Как сделать регулятор оборотов коллекторного двигателя 220В своими руками: схемы

Как сделать регулятор оборотов коллекторного двигателя 220В своими руками: схемы

Схема регулятора оборотов коллекторного двигателя 220в бывает двух типов стандартная и модифицированная. Все зависит непосредственно от регулятора, который вы используете.

Зачем они нужны

Множество бытовых приборов и электроинструментов не обходятся без коллекторного электродвигателя. Такая популярность подобного электродвигателя обусловлена универсальностью.

Для коллекторного электродвигателя может использование питание от тока постоянного или переменного напряжения. Дополнительным преимуществом является эффективный пусковой момент. При этом работа от постоянного или переменного тока электродвигателя сопровождается высокой частотой оборотом, что подходит далеко не всем пользователям. Чтобы обеспечить более плавный пуск и иметь возможность настраивать частоту вращения, используется регулятор оборотов. Простой регулятор вполне можно изготовить своими руками.

Но прежде чем будет обсуждаться схема, сначала нужно разобраться в коллекторных двигателях.

Коллекторные электродвигатели

Конструкция любого коллекторного двигателя включает несколько основных элементов:

• Коллектор,
• Щетки,
• Ротор,
• Статор.

Работа стандартного коллекторного электродвигателя основана на следующих принципах.

1. Осуществляется подача тока от источника напряжения 220в. Именно 220 Вольт является стандартным напряжением бытовой сети. Для большинства приборов с электромоторами более 220 Вольт не требуется. Причем подача тока идет на ротор и статор, которые соединяются один с другим.
2. В результате подачи тока от источника 220в образуется поле магнитное.
3. Под воздействием магнитного напряжения начинается вращение ротора.
4. Щетки осуществляют передачу напряжения непосредственно на ротор устройства. Причем щетки обычно изготавливают на основе графита.
5. Когда направление тока в роторе или статоре меняется, вал вращается в обратную сторону.

Кроме стандартных коллекторных электродвигателей, существуют другие агрегаты:

• Электромотор последовательного возбуждения. Их устойчивость к перегрузкам более внушительная. Часто встречаются в бытовых электроприборах,
• Устройства параллельного возбуждения. У них сопротивление не отличается большими показателями, количество витков существенно больше, чем у аналогов,
• Однофазный электромотор. Его очень легко изготовить своими руками, мощность на приличном уровне, а вот коэффициент полезного действия оставляет желать лучшего.

Регуляторы оборотов

Теперь возвращаемся к теме регулятора оборотов. Все доступные сегодня схемы можно разделить на две большие категории:

• Стандартная схема регулятора оборотов,
• Модифицированные устройства контроля оборотов.

Разберемся в особенностях схем подробнее.

Стандартные схемы

Стандартная схема регулятора коллекторного электромотора имеет несколько особенностей:

• Изготовить динистор не составит труда. Это важное преимущество устройства,
• Регулятор отличается высокой степенью надежности, что положительно сказывается в течение его периода эксплуатации,
• Позволяет комфортно для пользователя менять обороты двигателя,
• Большинство моделей основаны на тиристорном регуляторе.

Если вас интересует принцип работы, то такая схема выглядит довольно просто.

1. Заряд тока от источника 220 Вольт идет к конденсатору.
2. Далее идет напряжение пробоя динистора через переменный резистор.
3. После этого происходит непосредственно сам пробой.
4. Симистор открывается. Этот элемент несет ответственность за нагрузку.
5. Чем выше окажется напряжение, чем чаще будет происходить открытие симистора.
6. За счет подобного принципа работы происходит регулировка оборотов электродвигателя.
7. Наибольшая доля подобных схем регулировки электродвигателя приходится на импортные бытовые пылесосы.
8. Но при использовании стандартной схемы регулятора оборотов важно понимать, что он обратной связью не обладает. И если с нагрузкой произойдут изменения, обороты электродвигателя придется настраивать.

