ตัวควบคุมความเร็วเครื่องยนต์ของเครื่องมือไฟฟ้า - แผนภาพและหลักการทำงาน ตัวควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์สับเปลี่ยน: ออกแบบและผลิตเอง วงจรไฟฟ้าของตัวควบคุมความเร็วรอบเครื่องยนต์

มอเตอร์สับเปลี่ยนมักพบได้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนและเครื่องมือไฟฟ้า เช่น เครื่องซักผ้า เครื่องบด สว่าน เครื่องดูดฝุ่น ฯลฯ ซึ่งก็ไม่น่าแปลกใจเลยเพราะมอเตอร์สับเปลี่ยนช่วยให้คุณได้รับทั้งความเร็วสูงและแรงบิดสูง (รวมถึงการสตาร์ทที่สูงด้วย แรงบิด ) - ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณต้องการสำหรับเครื่องมือไฟฟ้าส่วนใหญ่

ในกรณีนี้ มอเตอร์สับเปลี่ยนสามารถได้รับพลังงานจากทั้งไฟฟ้ากระแสตรง (โดยเฉพาะกระแสไฟที่เรียงกระแส) และไฟฟ้ากระแสสลับจากเครือข่ายในครัวเรือน เพื่อควบคุมความเร็วโรเตอร์ของมอเตอร์สับเปลี่ยน จะใช้ตัวควบคุมความเร็วซึ่งจะกล่าวถึงในบทความนี้

ขั้นแรก เรามาจำการออกแบบและหลักการทำงานของมอเตอร์สับเปลี่ยนกระแสไฟฟ้ากันก่อน มอเตอร์สับเปลี่ยนจำเป็นต้องมีชิ้นส่วนต่อไปนี้: โรเตอร์, สเตเตอร์ และชุดสวิตชิ่งตัวเก็บแปรง เมื่อจ่ายไฟให้กับสเตเตอร์และโรเตอร์ สนามแม่เหล็กของพวกมันจะเริ่มโต้ตอบและในที่สุดโรเตอร์ก็เริ่มหมุน

กำลังจ่ายให้กับโรเตอร์ผ่านแปรงกราไฟต์ที่ติดแน่นกับตัวสับเปลี่ยน (ไปยังแผ่นสับเปลี่ยน) หากต้องการเปลี่ยนทิศทางการหมุนของโรเตอร์ จำเป็นต้องเปลี่ยนเฟสของแรงดันไฟฟ้าบนสเตเตอร์หรือบนโรเตอร์

ขดลวดโรเตอร์และสเตเตอร์สามารถขับเคลื่อนจากแหล่งต่างๆ หรือสามารถเชื่อมต่อแบบขนานหรือแบบอนุกรมระหว่างกันได้ นี่คือความแตกต่างระหว่างมอเตอร์สับเปลี่ยนของการกระตุ้นแบบขนานและแบบอนุกรม เป็นมอเตอร์สับเปลี่ยนแบบตื่นเต้นแบบซีรีส์ที่สามารถพบได้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนส่วนใหญ่เนื่องจากการรวมดังกล่าวทำให้ได้มอเตอร์ที่ทนทานต่อการโอเวอร์โหลด

เมื่อพูดถึงตัวควบคุมความเร็ว ก่อนอื่นเราจะเน้นไปที่วงจรไทริสเตอร์ (triac) ที่ง่ายที่สุด (ดูด้านล่าง) โซลูชันนี้ใช้ในเครื่องดูดฝุ่น เครื่องซักผ้า เครื่องบด และแสดงความน่าเชื่อถือสูงเมื่อทำงานในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ (โดยเฉพาะจากเครือข่ายในครัวเรือน)

วงจรนี้ทำงานค่อนข้างง่าย: ในแต่ละช่วงเวลาของแรงดันไฟหลักจะถูกชาร์จผ่านตัวต้านทานไปยังแรงดันปลดล็อคของไดนิสเตอร์ที่เชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดควบคุมของสวิตช์หลัก (ไตรแอค) หลังจากนั้นจะเปิดและส่งกระแสไปยังโหลด (ไปยังมอเตอร์สับเปลี่ยน)

ด้วยการปรับเวลาในการชาร์จของตัวเก็บประจุในวงจรควบคุมการเปิด triac กำลังเฉลี่ยที่จ่ายให้กับเครื่องยนต์จะถูกควบคุมและความเร็วจะถูกปรับตามนั้น นี่คือตัวควบคุมที่ง่ายที่สุดโดยไม่มีการตอบรับในปัจจุบัน

วงจรไตรแอคนั้นคล้ายกับวงจรปกติโดยไม่มีการตอบสนอง เพื่อให้ป้อนกลับในปัจจุบัน เช่น เพื่อรักษากำลังไฟที่ยอมรับได้และหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลด จำเป็นต้องมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มเติม แต่ถ้าเราพิจารณาตัวเลือกจากวงจรที่เรียบง่ายและตรงไปตรงมา วงจรไตรแอกจะตามมาด้วยวงจรรีโอสแตติก

