Regelung der Drehzahl eines Kommutator-Gleichstrommotors. Arten und Aufbau von Drehzahlreglern für Kommutatormotoren. Funktionen und Hauptmerkmale

Der Elektromotor ist für sanftes Beschleunigen und Bremsen notwendig. Solche Geräte werden in der Industrie häufig eingesetzt. Mit ihrer Hilfe wird die Drehzahl der Lüfter verändert. 12-Volt-Motoren werden in Steuerungssystemen und Automobilen eingesetzt. Jeder hat die Schalter gesehen, die in Autos die Drehzahl des Ofengebläses ändern. Dies ist eine der Arten von Regulierungsbehörden. Es ist einfach nicht darauf ausgelegt, reibungslos zu laufen. Die Rotationsgeschwindigkeit ändert sich stufenweise.

Anwendung von Frequenzumrichtern

Als Drehzahlregler kommen Frequenzumrichter und 380V zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um elektronische High-Tech-Geräte, mit denen Sie die Eigenschaften des Stroms (Signalform und Frequenz) radikal ändern können. Sie basieren auf leistungsstarken Halbleitertransistoren und einem Pulsweitenmodulator. Der gesamte Betrieb des Geräts wird von einer Mikrocontroller-Einheit gesteuert. Die Drehzahl des Motorrotors ändert sich sanft.

Daher werden sie in belasteten Mechanismen verwendet. Wie langsamere Beschleunigung, desto geringer ist die Belastung des Förderers oder Getriebes. Alle Frequenzen sind mit mehreren Schutzarten ausgestattet – für Strom, Last, Spannung und andere. Einige Modelle von Frequenzumrichtern werden einphasig mit Strom versorgt und wandeln ihn in dreiphasig um. Dadurch können Sie Asynchronmotoren zu Hause anschließen, ohne sie zu verwenden komplexe Schaltungen. Und beim Arbeiten mit einem solchen Gerät kommt es zu keinem Stromausfall.

Zu welchen Zwecken werden Regulierungsbehörden eingesetzt?

Bei Asynchronmotoren werden Drehzahlregler benötigt für:

1. Erhebliche Energieeinsparungen. Schließlich erfordert nicht jeder Mechanismus eine hohe Motordrehzahl – manchmal kann diese um 20–30 % reduziert werden, wodurch die Energiekosten um die Hälfte gesenkt werden.
2. Schutz von Mechanismen und elektronischen Schaltkreisen. Mithilfe von Frequenzumrichtern können Sie Temperatur, Druck und viele andere Parameter steuern. Arbeitet der Motor als Pumpenantrieb, muss in dem Behälter, in den er Luft oder Flüssigkeit pumpt, ein Drucksensor eingebaut werden. Und wenn der Maximalwert erreicht ist, schaltet sich der Motor einfach ab.
3. Durchführen eines Sanftanlaufs. Der Einsatz zusätzlicher elektronischer Geräte ist nicht erforderlich – alles kann durch Änderung der Einstellungen des Frequenzumrichters erfolgen.
4. Reduzierung der Kosten für Wartung . Mit Hilfe solcher Drehzahlregler für 220V-Elektromotoren wird das Risiko eines Ausfalls des Antriebs und einzelner Mechanismen reduziert.

Die Schaltung, auf der Frequenzumrichter aufgebaut sind, ist in vielen Haushaltsgeräten weit verbreitet. Ähnliches findet sich in unterbrechungsfreien Stromversorgungen, Schweißgeräten, Spannungsstabilisatoren, Netzteilen für Computer, Laptops, Telefonladegeräten, Zündeinheiten für Hintergrundbeleuchtungslampen moderner LCD-Fernseher und Monitore.

Wie funktionieren Drehregler?

