Motor Control. Шим регулятор на 555 схема для двигателя

Motor Control. Шим регулятор на 555 схема для двигателя

Рассмотрим наиболее удобный метод регулировки скорости вращения электродвигателя постоянного тока основан на использовании широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Достоинства широтно-импульсного способа регулирования мощности в цепях постоянного тока широко известны. В случае мощных низковольтных нагрузок (до 20 В), где зачастую необходимо управлять значительными токами, данный способ практически безальтернативен. Множество вариантов схемной реализации ШИ-регуляторов неоднократно публиковалось в технической литературе и в интернете. Основой для их построения чаще всего служат интегральные таймеры, операционные усилители и компараторы, иногда ШИМ-регуляторы для вторичных источников питания. В качестве выходных ключей выгодно использовать n-канальные MOSFET транзисторы, обладающие близкими к идеальным ключевыми свойствами. Использование специализированных ИС для регулирования мощности ранее ограничивалось их труднодоступностью, возможно поэтому публикации по их практическому применению отсутствуют.

Для генерации ШИМ сигнала можно взять схему на основе микросхемы LM555. Самая простая схема регулятора оборотов двигателя постоянного тока показана на рисунке:Здесь Q1 — полевой транзистор n-типа, способный выдерживать максимальный ток двигателя при заданном напряжении и нагрузке на валу. Напряжение для питания микросхемы LM555 от 3 до 18 В, а напряжение для питания двигателе может быть больше ( в зависимости от параметров полевого транзистора). Частоту ШИМ сигнала можно рассчитать по формуле:

где R1 в омах, C1 в фарадах.

При номиналах указанных на схеме выше, частота ШИМ сигнала будет равна:

F = 1.44/(50000*0.0000001) = 290 Гц.

Возможно, Вам это будет интересно:

В комплектацию платы регулятора оборотов входит:

1. Спаянная, настроенная и проверенная плата регулятора оборотов.
2. Переменный резистор с пластиковой ручкой.
3. Клавишный переключатель включения контроллера.
4. Клавишный переключатель направления вращения (Для реверса).
5. Светодиод индикации.
6. Запасной предохранитель.
7. Краткое описание.

Есть в наличии комплект платы регулятора оборотов со всеми необходимыми проводами. Помимо самой платы в комплект входит:

1. Сетевой шнур для подключения питания длинной 1 метр.
2. Провод для подключения таходатчика длинной 1 метр
3. Провода для подключения двигателя с распаянным тумблером реверса. От тумблера до двигателя 1 метр
4. Светодиод с проводом 20 см.
5. Тумблер включения с проводом 20 см.
6. Резистор регулятора оборотов с с проводами 20 см.
7. Запасной предохранитель и краткое описание прилагаются

Стоимость платы регулятора оборотов с комплектом проводов составит 800 грн. Если вам необходим такой комплект, то обязательно сообщите об этом по телефону и напишите в комментарии к заказу.

Видео обзор платы регулятора оборотов с обратной связью:

Подключение реверса для платы регулятора оборотов для двигателей от стиральных машин на TDA1085

Техника безопасности при работе с регулятором

Для того чтобы избежать поражения электрическим током соблюдайте основные меры безопасности:
— Никогда не прикасайтесь к подключенной к сети 220v плате руками.
— С осторожностью проводите настройку платы, при необходимости делайте это при помощи отвертки с прорезиненной ручкой.
— Будьте аккуратны с переменным резистором, на нем тоже присутствует напряжение в местах подключения к клемм и в местах соединения с проводами.
— Настоятельно рекомендую сначала подключить двигатель и сетевой провод к плате, а затем уже подключать к сети 220V. — Желательно плату поместить в корпус, предусмотрев отверстия для вентиляции. Если корпус металлический обязательно его заземляем, вместе с двигателем.
— Не допускайте перегрева симистора, отслеживайте температуру на радиаторе. Температура не должна превышать 80С. Не прикасайтесь к радиатору до отключения регулятора от сети.
— Помните, что в случае выхода симистора из строя, двигатель может выйди на максимальные обороты, поэтому установите кнопку аварийного отключения питания.

Подключение коллекторного электродвигателя с тахогениратором или датчиком Холла к регулятору оборотов с обратной связью на контроллере TDA1085

Внимание. Провода обозначенные на схеме синим цветом подключаются только в том случае если ваш двигатель с датчиком Холла! Если ваш двигатель с таходатчиком, то их подключать не нужно! Схема не заработает. Это стало распространенной ошибкой среди покупателей.

Ознакомится с особенности подключения датчика Холла вы можете в статье перейдя по ссылке

Регулятор напряжения

Самым простым и доступным регулятором количества оборотов электромотора стиральной машины является любое устройство, предназначенное для подобных действий. Это может быть:

• Димер;
• Гашетка электродрели;
• Поворотное колесо и т.д., взятое от любого бытового прибора или приобретенное в магазине.

