用于电动机的晶闸管速度控制器。方案、说明

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在电动交通的电力驱动、自动化、远程机械等技术领域，直流电动机得到广泛应用。直流电机相对于异步电机的主要优点是启动扭矩大，并且可以进行平滑的速度控制。

直流电机的机械部分由电枢和定子组成。电枢（转子）是电动机的旋转部件。收集器安装在锚上。带有励磁绕组的磁极成对固定在定子上。

极数可以不同（最大数有电脑硬盘的步进电机）。在小型电动机中，使用永磁体代替定子上的并联绕组来产生磁场。

转子绕组的磁场与定子绕组的磁场或永磁体相互作用并产生扭矩。直流电机是可逆的，即既可以在电动机模式下工作，也可以在电枢轴机械旋转的直流发电机模式下工作。

电动机的转速受励磁绕组参数的影响。

当您接通与电枢和励磁绕组串联的调节电阻（变阻器）时，您可以实现电动机的不同性能特征（从自然到陡降）。这种特性通常用于城市电动汽车的牵引电机。

随着变阻器的电阻减小，电动机的速度增加，尽管目前变阻器实际上不用于速度控制，因为用于控制电动机速度的晶闸管电路更有效。

在电动机强制制动或停止的情况下，会创建一种将电力恢复（返回）到电力系统的模式，这在经济上非常有利。这是通过使用电子设备适当地接通晶闸管来实现的。

不建议在空载情况下开启串联绕组的直流电动机，因为这可能导致电动机速度不受控制地增加并导致故障。为了防止这种情况发生，在电动机的定子上，除了串联励磁的绕组外，还放置并联励磁的绕组。

附加绕组允许您改变磁通量并调整电动机的速度。例如，在汽车发电机中，可以使用电场电流控制电路来设置推荐的电池充电电流。

小功率电动机采用改变电枢电流来调节转速，大功率电动机则改变并联励磁绕组的电流。

反转（改变旋转方向）是通过反转并联励磁绕组上的电枢电源或电压来实现的。

您可以使用晶闸管或晶体管制成的电子设备来调节电动机的速度。第一种选择是更优选的，因为晶闸管由于脉冲电流开关而在操作期间发热较少。为了可靠地启动晶闸管，提供了控制信号的频率填充。

所提议的直流电机晶闸管速度控制装置（图 1）包括：

控制信号发生器；
放大器；
开关元件（晶闸管）；
负反馈电路用于在可变负载下稳定速度。

（点击放大）

DA1 模拟定时器芯片上的多谐振荡器用作矩形脉冲发生器。定时器的内部结构包含两个连接到输入2和6的比较器、一个RS触发器、一个输出放大器和一个用于对外部电容器放电的开关晶体管。定时器的输出7连接到内部复位晶体管的集电极，其发射极连接到公共线。该晶体管的状态与输出 3 的状态相同（当定时器输出为零电位时打开）。在该电路中，DA7的第1脚用作辅助输出，增加了负载能力，以指示定时器的状态。当内部晶体管关闭时，LED HL1 点亮，表示定时器的输出 3 为高电平。

通过电阻器 R1 和 R3 在输出 1 DA2 处以高电平对电容器 C3 进行充电。当C1上的电压等于2/3 Upit时，内部触发器DA1将输出3切换为零，电容器通过R2和R3放电，然后输出电平再次发生变化，即在输出 3 处，形成矩形脉冲。

定时器中的引脚5 DA1用于控制电路。电容器C2和具有负载电阻器R2的可调齐纳二极管DA5与其连接。控制输入1 DA2 的信号来自设定电阻R10，电容器C5 平滑电机电枢在旋转过程中产生的电压纹波。 VD2-C7-R9-C6电路减少了反电动势对集电极打火和晶闸管工作的影响。随着发动机转速的增加，电容器C8两端的电压增加，DA2芯片打开并分流DA5的输出1。定时器上的发电机的频率下降并且电动机M1的速度降低。 VT2发射极电路中的LED HL1指示器件电路的状态。

引脚 8 DA1 的电源由模拟稳定器 DA3 上的稳定电源提供。这减少了切换电动机时强大的电流浪涌对定时器操作的影响。二极管VD1保护DA3免受电源反接。晶闸管启动用的功率放大器是在晶体管VT1上做的。

锂源由电源变压器 T1 和强大的二极管电桥 VD3 制成。为了减少晶闸管调节器的干扰，在电网上安装了电容器C9。

电路的调整从功率检查开始。电阻器R10的引擎也必须处于较低的（根据图表）位置。当用电阻R3调节速度时，检查电机轴的旋转是否平稳。当反馈电压通过电阻器R10增加时，检查由轴的机械负载抑制的电动机上的反馈作用。带反馈的电动机的速度必须高于不带反馈的电动机的速度。差动电压从晶闸管VS10的阳极提供给电阻器R1。通过改变发电机脉冲相对于电源电压每个半周期开始的延迟。使用 R10 设置最佳反馈电压值。

当晶闸管 VS1 闭合时，其阳极上的电压等于电源电压与电机 M1 旋转电枢产生的电压之间的差值。降低负载速度会导致施加到电机的电压增加，反之亦然。二极管VD2消除反向电流。由电机旋转产生。

装置中的电阻器均采用S2-ZZN S1-4。定时器DA1被555系列的模拟器件取代。为了使晶闸管可靠启动，晶体管VT1的增益必须大于100。晶闸管VS1设计用于在10V电压下大于100A的电流。

您可以使用 KU202、T106 T112 T122 T137、VT138-152、MCR-25 类型的晶闸管。二极管电桥由两个雪崩二极管组成，电流超过 10 A，但二极管类型也可以工作。 D302.305 KD203 KD206 KD213B。如有必要，晶闸管和二极管上应安装散热器。变压器根据电动机的功率来选择。适用 - TN、CCI、TS 和类似类型。

该装置组装在印刷电路板上，其示意图如图2所示。

晶闸管电机调速器

该板专为不同情况（塑料和金属）的晶闸管而设计。 GVS1 点通过跳线连接到晶闸管的控制电极“katod” - 阴极。

作者：V.Konovalov

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