วงจรลิโน่ช่วยให้คุณควบคุมความเร็วได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่นำไปสู่การกระจายความร้อนจำนวนมาก ซึ่งต้องใช้หม้อน้ำและการกำจัดความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้สูญเสียพลังงานและประสิทธิภาพต่ำ

วงจรควบคุมที่ใช้วงจรควบคุมไทริสเตอร์แบบพิเศษหรืออย่างน้อยก็ในตัวจับเวลาแบบรวมจะมีประสิทธิภาพมากกว่า การสลับโหลด (มอเตอร์สับเปลี่ยน) กับกระแสสลับนั้นดำเนินการโดยทรานซิสเตอร์กำลัง (หรือไทริสเตอร์) ซึ่งจะเปิดและปิดหนึ่งครั้งหรือมากกว่านั้นในแต่ละช่วงเวลาของไซนัสอยด์เครือข่าย สิ่งนี้จะควบคุมกำลังเฉลี่ยที่จ่ายให้กับเครื่องยนต์

วงจรควบคุมได้รับพลังงานจากกระแสตรง 12 โวลต์จากแหล่งกำเนิดของตัวเองหรือจากเครือข่าย 220 โวลต์ผ่านวงจรดับ วงจรดังกล่าวเหมาะสำหรับการควบคุมมอเตอร์กำลังสูง

แน่นอนว่าหลักการของการควบคุมด้วยไมโครวงจร DC นั้นแน่นอน ตัวอย่างเช่น ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้นด้วยความถี่ที่ระบุอย่างเคร่งครัดที่หลายกิโลเฮิรตซ์ แต่ระยะเวลาของสถานะเปิดจะถูกควบคุม ดังนั้นโดยการหมุนที่จับของตัวต้านทานแบบแปรผัน ความเร็วในการหมุนของโรเตอร์ของมอเตอร์สับเปลี่ยนจะถูกตั้งค่า วิธีนี้สะดวกสำหรับการรักษาความเร็วต่ำของมอเตอร์สับเปลี่ยนภายใต้ภาระ

การควบคุมที่ดีกว่าคือการควบคุมกระแสตรง เมื่อ PWM ทำงานที่ความถี่ประมาณ 15 kHz การปรับความกว้างพัลส์จะควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่กระแสเท่ากันโดยประมาณ สมมติว่าโดยการปรับแรงดันไฟฟ้าคงที่ในช่วง 10 ถึง 30 โวลต์พวกมันจะได้รับความเร็วที่แตกต่างกันที่กระแสประมาณ 80 แอมแปร์เพื่อให้ได้พลังงานเฉลี่ยที่ต้องการ

หากคุณต้องการสร้างตัวควบคุมอย่างง่ายสำหรับมอเตอร์สับเปลี่ยนด้วยมือของคุณเองโดยไม่ต้องขอข้อเสนอแนะพิเศษใด ๆ คุณสามารถเลือกวงจรไทริสเตอร์ได้ สิ่งที่คุณต้องมีคือหัวแร้ง ตัวเก็บประจุ ไดนิสเตอร์ ไทริสเตอร์ ตัวต้านทานและสายไฟหนึ่งคู่

หากคุณต้องการตัวควบคุมคุณภาพสูงกว่าพร้อมความสามารถในการรักษาความเร็วที่เสถียรภายใต้โหลดไดนามิกลองดูตัวควบคุมบนวงจรขนาดเล็กพร้อมข้อเสนอแนะที่สามารถประมวลผลสัญญาณจากทาโคเจเนเรเตอร์ (เซ็นเซอร์ความเร็ว) ของมอเตอร์สับเปลี่ยนตามที่ใช้งาน ตัวอย่างเช่นในเครื่องซักผ้า

อันเดรย์ โปฟนี

เครื่องมือไฟฟ้าหรือเครื่องใช้ในครัวเรือนสมัยใหม่ใด ๆ ที่ใช้มอเตอร์สับเปลี่ยน นี่เป็นเพราะความสามารถรอบด้าน กล่าวคือ ความสามารถในการทำงานกับทั้งไฟฟ้ากระแสสลับและแรงดันไฟฟ้าตรง ข้อดีอีกประการหนึ่งคือแรงบิดสตาร์ทที่มีประสิทธิภาพ

อย่างไรก็ตาม ความเร็วสูงของมอเตอร์สับเปลี่ยนไม่ได้เหมาะกับผู้ใช้ทุกคน เพื่อการเริ่มต้นที่ราบรื่นและความสามารถในการเปลี่ยนความเร็วในการหมุนจึงมีการคิดค้นตัวควบคุมซึ่งค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะทำด้วยมือของคุณเอง

หลักการทำงานและประเภทของมอเตอร์สับเปลี่ยน

มอเตอร์ไฟฟ้าแต่ละตัวประกอบด้วยตัวสับเปลี่ยน สเตเตอร์ โรเตอร์ และแปรง หลักการทำงานค่อนข้างง่าย:

นอกจากอุปกรณ์มาตรฐานแล้วยังมี:

อุปกรณ์ควบคุม

มีอุปกรณ์ดังกล่าวมากมายในโลก อย่างไรก็ตามสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่ม คือ สินค้ามาตรฐานและสินค้าดัดแปลง

อุปกรณ์มาตรฐาน

ผลิตภัณฑ์ทั่วไปมีความโดดเด่นด้วยความง่ายในการผลิต idynistor และความน่าเชื่อถือที่ดีเมื่อเปลี่ยนความเร็วของเครื่องยนต์ ตามกฎแล้วโมเดลดังกล่าวจะขึ้นอยู่กับตัวควบคุมไทริสเตอร์ หลักการทำงานของโครงร่างดังกล่าวค่อนข้างง่าย:

ดังนั้นความเร็วของมอเตอร์สับเปลี่ยนจึงถูกปรับ ในกรณีส่วนใหญ่จะใช้รูปแบบที่คล้ายกันในเครื่องดูดฝุ่นในครัวเรือนต่างประเทศ อย่างไรก็ตามคุณควรรู้ว่าตัวควบคุมความเร็วดังกล่าวไม่มีการตอบสนอง ดังนั้นเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลงจึงต้องปรับความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าด้วย

แผนการที่เปลี่ยนแปลง

แน่นอนว่าอุปกรณ์มาตรฐานนี้เหมาะกับแฟน ๆ ของตัวควบคุมความเร็วหลาย ๆ คนในการ "เจาะ" เข้าไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตาม หากไม่มีความก้าวหน้าและปรับปรุงผลิตภัณฑ์ เราก็จะยังคงอยู่ในยุคหิน ดังนั้นจึงมีการคิดค้นแผนการที่น่าสนใจมากขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งผู้ผลิตหลายรายยินดีใช้

ที่ใช้กันมากที่สุดคือรีโอสแตทและตัวควบคุมแบบอินทิกรัล ตามชื่อที่แสดง ตัวเลือกแรกจะขึ้นอยู่กับวงจรลิโน่ ในกรณีที่สอง จะใช้ตัวจับเวลาอินทิกรัล

รีโอสแตติกมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนจำนวนรอบของมอเตอร์คอมมิวเตเตอร์ ประสิทธิภาพสูงเกิดจากทรานซิสเตอร์กำลังซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นการไหลของกระแสจึงลดลงและมอเตอร์ทำงานโดยใช้แรงน้อยลง

วิดีโอ: อุปกรณ์ควบคุมความเร็วพร้อมการบำรุงรักษาพลังงาน

ข้อเสียเปรียบหลักของโครงการนี้คือความร้อนจำนวนมากที่เกิดขึ้น ดังนั้นเพื่อให้การทำงานราบรื่น ตัวควบคุมจะต้องได้รับความเย็นอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้การระบายความร้อนของอุปกรณ์ยังต้องเข้มข้นอีกด้วย

มีการนำแนวทางที่แตกต่างออกไปในตัวควบคุมแบบรวม โดยที่ตัวจับเวลาแบบรวมจะรับผิดชอบโหลด ตามกฎแล้ววงจรดังกล่าวจะใช้ทรานซิสเตอร์เกือบทุกประเภท เนื่องจากประกอบด้วยวงจรไมโครที่มีค่ากระแสไฟขาออกสูง

หากโหลดน้อยกว่า 0.1 แอมแปร์ แรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจะถูกส่งไปยังวงจรไมโครโดยตรง โดยข้ามทรานซิสเตอร์ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ตัวควบคุมทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้า 12V ที่เกต ดังนั้นวงจรไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าจะต้องสอดคล้องกับช่วงนี้

ภาพรวมของวงจรทั่วไป

คุณสามารถควบคุมการหมุนของเพลาของมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังต่ำได้โดยการเชื่อมต่อตัวต้านทานกำลังแบบอนุกรมโดยไม่มีหมายเลข อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกนี้มีประสิทธิภาพต่ำมากและไม่สามารถเปลี่ยนความเร็วได้อย่างราบรื่น เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว คุณควรพิจารณาวงจรควบคุมหลายวงจรที่ใช้บ่อยที่สุด

ดังที่คุณทราบ PWM มีแอมพลิจูดพัลส์คงที่ นอกจากนี้แอมพลิจูดยังเหมือนกับแรงดันไฟฟ้า ส่งผลให้มอเตอร์ไฟฟ้าไม่หยุดทำงานแม้ทำงานด้วยความเร็วต่ำก็ตาม

ตัวเลือกที่สองคล้ายกับตัวเลือกแรก ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือมีการใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานเป็นออสซิลเลเตอร์หลัก ส่วนประกอบนี้มีความถี่ 500 เฮิรตซ์ และผลิตพัลส์รูปสามเหลี่ยม การปรับทำได้โดยใช้ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้

วิธีทำด้วยตัวเอง

หากคุณไม่ต้องการเสียเงินซื้ออุปกรณ์สำเร็จรูปคุณสามารถทำเองได้ ด้วยวิธีนี้ คุณไม่เพียงสามารถประหยัดเงิน แต่ยังได้รับประสบการณ์ที่เป็นประโยชน์อีกด้วย ดังนั้นในการสร้างตัวควบคุมไทริสเตอร์คุณจะต้อง:

• หัวแร้ง (เพื่อตรวจสอบการทำงาน);
• สายไฟ;
• ไทริสเตอร์ ตัวเก็บประจุ และตัวต้านทาน
• โครงการ

ดังที่เห็นได้จากแผนภาพ ตัวควบคุมจะควบคุมเพียงครึ่งรอบ 1 รอบเท่านั้น อย่างไรก็ตาม สำหรับการทดสอบประสิทธิภาพกับหัวแร้งทั่วไปก็เพียงพอแล้ว

หากคุณไม่มีความรู้เพียงพอที่จะถอดรหัสไดอะแกรม คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับเวอร์ชันข้อความได้:

การใช้หน่วยงานกำกับดูแลช่วยให้สามารถใช้มอเตอร์ไฟฟ้าได้อย่างประหยัดมากขึ้น ในบางสถานการณ์ อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้อย่างอิสระ อย่างไรก็ตามเพื่อวัตถุประสงค์ที่จริงจังยิ่งขึ้น (เช่นการตรวจสอบอุปกรณ์ทำความร้อน) ควรซื้อรุ่นสำเร็จรูปจะดีกว่า โชคดีที่มีผลิตภัณฑ์ดังกล่าวให้เลือกมากมายในท้องตลาดและราคาก็ค่อนข้างแพง

ตัวควบคุมความเร็วในการหมุนคุณภาพสูงและเชื่อถือได้สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าคอมมิวเตเตอร์เฟสเดียวสามารถทำได้โดยใช้ชิ้นส่วนทั่วไปใน 1 เย็นอย่างแท้จริง วงจรนี้มีโมดูลตรวจจับโหลดเกินในตัว ช่วยให้มอเตอร์ควบคุมสตาร์ทอย่างนุ่มนวลและตัวปรับความเร็วการหมุนของมอเตอร์ หน่วยนี้ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าทั้ง 220 และ 110 โวลต์

พารามิเตอร์ทางเทคนิคของตัวควบคุม

• แรงดันไฟฟ้า: 230 โวลต์ AC
• ช่วงการควบคุม: 5…99%
• แรงดันไฟฟ้า: 230 V / 12 A (2.5 kW พร้อมหม้อน้ำ)
• กำลังไฟสูงสุดไม่รวมหม้อน้ำ 300 W
• ระดับเสียงต่ำ
• การรักษาเสถียรภาพความเร็ว
• เริ่มนุ่มนวล
• ขนาดกระดาน: 50×60 มม

แผนภาพ

วงจรโมดูลระบบควบคุมนั้นใช้เครื่องกำเนิดพัลส์ PWM และไตรแอคควบคุมมอเตอร์ซึ่งเป็นการออกแบบวงจรแบบคลาสสิกสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว องค์ประกอบ D1 และ R1 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันไฟฟ้าถูกจำกัดไว้ที่ค่าที่ปลอดภัยสำหรับการจ่ายไฟให้กับวงจรไมโครของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ตัวเก็บประจุ C1 มีหน้าที่กรองแรงดันไฟฟ้า องค์ประกอบ R3, R5 และ P1 เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่มีความสามารถในการควบคุมซึ่งใช้เพื่อกำหนดปริมาณพลังงานที่จ่ายให้กับโหลด เนื่องจากการใช้ตัวต้านทาน R2 ซึ่งรวมโดยตรงในวงจรอินพุตไปยังเฟส m/s หน่วยภายในจึงซิงโครไนซ์กับ VT139 triac

รูปภาพต่อไปนี้แสดงการจัดเรียงองค์ประกอบต่างๆ บนแผงวงจรพิมพ์ ในระหว่างการติดตั้งและการเริ่มต้น ควรให้ความสนใจเพื่อให้แน่ใจว่าสภาพการทำงานที่ปลอดภัย - ตัวควบคุมใช้พลังงานจากเครือข่าย 220V และส่วนประกอบต่างๆ เชื่อมต่อโดยตรงกับเฟส

การเพิ่มอำนาจการควบคุม

ในเวอร์ชันทดสอบ มีการใช้ไทรแอก BT138/800 ที่มีกระแสสูงสุด 12 A ซึ่งทำให้สามารถควบคุมโหลดได้มากกว่า 2 kW หากคุณต้องการควบคุมกระแสโหลดที่มากขึ้น เราขอแนะนำให้ติดตั้งไทริสเตอร์ไว้ด้านนอกบอร์ดบนฮีทซิงค์ขนาดใหญ่ คุณควรจำไว้ว่าต้องเลือกฟิวส์ FUSE ที่ถูกต้องโดยขึ้นอยู่กับโหลด

นอกจากการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าแล้วคุณยังสามารถใช้วงจรปรับความสว่างของหลอดไฟได้โดยไม่ต้องดัดแปลงใดๆ

ไม่ใช่สว่านหรือเครื่องบดที่ทันสมัยทุกเครื่องจะติดตั้งตัวควบคุมความเร็วจากโรงงานและส่วนใหญ่มักจะไม่มีการควบคุมความเร็วเลย อย่างไรก็ตาม ทั้งเครื่องบดและสว่านถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของมอเตอร์สับเปลี่ยน ซึ่งช่วยให้เจ้าของแต่ละคน แม้ว่าพวกเขาจะรู้วิธีจัดการกับหัวแร้ง สามารถสร้างตัวควบคุมความเร็วของตนเองจากชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ ทั้งในประเทศหรือนำเข้า

ในบทความนี้เราจะดูแผนภาพและหลักการทำงานของตัวควบคุมความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่ง่ายที่สุดสำหรับเครื่องมือไฟฟ้าและเงื่อนไขเดียวคือเครื่องยนต์จะต้องเป็นแบบสับเปลี่ยน - โดยมีลาเมลลาที่มีลักษณะเฉพาะบนโรเตอร์และแปรง (ซึ่งบางครั้งก็เกิดประกายไฟ ).

แผนภาพด้านบนประกอบด้วยชิ้นส่วนขั้นต่ำและเหมาะสำหรับเครื่องมือไฟฟ้าที่มีขนาดไม่เกิน 1.8 kW ขึ้นไป สำหรับสว่านหรือเครื่องเจียร วงจรที่คล้ายกันนี้ใช้เพื่อควบคุมความเร็วในเครื่องซักผ้าอัตโนมัติที่มีมอเตอร์สับเปลี่ยนความเร็วสูง เช่นเดียวกับในเครื่องหรี่ไฟสำหรับหลอดไส้ โดยหลักการแล้ววงจรดังกล่าวจะช่วยให้คุณสามารถควบคุมอุณหภูมิความร้อนของปลายหัวแร้งเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าตามองค์ประกอบความร้อน ฯลฯ

จะต้องมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่อไปนี้:

ตัวต้านทานคงที่ R1 - 6.8 kOhm, 5 W.

ตัวต้านทานแบบปรับค่าได้ R2 - 2.2 kOhm, 2 W.

ตัวต้านทานคงที่ R3 - 51 โอห์ม, 0.125 วัตต์

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม C1 - 2 µF 400 V.

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม C2 - 0.047 ยูเอฟ 400 โวลต์

ไดโอด VD1 และ VD2 - สำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 400 V สำหรับกระแสสูงถึง 1 A

ไทริสเตอร์ VT1 - สำหรับกระแสที่ต้องการสำหรับแรงดันย้อนกลับอย่างน้อย 400 โวลต์

วงจรนี้ใช้ไทริสเตอร์ ไทริสเตอร์เป็นส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีขั้วต่อ 3 ขั้ว ได้แก่ แอโนด แคโทด และอิเล็กโทรดควบคุม หลังจากที่พัลส์ขั้วบวกสั้น ๆ ถูกจ่ายให้กับอิเล็กโทรดควบคุมของไทริสเตอร์ ไทริสเตอร์จะเปลี่ยนเป็นไดโอดและเริ่มนำกระแสจนกระทั่งกระแสในวงจรนี้ถูกขัดจังหวะหรือเปลี่ยนทิศทาง

หลังจากที่กระแสไฟฟ้าหยุดหรือเมื่อทิศทางเปลี่ยน ไทริสเตอร์จะปิดและหยุดการนำกระแสไฟฟ้าจนกว่าพัลส์สั้นถัดไปจะถูกส่งไปยังอิเล็กโทรดควบคุม เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายในครัวเรือนสลับกันแบบไซน์ซอยด์ดังนั้นแต่ละช่วงเวลาของเครือข่ายไซนัสอยด์ไทริสเตอร์ (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรนี้) จะทำงานอย่างเคร่งครัดโดยเริ่มต้นจากช่วงเวลาที่กำหนด (ในเฟสที่ตั้งไว้) และยิ่งไทริสเตอร์น้อยลง เปิดในแต่ละช่วงเวลา ความเร็วก็จะยิ่งต่ำคือเครื่องมือไฟฟ้า และยิ่งไทริสเตอร์เปิดนาน ความเร็วก็จะยิ่งสูงขึ้น

