ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ điều chỉnh công suất và tốc độ quay của động cơ điện một pha. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Xe máy điện Bộ điều chỉnh công suất và tốc độ quay rôto của động cơ điện cổ góp một pha được thiết kế để dễ vận hành (mở rộng công suất) của máy khoan điện IE1032 và các máy điện gia dụng khác sử dụng động cơ cổ góp AC có công suất lên tới 1,2 kW . Động cơ điện cổ góp một pha kích thích tuần tự được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị gia dụng khi cần tốc độ quay cao: máy hút bụi, máy đánh bóng sàn, máy khâu, máy ép trái cây, máy xay cà phê, máy bếp đa năng, dụng cụ gia công gỗ và kim loại cầm tay (máy khoan điện). ), máy bào điện và nhiều hơn nữa. Động cơ điện cổ góp một pha được mô tả trong [1]. Chúng được cấp nguồn bằng cả nguồn điện xoay chiều và cả nguồn điện xoay chiều và DC (phổ quát). Nếu động cơ điện là loại phổ thông thì cuộn dây kích từ của nó có vòi (Hình 1). Máy khoan IE1032 sử dụng động cơ loại KNII-420/220-18, loại động cơ này không phổ biến. Nó được chế tạo theo mạch trong Hình 2 và chỉ có thể được cấp nguồn từ mạng AC, chứ không phải từ dòng điện một chiều hoặc dòng điện xung có tần số 100 Hz, như mô tả trong [2]. Mạch này đã được thực hiện, nhưng không hoạt động. Việc điều chỉnh công suất và tốc độ rôto của các động cơ như vậy có thể được thực hiện bằng cách điều chỉnh điện áp cung cấp bằng máy biến áp tự ngẫu (ví dụ LATR) hoặc bằng phương pháp pha biên độ sử dụng bộ điều chỉnh công suất (trong trường hợp này là thyristor). Khi chọn mạch điều chỉnh, bạn cần cân nhắc các yếu tố sau: dễ sản xuất; khả năng điều chỉnh trơn tru tốc độ quay và công suất trong toàn bộ phạm vi điều khiển; việc đưa động cơ điện vào một cách thuận tiện và chính xác trong phần mạch điện có dòng điện hình sin có tần số 50 Hz chạy qua; độ tin cậy trong hoạt động. Hình 3 cho thấy phần nào của mạch không thể bật động cơ điện và Hình 4 cho biết phần nào nên bật động cơ điện. Để điều khiển thyristor điều chỉnh, mạch dao động thư giãn dựa trên bóng bán dẫn không tiếp giáp đã được chọn [3]. Ưu điểm của bộ điều chỉnh: số lượng phần tử tối thiểu, dễ sản xuất, kích thước nhỏ, điều chỉnh trơn tru, độ ổn định cao khi vận hành, độ tin cậy cao (trong 5 năm hoạt động không có một lỗi nào), không có thành phần không đổi trong tải, vì một dòng điện đối xứng chạy qua nửa chu kỳ dương và âm của điện áp nguồn. Sơ đồ nguyên lý của bộ điều chỉnh được hiển thị trong Hình 5. Đặc tính kỹ thuật của bộ điều chỉnh:
