходе постоянного тока может быть значительный уровень пульсации, однако в данном приложении это неважно.Tr1 обеспечивает питание нагрузки и смещается через резистивный делитель, состоящий из R1, VR1 и R2.

Напряжение смещения затвора, подаваемое на Tr1, может быть недостаточным, чтобы позволить полевому МОП-транзистору вести себя осмысленно со скребком VR1 на конце его вращения R2, ​​и двигатель не будет работать. Перемещение грязесъемника VR1 к противоположному концу его вращения позволяет постоянно увеличивать смещение, подаваемое на Tr1, что приводит к неуклонно уменьшающемуся сопротивлению стока к истоку.

Из-за этого мощность, подаваемая на двигатель, увеличивается вместе со скоростью двигателя, пока Tr1 не достигнет насыщения (когда двигатель работает на полной скорости). Таким образом, VR1 можно использовать для изменения скорости двигателя с минимальной на максимальную.

C2 отфильтровывает любое количество сетевого гула или других электрических помех, которые в противном случае могли бы быть уловлены высокоомной схемой затвора Tr1, предотвращая снижение скорости двигателя до нуля. D3 — это защитный диод, который предотвращает любые чрезмерные всплески обратного напряжения, которые могут возникнуть в результате чрезмерно индуктивной нагрузки двигателя.

Конструкция № 2: ШИМ-управление двигателем постоянного тока с помощью IC 555

Конструкцию простого контроллера скорости двигателя, использующего ШИМ, можно понять следующим образом:
Первоначально, когда схема запитана, контакт триггера находится в низком логическом положении, поскольку конденсатор С1 не заряжается.

Вышеупомянутые условия инициируют цикл колебаний, переводя выходной сигнал на высокий логический уровень.
При высоком выходном сигнале конденсатор теперь заряжается через D2.

При достижении уровня напряжения, составляющего 2/3 напряжения питания, вывод № 6, который является порогом срабатывания триггера IC.
Момент срабатывает на выводе №6, на выводах №3 и №7 устанавливается низкий логический уровень.

При низком уровне на выводе 3, C1 снова начинает разряжаться через D1, и когда напряжение на C1 падает ниже уровня, составляющего 1/3 напряжения питания, выводы №3 и №7 снова становятся высокими, вызывая цикл. следовать и повторять.

Интересно отметить, что C1 имеет два дискретно установленных пути для процесса зарядки и разрядки через диоды D1, D2 и через резистивные плечи, устанавливаемые потенциометром, соответственно.

Это означает, что сумма сопротивлений, с которыми сталкивается C1 во время зарядки и разрядки, остается неизменной независимо от того, как установлен потенциометр, поэтому длина волны выходного импульса всегда остается неизменной.

Однако, поскольку периоды времени зарядки или разрядки зависят от значения сопротивления, встречающегося на их пути, горшок дискретно устанавливает эти периоды времени в соответствии с его настройками.

Поскольку периоды времени заряда и разряда напрямую связаны с рабочим циклом выхода, они меняются в зависимости от настройки потенциометра, давая форму предполагаемым изменяющимся импульсам ШИМ на выходе.

Средний результат отношения метка / пространство дает выход ШИМ, который, в свою очередь, управляет скоростью двигателя постоянного тока.

Импульсы ШИМ подаются на затвор МОП-транзистора, который реагирует и регулирует ток подключенного двигателя в ответ на настройку потенциометра.

Уровень тока двигателя определяет его скорость и, таким образом, реализует управляющий эффект через потенциометр.

Частоту на выходе ИС можно рассчитать по формуле:

F = 1.44 (VR1 * C1)

МОП-транзистор можно выбрать в соответствии с требованиями или током нагрузки.

Принципиальная схема предлагаемого регулятора скорости двигателя постоянного тока представлена ​​ниже:

Прототип:

Видео-тестовое подтверждение:

В приведенном выше видеоролике мы можем увидеть, как IC 555 основан на конструкция используется для управления скоростью двигателя постоянного тока. Как вы можете видеть, хотя лампочка отлично работает в ответ на ШИМ и меняет свою интенсивность от минимального свечения до максимально слабого, двигатель этого не делает.

Двигатель изначально не реагирует на узкие ШИМ, а запускается рывком после того, как ШИМ настроены на значительно более высокие значения длительности импульса.