Sie können einen Drehzahlregler für einen Elektromotor mit Ihren eigenen Händen herstellen, aber dazu müssen Sie alle technischen Aspekte studieren. Strukturell lassen sich mehrere Hauptkomponenten unterscheiden, nämlich:

1. Elektromotor.
2. Mikrocontroller-Steuerungssystem und Konvertereinheit.
3. Antrieb und damit verbundene Mechanismen.

Gleich zu Beginn des Betriebs, nachdem Spannung an die Wicklungen angelegt wurde, dreht sich der Motorrotor mit maximale Leistung. Es ist dieses Merkmal, das Asynchronmaschinen von anderen unterscheidet. Hinzu kommt die Belastung durch den angetriebenen Mechanismus. Dadurch steigen im Anfangsstadium Leistung und Stromverbrauch auf ein Maximum.

Es entsteht viel Wärme. Sowohl die Wicklungen als auch die Drähte überhitzen. Der Einsatz eines Frequenzumrichters kann Abhilfe schaffen. Wenn Sie einen Sanftanlauf installieren, dann bis zu Höchstgeschwindigkeit(die ebenfalls vom Gerät geregelt wird und möglicherweise nicht 1500 U/min, sondern nur 1000 beträgt), beschleunigt der Motor nicht sofort, sondern über 10 Sekunden (Erhöhung 100-150 U/min pro Sekunde). Gleichzeitig wird die Belastung aller Mechanismen und Leitungen deutlich reduziert.

Selbstgemachter Regler

Sie können Ihren eigenen Geschwindigkeitsregler für einen 12-V-Elektromotor herstellen. Hierzu sind ein Mehrstellungsschalter und drahtgewickelte Widerstände erforderlich. Mit dessen Hilfe verändert sich die Versorgungsspannung (und damit auch die Drehzahl). Ähnliche Systeme können für Asynchronmotoren verwendet werden, sie sind jedoch weniger effizient. Vor vielen Jahren waren mechanische Regler weit verbreitet – basierend auf Zahnradgetrieben oder Variatoren. Aber sie waren nicht sehr zuverlässig. Elektronische Mittel funktionieren viel besser. Schließlich sind sie nicht so sperrig und ermöglichen eine Feinabstimmung des Antriebs.

Um einen Rotationsregler für einen Elektromotor herzustellen, benötigen Sie mehrere elektronische Geräte, die entweder in einem Geschäft gekauft oder von alten Wechselrichtergeräten entfernt werden können. Der Triac VT138-600 zeigt gute Ergebnisse in den Schaltkreisen solcher elektronischen Geräte. Um die Einstellung vorzunehmen, müssen Sie einen variablen Widerstand in den Stromkreis einbauen. Mit seiner Hilfe ändert sich die Amplitude des in den Triac eintretenden Signals.

Implementierung eines Managementsystems

Um die Parameter selbst des einfachsten Geräts zu verbessern, müssen Sie die Mikrocontroller-Steuerung in den Schaltkreis des Motorgeschwindigkeitsreglers integrieren. Dazu müssen Sie einen Prozessor mit einer geeigneten Anzahl an Ein- und Ausgängen auswählen – zum Anschluss von Sensoren, Tasten, elektronischen Schlüsseln. Für Experimente können Sie den AtMega128-Mikrocontroller verwenden – den beliebtesten und am einfachsten zu verwendenden. Es gibt viele Schemata, die diesen Controller im öffentlichen Bereich verwenden. Sie selbst zu finden und in der Praxis anzuwenden ist nicht schwer. Damit es richtig funktioniert, müssen Sie einen Algorithmus hineinschreiben – Reaktionen auf bestimmte Aktionen. Wenn beispielsweise die Temperatur 60 Grad erreicht (gemessen am Kühler des Geräts), sollte der Strom ausgeschaltet werden.

Abschließend

Wenn Sie sich entscheiden, das Gerät nicht selbst herzustellen, sondern ein fertiges Gerät zu kaufen, achten Sie auf die wichtigsten Parameter wie Leistung, Art des Steuerungssystems, Betriebsspannung, Frequenzen. Es empfiehlt sich, die Eigenschaften des Mechanismus zu berechnen, in dem der Motorspannungsregler eingesetzt werden soll. Und vergessen Sie nicht, es mit den Parametern des Frequenzumrichters zu vergleichen.

