0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электронный регулятор оборотов двигателя для чего

Что такое регулятор оборотов?

Регуляторы оборотов — в англоязычном сообществе называются — Electric Speed Controller (электронный контроллер скорости) или сокращенно — ESC. Основная задача ESC – передача энергии от аккумулятора к бесколлекторному мотору. Потребность в их применении возникла вследствие некоторых особенностей БК — мотора. Вкратце говоря, аккумулятор отдает постоянный ток, а бесколлекторный мотор принимает трехфазный переменный ток.

Виды регуляторов

Первое, с чем следует определиться, перед тем как выбрать регулятор для вентиляции – с его видом. В зависимости от принципа регулирования скорости различают 4 основных разновидности. Какой выбрать регулятор для вентиляции – решайте сами (после изучения особенностей каждого варианта).

Тиристорный регулятор

Такая модель регулирует обороты 1-фазного оборудования, защищенного от перегрева. Оно корректирует мощность подаваемого напряжения и тем самым меняет частоту оборотов.

Симисторный регулятор

Данный вид устройства способен управлять сразу несколькими моторами. Но лишь в том случае, если потребляемый ток не будет превышать предельную величину.

Симисторный регулятор считается одним из наиболее распространенных решений. Он имеет простую плату, компактные размеры и обеспечивает плавное изменение скорости.

3-фазные устройства обладают точной регулировкой и оснащаются плавким предохранителем. А для снижения шума на минимальных оборотах двигателя у них предусмотрен сглаживающий конденсатор.

Частотный регулятор

Такая модель регулирует скорость за счет подаваемой энергии. Чаще всего их используют с 3-фазными моторами вентиляционных систем с производительностью до 75 кВт. Особенно, если нужно добиться экономного использования.

Трансформаторный регулятор

Данное устройство предназначено для мощных вентиляционных систем. Бывает одно- и трехфазными. Поддерживает ступенчатую регулировку скорости. Притом на сниженных оборотах шумность мотора минимальная.

Один такой прибор способен управлять несколькими вентиляторами. При необходимости можно добиться автопереключения скоростей, установив нужные датчики (или настроив таймер).

Сравнение изделий

Механическое реле используют в дачных домах, где не проживают постоянно. Прибор устанавливают, когда мало точек забора. Механический регулятор подходит для летнего душа. Часто изделия используют в комплекте с насосной станцией.

Реле покупают из-за соотношения цена-качество. Рекомендуют дополнительно применять защиту по сухому ходу или использовать комбинированные устройства.

Электронное реле выбирают, если предусматривают большой расход воды. С помощью автоматического регулятора защищают двигатель от перегрузок. Прибор используют в системах, где нет взвешенных частиц.

Как работают регуляторы вращения

Можно сделать своими руками регулятор оборотов электродвигателя, но для этого потребуется изучить все технические моменты. Конструктивно можно выделить несколько основных компонентов, а именно:

  1. Электродвигатель.
  2. Микроконтроллерную систему управления и блок преобразователя.
  3. Привод и механизмы, связанные с ним.

В самом начале работы, после подачи напряжения на обмотки, происходит вращение ротора двигателя с максимальной мощностью. Именно эта особенность отличает асинхронные машины от других. К этому прибавляется нагрузка от механизма, который приводится в движение. В итоге на начальном этапе мощность и потребляемый ток возрастают до максимума.

Выделяется очень много тепла. Перегреваются и обмотки, и провода. Применение частотного преобразователя поможет избавиться от этого. Если установить плавный пуск, то до максимальной скорости (которая также регулируется устройством и может быть не 1500 об./мин, а всего 1000) двигатель будет разгоняться не сразу, а на протяжении 10 секунд (каждую секунду по 100-150 оборотов прибавлять). При этом нагрузка на все механизмы и провода уменьшится в разы.

Тиристорные (симисторные) регуляторы скорости вращения

В тиристорных регуляторах вращения используют принцип фазового управления, когда изменяется момент включения тиристоров относительно перехода сетевого напряжения через ноль. Для простоты обычно говорят, что изменяется выходное напряжение.

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

Есть 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.

