Estabilizador de velocidad del motor del colector. Esquema, descripción

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Los motores colectores con excitación independiente se utilizan ampliamente en accionamientos eléctricos de diversos mecanismos. Crean un par significativo, al tiempo que le permiten cambiar la velocidad del eje de cero a la máxima velocidad de funcionamiento. El autor del artículo propuesto logró hacer un dispositivo relativamente simple para ajustar manualmente la velocidad de rotación de un motor eléctrico de este tipo, manteniéndola constante automáticamente con los cambios en el voltaje de suministro y la carga mecánica en el eje.

Los dispositivos de control para motores eléctricos de colector con excitación independiente se dividen en dos grupos principales: controladores de ancho de pulso y de fase. Este último demostró ser más confiable. Sin embargo, los productos industriales de este tipo se construyen según esquemas demasiado engorrosos. El análisis mostró que se pueden simplificar significativamente sin comprometer las características técnicas. El estabilizador y el controlador de velocidad propuestos están diseñados para motores KPA-563, KPK-564 y similares con una potencia de 90 ... 120 W con un voltaje de suministro de hasta 42 V.

El diagrama del dispositivo se muestra en la figura.

(haga clic para agrandar)

Se aplica un voltaje pulsante al motor eléctrico M1, obtenido utilizando un puente de diodos VD1 - VD4 de una tensión alterna de 36 ... 42 V. El circuito VD6C2 convierte el voltaje pulsante en un voltaje constante, que se alimenta al microcircuito DA9 a través de un estabilizador de voltaje en el diodo zener VD1 y transistor VT1. El LED HL1 sirve como indicador de encendido.

Del diodo zener VD10, se elimina un voltaje ejemplar para los circuitos de estabilización y regulación. La velocidad requerida se establece mediante una resistencia variable R12, que cambia el voltaje que se aplica a la entrada no inversora del amplificador operacional DA1 a través del filtro R15C5R16. Aquí se suma con el voltaje de retroalimentación actual. Este último se retira de la resistencia R3, se conecta en serie al circuito de armadura del motor M1 y se alimenta a la entrada del amplificador operacional a través de un divisor de voltaje R5R8 y un filtro R3C4R13. Los elementos R6, VD7, VD8 limitan el voltaje de retroalimentación actual durante las sobrecargas del motor.

En la entrada inversora del amplificador operacional DA1, el voltaje de referencia suministrado a través de las resistencias R19 y R20 se suma al voltaje que se extrae del inducido del motor M1 y se alimenta al amplificador operacional a través de las resistencias R14, R21, R22.

El amplificador operacional DA1 está conectado de acuerdo con el esquema de un amplificador integrador, cuyo coeficiente de transmisión y constante de tiempo determinan las características del sistema de estabilización en su conjunto. El voltaje de salida del amplificador operacional controla el modelador de pulsos en el transistor de uniunión VT2. El ángulo de apertura del trinistor VS1 y el valor medio de la corriente que circula por el devanado del inducido del motor M1 dependen de su duración. El optoacoplador U1 aísla los circuitos de control de los circuitos de potencia.

El dispositivo utilizó condensadores C1 - MBGO o MBGCH, C2, C4, C5, C9 - K50-35, C7, C10 - serie K73, C3, C6, C8 - cerámica de tamaño pequeño; resistencias R2 - C5-16, R15, R19, R22 - SP5-2, R12 - PPB-1V, el resto - MLT. Al reemplazar KR140UD1B con otro amplificador operacional, por ejemplo, K140UD6, se deben tener en cuenta sus diferencias en el propósito de las conclusiones y parámetros de los circuitos de corrección.

Para ajustar el estabilizador, se requiere una fuente de voltaje de CA ajustable de 36 ... 42 V. Además, es necesario poder controlar la velocidad del eje del motor cuando cambia la carga mecánica.

Un sensor de velocidad simple y conveniente es una cabeza de micrófono convencional montada a una distancia de unos pocos milímetros de un eje en el que se fija un pequeño imán permanente. Los pulsos introducidos en el devanado de cabeza se pueden observar en la pantalla del osciloscopio, y su frecuencia se puede medir con un frecuencímetro. Se crea una carga mecánica variable sobre el eje presionando una pieza de caucho denso contra él. Este método es adecuado para motores de hasta 200 W.

Comenzando a establecer, en lugar de una resistencia constante R5, se instala una resistencia de sintonización con un valor nominal de ohmios 470. El motor de la resistencia variable R12 se transfiere a la posición correspondiente a la resistencia mínima. Encendiendo la energía, la resistencia de ajuste R19 logra una parada completa del motor. Luego, con una resistencia de ajuste R15, se obliga al motor a comenzar a girar a una velocidad mínima.

Después de eso, el motor de la resistencia variable R12 se coloca en la posición media y, después de esperar que el motor acelere a una velocidad constante, su eje se carga mecánicamente. Al cambiar la resistencia de la resistencia R5, se logra una dependencia mínima de la velocidad de la carga. Ahora la resistencia de sintonización se puede reemplazar con una constante de la resistencia deseada.

La resistencia de sintonización R22 se establece en una posición en la que la velocidad del motor permanece prácticamente constante cuando el voltaje de suministro cambia en un 10 ... 20%. Luego, la resistencia de la resistencia R12 se reduce nuevamente al mínimo y la resistencia de sintonización R19 establece la velocidad de rotación igual al límite inferior del intervalo de control especificado. Esto completa la estabilización del estabilizador.

Autor: V.Tushnov, Lugansk, Ucrania

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