Arten und Anordnung der Umdrehungen der Motordrehzahl des Kollektors

Kollektormotoren finden sich häufig in Haushaltselektrogeräten und in Elektrowerkzeugen: Waschmaschine, Schleifmaschine, Bohrmaschine, Staubsauger usw. Kein Wunder, denn mit den Kollektormotoren können Sie sowohl hohe Umdrehungen als auch ein hohes Drehmoment (einschließlich eines hohen Anlaufdrehmoments) erzielen ) - was für die meisten Elektrowerkzeuge benötigt wird.

In diesem Fall können die Kollektormotoren sowohl mit Gleichstrom (insbesondere gleichgerichtet) als auch mit Wechselstrom aus einem Haushaltsnetz betrieben werden. Zur Steuerung der Drehzahl des Rotors des Kollektormotors werden Drehzahlregler verwendet, die in diesem Artikel erläutert werden.

Erinnern Sie sich zunächst an das Gerät und das Prinzip des Kollektormotors. Der Kollektormotor besteht notwendigerweise aus folgenden Teilen: Rotor, Stator und Bürsten-Kommutator-Schalteinheit. Wenn der Stator und der Rotor mit Strom versorgt werden, beginnen ihre Magnetfelder zu interagieren und der Rotor dreht sich schließlich.

Die Stromversorgung des Rotors erfolgt über Graphitbürsten, die fest am Kollektor (an den Kollektorlamellen) anliegen. Um die Drehrichtung des Rotors zu ändern, muss die Phasenlage der Spannung am Stator oder am Rotor geändert werden.

Die Rotor- und Statorwicklungen können aus verschiedenen Quellen gespeist oder parallel oder in Reihe miteinander geschaltet werden. So unterschieden sind die Kollektormotoren der Parallel- und Reihenerregung. Es handelt sich um sequentielle Erregerkollektormotoren, die in den meisten elektrischen Haushaltsgeräten zu finden sind, da durch diese Einbeziehung ein überlastungsbeständiger Motor erhalten werden kann.

Wenn wir von Geschwindigkeitsreglern sprechen, lassen Sie uns zunächst auf die einfachste Thyristorschaltung (Triac) eingehen (siehe unten). Diese Lösung wird in Staubsaugern, Waschmaschinen und Mühlen verwendet und weist eine hohe Zuverlässigkeit bei der Arbeit in Wechselstromkreisen (insbesondere aus einem Haushaltsnetzwerk) auf.

Dieses Schema funktioniert ganz einfach: für jede Periode der Netzspannung Kondensator wird über einen Widerstand auf die Spannung der Entriegelung des an die Steuerelektrode des Hauptschlüssels (Triac) angeschlossenen Dinistors aufgeladen, wonach Triac öffnet und leitet Strom an die Last (an den Kollektormotor) weiter.

Durch Einstellen der Ladezeit des Kondensators im Steuerkreis der Öffnung des Triacs die dem Motor zugeführte Durchschnittsleistung regulieren bzw. die Drehzahl einstellen. Dies ist der einfachste Regler ohne Stromrückmeldung.

Die Triac-Schaltung ähnelt der üblichen Dimmer zum Einstellen der Helligkeit von Glühlampengibt es kein Feedback. Damit beispielsweise eine Stromrückmeldung angezeigt wird, um eine akzeptable Leistung aufrechtzuerhalten und Überlastungen zu vermeiden, ist zusätzliche Elektronik erforderlich. Wenn Sie jedoch Optionen aus einfachen und nicht einfachen Schaltkreisen in Betracht ziehen, folgt auf einen Triac-Schaltkreis ein Rheostat-Schaltkreis.

Der Rheostatkreis ermöglicht es Ihnen, die Geschwindigkeit effektiv zu steuern, führt jedoch zur Ableitung einer großen Wärmemenge. Es erfordert einen Kühler und eine effiziente Wärmeableitung, was letztendlich Energieverluste und einen geringen Wirkungsgrad bedeutet.

Reglerschaltungen sind bei speziellen Thyristorsteuerschaltungen oder zumindest bei einem integrierten Zeitgeber effizienter. Das Einschalten der Last (Kollektormotor) auf Wechselstrom erfolgt durch einen Leistungstransistor (oder Thyristor), der während jeder Periode der Netzsinuskurve ein- oder mehrmals öffnet und schließt. Dies regelt die durchschnittliche Leistung, die dem Motor zugeführt wird.

Der Steuerkreis wird mit 12 Volt Gleichspannung von seiner eigenen Quelle oder von einem 220-Volt-Netzwerk über einen Löschkreis gespeist.Solche Schemata eignen sich zur Steuerung leistungsfähiger Motoren.

Das Regelungsprinzip bei DC-Chips ist natürlich PWM - Pulsweitenmodulation. Der Transistor öffnet beispielsweise mit einer genau festgelegten Frequenz von mehreren Kilohertz, aber die Dauer des offenen Zustands ist einstellbar. Wenn Sie also den Griff eines variablen Widerstands drehen, stellen Sie die Drehzahl des Rotors des Kollektormotors ein. Diese Methode ist praktisch, um kleine Umdrehungen des Kollektormotors unter Last zu halten.

Bessere Kontrolle - das ist Gleichstromregelung. Wenn die PWM bei einer Frequenz von ungefähr 15 kHz arbeitet, wird durch Einstellen der Impulsbreite die Spannung auf ungefähr den gleichen Strom gesteuert. Angenommen, durch Regulieren einer konstanten Spannung im Bereich von 10 bis 30 Volt erhalten sie unterschiedliche Umdrehungen bei einem Strom von etwa 80 Ampere, wodurch die erforderliche Durchschnittsleistung erreicht wird.

Wenn Sie einen einfachen Regler für einen Kollektormotor mit Ihren eigenen Händen ohne spezielle Rückmeldungswünsche herstellen möchten, können Sie eine Schaltung an einem Thyristor auswählen. Sie benötigen lediglich einen Lötkolben, einen Kondensator, einen Dinistor, einen Thyristor, ein Paar Widerstände und Drähte.

Wenn Sie einen besseren Regler benötigen, der unter dynamischer Last eine stabile Drehzahl aufrechterhalten kann, schauen Sie sich die Rückkopplungsregler genauer an, die das Signal vom Tachogenerator (Drehzahlsensor) des Kollektormotors verarbeiten können, wie dies beispielsweise bei Waschmaschinen der Fall ist.

Siehe auch zu diesem Thema:PWM - 555 Motordrehzahlregler