อย่างที่คุณเห็นหลักการนั้นเรียบง่าย แต่เมื่อนำไปใช้กับเครื่องมือไฟฟ้าที่มีมอเตอร์สับเปลี่ยน วงจรจะทำงานได้อย่างชาญฉลาดยิ่งขึ้น และเราจะพูดถึงเรื่องนี้ในภายหลัง

ดังนั้นเครือข่ายที่นี่จึงรวมแบบขนาน: วงจรควบคุมการวัดและวงจรไฟฟ้า วงจรการวัดประกอบด้วยตัวต้านทานแบบคงที่และแบบแปรผัน R1 และ R2, ตัวเก็บประจุ C1 และไดโอด VD1 สายนี้มีไว้เพื่ออะไร? นี่คือตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าจากตัวแบ่ง และสิ่งสำคัญคือ back-EMF จากโรเตอร์ของมอเตอร์ บวกกันในแอนติเฟส และสร้างพัลส์เพื่อเปิดไทริสเตอร์ เมื่อโหลดคงที่ เวลาเปิดของไทริสเตอร์จะคงที่ ดังนั้นความเร็วจึงมีความเสถียรและคงที่

ทันทีที่โหลดบนเครื่องมือและต่อเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น ค่าของ back-EMF จะลดลงเนื่องจากความเร็วลดลง ซึ่งหมายความว่าสัญญาณไปยังอิเล็กโทรดควบคุมของไทริสเตอร์จะเพิ่มขึ้น และการเปิดเกิดขึ้นโดยมีความล่าช้าน้อยลง นั่นคือกำลังที่จ่ายให้กับเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้น ทำให้ความเร็วที่ลดลงเพิ่มขึ้น วิธีนี้จะทำให้ความเร็วคงที่แม้ในขณะโหลด

จากผลของการทำงานร่วมกันของสัญญาณจาก back-EMF และจากตัวแบ่งความต้านทาน โหลดจะไม่ส่งผลกระทบอย่างมากต่อความเร็ว แต่หากไม่มีตัวควบคุม อิทธิพลนี้จะมีความสำคัญ ดังนั้นเมื่อใช้วงจรนี้ การควบคุมความเร็วที่เสถียรจึงสามารถทำได้ในแต่ละครึ่งรอบเชิงบวกของไซนัสอยด์เครือข่าย ที่ความเร็วการหมุนปานกลางและต่ำ เอฟเฟกต์นี้จะเด่นชัดยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตามด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นนั่นคือเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นถูกลบออกจากตัวต้านทานตัวแปร R2 ความเสถียรของการรักษาความเร็วคงที่จะลดลง

ในกรณีนี้ ควรมีปุ่มแบ่ง SA1 ขนานกับไทริสเตอร์ ฟังก์ชั่นของไดโอด VD1 และ VD2 คือเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของตัวควบคุมครึ่งคลื่นเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าจากตัวแบ่งและโรเตอร์จะถูกเปรียบเทียบเฉพาะในกรณีที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าผ่านมอเตอร์

ตัวเก็บประจุ C1 จะขยายโซนควบคุมด้วยความเร็วต่ำ และตัวเก็บประจุ C2 จะช่วยลดความไวต่อการรบกวนจากประกายไฟของแปรง ไทริสเตอร์จะต้องมีความไวสูงเพื่อให้สามารถเปิดกระแสที่น้อยกว่า 100 μA ได้

การทำงานของเครื่องยนต์ราบรื่น ไม่มีกระตุกหรือไฟกระชากเป็นกุญแจสำคัญในความทนทาน เพื่อควบคุมตัวบ่งชี้เหล่านี้จะใช้ตัวควบคุมความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าสำหรับ 220V, 12V และ 24V ความถี่ทั้งหมดเหล่านี้สามารถทำได้ด้วยมือของคุณเองหรือคุณสามารถซื้อหน่วยสำเร็จรูปได้

ทำไมคุณต้องมีตัวควบคุมความเร็ว?

ตัวควบคุมความเร็วรอบเครื่องยนต์ซึ่งเป็นตัวแปลงความถี่เป็นอุปกรณ์ที่มีทรานซิสเตอร์ทรงพลังซึ่งจำเป็นในการกลับแรงดันไฟฟ้าตลอดจนเพื่อให้แน่ใจว่าการหยุดและสตาร์ทมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสอย่างราบรื่นโดยใช้ PWM PWM – การควบคุมพัลส์กว้างของอุปกรณ์ไฟฟ้า มันถูกใช้เพื่อสร้างไซนัสอยด์เฉพาะของกระแสสลับและกระแสตรง

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของตัวแปลงคือตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบธรรมดา แต่อุปกรณ์ที่อยู่ระหว่างการสนทนานั้นมีช่วงการทำงานและพลังงานที่กว้างกว่ามาก

ตัวแปลงความถี่ใช้ในอุปกรณ์ใดๆ ที่ใช้พลังงานไฟฟ้า กัฟเวอร์เนอร์ให้การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าที่แม่นยำอย่างยิ่ง เพื่อให้สามารถปรับความเร็วของเครื่องยนต์ขึ้นหรือลงได้ รักษารอบให้อยู่ในระดับที่ต้องการ และปกป้องเครื่องมือจากการหมุนอย่างกะทันหัน ในกรณีนี้ มอเตอร์ไฟฟ้าจะใช้พลังงานที่จำเป็นในการทำงานเท่านั้น แทนที่จะใช้งานอย่างเต็มกำลัง

ทำไมคุณถึงต้องใช้ตัวควบคุมความเร็วสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส:

1. เพื่อประหยัดพลังงาน ด้วยการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ ความเรียบของการสตาร์ทและการหยุด ความแรงและความเร็ว คุณสามารถประหยัดเงินส่วนบุคคลได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น การลดความเร็วลง 20% อาจส่งผลให้ประหยัดพลังงานได้ 50%
2. ตัวแปลงความถี่สามารถใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิกระบวนการ ความดัน หรือโดยไม่ต้องใช้ตัวควบคุมแยกต่างหาก
3. ไม่จำเป็นต้องมีตัวควบคุมเพิ่มเติมสำหรับการสตาร์ทแบบนุ่มนวล
4. ค่าบำรุงรักษาลดลงอย่างมาก

อุปกรณ์นี้มักใช้กับเครื่องเชื่อม (ส่วนใหญ่สำหรับเครื่องจักรกึ่งอัตโนมัติ), เตาไฟฟ้า, เครื่องใช้ในครัวเรือนจำนวนหนึ่ง (เครื่องดูดฝุ่น, จักรเย็บผ้า, วิทยุ, เครื่องซักผ้า), เครื่องทำความร้อนในบ้าน, เรือรุ่นต่างๆ ฯลฯ

หลักการทำงานของตัวควบคุมความเร็ว

ตัวควบคุมความเร็วเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยระบบย่อยหลักสามระบบดังต่อไปนี้:

1. มอเตอร์กระแสสลับ;
2. ตัวควบคุมไดรฟ์หลัก
3. ไดรฟ์และชิ้นส่วนเพิ่มเติม

เมื่อมอเตอร์ AC สตาร์ทเต็มกำลัง กระแสจะถูกถ่ายโอนด้วยกำลังเต็มของโหลด โดยทำซ้ำ 7-8 ครั้ง กระแสไฟฟ้านี้จะทำให้ขดลวดมอเตอร์โค้งงอและก่อให้เกิดความร้อนที่จะถูกสร้างขึ้นเป็นเวลานาน ซึ่งสามารถลดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก กล่าวอีกนัยหนึ่งตัวแปลงเป็นอินเวอร์เตอร์แบบสเต็ปที่ให้การแปลงพลังงานเป็นสองเท่า

ตัวควบคุมความถี่ของความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสหรือเฟสเดียวจะแก้ไขกระแส 220 หรือ 380 โวลต์ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า การกระทำนี้ดำเนินการโดยใช้ไดโอดเรียงกระแสซึ่งอยู่ที่อินพุตพลังงาน จากนั้นกระแสจะถูกกรองโดยใช้ตัวเก็บประจุ ถัดไปจะสร้าง PWM วงจรไฟฟ้าจะรับผิดชอบในเรื่องนี้ ตอนนี้ขดลวดของมอเตอร์เหนี่ยวนำพร้อมที่จะส่งสัญญาณพัลส์และรวมเข้ากับคลื่นไซน์ที่ต้องการ แม้จะมีมอเตอร์ไมโครอิเล็กทริก แต่สัญญาณเหล่านี้ก็ยังถูกส่งออกมาเป็นชุด

วิธีการเลือกตัวควบคุม

มีคุณสมบัติหลายประการที่คุณต้องเลือกตัวควบคุมความเร็วสำหรับรถยนต์ มอเตอร์ไฟฟ้าของเครื่องจักร หรือความต้องการในครัวเรือน:

1. ประเภทการควบคุม สำหรับมอเตอร์สับเปลี่ยนจะมีตัวควบคุมที่มีระบบควบคุมแบบเวกเตอร์หรือสเกลาร์ แบบแรกมักใช้บ่อยกว่า แต่แบบหลังถือว่ามีความน่าเชื่อถือมากกว่า
2. พลัง. นี่เป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการเลือกตัวแปลงความถี่ไฟฟ้า จำเป็นต้องเลือกเครื่องกำเนิดความถี่ที่มีกำลังไฟที่สอดคล้องกับค่าสูงสุดที่อนุญาตบนอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกัน แต่สำหรับมอเตอร์แรงดันต่ำควรเลือกตัวควบคุมที่ทรงพลังกว่าค่าวัตต์ที่อนุญาตจะดีกว่า
3. แรงดันไฟฟ้า. โดยธรรมชาติแล้วทุกสิ่งที่นี่เป็นรายบุคคล แต่ถ้าเป็นไปได้คุณจะต้องซื้อตัวควบคุมความเร็วสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าซึ่งเป็นแผนภาพวงจรซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตได้หลากหลาย
4. ช่วงความถี่ การแปลงความถี่เป็นงานหลักของอุปกรณ์นี้ ดังนั้นลองเลือกรุ่นที่เหมาะกับความต้องการของคุณมากที่สุด สมมติว่าสำหรับเราเตอร์แบบแมนนวล 1,000 เฮิรตซ์ก็เพียงพอแล้ว
5. ตามลักษณะอื่น ๆ นี่คือระยะเวลาการรับประกัน จำนวนอินพุต ขนาด (มีเอกสารแนบพิเศษสำหรับเครื่องเดสก์ท็อปและเครื่องมือช่าง)

ในเวลาเดียวกันคุณต้องเข้าใจด้วยว่ามีสิ่งที่เรียกว่าตัวควบคุมการหมุนสากล นี่คือตัวแปลงความถี่สำหรับมอเตอร์แบบไร้แปรงถ่าน

วงจรนี้มีสองส่วน - ส่วนแรกเป็นตรรกะโดยที่ไมโครคอนโทรลเลอร์อยู่บนชิปและส่วนที่สองคือพลังงาน โดยพื้นฐานแล้ววงจรไฟฟ้าดังกล่าวใช้สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังสูง

วิดีโอ: ตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ไฟฟ้าพร้อม SHIRO V2

วิธีทำตัวควบคุมความเร็วรอบเครื่องยนต์แบบโฮมเมด

คุณสามารถสร้างตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ triac อย่างง่ายได้โดยมีแผนภาพแสดงด้านล่างและราคาประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ขายในร้านขายอุปกรณ์ไฟฟ้าเท่านั้น

ในการทำงานเราต้องการ triac ที่ทรงพลังประเภท BT138-600 แนะนำโดยนิตยสารวิศวกรรมวิทยุ

ในวงจรที่อธิบาย ความเร็วจะถูกปรับโดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์ P1 พารามิเตอร์ P1 กำหนดเฟสของสัญญาณพัลส์ขาเข้า ซึ่งจะเปิดไตรแอค โครงการนี้สามารถใช้ได้ทั้งในการทำนาและที่บ้าน คุณสามารถใช้ตัวควบคุมนี้กับจักรเย็บผ้า พัดลม เครื่องเจาะแบบตั้งโต๊ะ

หลักการทำงานนั้นง่าย: ในขณะที่มอเตอร์ช้าลงเล็กน้อย ความเหนี่ยวนำจะลดลง ซึ่งจะทำให้แรงดันไฟฟ้าใน R2-P1 และ C3 เพิ่มขึ้นซึ่งจะนำไปสู่การเปิด triac อีกต่อไป

ตัวควบคุมการตอบสนองของไทริสเตอร์ทำงานแตกต่างออกไปเล็กน้อย ช่วยให้พลังงานไหลกลับเข้าสู่ระบบพลังงานซึ่งประหยัดและเป็นประโยชน์อย่างมาก อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นี้เกี่ยวข้องกับการรวมไทริสเตอร์อันทรงพลังไว้ในวงจรไฟฟ้า แผนภาพของเขามีลักษณะดังนี้:

ในที่นี้เพื่อจ่ายกระแสตรงและวงจรเรียงกระแส จำเป็นต้องมีเครื่องกำเนิดสัญญาณควบคุม เครื่องขยายสัญญาณ ไทริสเตอร์ และวงจรรักษาความเร็ว

บ้าน » เครื่องกำเนิดไฟฟ้า » ตัวควบคุมความเร็วเครื่องยนต์ของเครื่องมือไฟฟ้า - แผนภาพและหลักการทำงาน ตัวควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์สับเปลี่ยน: ออกแบบและผลิตเอง วงจรไฟฟ้าของตัวควบคุมความเร็วรอบเครื่องยนต์