Это не означает, что в цепи есть проблемы, это потому, что якорь двигателя постоянного тока плотно зажат между парой магнитов. Чтобы инициировать запуск, якорь должен совершить скачок своего вращения через два полюса магнита, что не может произойти при медленном и плавном движении. Он должен начинаться с укола.

Именно поэтому двигатель изначально требует более высоких настроек ШИМ, и как только начинается вращение, якорь приобретает некоторую кинетическую энергию, и теперь достижение более низкой скорости становится возможным с помощью более узких ШИМ.

Тем не менее, переход в состояние «еле-еле медленно движется» может быть невозможным по той же причине, что и объяснено выше.

Я изо всех сил старался улучшить отклик и добиться максимально медленного ШИМ-управления, сделав несколько модификаций на первой диаграмме, как показано ниже:

Сказав это, двигатель мог бы показать лучшее управление на более медленных уровнях, если бы двигатель прикреплен или обвязан грузом через шестерни или систему шкивов.

Это может произойти из-за того, что нагрузка действует как демпфер и помогает обеспечить контролируемое движение во время регулировки более низкой скорости.

Дизайн № 3: Использование IC 556 для улучшенного управления скоростью

Изменение скорости двигателя постоянного тока может показаться не таким сложным, и вы можете найти множество схем для этого.

Однако эти схемы не гарантируют постоянных уровней крутящего момента при более низких скоростях двигателя, что делает их работу весьма неэффективной.

Кроме того, на очень низких скоростях из-за недостаточного крутящего момента двигатель имеет тенденцию останавливаться.

Еще одним серьезным недостатком является то, что в этих схемах нет функции реверсирования двигателя.

Предлагаемая схема полностью лишена вышеперечисленных недостатков и способна создавать и поддерживать высокие уровни крутящего момента даже при минимально возможных скоростях.

Работа схемы

Прежде чем обсуждать предложенную схему контроллера двигателя с ШИМ, мы также хотели бы изучить более простую альтернативу, которая не так эффективна. Тем не менее, его можно считать достаточно хорошим, если нагрузка на двигатель невелика, и пока скорость не снижена до минимального уровня.

На рисунке показано, как можно использовать одну микросхему 556 IC для управления скоростью подключенного двигателя, мы не будем вдаваться в подробности, единственным заметным недостатком этой конфигурации является то, что крутящий момент прямо пропорционален скорости двигателя. .

Возвращаясь к предлагаемой схеме контроллера скорости с высоким крутящим моментом, здесь мы использовали две микросхемы 555 вместо одной или, скорее, одну микросхему 556, которая содержит две микросхемы 555 в одном корпусе.

Принципиальная схема

Основные характеристики

Вкратце предлагаемый контроллер двигателя постоянного тока включает в себя следующие интересные особенности:

Скорость может непрерывно изменяться от нуля до максимума без остановки.

На крутящий момент никогда не влияют уровни скорости и он остается постоянным даже при минимальных уровнях скорости.

Вращение двигателя можно изменить или изменить за доли секунды.

Скорость регулируется в обоих направлениях вращения двигателя.

Двум микросхемам 555 назначены две отдельные функции. Одна секция сконфигурирована как нестабильный мультивибратор, генерирующий такты прямоугольной волны 100 Гц, которые подаются на предыдущую секцию 555 внутри корпуса.

Вышеупомянутая частота отвечает за определение частоты ШИМ.

Транзистор BC 557 используется в качестве источника постоянного тока, который поддерживает заряженным соседний конденсатор на его плече коллектора.

При этом на вышеуказанном конденсаторе создается пилообразное напряжение, которое сравнивается внутри микросхемы 556 IC с напряжением образца, приложенным извне по показанной схеме контактов.

Примерное напряжение, подаваемое извне, может быть получено с помощью простой схемы источника питания с переменным напряжением 0–12 В.

Это изменяющееся напряжение, подаваемое на микросхему 556 IC, используется для изменения ШИМ импульсов на выходе и, в конечном итоге, используется для регулирования скорости подключенного двигателя.

Переключатель S1 используется для мгновенного изменения направления вращения двигателя, когда это необходимо.