Kommutatormotoren sind häufig in elektrischen Haushaltsgeräten und Elektrowerkzeugen zu finden: Waschmaschine, Schleifmaschine, Bohrmaschine, Staubsauger usw. Was überhaupt nicht verwunderlich ist, denn mit Kommutatormotoren können Sie hohe Drehzahlen und ein hohes Drehmoment (einschließlich eines hohen Anlaufdrehmoments) erzielen ) – was Sie für die meisten Elektrowerkzeuge benötigen.

Dabei können Kommutatormotoren sowohl mit Gleichstrom (insbesondere gleichgerichtetem Strom) als auch mit Wechselstrom aus einem Haushaltsnetz betrieben werden. Um die Rotordrehzahl eines Kommutatormotors zu steuern, werden Drehzahlregler verwendet, die in diesem Artikel besprochen werden.

Erinnern wir uns zunächst an den Aufbau und das Funktionsprinzip eines Kommutatormotors. Der Kommutatormotor besteht notwendigerweise aus folgenden Teilen: Rotor, Stator und Bürsten-Kommutator-Schalteinheit. Wenn Strom an Stator und Rotor angelegt wird, beginnen ihre Magnetfelder zu interagieren und der Rotor beginnt sich schließlich zu drehen.

Die Stromversorgung des Rotors erfolgt über Graphitbürsten, die eng am Kommutator (an den Kommutatorlamellen) anliegen. Um die Drehrichtung des Rotors zu ändern, ist es notwendig, die Phasenlage der Spannung am Stator oder am Rotor zu ändern.

Die Rotor- und Statorwicklungen können aus unterschiedlichen Quellen gespeist werden oder parallel oder in Reihe miteinander verbunden sein. Darin unterscheiden sich Kommutatormotoren mit Parallel- und Reihenerregung. In den meisten Elektrohaushaltsgeräten sind in Serie erregte Kommutatormotoren zu finden, da durch diese Einbeziehung ein überlastungsfester Motor erhalten werden kann.

Wenn wir über Geschwindigkeitsregler sprechen, konzentrieren wir uns zunächst auf die einfachste Thyristorschaltung (Triac) (siehe unten). Diese Lösung wird in Staubsaugern, Waschmaschinen und Schleifmaschinen eingesetzt und zeigt eine hohe Zuverlässigkeit beim Arbeiten in Kreisläufen Wechselstrom(insbesondere aus einem Haushaltsnetzwerk).

Diese Schaltung funktioniert ganz einfach: Bei jeder Periode der Netzspannung wird sie über einen Widerstand auf die Entriegelungsspannung des an die Steuerelektrode des Hauptschalters (Triac) angeschlossenen Dinistors aufgeladen, danach öffnet sie und leitet Strom an die Last weiter (zum Kommutatormotor).

Durch Anpassen der Ladezeit des Kondensators im Triac-Öffnungssteuerkreis wird die dem Motor zugeführte durchschnittliche Leistung reguliert und die Drehzahl entsprechend angepasst. Das der einfachste Regler ohne aktuelle Rückmeldung.

Die Triac-Schaltung ähnelt einer normalen Schaltung; es gibt keine Rückkopplung. Um eine Stromrückführung bereitzustellen, um beispielsweise eine akzeptable Leistung aufrechtzuerhalten und Überlastungen zu vermeiden, ist zusätzliche Elektronik erforderlich. Wenn wir jedoch die Möglichkeiten einfacher und unkomplizierter Schaltungen betrachten, folgt auf die Triac-Schaltung eine rheostatische Schaltung.

Die Rheostatschaltung ermöglicht eine effektive Drehzahlregelung, führt jedoch zur Ableitung einer großen Wärmemenge. Dies erfordert einen Heizkörper und eine effektive Wärmeabfuhr, was Energieverluste und einen geringen Wirkungsgrad zur Folge hat.

