Импульсное питание электродвигателя.
Мой вариант.
(Автор: Vasilius)
Предлагаю
рассмотреть мой вариант импульсного питания электродвигателя. В этом варианте
обобщены результаты предыдущих разработок авторов Asidalv и Fema. Ниже рисунок блока
управления.
Рис. 1
Более
подробно на работе схемы останавливаться не буду. Немного о ключевых моментах
схемы. На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор импульсов, от частоты которого
зависит частота переключения обмоток двигателя, т.е. частота питания
электродвигателя. Находится она по простой схеме Fp.=Fген./18. На
элементах DD2, DD3 и DD4 собран
счетчик на 18, на выходе которого бегает по кругу «1».
Далее, «1» просто сдвигается каждым тактом генератора и включает
соответствующие транзисторы, в коллекторах которых торчат по трансформатору
(10-30 витков на любом ферритовом кольце 10..15мм 2000НН). Трансформатор можно
подобрать и какой-нибудь крохотный готовый, что бы могли пролезать через него
1:1 импульсы 8 кГц 4V,
60..100ма в импульсе, но c изоляцией между обмотками не менее 1000v. Реально
амплитуда выходного импульса должна быть не менее 3v и 100ма этого достаточно
для открытия любого симистора.
Ниже представлена таблица
коммутации транзисторов.
Рис. 2
На все транзисторы в эмиттер
подается общий запирающий сигнал от отдельного генератора. Собран на элементах DD1.3 и DD1.4, что бы на выходе вместо 1
импульса было несколько (пакет 8..10кгц) – так лучше проходит сигнал на импульсные
трансформаторы, да и для симисторов несколько импульсов полезно (бывает, они не
всегда открываются с первого импульса).
В эмиттере транзистора VT1 вспомогательного генератора
стоит диод, своим падением напряжения на нем (любой светодиод как раз даст 2
вольта) он согласует логический нуль у микросхем 561 серии с режимом закрытия
транзисторов 0В. Серия 561 может питаться от 3 до 15 вольт - как удобнее, но порог нуля у них выше, чем
у К555 серии.
С диодов VD5 – VD10 на инвертор подается сигнал «Заряд». Сигнал нужен для того,
чтобы включать инвертор только в момент подзарядки фазовых конденсаторов. Схему
инвертора рассмотрю в другой статье.
Настройки схема не требует, нужно
лишь фазировать выходные импульсные трансформаторы, для правильного включения
тиристоров и симисторов.
Номиналов симисторов, тиристоров
и фазных конденсаторов не указывал, все они зависят от мощности
электродвигателя.
Немного по расчету фазных
конденсаторов. Рассчитываются конденсаторы так:
Ср=2800*I/U
(мкФ);
где: I-ток потребления двигателя,
U-рабочее напряжение двигателя.
I=P/(1.73*U*n*cosф)
(А);
где: P-мощность двигателя (Вт),
U-рабочее напряжение двигателя (В), n-КПД двигателя (в единицах не в %),
cosф-косинус фи двигателя.
Конденсаторы вполне подойдут
марки К78-17 (аналог CBB60) или К78-36. Эти конденсаторы рассчитаны для работы
в цепях пуска электродвигателей.
Фазовые емкости можно ставить для
отладки небольшие (ограничений в меньшую сторону нет, просто уменьшится
мощность мотора). А вот когда схема заработает, то емкость нужно повысить до максимально
возможной, но не более некоторого значения. Имеется порог, после которого на
рабочей скорости вращения без нагрузки резко повышается ток потребления, этого
не нужно допускать.
Что бы под нагрузкой падение
индуктивности моторной обмотки не влияло на резонанс нужно ставить
последовательно дополнительный дроссель, который и будет основной индуктивностью,
с которой и настраивается резонанс, в этом случае падение под нагрузкой
индуктивности мотора уже мало будет влиять на параметры резонанса.
Дроссели последовательно с мотором
нужны только для плохих моторов. Хорошие моторы, у которых R/L<30, если же это значение меньше 30, то фазовые
дроссели практически не нужны (разве что выжать из мотора то, что он не хотел
отдавать), а вот если больше, то дросселями уменьшается это отношение R/L
(суммарное мотор + дроссель).
Эта схема работает по принципу
управляемого резонанса, но так как каждый такт колебания останавливается (тактируется)
симистором, то мотор будет работать в режиме оптимального резонанса в широком диапазоне фазовых
емкостей и нагрузок. Но требует хотя бы элементарное знание электроники для настройки режимов
включения симисторов.
Печатная плата силовой части находится здесь.
11 сентября 2011 г.
Гостевая
Админ
Форум
Юзеры
