Regulátor otáček motoru s uzavřenou smyčkou pomocí zpětného EMF

Článek zde prezentovaný vysvětluje velmi jednoduchý obvod regulátoru otáček motoru s uzavřenou smyčkou, který lze použít k řízení otáček jednofázového motoru AC.

Obvod je velmi levný a pro požadované implementace využívá běžné elektronické součástky. Hlavním rysem obvodu je to, že se jedná o uzavřenou smyčku, to znamená, že rychlost nebo točivý moment motoru nikdy nemohou být ovlivněny zatížením nebo otáčkami motoru v tomto obvodu, naopak točivý moment je nepřímo úměrný velikost rychlosti.

Obvodový provoz:

S odkazem na schéma zapojení navrhovaného jednofázového regulátoru střídavého motoru s uzavřenou smyčkou lze příslušné operace pochopit prostřednictvím následujících bodů:

U kladných polovičních cyklů vstupního střídavého proudu je kondenzátor C2 nabíjen přes rezistor R1 a diodu D1.

Nabíjení C2 přetrvává, dokud se napětí na tomto kondenzátoru nestane ekvivalentem simulačního zenerova napětí v konfiguraci.

Obvod zapojený kolem tranzistoru T1 účinně simuluje činnost zenerovy diody.

Zahrnutí hrnce P1 umožňuje nastavit napětí této „zenerovy diody“. Přesně řečeno, napětí vyvinuté na T1 je doslova určeno poměrem mezi rezistory R3 a R2 + P1.

Napětí na rezistoru R4 se vždy udržuje na hodnotě 0,6 voltu, která se rovná požadovanému vodivému napětí základního emitorového napětí T1.

Znamená to tedy, že výše vysvětlené zenerovo napětí by se mělo rovnat hodnotě, kterou lze získat řešením výrazu:

(P1 + R2 + R3 / R3) × 0,6

Seznam dílů pro výše uvedený obvod regulátoru otáček motoru s uzavřenou smyčkou

• R1 = 39 tis.,
• R2 = 12K,
• R3 = 22K,
• R4 = 68K,
• P1 = 220 tis.,
• Všechny diody = 1N4007,
• C1 = 0,1 / 400V,
• C2 = 100uF / 35V,
• T1 = BC547B,
• SCR = C106
• L1 = 30 závitů 25 SWG drátu na 3 mm feritové tyči nebo 40 uH / 5 wattů

Jak je náklad umístěn ze zvláštního důvodu

Pečlivé prozkoumání odhalilo, že motor nebo zátěž nejsou zavedeny v obvyklé poloze, ale jsou zapojeny těsně po SCR, na jeho katodě.

To způsobí, že bude u tohoto obvodu zavedena zajímavá funkce.

Výše uvedená speciální poloha motoru v obvodu činí dobu střelby SCR závislou na rozdílu potenciálů mezi zpětným EMF motoru a „zenerovým napětím“ obvodu.

To jednoduše znamená, že čím více je motor zatěžován, tím rychleji SCR vystřelí.

Postup zcela simuluje typ uzavřené smyčky fungování, kdy zpětná vazba je přijímána ve formě zpětného EMF generovaného samotným motorem.

Okruh je však spojen s mírnou nevýhodou. Přijetí SCR znamená, že obvod zvládne pouze 180 stupňů fázového řízení a motor nelze ovládat v celém rozsahu otáček, ale pouze na 50%.

Další nevýhodou související s levnou povahou obvodu je to, že motor má tendenci produkovat škytavku při nižších rychlostech, avšak při zvyšování rychlosti tento problém zcela zmizí.

Funkce L1 a C1

L1 a C1 jsou zahrnuty pro kontrolu vysokofrekvenčních RF generovaných v důsledku rychlého fázového sekání SCR.

Není třeba říkat, že zařízení (SCR) musí být pro optimální výsledky namontováno na vhodném chladiči.

Obvod řídicí jednotky rychlosti vrtání zpět EMF

Tento obvod se používá hlavně k regulaci ustálené rychlosti motorů menších sérií, které se vyskytují u několika elektrických ručních vrtaček atd. Točivý moment a rychlost jsou řízeny potenciometrem P1. Tato konfigurace potenciometru určuje, jak jemně může být triak spuštěn.

Když rychlost motoru poklesne těsně pod přednastavenou hodnotu (při připojené zátěži), pak se zadní EMF motoru sníží. Výsledkem je, že napětí kolem R1, P1 a C5 stoupá, takže triak je aktivován dříve a rychlost motoru má tendenci se zvyšovat. Tímto způsobem je dosaženo určité míry stability rychlosti.