Effektiver sind Regelschaltungen, die auf speziellen Thyristor-Steuerschaltungen oder zumindest auf einem integrierten Timer basieren. Das Schalten der Last (Kollektormotor) auf Wechselstrom erfolgt durch einen Leistungstransistor (oder Thyristor), der während jeder Periode der Netzsinuskurve ein oder mehrere Male öffnet und schließt. Dadurch wird die durchschnittliche Leistung reguliert, die dem Motor zugeführt wird.

Der Steuerkreis wird mit 12 Volt Gleichstrom aus einer eigenen Quelle oder aus einem 220-Volt-Netz über einen Löschkreis versorgt. Solche Schaltungen eignen sich zur Ansteuerung leistungsstarker Motoren.

Das Prinzip der Regelung mit Gleichstrom-Mikroschaltungen ist selbstverständlich. Ein Transistor öffnet beispielsweise mit einer genau festgelegten Frequenz von mehreren Kilohertz, die Dauer des offenen Zustands ist jedoch reguliert. Durch Drehen des Griffs des variablen Widerstands wird also die Drehzahl des Rotors des Kommutatormotors eingestellt. Diese Methode eignet sich zur Aufrechterhaltung niedriger Drehzahlen eines Kommutatormotors unter Last.

Eine bessere Kontrolle ist die Gleichstromregulierung. Wenn die PWM mit einer Frequenz von etwa 15 kHz arbeitet, steuert die Anpassung der Impulsbreite die Spannung bei ungefähr dem gleichen Strom. Nehmen wir an, durch Einstellen der Konstantspannung im Bereich von 10 bis 30 Volt erreichen sie bei einem Strom von etwa 80 Ampere unterschiedliche Geschwindigkeiten und erreichen so die erforderliche Durchschnittsleistung.

Wenn Sie einen einfachen Regler für einen Kommutatormotor mit Ihren eigenen Händen herstellen möchten, ohne dass besondere Rückkopplungsanforderungen bestehen, können Sie sich für eine Thyristorschaltung entscheiden. Sie benötigen lediglich einen Lötkolben, einen Kondensator, einen Dinistor, einen Thyristor, ein Paar Widerstände und Drähte.

Wenn Sie einen höherwertigen Regler mit der Fähigkeit benötigen, unter dynamischen Belastungen stabile Geschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, werfen Sie einen genaueren Blick auf Regler auf Mikroschaltungen mit Rückmeldung, in der Lage, ein Signal eines Tachogenerators (Drehzahlsensor) eines Kommutatormotors zu verarbeiten, wie er beispielsweise in Waschmaschinen zum Einsatz kommt.

Andrey Povny

Der reibungslose Motorbetrieb ohne Ruckeln oder Spannungsspitzen ist der Schlüssel zu seiner Langlebigkeit. Zur Steuerung dieser Anzeigen wird ein Drehzahlregler für Elektromotoren für 220 V, 12 V und 24 V verwendet. Alle diese Frequenzen können mit Ihren eigenen Händen hergestellt werden oder Sie können ein fertiges Gerät kaufen.

Warum brauchen Sie einen Geschwindigkeitsregler?

Der Motordrehzahlregler, Frequenzumrichter, ist ein Gerät mit einem leistungsstarken Transistor, der zur Spannungsinvertierung und zum reibungslosen Anhalten und Starten erforderlich ist Asynchronmotor mit PWM. PWM – Breitpulssteuerung elektrischer Geräte. Es wird verwendet, um eine spezifische Sinuskurve aus alternierenden und zu erzeugen Gleichstrom.

Foto - ein leistungsstarker Regler für einen Asynchronmotor

Das einfachste Beispiel für einen Wandler ist ein herkömmlicher Spannungsstabilisator. Das zur Diskussion stehende Gerät verfügt jedoch über einen viel größeren Funktions- und Leistungsbereich.

