РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Как известно, нагрузочная характеристика (зависимость частоты вращения якоря от момента нагрузки) широко применяемых в бы­ту (в кухонных машинах, электроинструмен­тах, швейных машинах и т.д.) коллекторных двигателей с последовательным возбуждением резко нелинейна. При работе двигателя на хо­лостом ходу, т.е. при отсутствии полезной ме­ханической нагрузки, частота вращения якоря максимальна. Приэтом возникает сильное воз­действие двигателя на механическую передачу от якоря к рабочему органу, что приводит к ее быстрому изнашиванию.

В то же время, частотой вращения коллек­торных двигателей довольно легко управлять изменением напряжения на них с помощью

; фазоимпульсноготиристорного [1] илисими-сторного [2J регуляторов. Однако регуляторы без обратной связи не позволяют автоматиче­ски поддерживать постоянной частоту враще­ния двигателя при изменении нагрузки.

Точнее всего поддерживать частоту враще­ния двигателя можно с помощью регуляторов с индуктивными или фотодатчиками [31, но их схемы достаточно сложны, а сопряжение дат­чиков с двигателями в домашних условиях предсташгает собой трудную конструкторскую задачу.

: Проще всего использовать для регулиров­ки тот факт, что при увеличении нагрузки происходит увеличение тока двигателя [4] и снижение напряжения на его якоре [5].

Схема двигателя с ОС по току наиболее проста. В то же время, этой схеме присущи некоторые недостатки. В цепи обратной свя­зи для конкретного двигателя и необходимо­го диапазона скоростей требуется подбор низкоомного резистора 2...6 Ом с довольно

большой мощностью—до 5... 10 Вт.

Падающее на резисторе напряжение 2...7 В требует для эффективной работы схемы управ­ления применения в регуляторе низковольтно­го стабилитрона на 5...8 В, что, в свою очередь, затрудняет надежную работу регулятора с ши­роко распространенными тиристорами КУ 201, КУ202, которые включаются при амплитудном значении импульса отпирающего напряжения на управляющем электроде равном 5... б В [6].

Устройство, схема которого приведена на рис.1, позволяет регулировать напряжение (и соответственно частоту вращения) в пределах от 80 до 190 В на коллекторном двигателе Ml спо-следовательным возбуждением и с симметрич» но подключенными к якорю полюсными ка­тушками статора. Сдругойстороны.цепьОСпо напряжению на якоре поддерживает постоян­ной (в определенных пределах) частоту враще-

ния двигателя при изменении нагрузки пу­тем изменения угла включения тиристора

V6.                                                   ;

В качестве двигателя использовался дви­гатель с потребляемой мощностью до 300 Вт, т.е. с полезной механической мощностью до 150...180 Вт.

Двигатель Ml питается от сети 220 В пуль­сирующим током через диодный мостик на диодах VI ...V4 и тиристор V6. Диод У5 обес­печивает разряд индуктивностей статора и якоря двигателя при запертом тиристоре V6.

Питание+16 В схемы управления осуществ­ляется при помощи параметрического стаби­лизатора на резисторе R1 и стабилитронах V7, V8. Отпирающий тиристор V6 ключ собран на элементах V9, V10, R2, R5...R7, СЗ, V11.R11. Элементы V9, VI О, R6, R7 представляют собой аналог однопереходного транзистора. При за­ряде конденсатора СЗ и достижении напряже­ния, определяемого делителем R6 и R7, транзи-, сторы V9, VI0 переходят в проводящее состоя­ние, конденсатор СЗ разряжается и включает через резистор R2 тиристор V6.

Интегрирующие цепочки R3, RIO, C4 и R4, R16, С5 позволяют усреднять и запоминать значения напряжения, пропорциональные на­пряжению на якоре при открытом состоянии тиристора, которые используются для работы схемы управления при закрытом состоянии ти­ристора. Чем больше нагрузка на валу двигате­ля, тем больше падение напряжения на индук-тивностях LI, L2 и соответственно меньшена-пряжение на якоре, а значит, и меньше раз­ность потенциалов на базах транзисторов VI2, VI3 дифференциального каскада.

Ток транзистора VI2 становится больше, больше падение напряжения на резисторе

Rl 2, что приводит к увеличению тока заряда конденсатора СЗ и соответственно — к уменьшению угла включения тиристора V6 (т.е. увеличению времени открытого состоя­ния тиристора). Как следствие этого увели­чивается напряжение на якоре двигателя. Снижение частоты вращения при увеличе­нии нагрузки компенсируется, таким обра­зом, увеличением частоты вращения из-за повышения напряжения на якоре при рабо­те цепи обратной связи.

Резистор R5 задает минимальное напряже­ние на двигателе не более 50 В при отключен­ной обратной связи.

Помехоподавляющие конденсаторы G1, С2 — типа К73-17, K73-I5, МБМ и им подо­бные на напряжение не менее 400 В. Кон­денсаторы СЗ, С4 и С5 — аналогичных типов

на напряжение 63 В и 160 В соответственно.

Наладку схемы можно проводить измеряя напряжение на двигателе (диоде V5) вольтмет­ром переменного тока. Подбором величины ре­зистора R8 при верхнем по схеме положении движка резистора R9 добиваются минимально­го напряжения 80 В на двигателе при отсутст­вии механической нагрузки. При установке ре­зистора R9 в нижнее положение на двигателе будет максимальное напряжение. Коэффици­ент передачи цепи обратной связи подбирают резистором,R26 так, чтобы при увеличении механической нагрузки на двигатель напря­жение на нем увеличивалось.

ВНИМАНИЕ! Регулятор имеет непосредст-венныйконтактсэлектросетью. Поэтому при на­ладке и эксплуатации соблюдайте особую осто­рожность и выполняйте требования безопасно-