Как регулировать обороты двигателя переменного тока

Как регулировать обороты двигателя переменного тока

Cпособы регулирования скорости вращения асинхронного двигателя

Асинхронные двигатели переменного тока являются самыми применяемыми электродвигателями абсолютно во всех хозяйственных сферах. В их преимуществах отмечается конструктивная простота и небольшая цена. При этом немаловажное значение имеет регулирование скорости асинхронного двигателя. Существующие способы показаны ниже.

Согласно структурной схеме скоростью электродвигателя можно управлять в двух направлениях, то есть изменением величин:

1. скорость электромагнитного поля статора;
2. скольжение двигателя.

Первый вариант коррекции, используемый для моделей с короткозамкнутым ротором, осуществляется за счет изменения:

• частоты,
• количества полюсных пар,
• напряжения.

В основе второго варианта, применяемого для модификации с фазным ротором, лежат:

• изменение напряжения питания;
• присоединение элемента сопротивления в цепь ротора;
• использование вентильного каскада;
• применение двойного питания.

Вследствие развития силовой преобразовательной техники на текущий момент в широком масштабе изготовляются всевозможные виды частотников, что определило активное применение частотно-регулируемого привода. Рассмотрим наиболее распространённые методы.

Частота вращения

Частоту оборотов АДКР (N) вычисляют по формуле: 60F (частота напряжения в сети)/p (число полюсных пар статора, измеряется в об/мин).

Обычно тех. характеристики указаны на корпусе двигателя. Если такой информации по какой-то причине нет, то число оборотов вычисляют по другим признакам:

• количеству катушек;
• учитывается диаметральный шаг отмотки;
• количеству полюсов по сердечнику статора.

• Фейсбук
• Гугл+
• ЖЖ
• Blogger

Частотное регулирование

Всего десять лет назад в торговой сети регуляторов частоты вращения скорости ЭД было небольшое количество. Причиной тому служило то, что тогда ещё не производились дешёвые силовые высоковольтные транзисторы и модули.

На сегодня частотное преобразование – самый распространённый способ регулирования скорости двигателей. Трёхфазные преобразователи частоты создаются для управления 3-фазными электродвигателями.

Однофазные же двигатели управляются:

• специальными однофазными преобразователями частоты;
• 3-фазными преобразователями частоты с устранением конденсатора.

Схемы регуляторов оборотов асинхронного двигателя

Для двигателей повседневного предназначения легко можно выполнить необходимые расчеты, и своими руками произвести сборку устройства на полупроводниковой микросхеме. Пример схемы регулятора электродвигателя приведён ниже. Такая схема позволяет добиться контроля параметров приводной системы, затрат на техническое обслуживание, снижения потребления электричества наполовину.

Принципиальная схема регулятора оборотов вращения ЭД для повседневных нужд значительно упрощается, если применить так называемый симистор.

Обороты вращения ЭД регулируются с помощью потенциометра, определяющего фазу входного импульсного сигнала, открывающего симистор. На изображении видно, что в качестве ключей применяются два тиристора, подключённых встречно-параллельно. Тиристорный регулятор оборотов ЭД 220 В достаточно часто применяется для регулирования такой нагрузки, как диммеры, вентиляторы и нагревательная техника. От оборотов вращения асинхронного ЭД зависят технические показатели и эффективность работы двигательного оборудования.

Подключение

Способ подключения регулятора оборотов электродвигателя будет отличаться в зависимости от его типа и принципа действия. Поэтому в качестве примера мы разберем один из наиболее распространенных частотных регуляторов, которые используются в самых различных сферах.

Перед подключением обязательно ознакомьтесь с заводской схемой. Как правило, вы можете увидеть ее на самом регуляторе оборотов, либо в паспорте устройства:

Схема подключения регулятора

Далее, пользуясь распиновкой, можно определить количество выводов, которые будут использоваться для подключения регулятора электродвигателя к сети. В нашем примере, рассмотрим случай, когда применяется трехпроводная система, значит, понадобится фаза, ноль и земля. На задней панели регулятора это два вывода AC и FG:

Распиновка регулятора

Затем необходимо проверить цветовую маркировку разъема с приведенной схемой и сопоставить ее со всеми элементами электродвигателя, которые будут подключаться в вашем случае. Если какие-то выводы окажутся лишними, их можно закоротить, как показано на рисунке выше.

Проверьте цветовую маркировку

Если все выводы регулятора соответствуют клеммам электродвигателя, можете подсоединять их друг к другу и к сети.

Регулировка оборотов электродвигателя 220В, 12В и 24В

Для плавности увеличения и уменьшения скорости вращения вала существует специальный прибор – регулятор оборотов электродвигателя 220в. Стабильная эксплуатация, отсутствие перебоев напряжения, долгий срок службы – преимущества использования регулятора оборотов двигателя на 220, 12 и 24 вольт.

Способы изменения вращения зависят от модели электрической машины. Характеристики электрических машин отличаются: постоянного и переменного тока, однофазные, трехфазные. Поэтому говорить нужно о каждом случае отдельно.