Frequenzumrichter werden in jedem Gerät eingesetzt, das mit elektrischer Energie betrieben wird. Regler sorgen für eine äußerst präzise Steuerung des Elektromotors, so dass die Motorgeschwindigkeit nach oben oder unten angepasst werden kann, die Drehzahl auf dem gewünschten Niveau gehalten wird und die Instrumente vor plötzlichem Hochdrehen geschützt werden. In diesem Fall verbraucht der Elektromotor nur die zum Betrieb benötigte Energie, anstatt ihn mit voller Leistung zu betreiben.

Foto – Drehzahlregler für Gleichstrommotoren

Warum brauchen Sie einen Geschwindigkeitsregler? asynchroner Elektromotor:

1. Um Energie zu sparen. Durch die Steuerung der Drehzahl des Motors, der Sanftheit seines Starts und Stopps, seiner Stärke und Geschwindigkeit können Sie erhebliche Einsparungen bei Ihren persönlichen Mitteln erzielen. Beispielsweise kann eine Reduzierung der Geschwindigkeit um 20 % zu einer Energieeinsparung von 50 % führen.
2. Der Frequenzumrichter kann zur Steuerung der Prozesstemperatur und des Prozessdrucks oder ohne Verwendung eines separaten Reglers verwendet werden;
3. Für den Sanftanlauf ist kein zusätzlicher Controller erforderlich;
4. Die Wartungskosten werden deutlich reduziert.

Das Gerät wird häufig für eine Schweißmaschine (hauptsächlich für halbautomatische Maschinen), einen Elektroherd, eine Reihe von Haushaltsgeräten (Staubsauger, Nähmaschine, Radio, Waschmaschine), Hausheizung, verschiedene Schiffsmodelle usw.

Foto – PWM-Geschwindigkeitsregler

Funktionsprinzip des Geschwindigkeitsreglers

Der Geschwindigkeitsregler ist ein Gerät, das aus den folgenden drei Hauptsubsystemen besteht:

1. Wechselstrommotor;
2. Hauptantriebsregler;
3. Antrieb und Zusatzteile.

Wenn der Wechselstrommotor mit voller Leistung gestartet wird, wird der Strom mit der vollen Leistung der Last übertragen, dies wird 7–8 Mal wiederholt. Dieser Strom verbiegt die Motorwicklungen und erzeugt Wärme, die lange Zeit erzeugt wird. Dies kann die Lebensdauer des Motors erheblich verkürzen. Mit anderen Worten: Der Konverter ist eine Art Stufenwechselrichter, der eine doppelte Energieumwandlung ermöglicht.

Foto - Diagramm des Reglers für einen Kommutatormotor

Abhängig von der Eingangsspannung richtet der Frequenzregler der Drehzahl eines dreiphasigen oder einphasigen Elektromotors den Strom von 220 oder 380 Volt gleich. Dieser Vorgang erfolgt über eine Gleichrichterdiode, die sich am Energieeingang befindet. Anschließend wird der Strom mithilfe von Kondensatoren gefiltert. Als nächstes wird PWM erzeugt, dafür ist der Stromkreis verantwortlich. Jetzt sind die Wicklungen des Induktionsmotors bereit, das Impulssignal zu übertragen und in die gewünschte Sinuswelle zu integrieren. Selbst bei einem Mikroelektromotor werden diese Signale buchstäblich schubweise ausgegeben.

Foto - Sinuskurve des normalen Betriebs eines Elektromotors

So wählen Sie einen Regler aus

Es gibt mehrere Merkmale, anhand derer Sie einen Geschwindigkeitsregler für die Bedürfnisse eines Autos, eines Maschinenelektromotors oder eines Haushalts auswählen müssen:

