Régulateur-stabilisateur de la fréquence de rotation du moteur collecteur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Dans de nombreux appareils électroménagers et outils électriques équipés de moteurs à collecteur, il n'est pas possible de régler la vitesse et le couple de l'arbre moteur. Cela rend ces appareils peu pratiques à utiliser, les obligeant à effectuer de nombreuses opérations dans un mode loin d'être optimal. Ces lacunes sont éliminées par le régulateur-stabilisateur de vitesse proposé, conçu pour contrôler le moteur à courant continu UV-705 (400 V, 10 A). Le régulateur peut être utilisé avec d'autres moteurs de collecteur.

À l'aide du régulateur décrit ci-dessous, la fréquence et le couple peuvent être modifiés et maintenus dans la plage de zéro au maximum développé par le moteur. Le mode couple réduit est utile, par exemple, pour limiter la tension du fil dans un enrouleur ou pour éviter la casse de l'outil de coupe s'il se coince dans le matériau en cours de traitement. L'appareil implémente un algorithme de contrôleur à intégration proportionnelle (PI).

Le schéma de l'appareil est illustré à la fig. 1. Le moteur électrique M1 est alimenté par un redresseur commandé de trinistors VS1, VS2 et de diodes VD3, VD4. L'alimentation CC est également favorable pour les moteurs à collecteur CA. Ils développent même plus de couple dans ce mode que le nominal. La résistance R10, shuntant le moteur, garantit qu'en cas de coupures de courte durée dans le circuit caractéristique de l'ensemble collecteur-balai du moteur, le courant traversant le trinistor allumé reste supérieur au courant de coupure.

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Les impulsions qui ouvrent les trinistors sont formées par un nœud constitué d'un générateur à base de transistors VT3, VT4, connectés selon le circuit analogique d'un transistor unijonction, d'un amplificateur de puissance à base d'un transistor VT5 et d'un transformateur d'impulsions T1.

Le détecteur de zéro sur les transistors VT1, VT2 au début de chaque demi-cycle de la tension secteur décharge le condensateur C1, après quoi le condensateur est chargé par le courant traversant les résistances R6, R19 et la diode VD10 et proportionnel à la sortie tension de l'ampli-op DA1. Plus le courant de charge est important, plus la tension aux bornes du condensateur C1 atteint rapidement le seuil de fonctionnement de l'analogique du transistor unijonction. A ce moment, une impulsion d'une durée d'environ 200 µs se forme, qui ouvre l'un des trinistors VS1, VS2, dont la tension à l'anode dans cette alternance est positive par rapport à la cathode.

Comme l'expérience l'a montré, une impulsion d'une telle durée est suffisante pour ouvrir n'importe lequel des trinistors testés. En raccourcissant l'impulsion, il a été possible de réduire la puissance consommée par le dispositif de commande à 1,6 W (en tenant compte de la puissance dissipée par la résistance R1).

A partir de la génératrice tachymétrique G1 reliée mécaniquement au moteur M1, une tension proportionnelle à la vitesse de l'arbre entre dans le système de stabilisation. L'ampli-op DA1 sert d'élément pour comparer cette tension avec celle provenant du moteur de la résistance variable R12 - le régulateur de vitesse. Le condensateur C4 élimine l'inclusion à court terme de la pleine vitesse du moteur au moment où la tension secteur est appliquée.

Grâce à la rétroaction via le circuit R20C5, l'amplificateur opérationnel DA1 amplifie non seulement le signal d'erreur, mais agit également comme un filtre intégrateur proportionnel pour le système de stabilisation de la vitesse. La résistance variable R19 régule le couple. Plus la résistance est introduite, moins le couple est important.

La plupart des pièces du régulateur-stabilisateur sont placées sur une planche en fibre de verre unilatérale de 1,5 mm d'épaisseur (Fig. 2). Résistances fixes - MLT, condensateurs à oxyde - K50-6, condensateurs C1 et C5 - KM-4, KM-5 ou autres céramiques. Le transformateur d'impulsions T1 est enroulé sur un anneau de ferrite K16x10x4 2000NM. Deux enroulements de 50 spires de fil PEV-2 0,35 sont isolés l'un de l'autre et du circuit magnétique par des segments d'un tube PVC selon la méthode décrite dans l'article de D. Priymak "Winding a pulse transformer" ("Radio", 1988, n° 9, p. 60) . Au lieu d'un transformateur fait maison, vous pouvez installer un transformateur prêt à l'emploi MIT-4vm.

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Un moteur électrique à courant continu de petite taille DPM-20-3.01 est utilisé comme génératrice tachymétrique, vous pouvez utiliser DPM-25-NZ-03 ou DP-1-26TsR-2M (ce dernier après le retrait du régulateur centrifuge). D'autres moteurs à collecteur de petite taille avec stators à aimants permanents conviennent également, par exemple, à partir de jouets électromécaniques et de magnétophones portables. La liaison mécanique des arbres de la génératrice tachymétrique G1 et du moteur électrique M1 doit être rigide et sans jeu, sinon le système de stabilisation risque de perdre sa stabilité et des oscillations non amorties de la vitesse de rotation se produiront.

Lors du choix d'une génératrice tachymétrique, il convient de garder à l'esprit qu'elle est connectée électriquement au réseau et mécaniquement - à l'arbre et au boîtier du moteur électrique M1, accessible à l'opérateur et parfois mise à la terre. Ce dernier assurera la sécurité électrique, mais en cas de panne de l'isolation de la génératrice tachymétrique, cela entraînera la défaillance du régulateur. Si la qualité de l'isolation de l'enroulement de la génératrice tachymétrique de son arbre et de son boîtier est mise en doute, il est préférable d'abandonner l'alimentation sans transformateur du régulateur-stabilisateur en appliquant une tension alternative de 1 ... 12 V au pont VD15 de un petit transformateur abaisseur de puissance.

En ajustant le régulateur, principalement en sélectionnant les résistances R11 et R13, ils s'assurent que le réglage de la résistance variable du moteur R12 sur la position haute selon le schéma conduit à un arrêt complet du moteur électrique M1. La vitesse maximale spécifiée (moteur R12 en position basse) est atteinte en sélectionnant la résistance R16.

Si, avec une translation brusque du moteur de la résistance variable R12 d'une position à une autre, la vitesse de rotation de l'arbre moteur M1 atteint trop lentement une nouvelle valeur constante ou si ce processus s'accompagne de fluctuations de la vitesse de rotation, il est nécessaire pour sélectionner les valeurs de la résistance R20 et du condensateur C5. Pour plus de commodité, la carte de circuit imprimé (Fig. 2) fournit des plots supplémentaires pour le condensateur spécifié, ce qui vous permet de le "recruter" à partir de deux capacités plus petites.

Auteur : V.Voinkov, Severodvinsk, région d'Arkhangelsk.

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