Читать еще:  Шевроле лачетти неисправности двигателя не заводится

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки — ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры), однако для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

  • Установлен нижний порог напряжения подаваемого на двигатель вентилятора
  • Мощность симистора выбирается так, чтобы его максимальный рабочий ток превышал рабочий ток вентилятора не менее, чем в 4 раза (при резистивной нагрузке в 2 А достаточно взять симистор также на 2 А).
  • Предохранитель подбирается исходя из мощности электродвигателя (обычно максимальный ток предохранителя должен быть на 20% больше рабочего тока двигателя).
  • Для более правильного формирования синусоиды установлен дополнительный фазосдвигающий демпфирующий конденсатор.
  • Для уменьшения сетевых помех используется дополнительный конденсатор помехоподавления

К достоинствам тиристорных регуляторов можно отнести их малую стоимость, низкую массу и размеры. К недостаткам — использование для двигателей небольшой мощности, при работе возможен шум, треск, рывки двигателя, при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение.

Тиристорные (симисторные) регуляторы частоты вращения применяются с вентиляторами, имеющими однофазные двигатели со встроенной автоматической термозащитой. Электродвигатель должен быть спроектирован для работы с регуляторами подобного типа.

Примером симисторого регулятора частоты вращения вентилятора служит Soler & Palau Reb-1N. Этот регулятор выпускается как для скрытой установки в стандартный подрозетник, так и для открытого монтажа. Регулятор имеет встроенный плавкий предохранитель. Возможна регулировка минимальной скорости вентилятора. Включение/выключение через колесо регулировки. Максимальная мощность подключаемого вентилятора 220 Вт.

Как подключить регулятор на болгарку для уменьшения или увеличения оборотов

Хорошая болгарка есть у каждого мастера. Она популярна среди профессионалов и в любом домашнем хозяйстве по причине удобной работы и многозадачности. Инструмент задуман, как шлифовальная машина, но его уникальный угловой редуктор сделал этот прибор самой популярной пилой. При установке соответствующих дисков, УШМ пилит и режет различные материалы, шлифует и полирует поверхности, с легкостью проникая в труднодоступные места.

Поскольку материалы для резки и шлифовки попадаются разной твердости и текстуры, то и скорость вращения диска при их резе должна отличаться. Иначе, режущий круг свою задачу не выполнит или, того более, заклинит в материале в самый неподходящий момент и приведет к выходу из строя двигатель.

Идеальный вариант — модель, у которой производителем встроен регулятор оборотов. Купить болгарку с регулировкой оборотов – лучшее решение.

Принцип работы регулятора скоростей

Плавный пуск и регулировка оборотов — это добавочные функции. Они отвечают за комфорт при работе и безопасность пользователя. Угловая шлифовальная машина и без регулятора неплохо выполняет широкий спектр задач, однако, диск ее при этом вращается на максимальных оборотах, что не дает возможности выполнить задачи аккуратно и качественно.

В обычной машинке, без регулятора скоростей, две обмотки статора подключаются к электрической сети при включении инструмента. Каждая из них оснащена угольными щетками, они прижимаются к ламелям коллекторного двигателя, замыкая электрическую цепь.

Болгарка с регулятором оборотов — гораздо более совершенна и многозадачна , она дает возможность выполнить распил или шлифовку очень качественно, а главное — безопасно.

Электронный блок регулятора оборотов УШМ — это система переключения. В ее основе заложен полупроводник симистор или тиристор (эта схема действует в большем количестве УШМ). Более дорогие модели болгарок оснащены интегральной микросхемой, это вариант дорогостоящий, но более продвинутый и высокотехнологичный.

Изменение числа оборотов и в том, и в другом случае, происходит путем передвижения переменного резистора. Он установлен внутри корпуса машинки и внедрен в разрыв электроцепи , между клавишей пуска и обмотками статора. Интегральная схема часто располагается отдельно, в разрыве электрического провода.

Переключение частоты вращения выполняется вручную, для чего на корпусе есть соответствующие клавиши (кнопки или колесико).

Поскольку за крутящий момент на шпинделе отвечает сила тока, то, фактически, пользователь, уменьшает или увеличивает ее, переключая скорости. Регулируя, таким образом, силу тока, можно снизить или, наоборот, усилить вращение шпинделя и обороты режущего диска.