1. Kontrolltyp. Für Kommutatormotoren gibt es Regler mit Vektor- oder Skalarregelung. Erstere werden häufiger verwendet, letztere gelten jedoch als zuverlässiger;
2. Leistung. Dies ist einer der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl eines elektrischen Frequenzumrichters. Es ist notwendig, einen Frequenzgenerator mit einer Leistung auszuwählen, die der maximal zulässigen Leistung des geschützten Geräts entspricht. Für einen Niederspannungsmotor ist es jedoch besser, einen Regler zu wählen, der leistungsstärker ist als der zulässige Wattwert;
3. Stromspannung. Natürlich ist hier alles individuell, aber wenn möglich, müssen Sie einen Drehzahlregler für einen Elektromotor mit kaufen Schaltbild verfügt über einen breiten Bereich zulässiger Spannungen;
4. Frequenzbereich. Die Frequenzumwandlung ist die Hauptaufgabe dieses Geräts. Versuchen Sie daher, ein Modell auszuwählen, das Ihren Anforderungen am besten entspricht. Nehmen wir an, für einen manuellen Router reichen 1000 Hertz aus;
5. Nach anderen Merkmalen. Dies ist die Garantiezeit, die Anzahl der Eingänge, die Größe (für Tischmaschinen und Handwerkzeuge gibt es einen speziellen Aufsatz).

Gleichzeitig müssen Sie auch verstehen, dass es einen sogenannten universellen Rotationsregler gibt. Dies ist ein Frequenzumrichter für bürstenlose Motoren.

Foto – Reglerdiagramm für bürstenlose Motoren

Es gibt zwei Teile in dieser Schaltung – einer ist logisch, wo sich der Mikrocontroller auf dem Chip befindet, und der zweite ist die Stromversorgung. Grundsätzlich wird ein solcher Stromkreis für einen leistungsstarken Elektromotor verwendet.

Video: Drehzahlregler für Elektromotoren mit SHIRO V2

Wie man einen selbstgebauten Motordrehzahlregler herstellt

Sie können einen einfachen Triac-Motordrehzahlregler herstellen. Das Diagramm ist unten dargestellt. Der Preis besteht nur aus Teilen, die in jedem Elektrofachgeschäft verkauft werden.

Zum Betrieb benötigen wir einen leistungsstarken Triac vom Typ BT138-600, der von einer Fachzeitschrift für Funktechnik empfohlen wird.

Foto - Diagramm des Geschwindigkeitsreglers zum Selbermachen

In der beschriebenen Schaltung wird die Drehzahl über Potentiometer P1 eingestellt. Parameter P1 bestimmt die Phase des eingehenden Impulssignals, das wiederum den Triac öffnet. Dieses Schema kann sowohl im Feldanbau als auch zu Hause angewendet werden. Sie können diesen Regler für Nähmaschinen, Ventilatoren und Tischbohrmaschinen verwenden.

Das Funktionsprinzip ist einfach: In dem Moment, in dem der Motor etwas langsamer wird, sinkt seine Induktivität, und dadurch erhöht sich die Spannung in R2-P1 und C3, was wiederum zu einer längeren Öffnung des Triacs führt.

Ein Thyristor-Rückkopplungsregler funktioniert etwas anders. Dadurch kann Energie in das Energiesystem zurückfließen, was sehr wirtschaftlich und vorteilhaft ist. Dieses elektronische Gerät ist für den Anschluss bestimmt Elektrischer Schaltplan leistungsstarker Thyristor. Sein Diagramm sieht so aus:

Hier sind zur Gleichstromversorgung und Gleichrichtung ein Steuersignalgenerator, ein Verstärker, ein Thyristor und eine Geschwinerforderlich.

Jedes moderne Elektrowerkzeug oder Haushaltsgerät verwendet einen Kommutatormotor. Dies liegt an ihrer Vielseitigkeit, d. h. der Möglichkeit, sowohl mit Wechsel- als auch mit Gleichspannung betrieben zu werden. Ein weiterer Vorteil ist das effiziente Anlaufdrehmoment.

Jedoch Hochfrequenz Die Drehzahl des Kommutatormotors ist nicht für alle Benutzer geeignet. Für einen reibungslosen Start und die Möglichkeit, die Drehzahl zu ändern, wurde ein Regler erfunden, der durchaus mit eigenen Händen hergestellt werden kann.

Funktionsprinzip und Typen von Kommutatormotoren

Jeder Elektromotor besteht aus Kommutator, Stator, Rotor und Bürsten. Das Funktionsprinzip ist ganz einfach:

Neben dem Standardgerät gibt es noch:

Reglergerät

Es gibt viele Schemata solcher Geräte auf der Welt. Dennoch lassen sie sich alle in zwei Gruppen einteilen: Standard- und modifizierte Produkte.

Standardgerät

Typische Produkte zeichnen sich durch eine einfache Herstellung des Idynistors und eine gute Zuverlässigkeit beim Ändern der Motordrehzahl aus. Solche Modelle basieren in der Regel auf Thyristorreglern. Das Funktionsprinzip solcher Systeme ist recht einfach:

Dadurch wird die Drehzahl des Kommutatormotors angepasst. In den meisten Fällen wird ein ähnliches Schema bei ausländischen Haushaltsstaubsaugern verwendet. Sie sollten jedoch wissen, dass ein solcher Geschwindigkeitsregler keine Rückmeldung hat. Daher müssen Sie bei Laständerungen die Drehzahl des Elektromotors anpassen.

Geänderte Schemata

Natürlich eignet sich das Standardgerät für viele Freunde von Fahrtenreglern, um sich in die Elektronik einzuarbeiten. Ohne Fortschritt und Verbesserung der Produkte würden wir jedoch immer noch in der Steinzeit leben. Daher werden ständig weitere interessante Schemata erfunden, die viele Hersteller gerne nutzen.

Am häufigsten werden Rheostat- und Integralregler verwendet. Wie der Name schon sagt, basiert die erste Option auf einer Rheostatschaltung. Im zweiten Fall wird ein integrierter Timer verwendet.

Rheostatische Antriebe verändern wirksam die Drehzahl des Kommutatormotors. Der hohe Wirkungsgrad ist auf Leistungstransistoren zurückzuführen, die einen Teil der Spannung übernehmen. Dadurch wird der Stromfluss reduziert und der Motor arbeitet mit weniger Kraftaufwand.

Video: Geschwindigkeitsregelgerät mit Stromerhaltung

Der Hauptnachteil dieses Schemas ist die große erzeugte Wärmemenge. Für einen reibungslosen Betrieb muss der Regler daher ständig gekühlt werden. Darüber hinaus muss die Kühlung des Gerätes intensiv sein.

Ein anderer Ansatz wird bei einem Integralregler umgesetzt, bei dem ein Integraltimer für die Last verantwortlich ist. In solchen Schaltungen werden in der Regel Transistoren nahezu aller Art verwendet. Dies liegt daran, dass es eine Mikroschaltung mit großen Ausgangsstromwerten enthält.

Wenn die Last weniger als 0,1 Ampere beträgt, geht die gesamte Spannung unter Umgehung der Transistoren direkt an die Mikroschaltung. Damit der Regler jedoch effektiv arbeiten kann, muss am Gate eine Spannung von 12 V anliegen. Daher müssen der Stromkreis und die Versorgungsspannung selbst diesem Bereich entsprechen.

Übersicht typischer Schaltungen

Sie können die Drehung der Welle eines Elektromotors mit geringer Leistung regulieren, indem Sie einen Leistungswiderstand in Reihe mit Nr. schalten. Diese Option weist jedoch eine sehr geringe Effizienz auf und ermöglicht keine reibungslose Geschwindigkeitsänderung. Um ein solches Ärgernis zu vermeiden, sollten Sie mehrere Regelkreise in Betracht ziehen, die am häufigsten verwendet werden.

Wie Sie wissen, hat PWM eine konstante Impulsamplitude. Zudem ist die Amplitude identisch mit der Versorgungsspannung. Dadurch stoppt der Elektromotor auch bei niedrigen Drehzahlen nicht.

Die zweite Option ähnelt der ersten. Der einzige Unterschied besteht darin, dass als Master-Oszillator ein Operationsverstärker verwendet wird. Dieses Bauteil hat eine Frequenz von 500 Hz und erzeugt dreieckförmige Impulse. Die Einstellung erfolgt ebenfalls über einen variablen Widerstand.