Назначение

Технически регулятор оборотов электродвигателя предназначен для изменения количества вращения вала за единицу времени. На этапе разгона корректировка частоты обеспечивает более плавную процедуру, меньшие токи и т.д. В некоторых технологических процессах необходимо регулятор оборотов снижает скорость движения оборудования, изменение подачи или нагнетания сырья и т.д.

Однако на практике данная опция может преследовать и другие цели:

• Экономия затрат электроэнергии – позволяет снизить потери в моменты пуска и остановки вращений мотора, переключения скоростей или регулировки тяговых характеристик. Особенно актуально для часто запускаемых электродвигателей, использующих кратковременные режимы работы.
• Контроль температурного режима, величины давления без установки обратной связи с рабочим элементом или с таковой в асинхронных электродвигателях.
• Плавный пуск – предотвращает бросок тока в момент включения, особенно актуально для асинхронных моторов с большой нагрузкой на валу. Приводит к существенному сокращению токовых нагрузок на сеть и исключает ложные срабатывания защитной аппаратуры.
• Поддержание оборотов трехфазных электродвигателей на требуемой отметке. Актуально для точных технологических операций, где из-за колебаний питающего напряжения может нарушиться качество производства или на валу возникает разное усилие.
• Регулировка скорости оборотов электродвигателя от 0 до максимума или от другой базовой скорости.
• Обеспечения достаточного момента на низких частотах вращения электрической машины.

Простейший вариант

Легче всего изменять обороты электродвигателя постоянного тока. Они меняются простым изменением напряжения питания. Причем неважно где: на якоре или на возбуждении, но это касается только маломощных машин с минимальной нагрузкой. В основном управление скоростью вращения производят по цепи якоря. Более того, здесь возможно реостатное регулирование, если мощность мотора небольшая, или есть довольно мощный реостат.

Это самый неэкономичный вариант. Механические характеристики двигателя с независимым возбуждением самые невыгодные из-за больших потерь, результатом чего является падение механической мощности, КПД.

Еще одна возможность – введение реостата в обмотку возбуждения. Рассматривая характеристики двигателя с независимым возбуждением, увидим, что регулирование скорости вращения возможно только в сторону увеличения оборотов. Это происходит ввиду насыщения обмотки.

Итак, реостатное регулирование скорости вращения аппарата независимого возбуждения оправдано в системах с минимальной нагрузкой. Лучше всего, когда работа при таком включении буде периодической.

В цепи якоря

Это лучший вариант регулирования скорости мотора с независимым возбуждением. Частота вращения прямо пропорциональна подводимому к якорю напряжению. Механические характеристики не меняют своего угла наклона, а перемещаются параллельно друг другу.

Для осуществления этой схемы нужно цепь якоря подключить к источнику напряжения, которое можно менять.

Это возможно в электрических машинах малой или средней мощности. Двигатель большой мощности целесообразно подключить в схему с генератором напряжения независимого возбуждения.

В качестве привода для генератора используют обычный трехфазный асинхронник. Чтобы уменьшить обороты, достаточно на якоре понизить напряжение. Оно меняется от номинального и вниз. Эта схема имеет название «двигатель-генератор». Таким образом можно менять параметры на двигателе 220в.

Для низкого напряжения

Управление агрегатами на 12в проще из-за более низкого напряжения и как следствие, более доступных деталей. Вариантов подобных схем множество, поэтому важно понять сам принцип.

Такой двигатель имеет ротор, щеточный механизм и магниты. На выходе у него всего два провода, контролирование скорости идет по ним. Питание может быть 12, 24, 36в, или другое. Что нужно – это его менять. Лучше, когда в пределах от нуля до максимума. В более простых вариантах 12–0в не получится, другие варианты дают такую возможность.

Кто-то паяет радиоэлементы навесным монтажом, кто-то набирает печатную плату – это уже зависит от желания и возможностей каждого человека.

Этот вариант подойдет, если точность неважна: например, вентилятор. Напряжение меняется от 0 до 12 вольт, пропорционально меняется крутящий момент.

Другой вариант – со стабилизацией оборотов независимо от нагрузки на валу.

Питание 12 вольт, схема очень проста. Двигатель набирает обороты плавно, и также плавно их сбавляет так как напряжение на выходе меняется в пределах 12–0в. Как результат – можно убрать крутящий момент практически до нуля. Если потенциометр крутить в обратном направлении, мотор так же постепенно набирает обороты до максимума. Микросхема очень распространенная, ее характеристики тоже подробно описаны. Питание 12–18в.

Есть еще один вариант, только это уже не для 12, а для 24в питания.

Двигатель постоянного тока, питание – переменное, так как стоит диодный мост. При желании можно мост выбросить и запитывать постоянкой от своего блока питания.

Простой регулятор мощности на 220 Вольт из 5 деталей.

Это схема прекрасно работает с такими приборами, как болгарки, дрели, простые лампочки, пылесосы, нагревательные плиты, тены, коллекторные двигатели, первичные обмотки трансформаторов и так далее…

Я лично для себя собирал данное устройство, чтобы регулировать питание первичной обмотки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора, тем самым получая нужные мне параметры на выходе.

Итак, для этого нам потребуется симистор, у меня он был уже прикрученный к радиатору. Симистор у меня был BТА41-600, можно взять и другой, под свои нужды.

