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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Unité de commande du moteur de la machine à coudre. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / moteurs électriques Les machines à coudre domestiques sont souvent électrifiées en installant un moteur à collecteur MSH-2, alimenté par un secteur alternatif de 220 V, 50 Hz. Le contrôle de ce moteur avec une pédale standard n'est pas fiable, de plus, il n'est pas toujours possible de l'acheter. Dans la conception proposée, une pédale auto-fabriquée est utilisée, équipée d'un capteur de position optique, et une forte pression dessus provoque une accélération forcée du moteur. La vitesse réglée par la pédale ne change pas sous la charge variable sur l'arbre moteur caractéristique des machines à coudre. Il est possible de limiter la fréquence maximale et le seuil limite peut être réglé pendant la couture. Le schéma de l'unité de commande (sans les unités de puissance) est illustré à la fig. 1. Le capteur de vitesse de l'arbre moteur est un optocoupleur à canal optique ouvert U1, dont les signaux sont amplifiés et formés par le transistor VT1 et le déclencheur de Schmitt DD1.1.
Comme le montre la fig. 2, une petite carte est fixée sur le carter du moteur 1 avec une vis 2. L'optocoupleur 3 installé dessus pénètre dans un trou spécialement percé dans le boîtier 1. La fenêtre optique de l'optocoupleur doit être à une distance de 1 ... 2 mm de la roue du ventilateur montée sur l'arbre 5 4. Un masque est appliqué sur la surface de la roue faisant face à l'optocoupleur vue A sur le détail 2). Elle est peinte en noir et blanc. Vous pouvez également, en noircissant la surface, y coller des bandes de papier d'aluminium. En ajustant la position de l'optocoupleur par rapport à la roue et en sélectionnant la valeur de la résistance R4, la plage maximale d'impulsions sur le collecteur du transistor VT3 est atteinte lorsque l'arbre du moteur tourne.
Au total, il y a 16 secteurs lumineux sur le masque, par conséquent, 2.1 impulsions sont reçues à l'entrée du vibrateur unique DD16 par tour d'arbre. En réponse à chacun d'eux, le vibreur unique génère une impulsion d'amplitude et de durée fixes, de sorte que la composante constante de la tension en sortie du vibreur unique est proportionnelle à la vitesse de rotation. La composante constante, amplifiée et filtrée par la cascade sur l'ampli-op DA4, sert de signal de retour dans le système de stabilisation de la vitesse. La pente de la dépendance de la tension à la fréquence est définie par une résistance d'accord R12. La conception de la pédale est illustrée à la fig. 3. Sa partie mobile 2 et sa base fixe 1 sont reliées par un ressort 3, qui résiste à la pression. L'optocoupleur 4 (U2 similaire à U1, voir Fig. 1) est placé sur la base 1. En fonction de la distance entre l'optocoupleur 4 et le réflecteur 5, monté sur la partie mobile 2, la quantité de lumière émise par l'optocoupleur à LED 4, renvoyée vers la surface sensible de son phototransistor, change, de sorte que le courant du phototransistor change. La cascade sur la puce DA1 convertit le courant en tension. La valeur de la résistance R7 est choisie pour que la course complète de la pédale corresponde à une variation de la tension en sortie de DA1 de 0 à environ -8 V.
Op-amp DA2 - un élément de comparaison et un amplificateur de signal d'erreur du système de stabilisation. Ses entrées reçoivent des signaux proportionnels à la vitesse de rotation et à la position de la pédale, et la tension de sortie à travers la diode VD5 est appliquée à l'entrée 3 de l'ampli-op DA3, qui sert de comparateur. L'entrée 3 du comparateur est reliée à un générateur de tension en dents de scie, constitué d'un pont de diodes VD1-VD4 et d'une cascade sur un transistor VT2. La tension secteur ramenée à 6 V est appliquée au pont. Aux moments où la tension secteur passe par zéro, quand toutes les diodes du pont sont fermées, et que le transistor VT2 est ouvert par le courant traversant la résistance R6, le condensateur C1 est chargé presque à la tension d'alimentation. de chaque alternance, la valeur instantanée de la tension du secteur est différente de zéro, donc la tension positive redressée par le pont 2, agissant sur la base du transistor VT1, maintient celui-ci à l'état fermé. Le condensateur C10 est déchargé à travers la résistance R0,2. En sélectionnant la valeur de cette résistance, ils garantissent que la tension aux bornes du condensateur ne descende pas en dessous d'environ XNUMX V. Sinon, l'arbre du moteur continuera à tourner même lorsque la pédale est relâchée. Les décroissances des impulsions à la sortie de DA3 coïncident avec les moments où la tension secteur passe par zéro, et la position des fronts sur l'axe des temps dépend de la tension à la sortie de l'ampli-op DA2. À travers la diode \ / D6 et la résistance R25, les impulsions sont envoyées à la base du transistor VT4, dans le circuit collecteur duquel se trouvent la LED de l'optothyristor U3.1 et la résistance de limitation R28. Sur la fig. 4 montre un schéma de la partie puissance de l'unité de commande, la numérotation de ses éléments continue celle commencée à la fig. 1. Le thyristor U3.2 dans la diagonale du pont VD8 s'ouvre à chaque demi-cycle avec le début de l'impulsion lumineuse générée par la LED U3.1. Le moteur électrique M1, inclus dans la deuxième diagonale du pont VD8, reçoit la tension du secteur. Le fait que l'impulsion lumineuse d'ouverture du thyristor se poursuive jusqu'à la fin de l'alternance évite une fermeture prématurée (avant la fin de l'alternance) du thyristor due aux perturbations de contact de courte durée caractéristiques des moteurs collecteurs dans le balai.
Revenons à la fig. 1. En plus des nœuds décrits ci-dessus, l'appareil dispose d'un limiteur pour la valeur moyenne de la tension fournie au moteur. Le limiteur se compose d'un seul vibreur DD2.2 et d'un interrupteur à transistor VT3. La baisse de chaque impulsion de commande (coïncidant dans le temps avec la valeur instantanée nulle de la tension secteur) déclenche le vibrateur unique DD2.2, dont les impulsions ouvrent le transistor VT3. En conséquence, le transistor VT4, et avec lui l'optothyristor U3, ne peut pas s'ouvrir tant que l'impulsion monostable n'est pas terminée. De ce fait, la tension moyenne sur le moteur ne peut pas dépasser la valeur qui dépend de la position de la résistance variable R24. La pratique a montré que souvent, si le seuil limite est trop bas, le moteur ne peut pas démarrer sous charge, bien qu'il fonctionne normalement après une accélération préliminaire. En relation avec cette circonstance, une unité d'arrêt forcé du limiteur est fournie, assemblée sur l'OS DA5. Tant que la tension sur la broche 6 de DA4, proportionnelle à la vitesse de rotation, est inférieure au seuil fixé par le trimmer R20 en valeur absolue, la tension en sortie de DA5 est négative, la diode VD7 est fermée et le niveau logique bas de la tension à l'entrée R du vibreur unique DD2.2 désactive ce dernier, permettant le démarrage du moteur en toute confiance. Avec l'augmentation de la vitesse, le niveau bas à l'entrée R DD2.2 est remplacé par un niveau haut, permettant le fonctionnement du vibrateur unique. L'unité peut être alimentée à partir de n'importe quelle source stabilisée avec des tensions de sortie de +9 et -9 V, capable de délivrer un courant d'au moins 100 mA dans le circuit de tension positif et 30 mA dans le circuit négatif. Une tension alternative de 6 V est fournie au pont de diodes VD1-VD4 à partir d'un enroulement secondaire séparé du transformateur secteur. S'il n'y a pas un tel enroulement, vous pouvez utiliser un transformateur abaisseur supplémentaire qui donne la tension souhaitée. Le bloc utilisait des résistances fixes MLT, variables R24 - SP-1; tondeuses R12, R20 - SPO-0,15. Condensateurs C1, C3, C5 - film métallique, C7 - MBHC, oxyde C2, C4, C6 - K50-35. Les transistors KT502V peuvent être remplacés par KT502A, KT502D, KT502E, KT361B, KT361V, KT361G et KT503V - par KT503A, KT503D, KT503E, KT315B, KT315V, KT315P. Au lieu du microcircuit K564AG1, son CD4098B analogique étranger convient, au lieu de KR140UD608 - K140UD6, K140UD7, KR140UD708. Le pont de diodes KTs405B peut être remplacé par des diodes KTs402A, KTs403A, KTs403B, KTs403V, KD509A - par KD503A, KD510A, KD518A. Un moteur MSH-2 non chargé à une tension d'alimentation nominale peut développer une vitesse très élevée (jusqu'à 20000 1 min-3000). Par conséquent, il est souhaitable que lors du réglage de l'unité de commande, le moteur soit chargé mécaniquement par l'entraînement de la machine à coudre fonctionnant au ralenti (sans tissu ni fils). Pour la plupart des machines à coudre, la vitesse de rotation maximale de l'arbre moteur dans ces conditions est d'environ 1 min-2.1800, ce qui correspond au taux de répétition des impulsions d'un seul vibrateur DDXNUMX Hz. La durée de ces impulsions doit être de 0,8 ms. Si, à la vitesse maximale de l'arbre moteur, l'ampli-op DA4 entre en saturation, la durée doit être réduite. Il est corrigé en sélectionnant la valeur de la résistance R16. La durée d'impulsion du vibrateur unique DD2.2 doit être modifiée à l'aide d'une résistance variable R24 dans la plage de 2 ... 6 ms. En appuyant à fond sur la pédale et en déplaçant le moteur de la résistance accordée R12 de la gauche (selon le schéma) vers la droite, réglez-le sur la position à partir de laquelle le régime moteur diminue. La résistance accordée R20 est ajustée en fonction du démarrage le plus sûr du moteur sous charge. Si vous devez régler l'unité de commande avec un moteur déchargé, la vitesse de ce dernier peut être réduite aux 3000 s-1 requis à l'aide d'une résistance variable R24, si nécessaire, en modifiant temporairement les valeurs nominales de celle-ci et de la résistance R22. Auteur : N.Shukov, Gomel, Biélorussie
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