Список деталей

  • R1, R2, R6 = 1K,
  • R3 = 150K,
  • R4, R5 = 150 Ом,
  • R7, R8, R9, R10 = 470 Ом,
  • C1 = 0,1 мкФ,
  • C2, C3 = 0,01 мкФ,
  • C4 = 1 мкФ / 25VT1,
  • T2 = TIP122,
  • T3, T4 = TIP127
  • T5 = BC557,
  • T6, T7 = BC547, D 901 — D4 = 1N5408,
  • Z1 = 4V7 400 мВт
  • IC1 = 556,
  • S1 = тумблер SPDT

Вышеупомянутая схема была вдохновлена ​​следующей схемой драйвера двигателя, которая давно была опубликована в журнале Elecktor Electronic India.

Управление крутящим моментом двигателя с помощью IC 555

Первую схему управления двигателем можно значительно упростить, используя DPDT-переключатель для реверсирования двигателя и транзистор эмиттерного повторителя для реализации управления скоростью, как показано ниже:

Улучшено Крутящий момент на низкой скорости с использованием управления CMOS PWM

Хотя схемы контроллера скорости линейного двигателя с одним MOSFET-транзистором, описанные в начале статьи, включают преимущество простоты, но они могут иметь несколько недостатков.Один из них заключается в том, что в полевом МОП-транзисторе существует значительный уровень рассеивания, особенно когда двигатель настроен примерно на 50 процентов от оптимальной скорости. Однако это может быть, конечно, не серьезной проблемой, и просто требуется установка радиатора умеренно большого размера на полевой МОП-транзистор.

Гораздо более серьезное беспокойство вызывает то, что двигатель может заглохнуть, как только этот тип линейного регулятора настроен на более низкие скорости. Это связано с тем, что полевой МОП-транзистор в этой ситуации имеет относительно высокое сопротивление, что обеспечивает вход питания со значительно высоким выходным сопротивлением.

Когда нагрузка на двигатель увеличивается, он пытается потреблять чрезмерное количество тока питания, но это приводит к большему падению напряжения на транзисторе и более низкому напряжению питания на двигателе. В результате мощность, подаваемая на двигатель, существенно не меняется, а скорее уменьшается. Из-за этого у мотора есть склонность к заглоханию. Кроме того, существует обратная реакция, при которой снижение нагрузки на двигатель сокращает потребление тока, что приводит к увеличению напряжения питания и значительному увеличению скорости двигателя.

Используя контроллер, который подает импульсный сигнал ШИМ на двигатель, вы можете добиться гораздо лучшего управления скоростью двигателя.

Улучшенный крутящий момент с использованием управления скоростью CMOS PWM

Один из способов реализации этого, и тот, который используется здесь, — это иметь схему, которая обеспечивает фиксированную длительность выходного импульса при изменении частоты импульсов для изменения скорости двигателя. Низкая частота создает большие промежутки между импульсами и подает на двигатель относительно небольшую мощность.

При увеличении частоты нет заметных промежутков между импульсами, и двигатель получает почти постоянный сигнал.Это приводит к высокой средней мощности двигателя, который работает на полной скорости. Преимущество этой системы состоит в том, что когда двигатель работает в импульсном режиме, он, по сути, получает полную мощность во время периодов включения импульсов и может свободно потреблять большой ток питания, если нагрузка на двигатель действительно этого требует.

В результате двигатель приводится в действие последовательностью сильных импульсов, которые предотвращают остановку и обеспечивают улучшенный крутящий момент даже при пониженных скоростях.

На следующем рисунке изображена принципиальная схема импульсного управления скоростью двигателя постоянного тока.Здесь T1, D1, D2 и C1 получают достаточное питание постоянного тока от сети переменного тока. Tr1 подключен последовательно с двигателем, но его клемма затвора принимает выходной сигнал от нестабильной схемы мультивибратора.

Эта схема ШИМ построена с использованием двух из четырех вентилей устройства CMOS 4001, которые используются в нестабильной схеме CMOS, которая представляет собой вполне обычную конструкцию.

Можно увидеть пару синхронизирующих резисторов, подключенных между выходом затвора 1 и переходом R1 и C2, что отличается от традиционной конструкции ШИМ.VR1 и R2 — это два резистора вместе с направляющими диодами D3 и D4, подключенными последовательно с выходом логического элемента И-НЕ 1.