Регулятор числа оборотов дизельного двигателя

Дизельные двигатели неустойчиво работают на оборотах холостого хода, вследствие чего возникла необходимость поддерживать такие обороты холостого хода, при которых обеспечивалась бы устойчивая работа двигателя.

Схема работы регулятора числа оборотов;

а-положение деталей при не работающем двигателе; б-работа регулятора при уменьшении нагрузки на двигатель; в-работа регулятора при увеличении нагрузки на двигатель; г-остановка двигателя.

Регуляторы подобного рода называются всережимным. Установка их позволяет улучшить условия вождения, увеличить долговечность двигателя и повысить его экономичность при работе с недогрузкой.

Регулятор двигателей МТЗ работает следующим образом на валу ведомой шестерни регулятора, вращающегося на шариковых подшипниках, установлена державка центробежных грузов. К ним подходит торец муфты. На противоположном конце этой муфты установлен шариковый подшипник, в который входит упорная пята.

Рычаг управления подачей топлива нижним концом жестко насажен на вал. На этом валу так же жестко насажен рычаг с пружиной, нижний конец которой закреплен в двуплечем рычаге. Двуплечий рычаг свободно подвешен на оси.

регулятор числа оборотов

Если положение рычага 10 будет изменяться, то, следовательно изменится и угол между продольной осью рычага 12, пружиной 8 и двуплечим рычагом 7. С изменением угла длина пружины станет иной, и ее натяжение, т. е. усилие, также станет иным. Усилие пружины воспринимается регулировочным винтом и Передаётся рычагу 5 регулятора.

Когда двигатель не работает, верхняя части рычага 10 упирается в болт регулировки минимальных оборотов холостого хода. Вал 3 и закрепленный на нем рычаг 12 пружины поворачиваются, так, что пружина 8, оказывается несколько растянутой. Усилие растянутой пружины передается нижнему концу двуплечего рычага 7. Поворачиваясь вокруг оси 23, рычаг чёрез регулировочный винт давит на рычаг 5 регулятора, плунжеры повернуты в положение наибольшей подачи

регулятор оборотов

После пуска двигателя грузы 16 действием центробежной силы расходятся и, поворачиваясь вокруг осей упираются своими роликами в торец муфты 22, которая вместе с радиально-упорным подшипником и пятой 2 начинает двигаться влево. Вместе с пятой, начинает перемещаться рычаг 13 выдвигая рейку 15. Подача топлива при этом уменьшится.

Когда пята 2 достигнет конца рычага 5 и упрется в него, в некоторый момент создастся, положение при котором центробежные силы грузов уравновесятся усилием пружины 8. Как только это произойдет, сразу же прекратится перемещение рычага 13 и рейки 15. Уменьшение подачи топлива прекратится, и двигатель будет работать на минимальном числе оборотов холостого хода.

Чем дальше перемещаются пита 2 и рычаг 5, тем больше растягивается пружина 8 и с увеличивающейся силой противодействует передвижению рычага. Когда же центробежные силы грузов и усилие пружины уравновесятся движение пяты и рычагов прекратится. Рейка насоса займет некоторое определенное положение, подача топлива станет при этом постоянной и двигатель начнет работать на постоянном скоростном режиме.

регулятор оборотов

При изменении нагрузки ‚на двигатель регулятор автоматически, без вмешательства водителя, изменяет подачу топлива. Если, например, нагрузка упадет и число оборотов коленчатого вала возрастет, то грузы 16 разойдутся, пята 2 передвинет рычаг’13, рейка 15 начнет выдвигаться из корпуса насоса, и подача топлива уменьшится. Уменьшение подачи топлива будет происходить до тех пор, пока центробежные силы грузов и усилие пружины не уравновесятся.

Следовательно, каждому числу оборотов двигателя соответствует определенная степень расхождения грузов.

При возрастании нагрузки на двигатель число оборотов коленчатого вала снизится, центробежные грузы сблизятся, система рычагов передвинет рейку в корпус насоса, и подача топлива увеличится.

Колебание числа оборотов при использовании регулятора составляет 30 об/мин. Таким образом, регулятор насоса ЯМЗ как бы следит за режимом работы двигателя и обеспечивает соответствующую подачу топлива в цилиндры.

регулятор числа оборотов

Как уже упоминалось, водитель может также, пользуясь педалью подачи топлива, изменить скорость вращения коленчатого вала. При нажатии на педаль рычаг 10 повертывается, натяжение пружины 8 увеличивается, и под ее действием рычаг 5 также повертывается, перемещая пяту 2 и рычаг 13 с рейкой 15 в сторону увеличения подачи. Подача топлива будет увеличиваться до тех пор, пока сила натяжения пружины не, уравновесит центробежные силы и грузы регулятора не будут удерживаться на постоянном расстоянии от оси вала регулятора.

Если водитель отпустит педаль, то сила натяжения пружины 8 уменьшится, рычаги 5 и 13 переместят рейку 15 в сторону уменьшения подачи, и число оборотов коленчатого вала снизится.

Болтом 11 ограничивают ход рычага 10 и этим устанавливают максимальное число оборотов двигателя, а болтом 9 минимальное число оборотов.

Проверка и регулировка топливного насоса и регулятора производятся на специальном стенде.