So machen Sie es selbst

Wenn Sie kein Geld für den Kauf eines fertigen Geräts ausgeben möchten, können Sie es selbst herstellen. So können Sie nicht nur Geld sparen, sondern auch nützliche Erfahrungen sammeln. Um einen Thyristorregler herzustellen, benötigen Sie also:

• Lötkolben (zur Funktionsprüfung);
• Drähte;
• Thyristoren, Kondensatoren und Widerstände;
• Schema.

Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, steuert der Regler nur 1 Halbwelle. Zum Testen der Leistung eines normalen Lötkolbens reicht dies jedoch völlig aus.

Wenn Sie nicht über ausreichende Kenntnisse verfügen, um das Diagramm zu entziffern, können Sie sich mit der Textversion vertraut machen:

Der Einsatz von Reglern ermöglicht einen sparsameren Einsatz von Elektromotoren. In bestimmten Situationen kann ein solches Gerät unabhängig hergestellt werden. Für ernstere Zwecke (z. B. Überwachung von Heizgeräten) ist es jedoch besser, ein fertiges Modell zu kaufen. Glücklicherweise gibt es auf dem Markt eine große Auswahl solcher Produkte und der Preis ist recht erschwinglich.

Ein hochwertiger und zuverlässiger Drehzahlregler für einphasige Kommutator-Elektromotoren kann aus Gleichteilen buchstäblich an einem Abend hergestellt werden. Diese Schaltung verfügt über ein eingebautes Überlasterkennungsmodul, sorgt für einen Sanftanlauf des gesteuerten Motors und einen Motordrehzahlstabilisator. Dieses Gerät arbeitet mit Spannungen von 220 und 110 Volt.

Technische Parameter des Reglers

• Versorgungsspannung: 230 Volt Wechselstrom
• Regelbereich: 5…99 %
• Lastspannung: 230 V / 12 A (2,5 kW mit Strahler)
• maximale Leistung ohne Kühler 300 W
• niedriger Geräuschpegel
• Geschwindigkeitsstabilisierung
• Sanftanlauf
• Plattenabmessungen: 50×60 mm

Schematische Darstellung

Schema des Motorreglers auf einem Triac und U2008

Die Schaltung des Steuerungssystemmoduls basiert auf einem PWM-Impulsgenerator und einem Motorsteuerungs-Triac – einem klassischen Schaltungsdesign für solche Geräte. Die Elemente D1 und R1 sorgen dafür, dass die Versorgungsspannung auf einen für die Stromversorgung des Generator-Mikroschaltkreises sicheren Wert begrenzt wird. Der Kondensator C1 ist für die Filterung der Versorgungsspannung zuständig. Die Elemente R3, R5 und P1 sind ein regelbarer Spannungsteiler, mit dem die der Last zugeführte Strommenge eingestellt wird. Dank der Verwendung des Widerstands R2, der direkt in den Eingangskreis der m/s-Phase eingebunden ist, werden die internen Einheiten mit dem Triac VT139 synchronisiert.

Leiterplatte

Die folgende Abbildung zeigt die Anordnung der Elemente auf Leiterplatte. Bei der Installation und Inbetriebnahme sollte auf sichere Betriebsbedingungen geachtet werden – der Regler wird von einem 220-V-Netz gespeist und seine Elemente sind direkt an die Phase angeschlossen.

Erhöhung der Reglerleistung

In der Testversion wurde ein BT138/800 Triac verwendet maximaler Strom 12 A, wodurch eine Last von mehr als 2 kW gesteuert werden kann. Wenn Sie noch größere Lastströme steuern müssen, empfehlen wir, den Thyristor außerhalb der Platine auf einem großen Kühlkörper zu installieren. Sie sollten sich auch daran erinnern die richtige Wahl treffen Sicherung SICHERUNG abhängig von der Last.

Neben der Steuerung der Drehzahl von Elektromotoren können Sie mit der Schaltung auch die Helligkeit von Lampen ohne Modifikationen anpassen.

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