Смысл операции по регулировке оборотов прост и заключается в уменьшении или увеличении поступающего напряжения на двигатель из сети 220 Вольт. То есть поворачивая колесо регулировки, мы регулируем напряжение, а следовательно, и задаем скорость вращения. Схема данного подключения выглядит следующим образом:

• Провод от катушки (1) соединяем с кабелем, идущим от якоря.
• 2-катушечный провод направляем на сеть.

• Оставшийся кабель (2) якоря замыкаем на димер.
• Второй выход димера – на сеть.
• Производим пробный запуск электромотора и работу регулятора.

Если вы ничего не перепутали, двигатель будет послушно изменять количество своих оборотов. Но появится одна большая проблема. При касании к вращающейся оси двигателя он будет останавливаться. То есть при малейшем стороннем воздействии происходит потеря мощности, независимо от подаваемого напряжения. По сути, мы имеем на руках работающий движок без каких-либо полезных функций.

Подключение через плату (микросхему)

Наша схема регулировки оборотов изначально не была самой элементарной. И именно для этого мы использовали в ней тахогенератор. Теперь пришло время заняться им. Ведь с помощью таходатчика мы сможем регулировать обороты двигателя стиральной машины без какой-либо потери его мощности, то есть превратив электромотор в реально функциональное устройство.

В нашем случае таходатчик является посредником между двигателем и микросхемой, которая выглядит следующим образом. Данная схема создана на основе заводской платы с маркировкой TDA 1085. Приобрести ее не составит никакого труда в магазинах радиотехники.

Вполне уместным будет вопрос — что изменится в работе двигателя после его подключения через микросхему? Очень многое.

Если при обычном подключении, описанном нами выше, запускать двигатель в работу приходилось движением руки. То теперь это возможно простым поворотом тумблера. При попытке воздействия на вращающийся шкив двигатель не останавливается полностью, а сбрасывает обороты буквально на долю секунды, после чего возвращается к заданной мощности, но уже с учетом возросшей нагрузки.

То есть встроенная нами микросхема, получив сигнал от таходатчика об уменьшении количества оборотов из-за возросшей нагрузки, мгновенно реагирует на это и увеличивает мощность, а следовательно, и количество оборотов электромотора.

Прекрасный для самоделок мотор от стиральной машины имеет слишком высокие обороты, и малый ресурс на максимальных оборотах. Поэтому я применяю простой самодельный регулятор оборотов (без потери мощности). Схема опробована и показала прекрасный результат. Обороты регулируются примерно от 600 до max.

Потенциометр электрически изолирован от сети, что повышает безопасность пользования регулятором.

Симистор необходимо поставить на радиатор.

Оптопара (2 шт) практически любая, но EL814 имеет внутри 2 встречных светодиода, и просится в эту схему.

Высоковольтный транзистор можно поставить, например, IRF740 (от БП компьютера), но жалко такой мощный транзистор ставить в слаботочную цепь. Хорошо работают транзисторы 1N60, 13003, КТ940.

Вместо моста КЦ407 вполне подойдет мост из 1N4007, или любой на >300V, и ток >100mA.

Печатка в формате.lay5. Печатка нарисована «Вид со стороны М2 (пайка)», так что при выводе на принтер ее надо зеркалить. Цвет М2 = черный, фон = белый, остальные цвета не печатать . Контур платы (для обрезки) выполнен на стороне М2, и будет указателем границ платы после травления. Перед запайкой деталей его следует удалить. В печатку добавлен рисунок деталей со стороны монтажа для переноса на печатку. Она тогда приобретает красивый и законченный вид.

Регулировка от 600 оборотов подходит для большинства самоделок, но для особых случаев предлагается схема с германиевым транзистором. Минимальные обороты удалось снизить до 200.

Минимальные обороты получил 200 об/мин (170-210, электронный тахометр на низких оборотах плохо меряет), транзистор Т3 поставил ГТ309, он прямой проводимости,и их много. Если поставить МП39, 40, 41, П13, 14, 15, то обороты должны еще снизиться, но уже не вижу надобности. Главное, что таких транзисторов как грязи, в отличие от МП37 (смотри форум).

Плавный пуск прекрасно работает, Правда на валу мотора пусто, но от нагрузки на валу при пуске, подберу R5 при необходимости.

R5 = 0-3к3 в зависимости от нагрузки;; R6 = 18 Ом — 51 Ом — в зависимости от симистора, у меня сейчас этого резистора нет;; R4 = 3к — 10к — защита Т3;; RР1 = 2к-10к — регулятор скорости, связан с сетью, защита от сетевого напряжения оператора обязательна. Есть потенциометры с пластмассовой осью, желательно использовать. Это большой недостаток данной схемы, и если нет большой необходимости в малых оборотах, советую использовать V17 (от 600 об/мин).

С2 = плавный пуск, = время задержки включения мотора;; R5 = заряд С2, = наклон кривой заряда, = время разгона мотора;; R7 — время разряда С2 для следующего цикла плавного пуска (при 51к это примерно 2-3 сек)