Khi bộ điều chỉnh hoạt động, thyristor chịu điện áp xung được chỉnh lưu có biên độ cực đại Umax = 1,4 Ueff = 310 V. Do đó, điện áp ngược của thyristor phải lớn hơn giá trị này. Máy phát thư giãn được cấp nguồn bởi cùng điện áp, nhưng bị giới hạn bởi hai điốt zener D814V được nối nối tiếp với 20 V. Bộ điều chỉnh hoạt động như sau. Khi được kết nối với mạng từ đầu ra của bộ chỉnh lưu, một điện áp xung được cung cấp cho thyristor và một điện áp hình sin giới hạn được cung cấp cho máy phát thư giãn. Tụ C1 bắt đầu tích điện qua điện trở R1 - R4. Tổng điện trở của các điện trở này là 46 kOhm. Khi tụ điện được tích điện, điện áp trên nó tăng lên và khi đạt đến điện áp mở khóa ở bộ phát VT1 (UC1 = UE.on), bóng bán dẫn không nối được mở khóa và tụ điện C1 được phóng điện dọc theo mạch cực phát VT1, điện trở R1. Điện trở cực phát ở trạng thái mở từ 6 đến 5 Ohms [20], điện trở của điện trở R3 = 6...150 Ohms. Hằng số thời gian của mạch phóng điện tụ điện nhỏ và một xung ngắn có cực dương được hình thành trên điện trở R200. Bằng cách chọn điện trở của điện trở R6, bạn có thể điều chỉnh ngưỡng mở khóa UE.on của bóng bán dẫn và biên độ của xung điều khiển phải là 5-7 V (tối ưu để thyristor hoạt động ổn định. Một xung ngắn có cực dương từ điện trở R6 được cung cấp cho điện cực điều khiển của thyristor, cực sau mở ra, bật tải. Ở trạng thái mở, điện áp rơi trên thyristor là 1,5-2 V. Điện áp này cung cấp cho máy phát thư giãn, tắt nó và tắt nó. Do đó, bộ tạo thư giãn không chuyển sang chế độ tự dao động mà trong nửa chu kỳ của điện áp nguồn, nó chỉ tạo ra một xung điều khiển và tắt trước khi có xung tiếp theo. Thyristor vẫn mở cho đến hết nửa chu kỳ và đóng khi kết thúc nửa chu kỳ. Khi nửa chu kỳ tiếp theo đến ở cực dương của thyristor vẫn đóng, điện áp chỉnh lưu thông qua các điện trở R7, R8, được giới hạn bởi điốt zener VD1 VD2, đi vào mạch nguồn của máy phát thư giãn. Tụ điện C1 bắt đầu sạc và chu kỳ lặp lại. Thời điểm thyristor mở được xác định bởi hằng số thời gian của mạch nạp của tụ C1. Mạch này chứa một điện trở thay đổi R1, nhờ đó bạn có thể thay đổi mômen mở khóa, do đó điều chỉnh tốc độ quay của trục động cơ điện và công suất của nó. Ở góc mở khóa tối thiểu (ϕ min), động cơ phát triển tốc độ tối đa và góc mở khóa phụ thuộc vào loại động cơ (trong đặc tính kỹ thuật của bộ điều chỉnh) và không thay đổi trong giới hạn điều chỉnh. Ở góc mở khóa tối đa ϕmax. động cơ phát triển tốc độ tối thiểu và góc bắn phụ thuộc vào loại động cơ (công suất, trọng lượng rôto, ma sát trong chổi và vòng bi, v.v.). Công suất động cơ càng lớn thì rôto càng nặng, ma sát càng lớn, dòng điện yêu cầu từ bộ điều chỉnh càng lớn nên góc bắn cực đại sẽ càng nhỏ, mỗi loại động cơ sẽ có một góc bắn cực đại riêng của động cơ. thyristor. Ta chọn các phần tử của mạch nạp của tụ C1 và xác định khoảng thay đổi góc điều khiển ∆ϕ: ∆ϕ = ϕmax - ϕ min. Hình 6 thể hiện một nửa chu kỳ của điện áp mạng hình sin và điện áp giới hạn ở 20 V. Vì tỷ lệ 20/310 = 0,0645, nên với sinωt = 0,0645, góc tối thiểu có thể có ωt = 3°45' đã được tìm thấy. Biến trở R1, với sự trợ giúp của