Для каких задач необходима регулировка

Болгарки с регулятором оборотов применяются:

  • При шлифовке и резе очень тонких листов (металла или пластика). В этом случае нужно снизить обороты почти до нулевого значения оборотов. Крутящий момент должен быть рассчитан так, чтобы материал не плавился.
  • Для резки плитки, керамики, искусственного или натурального камня. В начале реза нужно увеличить скорость вращения, затем снизить, и в конце снова усилить обороты, чтобы не появились сколы и трещины.
  • При работе с дисками с алмазным напылением. С ними лучше резать на низких оборотах, так не происходит сильный нагрев, и можно дольше работать.
  • Во время работы с полировочными насадками, особенно при финишной полировке.
Читать еще:  Двигатель 6g72 расход топлива

Изготовление регулятора оборотов для болгарки своими руками

Самый простой регулятор можно собрать своими руками. Те домашние мастера, которые понимают толк в электрических схемах, вполне могут изготовить регулятор оборотов по простой схеме на полупроводниках.

Способов, как сделать регулятор и внедрить этот блок в инструмент, есть несколько, его можно установить и вовнутрь корпуса, и присоединить внешне, отдельным элементом. В любой установке он сможет регулировать обороты.

  1. Внешняя установка — для управления отдельно:
  • Используем электрическую переноску с клавишей вкл -выкл.
  • На место этой клавиши устанавливаем полупроводниковую плату регулятора на тиристоре. Купить ее можно в магазине, она недорогая (Китай).
  • Получается отдельно работающий регулятор, удобный для шлифования или реза на низких оборотах.

Внешнюю плату также можно смонтировать в отдельной пластмассовой коробке, оснастив ее вилкой и розеткой. По факту это та же переноска пускового тока, через нее включают УШМ, а колесиком на коробке регулируют обороты. Получается отличная машинка для полировки.

  1. Внутреннее размещение

Этот способ сложнее, зато дает возможность разместиться в корпусе, что компактно и удобно.

  • Перед тем, как установить схему, нужно заменить клавиши, включающие инструмент в сеть.
  • Освободится место. Сюда нужно поставить электронные ключи — симистор или тиристор для переключения скоростей вращения.
  • Можно подключить и микросхему плавного пуска, что даст возможность избежать рывка на старте.

Еще более простой способ, как изготовить регулятор оборотов своими руками — купить готовый регулятор на полупроводниках в магазине установить его на болгарку. При выборе лучше брать мощность такого блока повыше, тогда он будет универсальным и пригодным ко многим электрическим приборам в доме.

Плюсы и минусы регулятора, сделанного своими руками

Плюс в том, что ваша угловая шлифовальная машинка получит дополнительные функции. Вы сможете изменять скорость вращения диска, понижать и повышать обороты.

Но домашняя технология имеет и несколько минусов:

  • Сильно греется, поэтому нагрузку долго давать нельзя. Рекомендуется режим работы с периодическими выключениями, чтобы машинка остыла.
  • Потеря мощности. Полупроводниковые регуляторы неплохо корректируют силу тока и отлично меняют частоту вращения шпинделя. Но при этом, к сожалению, мощность инструмента падает. Только заводской регулятор мощности, установленный производителем, сохраняет мощность двигателя на 100%.

Стоит заметить, что падение мощности актуально лишь при работе с камнем и керамической плиткой. А при выполнении разреза тонколистных материалов, где очень важно понизить число оборотов, потеря мощности практически незаметна.

Электронный регулятор оборотов двигателя для чего

Что такое регулятор (контроллер) скорости и для чего он нужен можно почерпнуть из предыдущей статьи про основные элементы радиоуправляемых моделей. А сегодня речь пойдет о типичных настройках регулей и способах их изменения.

Настройки регуляторов скорости

  • Brake (тормоз) . Варианты — включен, выключен, иногда также есть «плавный тормоз». При включенном тормозе при убирании газа в ноль регулятор будет принудительно останавливать двигатель, при выключенном — двигатель некоторое время будет продолжать вращаться по инерции.
  • Batterry type (тип батареи). Варианты — Li-xx, Ni-xx, иногда Li-Fe. Выбор типа аккумулятора между литиевыми (литий-ионные, литий-полимерные) и никелевыми (никель-металлгидридные, никель-кадмиевые). Данный параметр влияет на пороговые напряжения отсечки.
  • Cut off type (тип отсечки). Варианты — Soft-cut, Cutt-off, иногда также Middle-cut. Тип срабатывания отсечки двигателя при падении напряжения питания — жесткая, когда двигатель просто отрубается сразу, либо мягкая, когда он постепенно снижает обороты.
  • Cut off voltage (напряжение отсечки). Варианты — Low, Middle, High, либо напрямую напряжение отсечки. Задает порог напряжения при котором происходит отсечка. На этот параметр также влияет выставленный тип аккумуляторов — напряжения отсчки для никелевых аккумуляторов ниже, чем для литиевых. Высокий порог отсечки наименее опасен для аккумулятора, но опасней всего для модели.
  • Start mode (режим старта). Варианты — Normal, Soft, Very soft. Режим старта мотора. В нормальном режиме мотор сразу раскручивается на полную мощность, при мягком старте — вносится искусственная задержка. Нормальный режим в основном используется для моторов с пропеллерами, мягкий режим — для моторов вертолетов, чтобы не угробить зубцы на пластиковой шестерне.
Читать еще:  Газель двигатель кипит радиатор холодный

Это основные настройки. У некоторых специфичных моделей (особенно дорогих), могут быть и другие возможности настроек, которые обычно указываются в инструкции на регулятор.

Способы программирования регуляторов скорости

Вариантов программирования ESC несколько:

  1. Программирование ручкой газа. Этот вариант не требует никаких дополнительных устройств, но он кошмарно неудобен. Смысл в том, что регулятор присоединяется к приемнику, включается при задранном на 100% газе, при этом он переходит в режим программирования и начинает издавать писки. По количеству писков и по паузам между ними определяется какой параметр сейчас изменяется, а движением ручки газа производятся действия по изменению настроек. В общем, это сродни программированию некоторых древних Российских мини-АТС, которые также программировались по телефону на основе гудков и писков. Честно говоря этот способ настолько заморочен и неудобен, что я даже не стал в нем разбираться, потому что есть способ №2.
  2. Программирование контроллеров с помощью карты программирования. Это самый простой и наглядный способ, но для него понадобится приобрести специальное устройство — карту программирования. Стоит она недорого: 5-15$. Беда в том, что для разных производителей регуляторов нужны свои карты программирования. Более того, для различных линеек регуляторов от одного производителя порой нужны различные карты программирования. Для хоббикинговских регуляторов нужны соответственно хоббикинговские карты программирования, они же поддерживают регуляторы фирм H-Wing, OEMRC и Turnigy Speed. Для регуляторов фирмы Hobbywing нужна соответствующая карта, она же программирует RCtimer’овские регуляторы. Как правило, все карты программирования имеют индикаторы для показа текущих установок, несколько кнопок для перемещения между настройками и изменения их, а также кнопку для сохранения настроек. Поэтому процесс программирования в данном случае значительно более простой и удобный, чем с помощью ручки газа, поэтому задумайтесь о приобретении карты программирования, если собираетесь настраивать свои ESC.
  3. Третий способ экзотический — он доступен как правило только для дорогих регуляторов. Это программирование с помощью адаптера USB, или через ИК пульт. В этом случае вместе с устройством идет специальный адаптер (либо он приобретается отдельно), а настройки изменяются с помощью пульта, либо с помощью программы на компьютере. Некоторые регуляторы с программированием через USB имеют весьма продвинутые настройки, например, возможность задать кривую газа непосредственно для регулятора, или загрузить мелодию для проигрывания при старте.

Программирование регулятора с помощью карты программирования

Покажу как программируется регулятор на примере карты для регуляторов Hobbywing, которая также подходит и к регуляторам RCtimer. Для регуляторов со встроенным стабилизатором достаточно просто подключить управляющий шлейф регулятора к разъему «BEC» на карте программирования, затем подключить к регулятору аккумулятор. Через несколько секунд на карте загораются лампочки и показывают текущие настройки.

Программирование ESC со встроенным BEC

При программировании регуляторов без стабилизатора питания, или с отключенным проводом питания, необходимо подать на карту программирования питание со стороны. Это можно сделать, например, с приемника, или еще откуда-нибудь. Напряжение питания: 5-6 Вольт. Мне показалось удобней всего использовать для этих целей кассету под АА аккумуляторы с разъемом под приемник, вот эту. В остальном процесс ничем не отличается.

Программирование ESC без стабилизатора питания

Ну вот, про программирование ESC написал, теперь можно со спокойной совестью программировать свои 6 регуляторов для квадрика.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector