3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как можно регулировать обороты асинхронного двигателя: обзор способов

Как можно регулировать обороты асинхронного двигателя: обзор способов

Благодаря надежности и простоте конструкции асинхронные двигатели (АД) получили широкое распространение. В большинстве станков, промышленном и бытовом оборудовании применяются электродвигатели такого типа. Изменение скорости вращения АД производится механически (дополнительной нагрузкой на валу, балластом, передаточными механизмами, редукторами и т.д.) или электрическими способами. Электрическое регулирование более сложное, но и гораздо более удобное и универсальное.

Способы регулировки АД

Для многих агрегатов применяется именно электрическое управление. Оно обеспечивает точное и плавное регулирование пуска и работы двигателя. Электрическое управление производится за счет:

  • изменения частоты тока;
  • силы тока;
  • уровня напряжения.

В этой статье мы рассмотрим популярные способы, как может осуществляться регулировка оборотов асинхронного двигателя на 220 и 380В.

Устройство

Устройство коллекторного двигателя

Коллекторный двигатель состоит обычно из ротора (якоря), статора, щёток и тахогенератора:

  1. Ротор — это вращающаяся часть, статор — это внешний магнит.
  2. Щётки, сделанные из графита – это основная часть скользящих контактов, через которую на вращающийся якорь подаётся напряжение.
  3. Тахогенератор – это прибор, который отслеживает характеристики вращения. В случае нарушения равномерности движения, он корректирует поступающее в двигатель напряжение, тем самым делая его более плавным.
  4. Статор может содержать не один магнит, а, например, 2 (2 пары полюсов). Также, вместо статических магнитов, здесь могут быть использованы и катушки электромагнитов. Работать такой мотор может как от постоянного, так и от переменного тока.

Простота регулировки скорости коллекторного двигателя определяется тем, что скорость вращения прямо зависит от величины поданного напряжения.

Кроме этого, важной особенностью является то, что ось вращения непосредственно можно присоединять к вращающемуся инструменты без использования промежуточных механизмов.

Если говорить об их классификации, то можно говорить о:

  1. Коллекторных двигателях постоянного тока.
  2. Коллекторных двигателях переменного тока.

В этом случае, речь идёт о том, каким именно током происходит питание электродвигателей.

Разница состоит в том, как организованы эти подключения.

Тут принято различать:

  • Параллельное возбуждение.
  • Последовательное возбуждение.
  • Параллельно-последовательное возбуждение.

Сборка регуляторов вращения кулера

Сегодня мы рассмотрим три интересные схемы для регулятора скорости вентилятора – одна обычная, вторая с термодатчиком и третья для уменьшения шума.

Не будем томить и сразу приступим к делу.

Обычная схема для регулятора оборотов кулера

Эта схема обеспечивает регулировку скорости вентилятора без контроля оборотов.

Схема размещается прямо внутри блока питания и имеет дополнительные посадочные места для подключения внешних датчиков, также есть возможность добавить стабилитрон, что будет ограничивать минимальное напряжение вентилятора.

Вот все комплектующие, что вам понадобятся для сборки этой схемы:

  • Биполярные транзисторы;
  • Стабилитрон;
  • Диод;
  • Электролитический конденсатор;
  • 8 резисторов;
  • Терморезистор;
  • Сам вентилятор;

А вот и сама схема:

Схема регулятора оборотов кулера с термодатчиков

Вентилятор в блоках питания вращается с постоянной скоростью, она не зависит от температуры высоковольтных резисторов, что вентилятор должен охлаждать.

Читайте так же:
Регулировка стояночного тормоза кия сид

Как правило, блок питания всегда подаёт на вентилятор мощность, необходимую для поддержания этой скорости.

Блоки питания, что ставятся в компьютеры, выбираются с запасом даже при максимуме энергопотребления. Соответственно, блок питания работает не на всю и высоковольтные резисторы не сильно нагреваются.