góc bắn được thay đổi trong phạm vi ∆ϕ, có điện trở cao và nó có bước nhảy ban đầu về điện trở, tức là. ví dụ như khi bạn xoay núm từ vị trí ngoài cùng bên trái, điện trở sẽ thay đổi đột ngột từ 0 đến 5 kOhm. Ngoài ra còn có một cú nhảy từ vị trí cực đoan bên phải và nó khác với cú nhảy bên trái. Độ lớn của bước nhảy này là riêng biệt đối với mỗi điện trở thay đổi. Điện trở R3 được chọn bằng giá trị của bước nhảy ban đầu, tức là. 5,1 kOhm. Nó xác định góc mở tối thiểu của thyristor ϕ min. Nếu con trượt của điện trở R1 ở vị trí thấp nhất theo sơ đồ thì điện trở của mạch nạp của tụ C1 sẽ gồm các điện trở R3 và R4 mắc song song với tổng điện trở là 4,85 kOhm (ở vị trí cực trị còn lại, như đã chỉ ra, tổng điện trở là 46 kOhm). Hãy tính gần đúng hai đường cong điện tích của tụ điện (số mũ) tại các vị trí cực trị của chiết áp R1, vẽ đồ thị (Hình 7), xác định các góc fmin, fmax và khoảng điều khiển f. Để đơn giản hóa việc tính toán và vẽ đồ thị dễ dàng hơn, chúng tôi sẽ thực hiện một số đơn giản hóa: chúng tôi chấp nhận Rtot. min = 5 kOhm, không phải 4,858 kOhm (lỗi 3%), chúng tôi chấp nhận Rtot. max = 46 kOhm chứ không phải 45,858 kOhm (sai số 3%), chúng tôi cũng lấy điện áp hình sin giới hạn là điện áp xung hình chữ nhật có cùng thời lượng bằng một nửa chu kỳ của điện áp mạng T/2 = 10 ms. Điện áp trên tụ C1 tại thời điểm t Uс = U (thứ 1 -t/RC), trong đó U = 20 V - điện áp hình sin giới hạn. Hằng số thời gian mạch sạc ở Rtot min = 5 kOhm tại τ1 = Rtot minС1= 5 H 0,1 = 0,5 ms, tại Rtotal tối đa = 46 kOhm τ2 = Rtot maxC1 = 46 H 0,1 = 4,6 ms. Để làm ví dụ, chúng tôi đưa ra một quy trình chi tiết để tính điện áp trên tụ điện, ví dụ, đối với điểm đầu tiên t = RC/2. Uс = U(thứ 1 -t/RC) = U(thứ nhất -1/2) = U(1 - 1/√е) = 20(1 - 1/√2,7183) = = 20 (1 - 1/1,6487) = 20 (1 - 0,6) = 20 H 0,4 = 8 V. Điều này có nghĩa là trong thời gian t = τ1/2 = 0,5/2 = 0,25 ms, tụ điện C1 sẽ tích điện tới điện áp Uc = 8 V. Số liệu tính toán được tóm tắt trong bảng. Biểu đồ trong Hình 7 cho thấy:
Ngoài ra, Ue.on được đánh dấu trên tọa độ - ngưỡng hoạt động của bóng bán dẫn không nối VT1; trên trục hoành - τ1 và τ2 (tính bằng mili giây và độ điện), thời lượng xung cung cấp cho bộ tạo thư giãn (tính bằng mili giây và độ điện), được đánh dấu là ϕmin, ϕmax và ∆ϕ cho bộ điều khiển thực. Trên thang pha, giá của vạch chia lớn 1 cm có điện trở là -18°, giá của vạch chia nhỏ 1 mm là 1,8°. Chúng ta hãy xác định bằng đồ thị góc mở tối thiểu và tối đa của thyristor ϕmin = 2⋅1,8° = 3,6° = 3°36'. ϕmax = 20⋅1.8°° = 36°°. Chúng ta hãy tính đến lỗi bằng cách xấp xỉ điện áp hình sin giới hạn thành hình chữ nhật. Hãy xác định sinωt khi điện áp trên tụ C1 bằng ngưỡng mở khóa của bóng bán dẫn VT1. Uc = Ue.on = U = 7 V; sinωt = 7/310 = 0,0226. Sử dụng bảng sin, chúng ta xác định được góc ωt = 