Модифицированная схема

Прогресс не стоит на месте. Несмотря на удовлетворительные характеристики стандартной схемы регулятора оборотов двигателя, усовершенствования никому еще не навредили.

Наиболее часто применяемыми схемами являются две:

• Реостатная. Из названия становится очевидно, что здесь основой выступает реостатная схема. Такие регуляторы высокоэффективные при смене количества оборотов электродвигателя. Высокие показатели эффективности объясняются использованием силовых транзисторов, отбирающих часть напряжения. Так меньшее количество тока из источника 220 Вольт поступает на двигатель, ему не приходится работать с большой нагрузкой. При этом схема имеет определенный недостаток большое количество выделяемого тепла. Чтобы регулятор работал длительное время, для электроинструмента потребуется активное постоянное охлаждение,
• Интегральная. Для работы интегрального устройства регулирования используется интегральный таймер, который отвечает за нагрузку на электродвигатель. Здесь могут быть задействованы всевозможные транзисторы. Это обусловлено наличием микросхемы в конструкции с большими параметрами выходного тока. При нагрузке менее 0,1 Ампер, все напряжение идет непосредственно на микросхему, обходя транзисторы. Чтобы регулятор работал эффективно, на затворе требуется наличие напряжения в 12 Вольт. Из этого вытекает, что электрическая цепь и напряжение питания обязаны отвечать данному диапазону.

Простой самодельный регулятор

Если вы не хотите покупать готовый регулятор оборотов для двигателя, его вполне можно попробовать изготовить своими руками для контроля мощности устройства.

Это дополнительные навыки для вас и определенная экономия средств для кошелька.

Для изготовления регулятора вам потребуется:

• Набор проводков,
• Паяльник,
• Схема,
• Конденсаторы,
• Резисторы,
• Тиристор.

Монтажная схема будет выглядеть следующим образом.

Согласно представленной схеме, регулятор мощности и оборотов будет контролировать 1 полупериод. Расшифровывается она следующим образом.

1. Питание от стандартной сети 220в поступает на конденсатор. 220 Вольт стандартный показатель бытовых розеток.
2. Конденсатор, получив заряд, вступает в работу.
3. Нагрузка переходит к нижнему кабелю и резисторам.
4. Положительный контакт конденсатора соединяется с электродом тиристора.
5. Идет один достаточный заряд напряжения.
6. Второй полупроводник при этом открывается.
7. Тиристор через себя пропускает полученную от конденсатора нагрузку.
8. Происходит разряжение конденсатора, и полупериод вновь повторяется.

При большой мощности электродвигателя, питающегося от постоянного или переменного тока, регулятор дает возможность применять агрегат более экономично.

Самодельные регуляторы оборотов имеют полное право на свое существование. Но когда речь заходит о необходимости использовать регулятор электродвигателя для более серьезного оборудования, рекомендуется купить готовое устройство. Пусть оно обойдется дороже, но вы будете уверены в работоспособности и надежности агрегата.

Регулятор оборотов с поддержанием мощности US-52

Компания осуществляет возврат и обмен этого товара в соответствии с требованиями законодательства.

Сроки возврата

Возврат возможен в течение 14 дней после получения (для товаров надлежащего качества).

Обратная доставка товаров осуществляется по договоренности.

Согласно действующему законодательству вы можете вернуть товар надлежащего качества или обменять его, если:

• товар не был в употреблении и не имеет следов использования потребителем: царапин, сколов, потёртостей, пятен и т. п.;
• товар полностью укомплектован и сохранена фабричная упаковка;
• сохранены все ярлыки и заводская маркировка;
• товар сохраняет товарный вид и свои потребительские свойства.

Описание

Регулятор оборотов US-52 для асинхронных, коллекторных двигателей до 400 Вт

Регулятор US-52 предназначен для регуляции оборотов асинхронного, коллекторного электродвигателя с таходатчиком, мощностью до 400 Вт. Регулятор обеспечивает плавную регулировку оборотов и поддерживает мощность двигателя при наличии меняющейся нагрузки на вал.