Два диода гарантируют, что R2 работает как синхронизирующее сопротивление всякий раз, когда на выходе нестабильного устройства высокий уровень, а VR1 функционирует как временное сопротивление, когда выход низкий.

Период выходных импульсов постоянен, так как R2 имеет заданное значение. Интервал между ними можно было изменить, варьируя VR1. Это будет почти нулевое значение при настройке на самое низкое сопротивление.Расстояние между метками вывода больше десяти к одному при максимальном сопротивлении.

VR1, следовательно, можно отрегулировать для создания желаемой скорости двигателя с эффективным крутящим моментом, при этом самая низкая скорость достигается при полном сопротивлении, а самая высокая скорость — при нулевом сопротивлении.

Прецизионное управление двигателем с использованием одного операционного усилителя

Чрезвычайно тонкое или сложное управление постоянным током. Двигатель может быть реализован с использованием операционного усилителя и тахогенератора. Операционный усилитель выполнен в виде переключателя, чувствительного к напряжению.В схеме, показанной ниже, как только выходная мощность тахогенератора становится ниже, чем заданное опорное напряжение, переключающий транзистор включается, и на двигатель подается 100% мощность.

Переключение операционного усилителя произойдет всего за пару милливольт от опорного напряжения. Вам понадобится двойной источник питания, который может быть просто стабилитроном.

Этот контроллер мотора обеспечивает плавную регулировку диапазона без каких-либо механических проблем.

Выходной сигнал операционного усилителя составляет всего +/- 10% от уровня шины питания, таким образом, используя двойной эмиттерный повторитель, можно контролировать огромные скорости двигателя.

Опорное напряжение может быть зафиксировано с помощью термисторов, LDR и т. Д. Экспериментальная установка, указанная на принципиальной схеме, использовала операционный усилитель RCA 3047A и двигатель мощностью 0,25 Вт 6 В в качестве тахогенератора, который генерировал около 4 В при 13000. об / мин для предполагаемой обратной связи.

Дополнительные схемы схем :

ШИМ-управление двигателем с использованием только BJT

Следующая схема также использует принцип ШИМ для желаемого управления скоростью двигателя, однако он не зависит от каких-либо интегральных схем или ИС, а использует только обычные BJT. для реализации.Я взял это со страницы старого журнала.

Цепи управления двигателем с использованием LM3524

IC LM3524 — это специализированная схема ШИМ-контроллера, которая позволяет нам конфигурировать очень полезные и точные схемы управления скоростью двигателя, как описано ниже:

На приведенной выше диаграмме показана базовая схема управления ШИМ-двигателем с использованием IC LM3524. Конструкция дополнительно включает управление обратной связью на основе датчика через микросхему LM2907.

Небольшой магнит прикреплен к валу двигателя, так что во время вращения магнит проходит вплотную к трансформатору со считывающей катушкой с железным сердечником.Этот механизм заставляет вращающийся магнит индуцировать резкий электрический импульс в считывающей катушке, который используется LM2907 в качестве входа триггера и соответствующим образом обрабатывается как импульс управления обратной связью для LM3524 IC.

Система обратной связи гарантирует, что заданная скорость никогда не может отклоняться от заданной, обеспечивая точное управление скоростью. Гнездо на штыре № 2 LM3524 используется для управления скоростью двигателя.

Бездатчиковое управление, без обратной ЭДС двигателя

Следующая конструкция ШИМ-управления скоростью LM3525 позволяет осуществлять управление с обратной связью без использования сложного механизма тахометра или громоздких датчиков, реализованных в предыдущей конструкции.

Здесь обратная ЭДС двигателя используется в качестве сигнала обратной связи и подается на вход IC LF198. В случае, если скорость имеет тенденцию к превышению установленного уровня, LF198 сравнивает нарастающий сигнал ЭДС с эталонным сигналом выборки с выхода LM393. Результирующий выходной сигнал отправляется на усилитель ошибки микросхемы LM3524 для необходимой обработки выходного ШИМ на транзисторы драйвера. Контролируемый ШИМ благодаря этой обратной связи без датчика через обратную ЭДС в конечном итоге позволяет двигателю оставаться точно зафиксированным на правильной скорости, которая регулируется потенциометром на контакте №2.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *