Stabilizzatore di velocità del motore del collettore. Schema, descrizione

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Stabilizzatore di velocità del motore del collettore. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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I motori del commutatore con eccitazione indipendente sono ampiamente utilizzati negli azionamenti elettrici di vari meccanismi. Creano una coppia significativa, consentendo allo stesso tempo di modificare la velocità dell'albero da zero alla massima velocità operativa. L'autore di questo articolo è riuscito a produrre un dispositivo relativamente semplice per regolare manualmente la velocità di rotazione di un tale motore elettrico, mantenendolo automaticamente costante al variare della tensione di alimentazione e del carico meccanico sull'albero.

I dispositivi di controllo per motori elettrici a collettore con eccitazione indipendente si dividono in due gruppi principali: regolatori di larghezza di impulso e di fase. Questi ultimi si sono rivelati più affidabili. Tuttavia, prodotti industriali di questo tipo vengono costruiti secondo schemi troppo macchinosi. L'analisi ha dimostrato che possono essere notevolmente semplificati senza compromettere le caratteristiche tecniche. Lo stabilizzatore e il regolatore di velocità proposti sono progettati per i motori KPA-563, KPK-564 e simili con una potenza di 90...120 W con una tensione di alimentazione fino a 42 V.

Lo schema del dispositivo è mostrato in figura.

(clicca per ingrandire)

Il motore elettrico M1 è alimentato con una tensione pulsante ottenuta utilizzando un ponte a diodi VD1 - VD4 da una tensione alternata di 36...42 V. Il circuito VD6C2 converte la tensione pulsante in una tensione costante, che alimenta il microcircuito DA9 attraverso uno stabilizzatore di tensione sul diodo zener VD1 e sul transistor VT1. Il LED HL1 funge da indicatore di accensione.

La tensione di riferimento per i circuiti di stabilizzazione e regolazione viene rimossa dal diodo zener VD10. La velocità di rotazione richiesta è impostata dal resistore variabile R12, che modifica la tensione, che viene fornita all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale DA1 attraverso il filtro R15C5R16. Qui viene sommato con la tensione di retroazione corrente. Quest'ultimo viene rimosso dal resistore R3, collegato in serie al circuito di armatura del motore M1 e alimentato all'ingresso dell'amplificatore operazionale attraverso il partitore di tensione R5R8 e il filtro R3C4R13. Gli elementi R6, VD7, VD8 limitano la tensione di feedback corrente quando il motore è sovraccarico.

All'ingresso invertente dell'amplificatore operazionale DA1, la tensione di riferimento fornita tramite i resistori R19 e R20 viene sommata alla tensione rimossa dall'armatura del motore M1 e fornita all'amplificatore operazionale tramite i resistori R14, R21, R22.

L'amplificatore operazionale DA1 è collegato secondo il circuito di un amplificatore integratore, il cui coefficiente di trasmissione e costante di tempo determinano le caratteristiche del sistema di stabilizzazione nel suo insieme. La tensione di uscita dell'amplificatore operazionale controlla il formatore di impulsi sul transistor unigiunzione VT2. Dalla loro durata dipendono l'angolo di apertura del tiristore VS1 e il valore medio della corrente che circola nell'avvolgimento dell'indotto del motore M1. Il fotoaccoppiatore U1 isola i circuiti di controllo dai circuiti di alimentazione.

Il dispositivo utilizza condensatori C1 - MBGO o MBGCh, C2, C4, C5, C9 - K50-35, C7, C10 - serie K73, C3, C6, C8 - ceramici di piccole dimensioni; resistori R2 - C5-16, R15, R19, R22 - SP5-2, R12 - PPB-1V, il resto - MLT. Quando si sostituisce KR140UD1B con un altro amplificatore operazionale, ad esempio K140UD6, è necessario tenere conto delle differenze nell'assegnazione dei pin e dei parametri dei circuiti di correzione

Per impostare uno stabilizzatore, è necessaria una fonte di tensione alternata regolabile di 36...42 V. Inoltre, è necessario essere in grado di controllare la velocità dell'albero motore quando cambia il carico meccanico su di esso.

Un sensore di velocità semplice e conveniente è una testina a nastro convenzionale, installata a una distanza di pochi millimetri dall'albero, sulla quale è fissato un piccolo magnete permanente. Gli impulsi introdotti nell'avvolgimento della testina possono essere osservati sullo schermo dell'oscilloscopio e la loro frequenza può essere misurata con un frequenzimetro. Un carico meccanico variabile sull'albero viene creato premendo contro di esso un pezzo di gomma densa. Questo metodo è adatto per motori con una potenza non superiore a 200 W.

Quando si avvia la configurazione, invece di un resistore costante R5, installare un resistore di sintonia con un valore nominale di 470 Ohm.Il motore del resistore variabile R12 viene spostato nella posizione corrispondente alla resistenza minima. Accendendo l'alimentazione, utilizzare la resistenza di regolazione R19 per arrestare completamente il motore. Quindi, utilizzando la resistenza di regolazione R15, il motore viene forzato a iniziare a ruotare alla velocità minima.

Successivamente, il motore R12 a resistore variabile viene impostato nella posizione centrale e, dopo aver atteso che il motore acceleri fino a raggiungere una velocità costante, il suo albero viene caricato meccanicamente. Modificando la resistenza del resistore R5, otteniamo una dipendenza minima della velocità di rotazione dal carico. Ora il resistore di sintonia può essere sostituito con una costante della resistenza desiderata.

La resistenza del trimmer R22 è impostata su una posizione in cui la velocità del motore rimane quasi costante quando la tensione di alimentazione cambia del 10...20%. Quindi la resistenza del resistore R12 viene nuovamente ridotta al minimo e il resistore di sintonizzazione R19 viene utilizzato per impostare la velocità di rotazione uguale al limite inferiore dell'intervallo di controllo specificato. Questo completa l'installazione dello stabilizzatore.

Autore: V.Tushnov, Lugansk, Ucraina

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