Поддержка мощность обеспечивается за счет обратной связи платы с двигателем через таходатчик. Область применения данного устройства весьма широка. Это и сверлильные, фрезерные и граверные станки автоматика открытия-закрытия ворот, вытяжки, пылесосы, шлифовальные устройства, газонокосилки и многое другое.

Внимание: При подключении двигателей 200 Вт и более необходимо дополнительно устанавливать радиатор для охлаждения симистора.

На задней панели корпуса размещена планка с шестью клеммами:

1. Направление вращения вала COM-CW-CCW. Выбираем его коммутируя COM-CW или COM-CСW.

UX-52 – Китайский регулятор оборотов. Обзор, тестирование, доработка.

Выписал данный регулятр с Али для своего коллекторного двигателя от стиральной машины (510 W при 15000 об/мин):

По возможности полностью попытался разобраться с этим девайсом. По обзору в интернете народ в основном себе выписывает и использует вот такой регулятор:

Мой отличается от них не только ценой (мой 1004 руб. против 697 руб. в апреле 2019 г. на Али с бесплатной доставкой) но и наличием встроенного электронного тахометра с цифровым дисплеем. Внимательно изучив эту железяку пришел к выводу, что она предназначена изначально для регулировки оборотов асинхронного двигателя о чем и свидетельствует схема подключения на корпусе.
До сих пор я не сталкивался с тем, что регулировать обороты асинхронного двигателя можно не только частотником но и в принципе вот таким регулятором. С трудом нашел в интернете фото асинхронного движка с таходатчиком и видео, где человек подключает асинхронный электродвигатель с немыслимыми для меня и асинхронного электродвигателя 17500 об/мин. и таходатчиком на нем. yandex.ru/video/search?fi…%8C&noreask=1&path=wizard

Видимо для таких специальных электродвигателей к стиральным машинам изначально и был изготовлен регулятор UX-52. Потому как на мой взгляд нельзя регулировать обороты у классического асинхронного электродвигателя напряжением без последствий для него. Ну а для коллекторного регулировка этим UX-52 да и US-52 будет в самый раз.
Так как в наличии у меня такого движка нет провел опыт с подобным движком но без таходатчика.
Работает зараза, но даже с небольшим напряжением на входе двигатель набирает свои обороты, мощность при этом маленькая – можно остановить за шкив.
Уверенность в том что регулятор предназначен для асинхронных электродвигателей укрепилась также и в том, что встроенный конденсатор 12Мкф 470V как раз и нужен только для работы асинхронника. Да и схема подключения на самом регуляторе нарисована для работы асинхронного электродвигателя.
Встроенный тахометр рассчитан на максимальное число оборотов 5000, если поднимаешь выше то несет ерунду. Произвел замеры разных параметров данного регулятора при помощи моего коллекторного электродвигателя на холостом ходу и под нагрузкой – прижимал шкив дощечкой товодя потребляемый ток до 3А. Замерял обороты этим механическим прибором (погрешность 1%) и я ему верю:

Выводы: не стоит переплачивать за UX-52 так как встроенный цифровой тахометр показывает примерно в 1,5 раза меньше реальных оборотов. Вполне сойдет и US-52 без этой приблуды. Результаты испытаний и схемы:

Теперь о переделке регулятора для своего электродвигателя. Установленный в данном регуляторе динистор ВТ137 600Е на 8 ампер на явно маловатый радиатор долго не протянет и я выбросив громоздкий конденсатор на 12 Мкф изготовил самопальный радиатор и через пасту КПТ-8 закрепил на его месте на пластиковых стойках – корпус данного динистора с сетью не развязан.

