31.03.21

[Домашняя]

При эксплуатации в быту трехфазных электродвигателей не везде можно найти трехфазную сеть, чтобы запитать двигатель по типовой схеме. В литературе описано много схем включения трехфазных электродвигателей в однофазную сеть. Предлагаем свой вариант схемы (рис.1), с помощью которой можно выполнить не только запуск двигателя, но его реверс и регулирование скорости вращения.

Для создания фазового сдвига токов в обмотках электродвигателя при его однофазном включении используется тиристорный регулятор. Конечно, следует помнить, что мощность двигателя в таком режиме падает, и он хуже охлаждается из- за снижения оборотов внутренней крыльчатки.

Характеристика устройства

Напряжение питания, В       220

Максимальный ток нагрузки, А        10

Мощность электродвигателя, кВт     0,2.. .2,2

Рабочее напряжение электродвигателя, В   127.. .220

Максимальные обороты двигателя, об/мин  1540

Блок-схема регулятора оборотов состоит из:

- трехфазного электродвигателя

M1 включенного треугольником;

-           электронного ключа на диодно- тиристорной сборке;

-           генератора импульсов на интегральном таймере;

-           схемы термостабилизации и регулировки оборотов на параллельном стабилизаторе;

- блока питания электронного устройства.

Для повышения электробезопасности электронная схема гальванически отделена от сети сетевым и согласующим трансформаторами. Электронное устройство позволяет регулировать обороты электродвигателя посредством изменения сдвига фаз токов в обмотках, что изменяет вращающий момент вала двигателя. Генератор прямоугольных импульсов выполнен на аналоговом таймере DA1, в состав которого входят два компаратора, внутренний триггер, выходной усилитель для повышения нагрузочной способности и ключевой разрядный транзистор с открытым коллектором. Частота и скважность импульсов генератора задается внешними цепями. Компараторы таймера срабатывают при достижении порогового напряжения на конденсаторе С5, равного 1/3 Uпит и 2/3 Uпит. При напряжении на С5, большем 2/3 Uпит, внутренний триггер переключается, и на выходе DA1 устанавливается низкий уровень. Внутренний транзистор, коллектор которого подключен ко входу 7 DA1, открывается и разряжает конденсатор С5 через резистор R9. Дальше начинается заряд С5 через резистор R11. В это время на выходе DA1 — высокий уровень. Регулировка оборотов осуществляется переменным резистором R11, изменяющим скважность выходных импульсов DA1. Эти импульсы периодически открывают силовой ключ на транзисторе VT2, нагрузкой которого служит импульсный трансформатор Т2. На вторичной обмотке Т2 формируются импульсы запуска тиристоров VS1 и VS2. Резистор R1 защищает управляющие электроды тиристоров VS1, VS2 от импульсных экстратоков. Резистор R3 в цепи коллектора транзистора VT2 ограничивает импульсный ток ключа. Светодиод индикации HL1 указывает на рабочее состояние устройства и наличие напряжения на электродвигателе М1. Параллельно 12 включена цепочка RT1-R7-R10-DA2, обеспечивающая стабилизацию оборотов при изменении температуры обмоток. Микросхема DA2 (регулируемый параллельный стабилизатор напряжения) установлена в цепи отрицательной обратной связи, образованной через вход управления (вывод 5) DA1. Повышение температуры приводит к снижению сопротивления датчика температуры RT1 и увеличению напряжения на управляющем входе 1 параллельного стабилизатора DA2, что приводит к его открыванию и снижению напряжения на входе 5 DA1. В результате, частота генератора изменяется, тиристоры запускаются с большей задержкой, и мощность двигателя, а соответственно, и нагрев обмоток уменьшаются. Резистор R7 позволяет при настройке выставить пределы изменения температуры. Питание генератора и цепей силового ключа выполнено от стабилизатора напряжения на транзисторе VT1. Напряжение на него поступает с силового трансформатора Т1, выпрямителя на диодной сборке VD3 и конденсатора фильтра С2.

Детали. В устройстве применены постоянные резисторы типа МЛТ-0,125, подстроечные — СП-3. Конденсаторы —типов КМ или К73К, электролитические—К50-18. Аналог микросхемы DA1 — КР1006ВИ1, можно использовать тип 7555. Диоды VD1, VD2 должны быть рассчитаны на ток 10 А, мост VD3 — не менее 300 мА. Указанные на схеме тиристоры можно заменить на Т122-10 (с радиаторами). Трансформатор Т1 — типа ТПП или ТН с напряжением на вторичной обмотке 12...16 В и допустимым током не менее 300 мА. Трансформатор Т2 — малогабаритный импульсный, например, МИТ-4. Его можно выполнить на кольце из феррита НМ2200 типоразмера 10x8x4, Обмотки содержат по 30 витков провода 0,12...0,2 мм.

Наладка. Собранную схему управления вначале включают без тиристоров. Движки резисторов R7, R11 устанавливают в среднее положение, на схему подают питание выключателем SA1. Осциллографом контролируют наличие импульсов на выходе таймера DA1 (на обмотке IТ2) и их изменение при регулировке R11. Светодиод HL1 должен индицировать включение. Далее подключают тиристоры и вместо обмоток электродвигателя подсоединяют лампочки накаливания (220 В, 100 Вт). Контрольные лампочки должны менять яркость свечения (от минимальной до максимальной) в зависимости от положения регулятора оборотов R11, Приложив датчик температуры RT1 к нагретой лампочке, проверяют цепь поддержания температуры по снижению яркости лампочки при нагретом термодатчике. Чувствительность цепи термостабилизации регулируют резистором R7. Наконец, включают штатный электродвигатель (мощностью 0,3...2,2 кВт) и проверяют работу устройства при максимальной мощности, затем регулировку оборотов и термостабилизацию.

Радиомир №3 2014г стр. 24