1°18'. Khi đó ϕmin = 3°36' + 1°18' = 4°54'; ϕmax = 36° + 1°18' = 37°18'. Có tính đến các lỗi khác liên quan đến sự đơn giản hóa đã áp dụng khi xây dựng các biểu đồ trong Hình 7, với mức độ tin cậy vừa đủ, chúng ta có thể chấp nhận các góc ϕmin = 6°; ϕmax = 37°. Do đó, góc mở của thyristor có thể được điều khiển từ 6 đến 37°. Phạm vi góc điều khiển ∆ϕ = ϕmax - ϕmin = 31°, nhưng không phải 170°, như đã nêu trong [4, tr. 202]. Ở góc ϕmax = 170°, không có động cơ nào được thiết kế cho điện áp hoạt động 220 V sẽ hoạt động. Việc cài đặt bộ điều chỉnh bao gồm việc chọn điện trở của các điện trở của mạch tích điện tụ C1 (R1, R2, R3, R4) cho động cơ điện cổ góp một pha cụ thể ở góc mở cực đại của thyristor (động cơ R1 ở phía trên cùng). chức vụ). Ở góc mở tối thiểu, không cần điều chỉnh. Khi điện trở R1 được lắp ở vị trí thấp nhất theo mạch (R1 bị đoản mạch), góc mở của thyristor là nhỏ nhất, động cơ điện phát triển tốc độ tối đa. Bằng cách di chuyển động cơ lên trên, chúng ta tăng điện trở của mạch nạp, tốc độ quay giảm xuống và ở vị trí cao nhất của động cơ, động cơ điện sẽ hoạt động ổn định ở tốc độ tối thiểu. Nếu động cơ hoạt động không ổn định và dừng lại do điện áp nguồn dao động nhẹ thì cần phải giảm điện trở của mạch sạc, tức là. giảm điện trở của điện trở R1 bằng cách nối thay cho R2 = 390 kOhm một điện trở có điện trở thấp hơn 360, 330 kOhm,... v.v. Và ngược lại, nếu ở vị trí phía trên của động cơ tốc độ quay vẫn cao cần giảm bớt thì điện trở R2 phải thay bằng điện trở có điện trở cao hơn 430, 470 kOhm,… cho đến khi tháo ra khỏi động cơ. mạch. Điều này hoàn thành việc điều chỉnh. Bộ điều chỉnh được sản xuất theo sơ đồ này hoạt động ổn định và trong hơn 5 năm hoạt động chưa hề có một sai sót nào, nó đã cho kết quả tốt cả ở tốc độ cao và tốc độ thấp với tải trọng thay đổi trên máy khoan. Khi chế tạo bộ điều chỉnh cần đảm bảo khi vặn núm điều chỉnh tốc độ (điện trở R1) sang phải thì tốc độ quay tăng lên, muốn làm được điều này thì điện trở R1 phải đóng đinh để khi vặn núm điều chỉnh sang phải, sức đề kháng giảm. Việc sử dụng phương pháp pha biên độ dẫn đến biến dạng đáng kể của điện áp hình sin và xuất hiện nhiều sóng hài cao hơn, do đó cần có thêm biện pháp bảo vệ chống nhiễu bằng cách đưa thêm hai bộ lọc vào mạch cấp nguồn của máy khoan C2, R9 và vào mạch cấp nguồn của bộ điều chỉnh C3, R10. Thiết kế bộ điều chỉnh. Bộ điều chỉnh được sản xuất với hai phiên bản. Tùy chọn đầu tiên được mô tả ở trên, sự khác biệt duy nhất là ở loại điốt chỉnh lưu được sử dụng (được chỉ định trong dấu ngoặc trên sơ đồ mạch). Bảng mạch in được làm bằng sợi thủy tinh lá và getinax có độ dày 1,5-2 mm. Hình 8 cho thấy hai bảng mạch in cho phiên bản đầu tiên của bộ điều chỉnh. Bảng trong Hình 8,a được sử dụng khi các bộ lọc C2, R9 và C3, R10 được chế tạo bằng cách lắp gắn, bảng trong Hình 8,b được sử dụng khi các bộ lọc được đặt trên bảng. Hình 9 hiển thị một bảng mạch in cho phiên bản thứ hai của bộ điều chỉnh. Bộ lọc được sản xuất bằng cách lắp đặt treo. Bạn có thể tạo một bảng cùng với các bộ lọc tương tự như (Hình 8b) cho tùy chọn đầu tiên. Bảng mạch in và các bộ phận khác của bộ điều chỉnh được đặt trong hộp nhựa. Một điện trở thay đổi R1 và R2, ổ cắm để kết nối máy khoan và dây nguồn dài 1,5 m có phích cắm ở đầu được cố định vào thân hộp. Bộ lọc C2, R9 và C3, R10 được gắn trên giá đỡ gần với dây nguồn và ổ cắm để kết nối máy khoan. Trên thân hộp, dưới tay cầm của điện trở R1 có thang đo với các vạch chia thông thường. Chi tiết. Bộ chỉnh lưu sử dụng điốt KD202R, được thiết kế cho dòng điện chỉnh lưu trung bình là 5 A. Thay vì chúng, bạn có thể sử dụng KD202K, KD202M. Trong phiên bản thứ hai của bộ điều chỉnh, điốt D231 được sử dụng. Bạn có thể sử dụng D231A, D231B, D232, D233, D234 với bất kỳ chỉ số chữ cái nào và các loại điốt khác được thiết kế cho dòng điện chỉnh lưu trung bình là 10 A và điện áp ngược từ 300 V trở lên. Thyristor KU202M có thể được thay thế bằng KU202 N, điốt zener D814V - bằng bất kỳ loại nào khác có tổng điện áp ổn định 18-20 V. KT117 có thể được sử dụng với bất kỳ chỉ số chữ cái nào. Tụ C1 có thể sử dụng các loại KLS, KM, K10U-5. Tụ điện C2 và C3 loại K40P-2B có thể được thay thế bằng bất kỳ loại tụ giấy nào có điện áp hoạt động ít nhất 400 V. Có thể thay thế một điện trở thay đổi loại SP-1 bằng một điện trở thuộc bất kỳ loại nào khác và ở mọi kích cỡ. Để vận hành máy khoan với bộ điều chỉnh này, bạn không cần lắp đặt thêm bất kỳ công tắc nào. Một công tắc hai cực được lắp trong máy khoan là đủ. Điện áp tới bộ điều chỉnh được cung cấp và loại bỏ bằng công tắc khoan. Mặc dù thực tế là bộ điều chỉnh được thiết kế để cung cấp năng lượng cho động cơ điện chổi than một pha, nhưng nếu cần, mọi tải hoạt động (máy sưởi) có công suất phù hợp đều có thể được kết nối với nó. Văn chương:
Tác giả: V.V. Pershin Xem các bài viết khác razdela Xe máy điện. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Tế bào thần kinh học những điều mới mà không quên điều cũ ▪ Máy ảnh hoạt động giống như võng mạc của mắt người ▪ Aral lặng lẽ nhận nước từ dãy Himalaya ▪ Keo điện Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Hội thảo tại nhà. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết của Michel Paul Foucault. câu cách ngôn nổi tiếng ▪ Những sự kiện nào gây ra Chiến tranh thế giới thứ nhất? Câu trả lời chi tiết ▪ Bài báo Thợ khóa để sản xuất và lắp đặt ống dẫn khí. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động ▪ bài viết Keo chống thấm. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên ▪ bài báo Chỉ báo lỗi pha. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |