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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Stabilisateur de vitesse de rotation pour moteurs électriques de types DPR, DPM et autres. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / moteurs électriques Assez souvent, dans divers dispositifs de mécanique, d'automatisation, il est nécessaire de stabiliser très précisément la vitesse de rotation d'un moteur électrique à courant continu (EM). La plupart des dispositifs que l'on peut trouver dans la littérature proposent une stabilisation de la vitesse de rotation de l'ED en modifiant le courant consommé par celui-ci lors d'une augmentation de la charge sur l'arbre. En même temps, une résistance est allumée en série avec l'ED. Ceci est acceptable si la puissance de l'ED est faible. Si l'ED est plus puissant et que le courant qu'il consomme est supérieur à 1 A, les pertes sur la résistance seront importantes. De plus, un tel schéma stabilise la vitesse dans une plage étroite de modifications de la charge sur l'arbre. Le stabilisateur de vitesse DC EM proposé par moi ne présente pas les inconvénients ci-dessus et est capable de maintenir la vitesse sur l'arbre EM avec une très grande précision. Il vous permet de connecter ED avec une tension d'alimentation et une consommation d'énergie différentes. Une telle stabilisation est assurée par la rétroaction du capteur situé sur l'arbre EM, ainsi que par le fait qu'avec une augmentation de la charge sur l'arbre, le circuit augmente la tension sur l'EM jusqu'au maximum, et avec une augmentation de la vitesse EM (pour une raison quelconque), la tension diminue. Ainsi, un processus oscillatoire se produit, à la suite duquel la tension optimale est établie sur l'EM à une certaine charge. Le stabilisateur a été utilisé avec un moteur électrique de fabrication polonaise d'une puissance d'environ 30 W (je ne connais pas son nom), ainsi qu'avec un moteur électrique de type DLM-30, et dans les deux cas a montré de bons résultats. Le schéma de principe du stabilisateur de vitesse est illustré à la Fig.1. Il est basé sur le microcircuit KR1108PP1A, activé en mode convertisseur numérique-analogique (DAC).
Le signal du capteur de vitesse (Fig. 2) est transmis via un générateur d'impulsions stable, réalisé sur la puce DD1.1, à l'entrée DAC.
En sortie du DAC (broche 13 DA1) on obtient une tension en dents de scie dont l'amplitude est d'autant plus élevée que la fréquence à l'entrée DA1 est élevée. Cette tension est réduite trois fois, lissée par la chaîne R6, R7, C7 et envoyée à l'entrée directe de l'ampli-op DA2. Un exemple de tension est fourni à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel, prélevée sur le diviseur sur les résistances R8, R9, R10 et le stabilisateur DA5. La tension de référence est comparée à la tension du DAC DA1. Si la tension d'entrée de l'amplificateur opérationnel est inférieure à celle de l'exemple, un niveau bas est défini à la sortie de ce dernier, qui est envoyé au transistor VT1 via la diode VD1 (protégeant le transistor VT1 de la tension négative). Le transistor reste fermé et le courant de la résistance R13 à travers le circuit de lissage R3, C8 ouvre les transistors VT2, VT3. La tension maximale est appliquée à l'ED et il commence à tourner. Au fur et à mesure que l'EM accélère, la fréquence du signal du capteur augmente et, par conséquent, la tension d'entrée à l'entrée directe de l'ampli-op. Dès qu'il égale celui de l'exemple, un niveau haut sera défini à la sortie de l'amplificateur opérationnel et le transistor VT1 s'ouvrira, et les transistors VT2, VT3 commenceront à se fermer pendant que le condensateur C8 se charge. La vitesse ED diminuera. En conséquence, un processus oscillatoire décroissant est obtenu (d'une durée d'environ 0,5 s, en fonction de la capacité du condensateur C8), après quoi la vitesse EM sera fixée à laquelle la vitesse de rotation permet d'obtenir une tension égale à l'exemple à l'entrée directe de l'ampli-op. À la sortie de l'amplificateur opérationnel pendant le fonctionnement, un certain rapport cyclique des impulsions est défini, qui varie en fonction de la vitesse de rotation et de la charge sur l'arbre EM. Ces impulsions sont lissées par le condensateur C8. En principe, ils ne peuvent pas être lissés, mais le fonctionnement d'un ED avec une tension changeante dessus, et non un rapport cyclique, m'a semblé plus préférable. Le circuit est alimenté par une tension non stabilisée de ~20 V et un +30 V stabilisé par rapport au fil commun. La tension de +30 V peut être modifiée sur une très large plage, nécessaire pour le type d'EM utilisé. Si elle dépasse la tension d'entrée maximale autorisée du stabilisateur DA3 et des transistors VT1-VT3, il est alors nécessaire de remplacer les transistors par d'autres (avec une tension collecteur-émetteur plus admissible) et d'alimenter DA3 à partir d'un +20 V non stabilisé séparé source. Le capteur de vitesse est un disque en matériau opaque (il est très pratique de le fabriquer en textolite), dans lequel 30 à 60 trous sont percés en cercle (Fig. 3).
Le disque est fixé sur l'arbre ED. Le circuit représenté sur la figure 2 convertit la rotation du disque en impulsions rectangulaires. Si un disque à 60 trous est utilisé, un fréquencemètre avec un temps de mesure de 1 s peut être connecté à la sortie du capteur. Il affichera la vitesse de rotation en RPM. Le circuit imprimé est représenté sur la figure 4. Il contient tous les éléments de la Fig. 1, à l'exception du transistor VT3 et du potentiomètre R9.
Les broches inutilisées du microcircuit DD1 sont connectées à la masse et à une source d'alimentation (non représentée sur le schéma). Le transistor VT3 doit être situé sur le radiateur, dont la surface est choisie en fonction de la puissance de l'ED. Lors de l'utilisation d'un ED de type DPM-30, j'ai utilisé une plaque en aluminium de dimensions 50x100 mm, courbée avec la lettre P. Les résistances fixes et les condensateurs sont de taille plane 1206 (sauf pour R8, R10 type C3-23 ou MLT-0,125 résistances). Condensateurs électrolytiques de type K50-35. Résistance ajustable de type SP-16v ou autre taille appropriée. La résistance R9 est souhaitable pour utiliser le type SP5-35a, bien que tout autre soit possible. Comme stabilisateur de tension, j'ai utilisé le circuit décrit dans le magazine "Radio" 2/1981, pp. 44-46. En tant que capteur (voir Fig. 2), vous pouvez utiliser n'importe quel autre circuit qui délivre des impulsions d'une amplitude de 12 ... 15 V à la sortie. Pour accorder le circuit, au lieu des résistances R8, R10, il est pratique d'installer deux résistances d'accord. Tout d'abord, ils sont réglés sur une résistance minimale. Le curseur de la résistance R9 est réglé sur la position inférieure (selon le schéma) et la résistance R5 est sélectionnée comme maximum. Après avoir connecté l'ED, faites tourner le régulateur R9, en augmentant la vitesse de rotation. Dans ce cas, vous devez contrôler la tension sur la broche 13 DA1 avec un voltmètre. Si la tension dessus atteint 10 V et que la vitesse de rotation de l'ED est toujours insuffisante, la résistance R5 est réduite de sorte qu'à la vitesse de rotation maximale de l'arbre de l'ED, la tension à la broche 13 DA1 est de 10 ... 10,5 V. Ensuite, à l'aide des résistances R8 et R10, réglez respectivement les limites maximale et minimale, régulées par la résistance R9. Après cela, les résistances R8, R10 sont mesurées et remplacées par des constantes. Ceci termine la configuration. Détails. Au lieu de la puce KR1108PP1A, vous pouvez utiliser la KR1108PP1B. OU KR140UD6 peut être remplacé par n'importe quel autre, par exemple KR140UD7, KR544UD1. Le stabilisateur de tension KR142EN8E peut être remplacé par KR142EN8V ; 79L15 - KR1168EN15, 78L05 - KR1170EN5, KR1157EN502. La puce K561LA7 peut être remplacée par la K561LE5. Dans le circuit du capteur (voir Fig. 2), au lieu du microcircuit K561TL1, vous pouvez utiliser K561LA7, K561LE5 (dans ce cas, il est souhaitable d'allumer trois de leurs onduleurs en série). Auteur : I.A. Korotkov
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