Зачем и как сделать регулятор оборотов электродвигателя своими руками

Так как я достаточно много времени провожу в мастерской, то стараюсь обустроить её для максимальной эффективности. То же самое касается различных улучшений инструментов. В частности, однажды мне понадобилось сделать регулятор оборотов для электродвигателя точилки, так как работать приходится с разными материалами, и некоторые из них чувствительны к трению. Плюс, у электродвигателя появляется плавный пуск, с простым управлением. Собрать регулятор оборотов коллекторного двигателя своими руками без потери мощности не представляет большой сложности. Далее я покажу ход работ, и покажу, как улучшить уже имеющуюся схему. Ведь как известно, первый принцип электрики: чем проще, тем лучше.

Устройство двигателя

Чтобы изготовить регулятор оборотов своими руками, понадобится вначале разобраться в деталях. Высокая востребованность самостоятельной сборки заключается в её универсальности. Изготовив простой регулятор оборотов своими руками, можно его использовать в различных ситуациях. Итак, для начала разберемся немного в устройстве простого коллекторного двигателя.

Он состоит из следующих компонентов:

Принцип работы коллекторного электродвигателя:

Схема работы

Наглядно схема работы показана на рисунке:

На схеме я отметил оранжевыми стрелками условное движение тока по проводнику и обмотке регулятора. От точки L (фаза) электричество входит в одну из щёток, затем направляется в коллекторную часть, после чего направляется по виткам роторной обмотки, выходя в другую щётку, после чего через перемычку электричество последовательно направляется по обмоткам обеих частей статора, доходя до точки N (ноль).

Особенность данного устройства заключается в том, изготовленный простой регулятор оборотов коллекторного двигателя 220в заставляет поле в обмотке от подаваемого напряжения вращаться всего одном направлении, потому что даже при изменении полюсов, одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.

Чтобы заставить двигатель вращаться в противоположную сторону, нужно просто изменить конфигурацию последовательности коммутации обмотки.

Еще немаловажно, пунктирной линией обозначены элементы и выводы, которые имеются не во всех двигателях. Например, если Вас не устраивает простая схема регулятора оборотов электрического двигателя, и Вы хотите установить такие вещи, как датчик Холла, вывод для термозащиты, посмотрите на пунктирную линию и воспользуйтесь схемой.

В результате такого подключении от простой розетки 220 В, нет полной защиты от короткого замыкания, для этого советую избегать длительного прямого включения.

Используется вот такая простая схема регулятора. Достать ее не составит большого труда, поэтому говорить о ней долго и отнимать время читателя не вижу большого смысла.

Модифицированная версия

Для тех, кому хочется добиться шедевра в домашних условиях, предлагаю схему модифицированной монтажной схемы для сборки регулятора оборотов электродвигателя в домашних условиях. Если у Вас есть под рукой: проводники, обычный паяльник, конденсатор, схемы и резисторы вместе с тиристором, предлагаю собрать умный регулятор. В результате работы он будет лучше регулировать крутящий момент и охлаждаться.

Как видно из картинки ниже, регулятор электрического двигателя контролирует всего лишь 1 полупериод.

От источника питания 220 В питание поступает в конденсатор, после чего тот, получив ток, начинает функционировать.

Вследствие этого нагрузка переходит в резистор. Электрод тиристора соединяется с плюсовым контактом конденсатора и образуется один плюсовой заряд в регуляторе электродвигателя.

После всего этого открывается второй полупроводник, тиристор берет часть полученной нагрузки от конденсата, в результате чего последний разряжается, затем снова повторяется очередной полупериод.

Получается очень даже существенный эффект экономии при питании от постоянного или переменного при работе регулятора оборотов электродвигателя.

Вот такое незамысловатое устройство, если собрать своими руками, сэкономит Ваши деньги. И даже после этого будет потреблять в мощных агрегатах электричество более экономично.

Наглядно про подключение и регулировку оборотов электродвигателя, смотрите в этом видео:

Что в итоге…

В случаях, когда используемое Вами устройство не самое серьезное, и не требуется особых мощностей для его функционирования, регулятор электродвигателя упростит его эксплуатацию.

Напишите в комментариях, насколько часто сталкиваетесь с необходимостью регулировки скорости вращения электродвигателя?