调节器 - 收集器电机旋转频率的稳定器。方案、说明

收集器电机旋转频率的调节器-稳定器。无线电电子电气工程百科全书

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在许多配备换向器电机的家用电器和电动工具中，无法调节电机轴转速和扭矩。这使得此类设备使用起来不方便，迫使它们以远非最佳模式执行许多操作。所提出的速度调节器稳定器消除了这些缺点，该调节器旨在控制直流电机 UV-705（400 V，10 A）。该调节器可与其他集电电机一起使用。

使用下述调节器，可以改变频率和扭矩并将其保持在从零到发动机产生的最大值的范围内。例如，减小扭矩模式可用于限制卷绕机中线材的张力，或防止切削工具卡在正在加工的材料中时发生损坏。该器件实现比例积分 (PI) 控制器算法。

该装置的方案如图1所示。 1、电动机M1由三极管VS2、VS3和二极管VD4、VD10组成的可控整流器供电。直流电源也有利于交流集电电机。他们甚至在这种模式下产生比标称模式更大的扭矩。分流电机的电阻器 RXNUMX 确保在电机集电极-电刷组件的电路特性出现短期中断的情况下，流过接通三极管的电流仍大于关断电流。

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使三极管开路的脉冲由一个节点形成，该节点由按单结晶体管模拟电路连接的基于晶体管VT3、VT4的发生器、基于VT5晶体管的功率放大器和脉冲变压器T1组成。

晶体管 VT1、VT2 上的过零检测器在电源电压的每个半周期开始时对电容器 C1 进行放电，之后流经电阻器 R6、R19 和二极管 VD10 的电流对电容器进行充电，该电流与输出成正比运算放大器DA1的电压。充电电流越大，电容器C1两端的电压就越快达到单结晶体管的模拟操作阈值。此时，形成一个持续时间约为200μs的脉冲，使三极管VS1、VS2之一打开，其阳极电压在该半周期内相对于阴极为正。

正如实验所示，这种持续时间的脉冲足以打开任何测试的三极管。通过缩短脉冲，可以将控制装置消耗的功率降低至1,6W（考虑到电阻器R1消耗的功率）。

从机械连接到发动机 M1 的测速发电机 G1，与轴转速成比例的电压进入稳定系统。运算放大器 DA1 用作将该电压与来自可变电阻器 R12（速度控制器）引擎的电压进行比较的元件。电容器 C4 消除了在施加电源电压时短期内发动机全速的情况。

由于通过R20C5电路的反馈，运放DA1不仅放大误差信号，而且还充当速度稳定系统的比例积分滤波器。可变电阻器R19调节扭矩。引入的阻力越大，扭矩越小。

调节稳定器的大部分部件都放置在一块 1,5 毫米厚的单面玻璃纤维制成的板上（图 2）。固定电阻 - MLT，氧化物电容器 - K50-6，电容器 C1 和 C5 - KM-4、KM-5 或其他陶瓷电容器。脉冲变压器T1缠绕在K16x10x4 2000NM铁氧体环上。根据 D. Priymak 的文章“缠绕脉冲变压器”（《无线电》，50 年）中描述的方法，两个 2 匝 PEV-0,35 1988 电线的绕组彼此隔离，并通过 PVC 管段与磁路隔离。第 9 期，第 60 页）。您可以安装现成的变压器 MIT-4vm，而不是自制变压器。

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使用小型直流电动机DPM-20-3.01作为测速发电机，可以使用DPM-25-NZ-03或DP-1-26TsR-2M（后者去掉离心调节器后）。其他带有永磁定子的小型集电电机也适用，例如机电玩具和便携式录音机。测速发电机G1和电动机M1的轴的机械连接必须是刚性的且无游隙，否则稳定系统可能会失去稳定性并且会出现转速的无阻尼振荡。

选择测速发电机时，应记住，它在电气上连接到网络，在机械上连接到 M1 电动机的轴和外壳，可供操作员操作，有时还接地。后者将确保电气安全，但一旦测速发电机的绝缘击穿，就会导致调节器失效。如果对测速发电机绕组与其轴和外壳的绝缘质量有疑问，最好放弃调节器稳定器的无变压器电源，方法是向 VD1 电桥施加 12 ... 15 V 的交流电压一个小功率降压变压器。

通过调节调节器，主要是选择电阻器 R11 和 R13，它们确保根据图表将可变电阻器 R12 发动机设置到上部位置，从而使 M1 电动机完全停止。通过选择电阻器 R12 可以实现指定的最大速度（发动机 R16 位于较低位置）。

如果随着可变电阻器R12的发动机从一个位置到另一位置的急剧平移，电机轴M1的转速太慢地达到新的稳定值或者该过程伴随着转速的波动，则需要选择电阻器R20和电容器C5的值。为了方便起见，印刷电路板（图 2）为指定电容器提供了额外的接触垫，这使您可以从两个较小的电容中“招募”它。

作者：V.Voinkov，北德文斯克，阿尔汉格尔斯克州。

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