Применение регуляторов оборотов электродвигателя на 220 в

Довольно нередко режим работы вспомогательного механизированного оборудования просит снижения штатных частот вращения. Достигнуть такового эффекта позволяет регулировка оборотов асинхронного мотора. Как это сделать самостоятельно (расчет и сборку), используя стандартные схемы управления либо самодельные устройства, попробуем разобраться дальше.

  • Что такое асинхронный движок?
  • Движки с короткозамкнутым ротором (АДКР)
  • Движки с фазным ротором
  • Механизм работы и число оборотов асинхронных движков
  • Методы конфигурации оборотов мотора
  • Обычные схемы регуляторов оборотов
  • Электродвигатели переменного тока отыскали достаточно обширное применение в разных сферах нашей жизнедеятельности, в подъемно транспортном, обрабатывающем, измерительном оборудовании. Они употребляются для перевоплощения электронной энергии, которая поступает от сети, в механическую энергию вращающегося вала. В большинстве случаев употребляются конкретно асинхронные преобразователи переменного тока. Там частота вращения ротора и статора отличаются. Меж этими активными элементами обеспечивается конструктивный зазор.

    И статор, и ротор имеют жесткий сердечник из электротехнической стали (наборного типа, из пластинок), выступающий в роли магнитопровода, также обмотку, которая укладывается в конструктивные пазы сердечника. Конкретно метод организации иначе говоря укладки обмотки ротора является главным аспектом систематизации этих машин.

    Тут употребляется обмотка в форме дюралевых, медных как еще его называют латунных стержней, которые вставляются в пазы сердечника и с обеих сторон замыкаются дисками (кольцами). Тип соединения этих частей находится в зависимости от мощности мотора: для малых значений употребляют способ совместной отливки дисков и стержней, для огромных – раздельное изготовка с следующей сваркой друг с другом. Обмотка статора подключается с применением схем «треугольника» или «звезды».

    Диммер своими руками, регулятор мощности. Регулятор оборотов электродвигателя 220В.

    К сети подключается трехфазная обмотка ротора, средством контактных колец по осносному валу и щеток. За базу принимается схема «звезда». На рисунке понизу представлена обычная конструкция такового мотора.

    Данный вопрос разглядим на примере АДКР, как более всераспространенного типа электродвигателей подъемно-транспортном и обрабатывающем оборудовании. Напряжение от сети подается на обмотку статора, любая из 3-х фаз какой занимается смещена геометрически на 120°. После подачи напряжения появляется магнитное поле, создающее методом индукции ЭДС и ток в обмотках ротора. Последнее вызывает электрические силы, заставляющие ротор крутиться. Очередная причина, из-за чего весь ассортимент происходит, а конкретно, появляется ЭДС, является разность оборотов статора и ротора.

    Одной из главных черт хоть какого АДКР является частота вращения, расчет занят конечно вести по последующей зависимости:

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

    Что остается сделать нашему клиенту технические свойства указываются на железной табличке, закрепленной на корпусе. Если она отсутствует по некий причине, то найти число оборотов необходимо вручную по косвенным показателям. Вы, употребляется три главных способа:

    Регулировка оборотов асинхронных двигателей, 3 фазы из одной с регулировкой

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

    • Расчет оборотов учитывая диаметрального шага обмотки. Для определения употребляется формула вида:

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

    Стандартные значения оборотов:

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

    2p = 0,35Z1b / h или 2p = 0,5Di / h,

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

    После такого факта по приобретенным данным и магнитной индукции необходимо найти количество витков, которое сверяется с паспортными данными движков.

    Регулировка оборотов хоть какого трехфазного электродвигателя, применяемого в подъемно-транспортной технике и оборудовании, позволяет достигнуть требуемых режимов работы точно и плавненько, что не каждый раз может быть, к примеру, путем механических редукторов. Практически употребляется семь главных способов корректировки скорости вращения, которые делятся на два главных направления:

    1. Изменение скорости магнитных полей в статоре. Получается из-за частотного регулирования, переключения числа полюсных пар как еще его называют корректировки напряжения. Следует добавить, что эти способы применимы для электродвигателей с короткозамкнутым ротором;
    2. Изменение величины скольжения. миф параметр конечно откорректировать по причине напряжения питания, подключения дополнительного сопротивления в электронную цепь ротора, внедрения вентильного каскада либо двойного питания. Употребляется для моделей с фазным ротором.

    Регулятор напряжения, скорости двигателя на 220v. до 2кВт.

    Более нужными способами являются регулирование напряжения и частоты (за счет применения внедрения преобразователей), кроме того изменение количества полюсных пар (реализуется методом организации дополнительной обмотки с возможностью переключения).

    В торговле сейчас бывают широкий выбор регуляторов и частотных преобразователей для асинхронных движков. Все же, для бытовых нужд подъемного или обрабатывающего оборудования возможно сделать расчет и сборку на микросхеме самодельного устройства на базе тиристоров либо массивных транзисторов.

    Ниже представлен пример схемы довольно массивного регулятора для асинхронного мотора. Путем чего добьетесь плавного контроля характеристик его работы, понижения энергопотребления до 50%, расходов на техническое сервис.

    Данная схема является сложной. Для бытовых нужд ее можно существенно упростить, используя в роли рабочего элемента симистор, к примеру, ВТ138-600. Так схема будет смотреться так:

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

    Самые судить из инфы, представленной выше, от оборотов асинхронного мотора зависят не только лишь характеристики его работы, да и эффективность функционирования питаемого подъемного либо обрабатывающего оборудования. В торговой сети сейчас всегда можно купить самые различные регуляторы, однако конечно совершить расчет и собрать действенное устройство на дому.

    Плавная работа двигателя, без рывков и скачков мощности – это залог его долговечности. Для контроля этих показателей используется регулятор оборотов электродвигателя на 220В, 12 В и 24 В, все эти частотники можно изготовить своими руками или купить уже готовый агрегат.

    Зачем нужен регулятор оборотов

    Регулятор оборотов двигателя, частотный преобразователь – это прибор на мощном транзисторе, который необходим для того, чтобы инвертировать напряжение, а также обеспечить плавную остановку и пуск асинхронного двигателя при помощи ШИМ. ШИМ – широко-импульсное управление электрическими приспособлениями. Его применяют для создания определенной синусоиды переменного и постоянного тока.

    Фото – мощный регулятор для асинхронного двигателя

    Самый простой пример преобразователя – это обычный стабилизатор напряжения. Но у обсуждаемого прибора гораздо больший спектр работы и мощность.

    Частотные преобразователи используются в любом устройстве, которое питается от электрической энергии. Регуляторы обеспечивают чрезвычайно точный электрический моторный контроль, так что скорость двигателя можно изменять в меньшую или большую сторону, поддерживать обороты на нужном уровне и защищать приборы от резких оборотов. При этом электродвигателем используется только энергия, необходимая для работы, вместо того, чтобы запускать его на полной мощности.

    Фото – регулятор оборотов двигателя постоянного тока

    Зачем нужен регулятор оборотов асинхронного электродвигателя:

    1. Для экономии электроэнергии. Контролируя скорость мотора, плавность его пуска и остановки, силы и частоты оборотов, можно добиться значительной экономии личных средств. В качестве примера, снижение скорости на 20% может дать экономию энергии в размере 50%.
    2. Преобразователь частоты может использоваться для контроля температуры процесса, давления или без использования отдельного контроллера;
    3. Не требуется дополнительного контроллера для плавного пуска;
    4. Значительно снижаются расходы на техническое обслуживание.

    Устройство часто используется для сварочного аппарата (в основном для полуавтоматов), электрической печки, ряда бытовых приборов (пылесоса, швейной машинки, радио, стиральной машины), домашнего отопителя, различных судомоделей и т.д.

    Фото – шим контроллер оборотов

    Принцип работы регулятора оборотов

    Регулятор оборотов представляет собой устройство, состоящее из следующих трех основных подсистем:

    1. Двигателя переменного тока;
    2. Главного контроллера привода;
    3. Привода и дополнительных деталей.

    Когда двигатель переменного тока запускается на полную мощность, происходит передача тока с полной мощностью нагрузки, такое повторяется 7-8 раз. Этот ток сгибает обмотки двигателя и вырабатывает тепло, которое будет выделяться продолжительное время. Это может значительно снизить долговечность двигателя. Иными словами, преобразователь – это своеобразный ступенчатый инвертор, который обеспечивает двойное преобразование энергии.

    Фото – схема регулятора для коллекторного двигателя

    В зависимости от входящего напряжения, частотный регулятор числа оборотов трехфазного или однофазного электродвигателя, происходит выпрямление тока 220 или 380 вольт. Это действие осуществляется при помощи выпрямляющего диода, который расположен на входе энергии. Далее ток проходит фильтрацию при помощи конденсаторов. Далее формируется ШИМ, за это отвечает электросхема. Теперь обмотки асинхронного электродвигателя готовы к передаче импульсного сигнала и их интеграции к нужной синусоиде. Даже у микроэлектродвигателя эти сигналы выдаются, в прямом смысле слова, пачками.

    Фото – синусоида нормальной работы электродвигателя

    Как выбрать регулятор

    Существует несколько характеристик, по которым нужно выбирать регулятор оборотов для автомобиля, станочного электродвигателя, бытовых нужд:

    1. Тип управления. Для коллекторного электродвигателя бывают регуляторы с векторной или скалярной системой управления. Первые чаще применяются, но вторые считаются более надежными;
    2. Мощность. Это один из самых важных факторов для выбора электрического преобразователя частот. Нужно подбирать частотник с мощностью, которая соответствует максимально допустимой на предохраняемом приборе. Но для низковольтного двигатель лучше подобрать регулятор мощнее, чем допустимая величина Ватт;
    3. Напряжение. Естественно, здесь все индивидуально, но по возможности нужно купить регулятор оборотов для электродвигателя, у которого принципиальная схема имеет широкий диапазон допустимых напряжений;
    4. Диапазон частот. Преобразование частоты – это основная задача данного прибора, поэтому старайтесь выбрать модель, которая будет максимально соответствовать Вашим потребностям. Скажем, для ручного фрезера будет достаточно 2019 Герц;
    5. По прочим характеристикам. Это срок гарантии, количество входов, размер (для настольных станков и ручных инструментов есть специальная приставка).

    Хорошо себя зарекомендовали приборы марки Sinus, E-Sky и Pic.

    При этом также нужно понимать, что есть так называемый универсальный регулятор вращения. Это частотный преобразователь для бесколлекторных двигателей.

    Фото – схема регулятора для бесколлекторных двигателей

    В данной схеме есть две части – одна логическая, где на микросхеме расположен микроконтроллер, а вторая – силовая. В основном такая электрическая схема используется для мощного электрического двигателя.

    Видео: регулятор оборотов электродвигателя с ШИро V2

    Как сделать самодельный регулятор оборотов двигателя

    Можно сделать простой симисторный регулятор оборотов электродвигателя, его схема представлена ниже, а цена состоит только из деталей, продающихся в любом магазине электротехники.

    Для работы нам понадобится мощный симистор типа BT138-600, её советует журнал радиотехники.

    Фото – схема регулятора оборотов своими руками

    В описанной схеме, обороты будут регулироваться при помощи потенциометра P1. Параметром P1 определяется фаза входящего импульсного сигнала, который в свою очередь открывает симистор. Такая схема может применяться как в полевом хозяйстве, так и в домашнем. Можно использовать данный регулятор для швейных машинок, вентиляторов, настольных сверлильных станков.

    Принцип работы прост: в момент, когда двигатель немного затормаживается, его индуктивность падает, и это увеличивает напряжение в R2-P1 и C3, то в свою очередь влечет более продолжительное открытие симистора.

    Тиристорный регулятор с обратной связью работает немного по-другому. Он обеспечивает обратный ход энергии в энергетическую систему, что является очень экономным и выгодным. Данный электронный прибор подразумевает включение в электрическую схемы мощного тиристора. Его схема выглядит вот так:

    Здесь для подачи постоянного тока и выпрямления требуется генератор управляющего сигнала, усилитель, тиристор, цепь стабилизации оборотов.

    Качественный и надёжный контроллер скорости вращения для однофазных коллекторных электродвигателей можно сделать на распространённых деталях буквально за 1 вечер. Эта схема имеет встроенный модуль обнаружения перегрузки, обеспечивает мягкий пуск управляемого двигателя и стабилизатор скорости вращения мотора. Работает такой блок с напряжением как 220, так и 110 вольт.

    Технические параметры регулятора

    • напряжение питания: 230 вольт переменного тока
    • диапазон регулирования: 5…99%
    • напряжение нагрузки: 230 В / 12 А (2,5 кВт с радиатором)
    • максимальная мощность без радиатора 300 Вт
    • низкий уровень шума
    • стабилизация оборотов
    • мягкий старт
    • размеры платы: 50×60 мм

    Принципиальная электросхема

    Схема регулятор мотора на симисторе и U2008

    Схема модуля системы регулирования основана на генераторе ШИМ импульсов и симисторе управления мотором — классическая схемотехника для подобных устройств. Элементы D1 и R1 обеспечивают ограничение величины напряжения питания до значения безопасной для питания микросхемы генератора. Конденсатор C1 отвечает за фильтрацию напряжения питания. Элементы R3, R5 и P1 являются делителем напряжения с возможностью его регулирования, который используется для задания величины мощности, подаваемой в нагрузку. Благодаря применению резистора R2, непосредственно входящего в цепь поступления на м/с фазы, внутренние блоки синхронизированы с симистором ВТ139.

    Печатная плата

    На следующем рисунке показано расположение элементов на печатной плате. Во время монтажа и запуска следует обратить внимание на обеспечение условий безопасной работы — регулятор имеет питание от сети 220В и его элементы непосредственно подключены к фазе.

    Увеличение мощности регулятора

    В испытательном варианте был применен симистор BT138/800 с максимальным током 12 А, что дает возможность управления нагрузкой более 2 кВт. Если необходимо управление ещё большими токами нагрузки — советуем тиристор установить за пределами платы на большом радиаторе. Также следует помнить о правильном выборе предохранителя FUSE в зависимости от нагрузки.

    Кроме управления оборотами электромоторов, можно без каких-либо переделок использовать схему для регулировки яркости ламп.