Нижняя часть рычага 13 имеет штифт, входящий в прорезь кулисы 18. Если нажать на скобу 1, то связанная с ним кулиса 18 переместит через штифт нижнюю часть рычага 13. Верхний конец этого рычага, поворачиваясь вокруг оси, находящейся на пяте 2, через тягу потянет за собой рейку насоса 15.

В нижней части рычага 5 размещено специальное устройство—корректор. В процессе эксплуатации автомобиля поворотом корпуса буферной пружины корректора можно поддерживать устойчивую работу двигателя на минимальном числе оборотов;

Регулятор топливного насоса двигателя Д- 12А механический‚ центробежный. Шаровые грузы 9 регулятора располагаются в пазах крестовины З, которая закреплена на коническом конце кулачкового вала насоса. С противоположной стороны грузы упираются в плоскую тарель 10, имеющую возможность свободно вращаться и передвигаться вместе со втулкой вдоль оси по хвостовику крестовины. При увеличении числа оборотов грузы 9 отжимают плоскую тарель; перемещение ее передается на рычаг 1, рейка 4 выдвигается из корпуса, уменьшая при этом подачу топлива.

СМОТРИТЕ ВИДЕО

Применение

Приемистость автомобиля с дизельным двигателем можно назвать удовлетворительной, когда двигатель постоянно реагирует на команды водителя через педаль акселератора. Кроме этого, при движении двигатель не должен стремиться к остановке. Двигатель должен при изменении положения педали акселератора плавно разгоняться или замедляться без перебоев. На ровной дороге и удерживании педали акселератора в ладанном положении скорость автомобиля должна также оставаться постоянной. Когда педаль отпускается, двигатель должен тормозить автомобиль. На дизельном двигателе для обеспечения выполнения всех этих требований имеется регулятор числа оборотов (на ТНВД).

Рис. Регулятор числа оборотов двигателя

Регулятор включает в себя механический (центробежный) регулятор и рычаг. Имеется чувствительное устройство управления, которое определяет положение втулки управления, определяя таким образом ход педали и, соответственно количество впрыскиваемого топлива. Есть возможность адаптации реакции регулятора к изменениям установочной точки путем изменения конструкции рычага.

Скачать документацию на ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ GAC

Цена ЭЛЕКТРОННЫЙ РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ GAC различных вариантов исполнения

Модель	Исполнение	Цена с НДС 20%
Регулятор оборотов GAC	электронный	актуатор	100 000

Электронный регулятор оборотов GAC (Governors America Corp.)

РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ GAC:

• Электронный регулятор оборотов GAC (Governors America Corp.) в автоматическом режиме осуществляет регулировку оборотов двигателя, что позволяет улучшить топливную экономичность, увеличить моторесурс двигателя, повысить надежность в аварийных ситуациях, снизить токсичность отработанных газов, повысить качество вырабатываемой электрической энергии

Электронный регулятор предназначен для двигателей внутреннего сгорания используемых в составе:

• дизельных электростанций
• силовых дизельных приводов и насосных установок (дополнительное оборудование) для одновременной (синхронной) работы нескольких установок Дизель-Систем

Актуаторы компании GAC обеспечивают высокую надёжность и точность регулирования для пропорционального распределения крутящего момента. Специально разработаны для установки на топливные насосы (ТНВД), чтобы обеспечить максимальную эффективность сервопривода. Поскольку конструкция актуаторов не имеет трущихся деталей и все компоненты герметично закрыты соответствующими уплотнениями, достигается высокая надежность и не требуется техническое обслуживание в процессе всего срока эксплуатации.

Актуаторы компании GAC для установки на двигателях имеют надёжную конструкцию для работы в условиях высоких температур и оптимально подходят для наружного размещения на двигателе. Поскольку конструкция актуаторов не имеет трущихся деталей и все компоненты герметично закрыты соответствующими уплотнениями, достигается высокая надежность и не требуется техническое обслуживание в процессе всего срока эксплуатации.

Универсальные актуаторы компании GAC являются электрическими сервоприводами пропорционального типа для механического управления дроссельной заслонкой или топливной рейкой ТНВД. Они обеспечивают оптимальный контроль подачи топлива и идеально подходят для внешнего размещения на корпусе двигателя. Поскольку конструкция актуаторов не имеет трущихся деталей и все компоненты герметично закрыты соответствующими уплотнениями, достигается высокая надежность и не требуется техническое обслуживание в процессе всего срока эксплуатации.

Регуляторы оборотов компании GAC обеспечивают точное регулирование оборотов двигателя. Они разработаны и производятся в различных конфигурациях для различных вариантов применения. При их разработке использованы передовые аналоговые и цифровые технологии контроля и управления. В каждом регуляторе предусмотрена защита от обратной полярности аккумулятора, а также обеспечивается надежная работа в случаях потери сигнала датчика оборотов или напряжения аккумулятора. Широкий спектр требований при различных вариантах применения обеспечивается постоянным или переменным регулированием оборотов при изохронных или переходных режимах работы двигателя. Все сетевые платы надежно герметизированы для защиты от вибраций и влажности.

Регулировка оборотов кулера своими руками, схемы и ход работ

Есть сразу несколько причин, чтобы задуматься, как сделать регуляторы скорости кулера своими руками. Чаще всего – это шум этого самого вентилятора и таким способом можно от него если не избавиться совсем, то сделать значительно тише это точно. Дальше расскажу, что и как я делал, чтобы добиться поставленной цели.

Сборка регуляторов вращения кулера

Сегодня мы рассмотрим три интересные схемы для регулятора скорости вентилятора – одна обычная, вторая с термодатчиком и третья для уменьшения шума.

Не будем томить и сразу приступим к делу.

Обычная схема для регулятора оборотов кулера

Эта схема обеспечивает регулировку скорости вентилятора без контроля оборотов.

Схема размещается прямо внутри блока питания и имеет дополнительные посадочные места для подключения внешних датчиков, также есть возможность добавить стабилитрон, что будет ограничивать минимальное напряжение вентилятора.

Вот все комплектующие, что вам понадобятся для сборки этой схемы:

• Биполярные транзисторы;
• Стабилитрон;
• Диод;
• Электролитический конденсатор;
• 8 резисторов;
• Терморезистор;
• Сам вентилятор;

А вот и сама схема:

Схема регулятора оборотов кулера с термодатчиков

Вентилятор в блоках питания вращается с постоянной скоростью, она не зависит от температуры высоковольтных резисторов, что вентилятор должен охлаждать.

Как правило, блок питания всегда подаёт на вентилятор мощность, необходимую для поддержания этой скорости.

Блоки питания, что ставятся в компьютеры, выбираются с запасом даже при максимуме энергопотребления. Соответственно, блок питания работает не на всю и высоковольтные резисторы не сильно нагреваются.

Поэтому кулер впустую гоняет воздух и поднимает пыль внутри компьютера.

Решить эту проблему поможет автоматический регулятор частоты оборотов вентилятора с термодатчиком, чья схема располагается ниже.

Список радиодеталей, что понадобится вам при сборке:

• Два биполярных транзистора;
• Четыре диода;
• Два резистора;
• Ну и сам вентилятор;

Датчиком в этом регуляторе служат германиевые диоды VD1-VD4.

Этот выбор обусловлен рядом плюсов германиевых диодов перед терморезисторами. Во-первых, зависимость обратного тока у них более выражена, чем у тех же терморезисторов, а во-вторых, стеклянный корпус диодов позволяет обойтись без диэлектрических прокладок.

Резистор R1 нужен для исключения возможности поломки транзисторов VT1 и VT2, в случае теплового пробоя диодов. Сопротивление резистора выбирается из максимально допустимого значения тока базы VT1.

Резистор R2 в свою очередь определяет порог, когда вентилятор должен сработать.

Устройство вставляется напрямую в блок питания.

Выводы диодов спаиваются вместе, после чего приклеиваются к теплоотводу высоковольтных транзисторов с обратной стороны. К выводам транзистора VT2 припаиваются резисторы R1 и R2, а также транзистор VT1.

Сам же транзистор VT2 устанавливается эмиттером в отверстие «cooler», что находится на плате блока питания.

При настройке регулятора, что происходит в основном в подстройке резистора R2 и выбору подходящего количества диодов.

Настраивая резистор R2, вам необходимо подобрать сопротивление введенной части, чтобы при номинальной нагрузке кулер крутился с небольшой скоростью.

Также вам нужно добиться, чтобы при подаче питания вентилятор вращался с небольшой частотой (если слишком быстро вращается – уменьшите количество диодов, если не вращается – увеличьте).

Рекомендую следующее видео, в котором автор самостоятельно изготавливает регулятор скорости вращения компьютерного вентилятора:

Что в итоге.

Сегодня мы рассмотрели то, как своими руками собрать обычный регулятор частоты оборотов компьютерного вентилятора и регулятор скорости вращения вентилятора с термодатчиком.

Для понимания того, как мы их собирали, воспользуйтесь схемами, что находятся выше.

Напишите в комментариях то, как думаете – стоит ли изготавливать и устанавливать подобные регуляторы или вентилятор и без них нормально работает?

Классификация регуляторов частоты вращения

Автоматические регуляторы частоты вращения ДВС классифицируются обычно в зависимости от типа чувствительного элемента на механические, пневматические и гидравлические; от передачи усилий на органы управления двигателем — на регуляторы прямого и регуляторы непрямого действия; от регулируемых скоростных режимов — на предельные, однорежимные, двухрежимные и всережимные; от типа обратной связи — на регуляторы без обратной связи, с жесткой обратной связью, с изодромной обратной связью и с комбинированной связью; в зависимости от числа импульсов — на одно- и многоимпульсные.

Для регулирования частоты вращения вала судовых двигателей наиболее часто применяют регуляторы с механическими чувствительными элементами непрямого действия, как предельные, так и всережимные.

В случае установки предельного регулятора частота вращения вала дизеля регулируется непосредственным воздействием с поста управления на регулирующий орган топливного насоса.

При этом каждому положению рукоятки (или маховика) на посту управления соответствуют однозначное положение регулирующего органа топливного насоса и определенная частичная характеристика двигателя. Характеристики двигателя, снабженного предельным регулятором, приведены на рис. 87. Предельный регулятор вступает в действие и перемещает топливорегулирующие органы только в сторону уменьшения подачи топлива при увеличении частоты вращения выше допустимого значения, что может иметь место при оголении гребного винта в штормовых условиях, поломке гребного вала либо потере винта.

Рис. 87. Характеристики судового дизеля, снабженного предельным

регулятором частоты вращения:

1, 3, 4, 5 — винтовые характеристики; 2 — внешняя характеристика;

6 — регуляторные характеристики; 7 и 8 — частичные характеристики

При частоте вращения меньше предельной регулятор не воздействует на привод топливорегулирующих органов. Одна из возможных схем взаимодействия предельного регулятора с топливорегулирующими органами приведена на рис. 88.

Рис. 88. Схема взаимодействия предельного регулятора

с топливорегулирующими органами:

1 — рукоятка ручного управления топливоподачей; 2 — пружинная тяга;

3 — предельный регулятор; 4 — топливный насос

В последние годы все большее распространение стали получать всережимные регуляторы, которые предназначены для автоматического поддержания любого заданного скоростного режима — от минимально устойчивого до номинального. Характеристика двигателя, снабженного всережимным регулятором, приведена на рис. 89.

При всережимном регуляторе, включенном по всережимной схеме, управление топливоподачей при любых режимах работы осуществляется регулятором, выходной рычаг сервомотора которого без люфтов соединен с приводом топливорегулирующего органа топливных насосов. Режим работы двигателя задается с поста управления путем изменения затяжки пружины чувствительного элемента регулятора.

Из изложенного выше вытекает, что при наличии предельного регулятора цикловая подача топлива остается неизменной, а частота вращения вала двигателя при изменении внешней нагрузки будет изменяться в широком диапазоне (до максимально допустимых).

Рис. 89. Характеристика судового дизеля, снабженного всережимным

регулятором частоты вращения:

1 — внешняя характеристика; 2 — регуляторные характеристики

В этом случае тепловая нагрузка и связанные с ней температурные напряжения деталей цилиндро-поршневой группы остаются практически неизменными, а инерционные нагрузки в деталях движения будут достигать максимальных значений. В случае установки всережимного регулятора, включенного по всережимной схеме, при изменении внешней нагрузки будет изменяться цикловая подача топлива так, что частота вращения будет поддерживаться неизменной. В этом случае инерционные нагрузки, вызываемые изменением частоты вращения, не будут иметь места, но зато колебания тепловой нагрузки и связанные с ней температурные напряжения в деталях будут иметь максимальные значения.

Следовательно, как предельная, так и всережимная схема включения регулятора имеет свои отрицательные стороны.

В связи с этим в последние годы на дизелях с прямой передачей на винт находят применение всережимные регуляторы, включаемые по всережимно-предельной схеме (рис. 90).

Рис. 90. Всережимно-предельная схема включения регулятора

При такой схеме включения всережимный регулятор может работать как предельный и как всережимный.

Настройка регулятора 5 на необходимый скоростной режим осуществляется маховичком 1, при помощи которого через систему рычагов изменяется затяжка пружины чувствительного элемента. Маховичок 1 располагается на посту управления двигателем. Цикловая подача топлива устанавливается рычагом 2 в соответствии с требуемой нагрузкой независимо от регулирования скоростного режима. Изменение нагрузки дизеля приводит к изменению скоростного режима.

Рычаг 2 служит упором-ограничителем для указателя нагрузки 3, который при помощи шарнирного устройства связан с рычагом 4, воздействующим на регулирующий орган топливного насоса 6.

Такая связь устройства настройки 1 с рычагом 2 в зависимости от их взаимного расположения дает возможность обеспечить работу регулятора либо как всережимного, либо как предельного.

При наличии зазора х между рычагом 2 и указателем нагрузки 3 и отсутствии зазора у (у = 0) в серьге соединения рычага 4 с выходным рычагом регулятора регулятор работает как всережимный, а частота вращения вала дизеля определяется положением маховичка 1 настройки регулятора. При отсутствии зазора х и наличии зазора у регулятор работает как предельный, а частота вращения задается рукояткой 2.

Однорежимные регуляторы предназначаются для поддержания постоянного значения заданной частоты вращения при любых нагрузках. Такие регуляторы устанавливаются на вспомогательных двигателях (дизель-генераторы, дизель-компрессоры и др.) либо на главных двигателях при включении в качестве предельных регуляторов.

Двухрежимные регуляторы обеспечивают автоматическое поддержание частоты вращения вала дизеля на двух крайних режимах, соответствующих минимальной и максимальной нагрузкам (холостой ход и полная нагрузка). В промежутке между этими режимами управление двигателем осуществляется вручную с непосредственным воздействием оператора на топливорегулирующие органы. Такого типа регуляторы обычно предназначаются для двигателей небольших мощностей, работающих на винт через реверсивно-редукционные муфты.

Для улучшения динамических характеристик регуляторов (в основном устойчивости и продолжительности переходного процесса) вводятся дополнительные обратные связи. На рис. 91, а, б и в показаны схемы регуляторов с различными типами обратных связей.

Рис. 91. Схемы регуляторов частоты вращения с обратными связями:

а — жесткой; б — изодромной; в — комбинированной (жесткой силовой и изодромной)

Как известно, при наличии жесткой обратной связи регулятор работает со статической ошибкой или остаточной степенью неравномерности. Конструктивно жесткие обратные связи выполняются таким образом, что имеется возможность изменять остаточную степень неравномерности за счет изменения плеч рычага обратной связи.

В отличие от регулятора с жесткой обратной связью в регуляторах с изодромной обратной связью неравномерность появляется только в режиме переходного процесса, а по окончании его исчезает. Поэтому изодромные регуляторы называют также регуляторами с временным статизмом.

В регуляторах с комбинированной обратной связью остаточная степень неравномерности за счет настройки может изменяться от нуля до своего максимального значения (6-12%). Остаточная степень неравномерности требуется для обеспечения параллельной работы двигателей, а также для уменьшения колебания цикловой подачи в случае работы двигателя в условиях периодически изменяющейся нагрузки (например, штормовые условия).

Регуляторы оборотов болгарок

Необходимость выполнения одним видом электроинструмента работ, требующих изменения установленных основных характеристик, приводит к оснащению его дополнительными устройствами. Так, например, болгарка с регулятором оборотов значительно повышает свои функциональные возможности. Более подробную информацию об особенностях эксплуатации УШМ с регулятором оборотов найдете в данном разделе.

• Видеоверсия статьи
• Что из себя представляет регулировка скорости вращения, как работает, нужна ли и зачем
• Полезное видео
• С обратной связью
• Устройство, электросхема болгарки с регулятором скорости вращения
• Другие функции: плавный пуск и не только
• Достоинства универсальных УШМ
• Критерии выбора УШМ с электронным регулятором частоты вращения
• Сделать своими руками внешний регулятор без потери мощности
• На симисторе ВТА-16-200 и тиристоре
• Где купить кнопку регулировки двигателя

Видеоверсия статьи

Что из себя представляет регулировка скорости вращения, как работает, нужна ли и зачем

В простейшем варианте частоту вращения можно менять с помощью устройства регулировки мощности, в основе которого заложен принцип переменного сопротивления. То есть, по большому счету это обыкновенный реостат. Многие пользователи используют его на бытовых болгарках при проведении полировальных, шлифовальных работ с мягкими материалами, где на низких оборотах можно добиться качественного результата.

Типовая электрическая схема регулятора оборотов. Источник фото здесь

Профессиональные, мощные болгарки, комплектуются более сложным техническим устройством для регулировки оборотов, в основе которого заложена электронная схема. Наличие функции поддержки частоты вращения при изменении нагрузки является его отличительной чертой. Цены на такие болгарки намного выше, чем на обычные бытовые.

Полезное видео

С обратной связью

В систему поддержания оборотов болгарок профессионального типа при регулировании входит датчик, считывающий частоту вращения. Входящий в конструкцию датчика магнит подает сигнал на электронное регулирующее устройство, в котором сообщаются данные о величине частоты вращения. Электронный блок реагирует соответствующим образом, повышая силу тока в обмотках электропривода при увеличении нагрузки (уменьшении оборотов). Такая обратная связь таходатчика и электронного блока происходит непрерывно и поддерживает стабильную частоту вращения на разных режимах работы УШМ.

Устройство, электросхема болгарки с регулятором скорости вращения

Заводской регулятор оборотов находится внутри корпуса болгарки и встраивается в электрическую схему следующим образом:

Схема подключения регулятора. Источник здесь

Схема подключения достаточно проста: красный провод соединяется с одним из контактов выключателя, синий провод через второй контакт пускового устройства подключается к одной из двух обмоток статора, а черный провод непосредственно замыкается на другой обмотке.

При подключении регулятора, изготовленного своими руками или готового, приобретенного в магазине к болгарке, где он не предусмотрен производителем, далеко не всегда возможно уместить его внутри корпуса. Практика показывает примеры выполнения регулятора отдельным блоком в разрыв сетевого кабеля. Пользователи выполняют его в виде мобильного универсального устройства, который применим для других видов электроинструмента (дрель, перфоратор).

Другие функции: плавный пуск и не только

УШМ (болгарка) MAKITA 9565CVK с плавным пуском и регулировкой оборотов. Фото 220Вольт

Кроме устройства регулировки оборотов и их электронной стабилизации, которые повышают спектр выполняемых работ, болгарка может оснащаться другими полезными опциями.

• Устройство плавного пуска позволяет уменьшить дополнительные усилия со стороны пользователя, так как динамические нагрузки, возникающие от резкого набора оборотов шпинделя, сильно этому способствуют. Особенно важна установка плавного пуска для мощных болгарок, обладающих большой инерционной массой. Повышение комфортности при работе, снижение риска получить травму, повышение надежности работы узлов и деталей обеспечивается данной опцией.
• Механизм автоматической балансировки снижает вибрацию и биение, которая возникает из-за неравномерного износа рабочего инструмента.
• Защита от заклинивания, которая отключает подачу тока к обмоткам болгарки во время непредвиденной принудительной остановки электропривода. Предотвращает перегрев мотора и выход его из строя.
• С целью снижения травматизма, например, при внезапном отключении электроэнергии, затем таком же неожиданном включении, устанавливается защита от повторного запуска. Болгарка после отключения снова войдет в рабочий режим только после нажатия пользователем на фиксатор защиты.
• Если характер работ не позволяет долго дожидаться остановки вращающегося шпинделя, то дополнительная опция торможения поможет остановить его максимально быстро.
• Проблемы, возникающие при замене рабочего инструмента, даже при использовании специального ключа, решаются применением специальной быстрозажимной гайки. Она позволяет сменить оснастку за максимально короткое время.

Достоинства универсальных УШМ

УШМ (болгарка) METABO WEV 10-125 Quick 600388000 (в коробке). Фото 220Вольт

Не всегда обычной болгаркой без дополнительных опций удается решить задачу по обработке некоторых видов материалов, рабочий инструмент не приспособлен для эффективной работы на оборотах, которые выдает болгарка без регулятора скорости. Особенно остро проблема выбора нужных режимов стоит перед пользователями, занимающимися шлифовкой, зачисткой, полировкой различных материалов. Для выполнения работ иногда приходится искать другой инструмент с подходящими характеристиками.

Универсальность УШМ с регулировкой числа оборотов как раз состоит в возможности задавать самостоятельно скорость вращения, например, кордщеток при зачистке. При выполнении шлифовальных операций увеличивается пятно контакта между рабочим инструментом и обрабатываемой поверхностью, что требует применения болгарок повышенной мощности. Такие болгарки с установленными на них дополнительными опциями выполняют практически любой вид работ с различными материалами.

Критерии выбора УШМ с электронным регулятором частоты вращения

Болгарка с электронным регулятором оборотов далеко не дешевый вариант приобретения. Следует четко представлять объем работ, при выполнении которых понадобится изменение скорости вращения рабочего инструмента. Убедившись в обоснованности покупки болгарки с такой опцией, подбираются технические характеристики УШМ в сочетании с возможностями электронного блока регулирования влиять на подбор режима работы. Подробную информацию о критериях выбора можно найти по ссылке «Выбираем болгарку с регулировкой оборотов».

Сделать своими руками внешний регулятор без потери мощности

Пользователи болгарок, на которых не установлен регулятор оборотов, сталкиваются с работами, качество которых можно улучшить обработкой на меньших, чем предусмотрено техническими данными частотах вращения. Расширить функционал болгарки можно установкой этой опции самостоятельно, своими руками.

В зависимости от характера выполняемых работ можно установить более простой регулятор мощности или сложный электронный прибор с обратной связью, которая обеспечит поддержку выбранной величины оборотов без потери мощности. Информацию о способах установки можно найти в статье по ссылке «Регулятор оборотов болгарки своими руками». В случае возникновения неисправностей в механизме следует ознакомиться с информацией, представленной в статье «Ремонт оборотов болгарок своими руками».

На симисторе ВТА-16-200 и тиристоре

Основными элементами регуляторов мощности являются полупроводниковые приборы – симисторы и тиристоры. Их легко купить в специализированных магазинах, также как и другие элементы, входящие в схему – резисторы и конденсаторы. Пользователь, имеющий навыки изготовления электронных плат, может сделать регулятор своими руками. Вариант покупки готового регулятора также популярен у желающих установить его на болгарку.

Схема регулятора на микросхеме U2010B. Источник фото здесь

Некоторые микросхемы, выступающие в качестве основного компонента электронного блока регулировки оборотов, работая совместно с датчиком, считывающим величину оборотов, обеспечивают поддержание нужных оборотов без потери мощности. Такую схему выполнить своими руками без знаний электроники достаточно сложно. Однако существуют микросхемы, например, U2010B, где для работы наличие таходатчика не требуется. Такое устройство можно пробрести в магазине и вставить в электрическую схему болгарки не представит большого труда.

Где купить кнопку регулировки двигателя

Приобрести механизм регулировки оборотов для установки или замены возможно у сотрудников компании, собранные в отдельном разделе нашего сайта. Кроме этого, посетителей сайта могут заинтересовать предприятия, предлагающие широкий выбор электроинструмента с регулировкой оборотов. Универсальные устройства реализуются специалистами компаний, которые собраны в разделе «Где купить УШМ с регулировкой оборотов».

Регулятор оборотов для болгарки своими руками

Болгарка в классическом варианте исполнения уже обладает широкими возможностями для применения. Оснащение дополнительными опциями еще больше повышает ее функционал, делая работу с ней более комфортной и безопасной. Самыми распространенными являются устройства плавного пуска, поддержка постоянных оборотов под нагрузкой.

Ремонт оборотов болгарок своими руками

Для болгарки всегда найдется применение в домашних условиях, на даче, в гараже или в качестве профессионального инструмента в производственных мастерских. Использование различного рабочего инструмента повышает функционал выполняемых работ. Соблюдение правил эксплуатации увеличивает срок службы электроинструмента.

Обороты болгарок

Болгарка – универсальный инструмент, который необходим как для домашней мастерской, так и в промышленных цехах. Популярность шлифовальной машинки обосновывается ее низкой стоимостью и широкими функциональными возможностями. При выборе болгарки необходимо ориентироваться на несколько параметров: диаметр диска, мощность.