Поэтому кулер впустую гоняет воздух и поднимает пыль внутри компьютера.

Решить эту проблему поможет автоматический регулятор частоты оборотов вентилятора с термодатчиком, чья схема располагается ниже.

Список радиодеталей, что понадобится вам при сборке:

  • Два биполярных транзистора;
  • Четыре диода;
  • Два резистора;
  • Ну и сам вентилятор;

Датчиком в этом регуляторе служат германиевые диоды VD1-VD4.

Этот выбор обусловлен рядом плюсов германиевых диодов перед терморезисторами. Во-первых, зависимость обратного тока у них более выражена, чем у тех же терморезисторов, а во-вторых, стеклянный корпус диодов позволяет обойтись без диэлектрических прокладок.

Резистор R1 нужен для исключения возможности поломки транзисторов VT1 и VT2, в случае теплового пробоя диодов. Сопротивление резистора выбирается из максимально допустимого значения тока базы VT1.

Резистор R2 в свою очередь определяет порог, когда вентилятор должен сработать.

Устройство вставляется напрямую в блок питания.

Выводы диодов спаиваются вместе, после чего приклеиваются к теплоотводу высоковольтных транзисторов с обратной стороны. К выводам транзистора VT2 припаиваются резисторы R1 и R2, а также транзистор VT1.

Сам же транзистор VT2 устанавливается эмиттером в отверстие «cooler», что находится на плате блока питания.

При настройке регулятора, что происходит в основном в подстройке резистора R2 и выбору подходящего количества диодов.

Настраивая резистор R2, вам необходимо подобрать сопротивление введенной части, чтобы при номинальной нагрузке кулер крутился с небольшой скоростью.

Также вам нужно добиться, чтобы при подаче питания вентилятор вращался с небольшой частотой (если слишком быстро вращается – уменьшите количество диодов, если не вращается – увеличьте).

Рекомендую следующее видео, в котором автор самостоятельно изготавливает регулятор скорости вращения компьютерного вентилятора:

Какой шуруповерт лучше: 12 В, 18 В или 24 В?

Ассортимент аккумуляторных шуруповертов сейчас настолько большой, что в любой ценовой категории можно найти инструмент с хорошими техническими характеристиками. Но, сравнивая в каталоге параметры разных моделей, поневоле задумаешься о том, какой из шуруповертов лучше, и почему они комплектуются аккумуляторами с разным напряжением. Мы решили разобраться, как устроены батареи аккумуляторного инструмента, и в чем между ними разница.

Конструкция батарей аккумуляторного инструмента

Все аккумуляторные блоки, которые используются для питания ручного электроинструмента, устроены примерно одинаково. Внутри блока находится несколько стандартных элементов — так называемых «банок». Например, в литий-ионных батареях в качестве элементов используются «банки» стандарта 18650 с номинальным напряжением 3.6 В и высокой токоотдачей, а в никель-кадмиевых — элементы напряжением 1.2 В.

Конструкция современной батареи для аккумуляторного инструмента.
Читайте так же:
Регулировка качества смеси карбюратора вебер

Изменяя количество элементов и способ их соединения между собой (последовательно или параллельно), можно получить батареи с разными характеристиками. Они будут отличаться по рабочему напряжению (на практике используются блоки напряжением от 10.8 В до 24 В) и емкости (аккумуляторы ручного электроинструмента имеют емкость от 1 Ач до 12 Ач). Некоторые производители (например, DeWALT) даже выпускают преобразуемые аккумуляторные системы, у которых порядок соединения «банок» через клеммы автоматически меняется в зависимости от того, к какому инструменту подключена батарея: 18-вольтовому или 54-вольтовому.

Способы соединения «банок» в аккумуляторах на примере батарей DeWALT Flexvolt.

Зависимость между напряжением и мощностью шуруповерта: есть или нет?

Из курса электротехники известно, что мощность электродвигателя прямо пропорциональна напряжению, которое подается на обмотки. Из этого можно сделать вывод, что чем больше вольт в аккумуляторе — тем мощнее шуруповерт. Правда ли это? Между голой теорией и практикой лежит целая пропасть. На деле на мощность аккумуляторного инструмента также влияют:

  • ток разряда — дешевые высокотоковые «банки» отдают до 15 А, а токоотдача элементов, из которых состоят батареи качественных шуруповертов, достигает 25 – 30 ампер, необходимых для того, чтобы закрутить саморез до упора или сорвать прикипевшую гайку;
  • конструкция редуктора — передаточное число редукторного механизма и прочность шестеренок, которые находятся внутри него, определяют, сможет ли инструмент развивать большой крутящий момент и справляться с задачами, требующими значительных усилий;
  • качество двигателя — хорошие моторы, способные без повреждения выдержать большие токи и нагрузки, стоят значительно дороже, чем простенькие электромоторчики из дешевых шуруповертов;
  • настройки электроники — плата управляющей электроники, которая регулирует токоотдачу, защищает двигатель от перегрузок и не допускает чрезмерного нагрева элементов батареи, накладывает ограничения на возможности инструмента.

Учитывая сказанное выше, несложно сделать вывод, что напряжение аккумуляторного блока — это далеко не единственный фактор, влияющий на отдаваемую мощность электроинструмента. Поэтому нередко случается, что «брендовый» 12-вольтовый шуруповерт на практике оказывается значительно более мощным и полезным в работе, чем дешевый 18-вольтовый «китаец».

Шуруповерт Makita DF330DWE и его китайский клон идентичны по напряжению и конструкции, но существенно отличаются по цене и характеристикам.

Классы шуруповертов по напряжению аккумулятора

После небольшого экскурса в конструкцию батарей и основы электротехники самое время рассмотреть поподробнее аккумуляторные шуруповерты. Они комплектуются батареями с напряжением:

  • 10.8 В (12 В) — инструмент данного класса отличается компактными размерами и малым весом за счет небольших батарей. Он используется преимущественно для монтажных и сборочных работ;
  • 14.4 В — это промежуточный класс, который занимает место между компактным инструментом и высокопроизводительными моделями. Подобные шуруповерты выпускают всего несколько производителей;
  • 18 В (20 В) — это самый массовый сегмент, здесь огромный выбор моделей с разными параметрами и характеристиками. Шуруповерты данного класса пользуются наибольшим спросом, потому что они универсальнее остальных;
  • 24 В — моделей с аккумуляторными блоками такого напряжения пока немного, несмотря на то, что увеличенный вольтаж позволяет улучшить характеристики инструмента.
Читайте так же:
Регулировка зажигания на двигателе 2v78f

Отдельно стоит сказать о разнице в методах измерения напряжения. Японские и европейские производители, руководствуясь правилами EPTA (European Power Tools Association), указывают номинальное напряжение, а американские — напряжение полного заряда. Поэтому один и тот же инструмент в Европе получает маркировку «10.8 В», а за океаном — «12 В». То же касается шуруповертов с батареями на 18 В и 20 В — это инструмент одного класса, просто напряжение измерено разными способами.

Влияние напряжения батареи на другие характеристики шуруповерта

Все параметры аккумуляторного инструмента «увязаны» между собой. Чем больше напряжение и емкость батареи — тем больше ее вес и размеры. К примеру, батарея 10.8-вольтового шуруповерта может состоять всего из трех литий-ионных «банок» по 3.6 В каждая, а для 18-вольтового аккумулятора их нужно как минимум пять (на практике «банок» внутри батареи обычно больше ради увеличения ее емкости). К тому же, повышенное напряжение требует более мощного электродвигателя и более массивного редуктора, а это также приводит к увеличению веса и размеров инструмента. Поэтому для работы в ограниченном пространстве или над головой стоит купить шуруповерт с батареей на 10.8 В, потому что он будет более компактным и легким. А 18-вольтовые модели лучше брать тем, у кого на рабочем месте достаточно пространства для использования более крупного инструмента.

Разница в размерах между 18-вольтовыми батареями Bosch емкостью 4 Ач, 8 Ач и 12 Ач.

Есть и другие нюансы, которые следует учитывать при выборе шуруповерта. Например, большое значение имеет конструкция двигателя. Современные инструменты с бесщеточными двигателями даже при напряжении 10.8 В имеют больше мощности и крутящего момента, чем многие 18-вольтовые модели с обычными коллекторными моторами, благодаря уменьшенному энергопотреблению и меньшим потерям на трение и нагрев.

Совместимость батарей с другими видами инструмента

Стоимость батареи (особенно, если речь об аккумуляторных блоках большой емкости) нередко достигает половины цены самого инструмента. Поэтому стоит сразу же задуматься о том, как выбрать шуруповерт таким образом, чтобы впоследствии экономить на аккумуляторах.

К счастью, производители электроинструмента уже позаботились об этом. Многие из них вокруг одного типа аккумулятора строят целую «экосистему» из разных видов инструмента. То есть, одна и та же батарея может подходить к шуруповерту, дрели, шлифовальной машине, электролобзику, реноватору и другим устройствам. Некоторые фирмы выпускают даже мощные перфораторы, бетонорезы, газонокосилки и электровелосипеды, работающие на одном, двух или трех стандартных аккумуляторах от шуруповерта. У Milwaukee, например, «экосистема» 18-вольтового инструмента состоит из более чем 200 моделей.

Более 200 моделей инструмента и садовой техники Milwaukee могут работать от одной и той же батареи 18 В.
Читайте так же:
Как отрегулировать зажигание пассате б3

Выводы

Невозможно однозначно ответить на вопрос о том, какой шуруповерт лучше: на 12 В, 18 В или 24 В. Каждый из них — это некий компромисс между мощностью, временем работы на одной зарядке, размерами и весом. Хотя 18-вольтовые модели самые популярные, не всегда есть смысл переплачивать за них. Лучше выбирать инструмент исходя из того, какие работы вы будете выполнять с его помощью. Шуруповерт — ваш основной помощник, и вы работаете день напролет? В таком случае, стоит купить качественную 18-вольтовую модель с емким аккумулятором и запасной батареей. Используете шуруповерт в качестве вспомогательного инструмента для отдельных операций, не требующих особой мощности? Тогда недорогое 12-вольтовое устройство от какого-нибудь бюджетного бренда будет в самый раз.

Самодельный регулятор

Самостоятельно можно сделать регулятор оборотов электродвигателя 12В. Для этого потребуется переключатель на несколько положений и проволочные резисторы. С помощью последних меняется напряжение питания (а вместе с ним и частота вращения). Аналогичные системы можно использовать и для асинхронных двигателей, но они менее эффективны. Много лет назад широко применялись механические регуляторы – на основе шестеренчатых приводов или вариаторов. Но они были не очень надежными. Электронные средства намного лучше себя показывают. Ведь они не такие громоздкие и позволяют более тонко настраивать привод.

регулятор оборотов электродвигателя своими руками

Для изготовления регулятора вращения электродвигателя потребуется несколько электронных устройств, которые можно либо приобрести в магазине, либо снять со старых инверторных приборов. Неплохие результаты показывает симистор ВТ138-600 в схемах таких электронных устройств. Чтобы произвести регулировку, потребуется включить в схему переменный резистор. С его помощью изменяется амплитуда входящего на симистор сигнала.

Что такое регулятор оборотов двигателя (ESC) и на что обращать внимание при выборе

При покупке готовой RC-модели в полной комплектации вопрос о выборе регулятора скорости неактуален. Совсем другое дело, когда модель собирается «с нуля» или нужно заменить пришедшую в негодность комплектующую.

ESC (англ. «Electronic Speed Control») – это составляющая любой радиоуправляемой модели на электротяге. Регулятор оборотов (или «регулятор скорости», или «контроллер», он же в простонародье «регуль») отвечает за плавное, без лишних скачков управление двигателем.

Немного теории

Регулятор скорости – это передаточное звено между установленным аккумулятором и электродвигателем. И нужно отметить, что последний без него долго не протянет.

Электродвигатель плюс регулятор оборотов – это силовая установка модели, ее сердце и движущая сила.

Параметры ESC нужно учитывать при выборе аккумулятора, то есть четко следовать инструкции к модели. И да, от параметров регулятора зависит выбор типа АКБ и ее напряжение.

Регулятор скорости может относиться к категории «специализированных», но может быть и универсальным, то есть перепрограммироваться (настраиваться) на разную RC-технику – автомодели, судомодели или авиамодели.

Кстати, если имеем модель с задним ходом, то на ней установлен регулятор с реверсом. Такой контроллер меняет направление вращения электромотора, пуская на него напряжение противоположной полярности.

Читайте так же:
Регулировка передних колес примера

Как выбрать регулятор скорости

Выбор контроллера зависит от установленного двигателя и аккумулятора.

Первое, на что обратить внимание – максимальный рабочий ток регулятора. Проверьте характеристики АКБ – от номинального напряжения на акуме зависит и выбор контроллера. Если на модели установлена батарея с напряжением 4S , то и рабочее напряжение регулятора должно быть не ниже. Ни в коем случае нельзя к 4S аккумулятору подключать контроллер, с параметрами рабочего тока 2-3S – он просто сгорит.

Электродвигатели подразделяются на коллекторные (brushed) и бесколлекторные (brushless). Для каждого типа предназначены свои регуляторы оборотов, которые отличаются принципом работы и даже схемой.

Сразу отметим, что контроллеры для двигателей бесколлекторного типа предназначены только для одного мотора, в то время как регуляторы для бесщеточных электродвигателей (они, кстати, значительно дешевле) могут работать с несколькими движками.

Чтобы оценить выбранный регулятор оборотов, пройдитесь по следующим параметрам:

Напряжение

Номинальное покажет, при каком токе ESC сможет проработать длительное время (длительное, в понимании электроники – это несколько секунд, а не часов).

Пиковое напряжение – это характеристика для оценки максимальной нагрузки на контроллер в определенный момент (запуск, быстрый старт, резкое торможение).

Рабочее напряжение мы уже упоминали – это параметр для определения совместимости с АКБ.

Сопротивление

Внутреннее сопротивление играет важную роль для профессиональных моделистов. За счет разных схем переключения электрических соединений, происходит высвобождение энергии, иными словами – установка греется и энергия теряется. Внутреннее сопротивление регулятора у спортивных моделей невелико (около 0,0006 Ом), но даже эти потери могут сыграть решающую роль на серьезных соревнованиях.

У регуляторов с реверсом внутреннее сопротивление обычно выше, поэтому спортивные модели и не имеют заднего хода. Так что, если вы настроены серьезно на победу в гонках, то учитесь сразу обходиться без реверса, хоть без заднего хода поначалу и неудобно.

Настройка

Современные регуляторы оборотов поддаются настройке. Некоторые можно настроить прямо с пульта радиоуправления, на других есть кнопки на корпусе. Как вариант — вхождение в режим настройки при подключении или съеме джампера (перемычки). В роли индикатора настройки выступает свето- или звукоиндикация.

Подбирая регулятор оборотов для своей модели, внимательно изучите в инструкции ее характеристики и рекомендации по подбору комплектующих. Ну, а если возникают вопросы – лучше все-таки посоветоваться со специалистом.

Ремонт оборотов болгарок своими руками

Для болгарки всегда найдется применение в домашних условиях, на даче, в гараже или в качестве профессионального инструмента в производственных мастерских. Использование различного рабочего инструмента повышает функционал выполняемых работ. Соблюдение правил эксплуатации увеличивает срок службы электроинструмента.

Обороты болгарок

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector