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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Estabilizador de velocidad de rotación para motores eléctricos de tipo DPR, DPM y otros. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Los motores eléctricos Muy a menudo, en varios dispositivos de mecánica, automatización, se requiere estabilizar con mucha precisión la velocidad de rotación de un motor eléctrico de CC (EM). La mayoría de los dispositivos que se pueden encontrar en la literatura ofrecen estabilización de la velocidad de rotación del ED al cambiar la corriente consumida por este durante un aumento en la carga en el eje. Al mismo tiempo, se enciende una resistencia en serie con el ED. Esto es aceptable si la potencia del ED es baja. Si el ED es más potente y la corriente que consume es superior a 1 A, las pérdidas en la resistencia serán grandes. Además, dicho esquema estabiliza la velocidad en un rango estrecho de cambios en la carga sobre el eje. El estabilizador de velocidad DC EM propuesto por mí no tiene las desventajas anteriores y es capaz de mantener la velocidad en el eje EM con una precisión muy alta. Le permite conectar ED con diferentes voltajes de suministro y consumo de energía. Dicha estabilización está garantizada por la retroalimentación del sensor ubicado en el eje EM, así como por el hecho de que con un aumento en la carga en el eje, el circuito aumenta el voltaje en el EM hasta el máximo, y con un aumento en la velocidad EM (por cualquier motivo), el voltaje en él disminuye. Por lo tanto, se produce un proceso oscilatorio, como resultado del cual se establece el voltaje óptimo en el EM con una determinada carga. El estabilizador se utilizó con un motor eléctrico de fabricación polaca con una potencia de unos 30 W (no sé su nombre), así como con un motor eléctrico tipo DLM-30, y en ambos casos dio buenos resultados. El diagrama esquemático del estabilizador de velocidad se muestra en la Fig.1. Se basa en el microcircuito KR1108PP1A, encendido en el modo de convertidor de digital a analógico (DAC).
La señal del sensor de velocidad (Fig. 2) se alimenta a través de un generador de pulso estable, hecho en el chip DD1.1, a la entrada DAC.
En la salida del DAC (pin 13 DA1) se obtiene un voltaje de diente de sierra, cuya amplitud es mayor cuanto mayor sea la frecuencia en la entrada DA1. Este voltaje se reduce tres veces, se suaviza mediante la cadena R6, R7, C7 y se alimenta a la entrada directa del amplificador operacional DA2. Se suministra un voltaje ejemplar a la entrada inversora del amplificador operacional, tomado del divisor en las resistencias R8, R9, R10 y el estabilizador DA5. El voltaje de referencia se compara con el voltaje del DAC DA1. Si el voltaje de entrada del amplificador operacional es menor que el del ejemplo, entonces se establece un nivel bajo en la salida de este último, que se alimenta al transistor VT1 a través del diodo VD1 (protegiendo al transistor VT1 del voltaje negativo). El transistor permanece cerrado y la corriente de la resistencia R13 a través del circuito de suavizado R3, C8 abre los transistores VT2, VT3. El voltaje máximo se aplica al ED y comienza a girar. A medida que el EM acelera, la frecuencia de la señal del sensor aumenta y, en consecuencia, el voltaje de entrada en la entrada directa del amplificador operacional. Tan pronto como sea igual al ejemplar, se establecerá un nivel alto en la salida del amplificador operacional y el transistor VT1 se abrirá, y los transistores VT2, VT3 comenzarán a cerrarse mientras el capacitor C8 se está cargando. La velocidad de ED disminuirá. Como resultado se obtiene un proceso oscilatorio decreciente (con una duración aproximada de 0,5 s, dependiendo de la capacitancia del capacitor C8), luego del cual se fijará la velocidad EM a la cual la velocidad de rotación permite obtener una tensión igual al ejemplar en la entrada directa del amplificador operacional. En la salida del amplificador operacional durante la operación, se establece un cierto ciclo de trabajo de los pulsos, que varía según la velocidad de rotación y la carga en el eje EM. Estos pulsos son suavizados por el condensador C8. En principio, no se pueden suavizar, pero me pareció más preferible el funcionamiento de un ED con un voltaje cambiante y no un ciclo de trabajo. El circuito está alimentado por un voltaje no estabilizado de ~20 V y un voltaje estabilizado de +30 V con respecto al cable común. El voltaje de +30 V se puede cambiar en un rango muy amplio, necesario para el tipo de EM utilizado. Si excede el voltaje de entrada máximo permitido del estabilizador DA3 y los transistores VT1-VT3, entonces es necesario reemplazar los transistores con otros (con un voltaje colector-emisor más permitido) y alimentar DA3 desde un +20 V no estabilizado separado fuente. El sensor de velocidad es un disco hecho de material opaco (es muy conveniente hacerlo de textolita), en el que se perforan 30-60 agujeros en un círculo (Fig. 3).
El disco se fija en el eje ED. El circuito que se muestra en la Fig. 2 convierte la rotación del disco en pulsos rectangulares. Si se utiliza un disco con 60 orificios, se puede conectar un frecuencímetro con un tiempo de medición de 1 s a la salida del sensor. Mostrará la velocidad de rotación en RPM. La placa de circuito impreso se muestra en la Figura 4. Contiene todos los elementos de la Fig. 1, excepto el transistor VT3 y el potenciómetro R9.
Los pines no utilizados del microcircuito DD1 están conectados a tierra y a una fuente de alimentación (no se muestra en el diagrama). El transistor VT3 debe ubicarse en el radiador, cuya superficie se elige según la potencia del ED. Al usar un ED del tipo DPM-30, usé una placa de aluminio con dimensiones de 50x100 mm, curvada con la letra P. Las resistencias fijas y los capacitores son de tamaño plano 1206 (excepto R8, R10 tipo C3-23 o MLT-0,125 resistencias). Condensadores electrolíticos tipo K50-35. Resistencia trimmer tipo SP-16v u otro tamaño adecuado. La resistencia R9 es deseable para usar el tipo SP5-35a, aunque cualquier otra es posible. Como estabilizador de tensión utilicé el circuito descrito en la revista "Radio" 2/1981, pp. 44-46. Como sensor (ver Fig. 2), puede usar cualquier otro circuito que emita pulsos con una amplitud de 12 ... 15 V en la salida. Para sintonizar el circuito, en lugar de las resistencias R8, R10, es conveniente instalar dos resistencias de sintonización. Primero, se ajustan a la resistencia mínima. El control deslizante de la resistencia R9 se establece en la posición más baja (según el esquema), y la resistencia R5 se selecciona como la máxima. Habiendo conectado el ED, gire el regulador R9, aumentando la velocidad de rotación. En este caso, debe controlar el voltaje en el pin 13 DA1 con un voltímetro. Si el voltaje alcanza los 10 V y la velocidad de rotación del ED aún es insuficiente, entonces la resistencia R5 se reduce de modo que a la velocidad máxima de rotación del eje del ED, el voltaje en el pin 13 DA1 es 10 ... 10,5 V. Luego, utilizando las resistencias R8 y R10, establezca respectivamente los límites máximo y mínimo, regulados por la resistencia R9. Después de eso, las resistencias R8, R10 se miden y reemplazan por constantes. Esto completa la configuración. Detalles. En lugar del chip KR1108PP1A, puede usar el KR1108PP1B. OU KR140UD6 puede ser reemplazado por cualquier otro, por ejemplo KR140UD7, KR544UD1. El estabilizador de voltaje KR142EN8E se puede reemplazar con KR142EN8V; 79L15 - KR1168EN15, 78L05 - KR1170EN5, KR1157EN502. El chip K561LA7 se puede reemplazar con el K561LE5. En el circuito del sensor (ver Fig. 2), en lugar del microcircuito K561TL1, puede usar K561LA7, K561LE5 (en este caso, es deseable encender tres de sus inversores en serie). Autor: I. A. Korotkov
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