Датчик оборотов для асинхронного двигателя

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.

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.

Проверяем датчик ABS на работоспособность

Для чего нужен датчик ABS и как выявить его поломку

Главная функция антиблокировочной системы (АБС) – не допустить «скольжение» машины с заблокированными тормозами колесами. Для этого система следит за вращением всех колес и попеременно усиливает или ослабляет давление во всей тормозной системе в том случае, если водитель предпримет попытку резко остановиться. В каждом колесе, в ступичном узле установлен специальный датчик. Он передает данные о скорости вращения колеса на блок управления антиблокировочной системы. Неполадка данного элемента может привести к отказу всей системы

Поэтому важно знать, как можно проверить работоспособность датчика АБС в полевой обстановке

Принцип действия

В момент резкого торможения, когда водитель по инерции давит на педаль тормоза не отпуская, вместо постоянной блокировки колес, антиблокировочная система попеременно то блокирует, то возобновляет их вращение. Эта система торможения гораздо эффективнее, чем полная блокировка колес. А алгоритм работы системы такой:

• Современная многоканальная система управления АБС отслеживает скорость вращения всех колес через вмонтированные датчики. Электроника включается в случае экстренного торможения. Когда колеса блокируются, блок управления на короткий промежуток времени ослабляет давление тормозного диска и вращение продолжается. Такой цикл продолжается до полной остановки автомобиля.
• Если же какой-либо из датчиков неисправен, система не сможет отслеживать и сравнивать скорость вращения колес. В этом случае АБС не будет выполнять свою основную функцию.
• В основу функционирования современных датчиков заложено правило электромагнитной индукции. В момент время вращения колеса вдоль датчика прокручивается другое колесо – зубчатое, закрепленное на тормозном диске. Датчик отслеживает, какой элемент движется мимо него: выступающие зубцы и впадины. В результате на катушке датчика формируется электрический сигнал. В зависимости от его частоты блок управления АБС принимает решение о включении в работу.
• В тот момент, когда колесо блокируется, ЭБУ получает сигнал с датчика о фиксированной величине электрического сопротивления между зубчатым колесом и самим датчиком. В случае, если этот элемент управления неисправен, АБС перестает функционировать.

Показатели поломки датчиков

О необходимости проверки датчиков АБС могут говорить следующие моменты:

• на панели горит лампочка, говорящая о неполадке в АБС;
• отсутствует «отдача» со стороны педали, в момент торможения;
• во время экстренного торможения автомобиль продолжает «скольжение» по дороге и рискует уйти в занос.

Если один или более датчиков вышли из строя, на приборной панели, дополнительно с индикатором поломки АБС, будет гореть лампочка, говорящая о включенном ручном тормозе. Также может отображаться информация об ошибке в работе тормозной системы. При этом автомобиль можно использовать дальше и без системы АБС. А в случае экстренного торможения, как раньше делали водители с хорошим стажем, резко и прерывисто нажимать педаль, имитируя работу электроники.

Проверка на кузовной ремонт

Еще один прибор, который должен быть в багажнике каждого автомобилиста, — толщиномер. Это устройство помогает точно измерить толщину краски на кузове.

Пользоваться прибором просто. Надо плотно и ровно приложить измеритель с датчиком к кузову автомобиля, нажать кнопку и взглянуть на экран, где отображается толщина покрытия, как правило, в микрометрах (мкм). Самая часто встречающаяся толщина заводского лакокрасочного покрытия составляет 80-110 мкм (0,08-0,11 мм).

Бывает, что какая-то деталь машины была вторично окрашена на заводе. Тогда толщина слоя краски составляет 150-200 мкм. Бояться ее не стоит. А вот когда цифры переваливают за несколько сотен мкм и достигают миллиметра и более, то под слоем краски есть еще шпаклевка. Это значит, что деталь кузова смята и ее целостность была нарушена. Тогда поверх металла наносится шпаклевка, помогающая выровнять поверхность. Это верный признак пережитой аварии.

Толщиномер пригодится при выборе автомобиля на вторичном рынке. Стоит он примерно 100-150 долларов.

Статья по теме

Из гаража в реанимацию. Почему автомобиль опасно ремонтировать самому?

Регуляторы оборотов

Теперь возвращаемся к теме регулятора оборотов. Все доступные сегодня схемы можно разделить на две большие категории:

• Стандартная схема регулятора оборотов,
• Модифицированные устройства контроля оборотов.

Разберемся в особенностях схем подробнее.

Стандартные схемы

Стандартная схема регулятора коллекторного электромотора имеет несколько особенностей:

Изготовить динистор не составит труда

Это важное преимущество устройства, Регулятор отличается высокой степенью надежности, что положительно сказывается в течение его периода эксплуатации, Позволяет комфортно для пользователя менять обороты двигателя, Большинство моделей основаны на тиристорном регуляторе

Если вас интересует принцип работы, то такая схема выглядит довольно просто.

Заряд тока от источника 220 Вольт идет к конденсатору. Далее идет напряжение пробоя динистора через переменный резистор. После этого происходит непосредственно сам пробой. Симистор открывается. Этот элемент несет ответственность за нагрузку. Чем выше окажется напряжение, чем чаще будет происходить открытие симистора. За счет подобного принципа работы происходит регулировка оборотов электродвигателя. Наибольшая доля подобных схем регулировки электродвигателя приходится на импортные бытовые пылесосы

Но при использовании стандартной схемы регулятора оборотов важно понимать, что он обратной связью не обладает. И если с нагрузкой произойдут изменения, обороты электродвигателя придется настраивать

Модифицированная схема

Прогресс не стоит на месте. Несмотря на удовлетворительные характеристики стандартной схемы регулятора оборотов двигателя, усовершенствования никому еще не навредили.

Наиболее часто применяемыми схемами являются две:

• Реостатная. Из названия становится очевидно, что здесь основой выступает реостатная схема. Такие регуляторы высокоэффективные при смене количества оборотов электродвигателя. Высокие показатели эффективности объясняются использованием силовых транзисторов, отбирающих часть напряжения. Так меньшее количество тока из источника 220 Вольт поступает на двигатель, ему не приходится работать с большой нагрузкой. При этом схема имеет определенный недостаток большое количество выделяемого тепла. Чтобы регулятор работал длительное время, для электроинструмента потребуется активное постоянное охлаждение,
• Интегральная. Для работы интегрального устройства регулирования используется интегральный таймер, который отвечает за нагрузку на электродвигатель. Здесь могут быть задействованы всевозможные транзисторы. Это обусловлено наличием микросхемы в конструкции с большими параметрами выходного тока. При нагрузке менее 0,1 Ампер, все напряжение идет непосредственно на микросхему, обходя транзисторы. Чтобы регулятор работал эффективно, на затворе требуется наличие напряжения в 12 Вольт. Из этого вытекает, что электрическая цепь и напряжение питания обязаны отвечать данному диапазону.

Плавный пуск асинхронных электродвигателей

АД кроме безусловных преимуществ, обладают существенными недостатками. Это рывок на старте и большие пусковые токи, в 7 раз превышающие номинальные. Для мягкого старта электродвигателя используются следующие методы:

• переключение обмоток по схеме звезда – треугольник;
• включение электродвигателя через автотрансформатор;
• использование специализированных устройств для плавного пуска.

В большинстве частотных регуляторов есть функция плавного пуска двигателя. Это не только снижает пусковые токи, но и уменьшает нагрузки на исполнительные механизмы. Поэтому регулирование частоты и плавный пуск довольно сильно связаны между собой.

Методы регулировки

Итак, различают три основных варианта регулирования скоростью:

1. Изменением напряжения сети. Меняя подводимое питание можно управлять частотой вращения двигателя;
2. Добавлением пускового реостата в цепь якоря. Регулируя сопротивление, можно уменьшить скорость вращения;
3. Управлением магнитного потока. Двигатели с электромагнитами дают возможность регулировать поток путем изменения тока возбуждения. Однако нижний предел ν min ограничен насыщением магнитной цепи двигателя, что не позволяет увеличивать в большой степени магнитный поток.

К каждому из вариантов соответствует определённая зависимость механических характеристик.

Методы регулирования применительны к двигателям с различными:

• типами возбуждения;
• величиной мощности.

На практике в современных электрических моторах, в связи с недостатками и ограниченности диапазонов, рассмотренные методы не всегда применяются.

Электронные же схемы управления с регуляторами частоты, работающими от аккумуляторной батареи на 12 В, напротив, широко используются. Например, они очень актуальны для управления низковольтными электродвигателями 12 вольт в приборах автоматики, детских игрушках, электрических велосипедах, аккумуляторных детских автомобилях.

Принципиальной особенностью метода является то, что ток в цепи якоря и момент, развиваемый электродвигателем, зависят лишь от величины нагрузки на его валу. Регулировка осуществляется с помощью регулятора оборотов электродвигателя.

В течение очень долгого времени тиристорные преобразователи являлись единственным коммерчески доступными регуляторами двигателей. К слову сказать, они по-прежнему самые распространенные на сегодняшний день. Однако с появлением силовых транзисторов стали наиболее популярными регуляторы оборотов двигателя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией. Приведём для примера ниже схему, работающую от источника постоянного тока 12 В.

Схема на практике даёт возможность, к примеру, увеличивать либо уменьшать яркость свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Последовательно-параллельное управление используется в ситуациях, когда два или более агрегата постоянного тока соединены механически. Схема с последовательным соединением электродвигателей, в которой общее напряжение делится на всех, используется для низкоскоростных приложений. Схема с параллельным соединением машин, имеющих одинаковое напряжение, используется в высокоскоростных применениях.

Датчик коленчатого вала в автомобиле — основные проблемы

Этот электромагнитный датчик, который служит для измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя, основан на электромагнитном принципе Холла.

Где находится датчик коленвала?

Характерным месторасположением датчика коленчатого вала является нижняя часть блока цилиндров.

Диагностируемым элементом служит специальный сигнальный диск коленчатого вала двигателя.

Признаками неисправности датчика коленчатого вала являются: нестабильная работа двигателя на холостом ходу, глушение двигателя, возникновение детонации. Для проверки исправности на снятый датчик подключают свою электропроводку и, включив зажигание, замеряют напряжение между массой двигателя и положительным контактом датчика. При кратковременном касании кончика датчика металлического предмета, вольтметр фиксирует напряжение в 5 вольт. При неисправном датчике напряжение не фиксируется. Читайте подробнее, также, про ремонт коленвала.

Методы проверки ДПКВ

Перед тем как мы перейдем к описанию способов анализа, порекомендуем очень простой выход из ситуации. Варианты проверки датчика оборотов не всегда покажут стопроцентный результат, отображая лишь некоторые свойства изделия. Самым практичным решением будет, если пользователь одолжит аналогичный сенсор синхронизации у знакомых, поставит его и если автомобиль будет работать без проблем, то логично — поломка именно в нем.

Рассмотрим способы анализа датчика положения коленвала от простого к сложному. Осмотр и применение сканера ODBII мы описали выше. Надо сказать, что сенсоры оборотов моторов сами по себе ломаются чрезвычайно редко из-за простоты конструкции. Чаще причины поломки для ДПКВ это механические повреждения, например, когда изделие задето инструментами при ремонте автомобиля, а также попадание сторонних предметов между реперным диском и сенсором.

При проверке мультиметром сопротивления можно не снимать ДПКВ. Но удобнее будет его демонтировать. Перед снятием отмечают и запоминают исходное положение изделия

Чтобы избежать раскалибровки, важно маркером отметить позицию, сделать фото смартфоном. Далее, снимают клемму с аккумулятора автомобиля и вынимают детектор — отстегивают кабель контроллера/питания, болтики крепления откручивают

ДПКВ

Датчик положения коленчатого вала располагается в непосредственной близости возле шкива коленвала. Его задача определять положение и скорость вращения вала в текущий момент времени. Для обеспечения работы ДПКВ на шкиве устанавливается специальный зубчатый диск с несколькими убранными зубами, что позволяет четко определять положение коленчатого вала. В разных двигателях датчик может находиться в других местах, но обязательно в непосредственной близости от коленвала, например, возле маховика. Данные передаваемые датчиком положения коленчатого вала на ЭБУ позволяют точно определить такт впрыска топлива и угол опережения зажигания, они же являются основой для выдачи информации об оборотах двигателя на тахометре.

Датчик на холостой ход

Нужно отметить, что при его повреждении обороты будут плавать в основном на холостом ходу. Но в любом случае проверку следует начинать с ДХХ. Для этого нужно скинуть колодку проводов с датчика. После чего проверяется напряжение. Для этого один вывод проводов пускают «на массу», то есть прикладывают к двигателю. Второй провод присоединяют к датчику и замеряют напряжение.

Мультиметр должен выдавать напряжение не меньше 12В. Если показатель меньше, то возможно разряжен аккумулятор. После восстановления его заряда возможно и работа двигателя восстановится. Также нужно проверить сопротивление на выводах, оно должно равняться 53 ОМ. Замеры нужно производить на парных контактах. Нужно поменять датчик, если сопротивление ниже или выше.

AMR-датчики

• а Размещение
• в различные моменты времени
• b Сигнал датчика AMP
• с Выходной сигнал

1. Импульсное (активное) колесо
2. Сенсорный элемент
3. Магнит

Электрическое сопротивление магнито-резистивного материала (AMP, анизотропный магниторезистивный) является анизотропным. Это означает, что оно зависит от направления магнитного поля, которое на него воздействует. Это свойство используется в AMP-датчике. Датчик находится между магнитом и импульсным кольцом. Линии поля изменяют свое направление, когда вращается импульсное (активное) колесо. В результате формируется синусоидальное напряжение, которое усиливается в схеме обработки данных и преобразуется в сигнал прямоугольной формы.

Основные понятия

Чтобы синхронизировать работу систем зажигания, а также впрыска, предусматривается датчик оборотов, или, как его называют, измеритель частоты вращения. Именно он передаёт в электроблок, управляющий мотором, необходимые данные о том, какие вращения поддерживает коленчатый вал в данный момент.

Этот измеритель силового агрегата – важнейший элемент автомобиля, без которого не обходится взаимодействие многих систем, ведь он помогает обеспечивать корректное функционирование всей машины в целом.

Электронный управляющий блок авто обрабатывает особые сигналы, которые посылает этот измеритель, чтобы выяснить:

• количество впрыскиваемого топлива в данный момент;
• момент впрыска;
• время, требуемое для активации клапана адсорбера;
• момент зажигания (у бензиновых моторов);
• угол поворачивания распределительного вала во время работы системы по изменению фаз механизма газораспределения.

Чтобы определить работоспособность измерителя, необходимо узнать его местонахождение.

Одноканальный регулятор для мотора

Устройство управляет одним мотором, питание осуществляется от напряжения в диапазоне от 2 до 12 вольт.

Конструкция устройства

Основные элементы конструкции регулятора представлены на фото. 3. Устройство состоит из пяти компонентов: два резистор переменного сопротивления с сопротивлением 10 кОм (№1) и 1 кОм (№2), транзистор модели КТ815А (№3), пара двухсекционных винтовых клеммника на выход для подключения мотора (№4) и вход для подключения батарейки (№5).

Принцип работы

Порядок работы регулятора мотора описывает электросхема (рис. 1). С учетом полярности на разъем ХТ1 подают постоянное напряжение. Лампочку или мотор подключают к разъему ХТ2. На входе включают переменный резистор R1, вращение его ручки изменяет потенциал на среднем выходе в противовес минусу батарейки. Через токоограничитель R2 произведено подключение среднего выхода к базовому выводу транзистора VT1. При этом транзистор включен по схеме регулярного тока. Положительный потенциал на базовом выходе увеличивается при перемещении вверх среднего вывода от плавного вращения ручки переменного резистора. Происходит увеличение тока, которое обусловлено снижением сопротивления перехода коллектор-эмитттер в транзисторе VT1. Потенциал будет уменьшаться, если ситуация будет обратной.

Материалы и детали

Необходима печатная плата размером 20х30 мм, изготовленная из фольгированного с одной стороны листа стеклотекстолита (допустимая толщина 1-1,5 мм). В таблице 1 приведен список радиокомпонентов.

Процесс сборки

Для дальнейшей работы нужно скачать архивный файл, размещенный в конце статьи, разархивировать его и распечатать. На глянцевой бумаге печатают чертеж регулятора (файл termo1), а монтажный чертеж (файл montag1) – на белом листе офисной (формат А4).

Далее чертеж монтажной платы (№1 на фото. 4) наклеивают к токоведущим дорожкам на противоположной стороне печатной платы (№2 на фото. 4). Необходимо сделать отверстия (№3 на фото. 14) на монтажом чертеже в посадочных местах. Монтажный чертеж крепится к печатной плате сухим клеем, при этом отверстия должны совпадать. На фото.5 показана цоколёвка транзистора КТ815.

Вход и выход клеммников-разъемов маркируют белым цветом . Через клипсу к клеммнику подключается источник напряжения. Полностью собранный одноканальный регулятор отображен на фото. Источник питания (батарея 9 вольт) подключается на финальном этапе сборки. Теперь можно регулировать скорость вращения вала с помощью мотора, для этого нужно плавно вращать ручку регулировки переменного резистора.

Для тестирования устройства необходимо из архива распечатать чертеж диска. Далее нужно наклеить этот чертеж (№1) на плотную и тонкую картонную бумагу (№2 ). Затем с помощью ножниц вырезается диск (№3).

Полученную заготовку переворачивают (№1 ) и к центру крепят квадрат черной изоленты (№2) для лучшего сцепления поверхности вала мотора с диском. Нужно сделать отверстие (№3) как указано на изображении. Затем диск устанавливают на вал мотора и можно приступать к испытаниям. Одноканальный регулятор мотора готов!

Перемотка электродвигателей своими руками

Несмотря на то, что электродвигатели – это очень надежное оборудование, их выход из строя не редкость. Учитывая их немалую стоимость, гораздо выгоднее выполнить ремонт, чем покупать новый агрегат. Некоторые умельцы при помощи несложных приспособлений делают это даже в домашних условиях. Однако стоить отметить, что перемотка электродвигателей требует специальных знаний и навыков. Предлагаем рассмотреть основные операции, которые необходимо проделывать при выполнении этих работ.

ВНИМАНИЕ! Электромонтажные работы следует проводить только с полным следованием правилам техники безопасности. Ремонт промышленных электродвигателей осуществляется в специальных мастерских или цехах

Как правило, на каждом предприятии есть специальные службы, выполняющие эти работы. Учитывая, что вес промышленных э/двигателей нередко достигает сотен и даже тысяч килограммов, при их ремонте не обойтись без специального оборудования. Поэтому речь пойдет не о них, а о компактных промышленных и бытовых моделях, ремонт которых можно выполнить своими руками

Ремонт промышленных электродвигателей осуществляется в специальных мастерских или цехах. Как правило, на каждом предприятии есть специальные службы, выполняющие эти работы. Учитывая, что вес промышленных э/двигателей нередко достигает сотен и даже тысяч килограммов, при их ремонте не обойтись без специального оборудования. Поэтому речь пойдет не о них, а о компактных промышленных и бытовых моделях, ремонт которых можно выполнить своими руками.

Обмоточные данные электродвигателя

Это очень важные параметры, влияющие на рабочие характеристики агрегата. Самый простой способ их получить – обратиться к соответствующим источникам, самый надежный из которых — паспорт изделия. Найти эту информацию можно и по маркировке двигателя с открытых источниках.

Паспортные данные электродвигателя должны включать следующее:

• Тип двигателя
• Количество фаз
• Частота (Гц)
• Номинальная мощность (Вт или кВт)
• Напряжение питания (В)
• Потребляемый ток (А)
• Число оборотов (об/мин)
• КПД двигателя
• Коэффициент мощности cosφ
• Степень защиты
• Класс изоляции

Количество катушек можно определить визуально, после разборки двигателя. Диаметр необходимого для перемотки эмальпровода замеряют штангенциркулем. А количество витков эмалированного провода можно определить во время снятия старой. Для этого обмотки проводов одной из катушек аккуратно разрезают и производят пересчет.

Ремонт и перемотка электродвигателей своими руками — последовательность действий

• Отключение от питающей сети
• Демонтаж с места установки
• Демонтаж защитного кожуха охлаждающего вентилятора
• Демонтаж крыльчатки вентилятора
• Разборка электродвигателя
• Демонтаж ротора

• Демонтаж обмотки
• Очистка ротора и статора от грязи, нагара и остатков пропитки
• Укладка катушек в пазы
• Пропитка обмотки
• Сушка электродвигателя
• Проверка катушек омметром
• Сборка электродвигателя
• Пробный запуск

Перемотка статора

В качестве примера – перемотка асинхронного двигателя. Перед началом разборки корпус двигателя обычно протирают влажной ветошью и хорошенько высушивают. Намотка катушечных групп производится либо на специальном станке, либо вручную с использованием шаблонов. После того как катушки уложены в специальные пазы, их необходимо обвязать и соединить в единую цепь. После перемотки электродвигатель необходимо пропитать специальной пропиткой. Для этого корпус нагревают до температуры +40-+50°С и опускают в емкость с пропиточным лаком. После полного высыхания производится замер сопротивления катушек статора (полученные значения должны быть одинаковыми), а так же «прозвонка» катушек и корпуса на предмет пробоя. Затем двигатель собирают и производят пробный пуск.

Перемотка якоря

Процесс перемотки коллекторных двигателей почти не отличается от статорных за исключением некоторых нюансов. Как правило, в них чаще всего проблемы возникают в обмотке ротора. Соответственно, на перемотку чаще всего отправляют якорь. Кроме того, сам якорь после перемотки необходимо отбалансировать. Для этого понадобятся специальные станки и приспособления.

Ремонт и перемотка электродвигателей – достаточно непростой и трудоемкий процесс. Возможно ли делать перемотку электродвигателей в домашних условиях? Возможно, но для этого необходима соответствующая квалификация и оборудованная всем необходимым мастерская. Выполнять такую работу «на коленке» — пустая трата времени.

Оригинал статьи размещен на нашем сайте cable.ru .

Где располагается датчик частоты вращения?

Индукционный измеритель или датчик оборотов в основном располагается над маркерным диском транспортного средства. В свою очередь этот элемент может находится либо на маховике, либо на коленвале внутри блока цилиндров, либо спереди моторного отсека на коленвале. Очень часто небольшая кривизна зубцов маховика или наличие маленького скола могут привести к нарушениям в работе системы зажигания. Тогда силовой агрегат не сможет работать на повышенных частотах вращения и будет происходить хаотичное искрообразование. Кроме того, на некоторых автомобилях этот датчик может быть заменен датчиком Холла. Это устройство способно передавать в главный блок управления сигнал о фазах механизма газораспределения, а также обороты мотора. Если это так, то прибор будет расположен у распределительного вала. Если измеритель частоты вращения выйдет из строя, автомобилист не сможет завести свое транспортное средство. И если после доскональной проверки систем зажигания и топлива существенных отклонений не будет выявлено, нужно обязательно проверить работоспособность самого датчика оборотов. Если же возникает так называемое плавающее вращение двигателя, то понадобится проверить сразу все варианты проблем. Ну а для своевременного обнаружения неполадок желательно повести диагностику автомобиля.

Что можно сделать при выходе из строя датчика оборотов, подробнее будет рассказано в этом видео:

Регулятор для двигателей на 220 Вольт

Регулятор оборотов двигателя, сделанный своими руками, можно вмонтировать в корпус инструмента или сделать в отдельном корпусе, что значительно улучшает удобство и универсальность пользования им. Автономный регулятор можно применять по мере необходимости для различных электроинструментов.

Простейший регулятор оборотов коллекторного двигателя своими руками можно сделать несколькими способами – на печатной плате, навесным монтажом и на монтажной плате.

Основные элементы схемы:

• симистор BTA 16;
• динистор DB 3;
• переменный резистор 500 кОм;
• постоянный резистор  2 кОм;
• емкость 100 нФ;
• фольгированный текстолит или монтажная плата;
• припой;
• канифоль;
• хлорное железо;
• маркер для лазерных дисков и карандаш.

Отрезать кусок фольгированнго текстолита, необходимого размера, зашкурить, обезжирить и нарисовать схему устройства для последующего травления в хлорном железе.

После травления промыть, просверлить отверстия для пайки элементов схемы, залудить печатные дорожки и площадки, собрать схему.

Вместо печатной платы своего изготовления можно купить готовую монтажную плату.

Установив собранную схему в удобный для эксплуатации корпус, получите сделанный своими руками регулятор оборотов 220в.

Регулирование напряжением

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

n₁ — скорость вращения магнитного поля

n₂— скорость вращения ротора

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

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

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

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

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

Автотрансформаторное регулирование напряжения

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

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

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

Преимущества данной схемы:

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

Недостатки:

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

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

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

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

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

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

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

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

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

Достоинства тиристорных регуляторов:

Недостатки:

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

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

Транзисторный регулятор напряжения

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

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

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

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

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

Плюсы электронного автотрансформатора:

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

Слабые стороны:

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