Схема уменьшения оборотов электродвигателя. Бытовые электродвигатели и их использование. Увеличение мощности регулятора

Здравствуйте дорогие мои читатели. Вы, наверное, заметили, что многим «сомоделкиным» начали часто встречаться коллекторные электродвигатели от стиральных машин автомат. Но ставить такие двигатели на свои устройства не спешат, не потому что не знают как подключить, а потому что не все знают как ведут такие двигатели под нагрузкой, можно ли регулировать обороты двигатели. Если можно регулировать обороты то как, и падает ли при этом мощность коллекторного электродвигателя. А если падает, то, как добиться, чтобы сохранить мощность электродвигателя во время регулировки оборотов и т. д. Так вот сегодня и поговорим, как правильно подключить коллекторные электродвигатели от стиральных машин, и рассмотрим, как ведут себя такие двигатели под нагрузкой и как регулируются обороты такого двигателя.

Прежде всего, это однофазный коллекторный электродвигатель с последовательным возбуждением обмоток. Для работы такого типа двигателя можно использовать как переменный, так и постоянный ток – и поэтому их можно считать универсальными. Не смотря на разный внешний вид устройство у них одинаковое. Состоят они из статора с обмоткой возбуждения, якоря, щеток, корпуса и тахогенератора. Для вывода всех проводов служит клеммная колодка.

В основе работы данного вида электродвигателя лежит взаимодействие магнитных полей статора и якоря при прохождении через них электрического тока.

Сделать простейшее подключение, можно лишь зная выходы обмоток статора и якоря. Но как узнать где какие выходы на клеммной колодке, если их количество может достигать 10. Для этого берем обычный тестер,

Ручку регулятора ставим в положение наименьшего сопротивления, и начинаем вызванивать обмотки тахогенератора (таходатчика), статора и якоря (Сопротивление обмоток от 3 до 200 Ом). У меня под рукой оказался двигатель с 6 выводами на клеммной колодки с сопротивлениями 2 Ом (статор); 4,4 Ом (якорь); 165 Ом (тахогенератор).

Теперь нужно определить, где находиться выводы тахогенератора для этого нужно взять всё тот же тестер, повернуть его ручку в положение переменного напряжения и подключать к клеммам которые звонятся между собой, проворачивая рукой якорь, на клеммах тахогенератора при проворачивании якоря тестер покажет наличие напряжения.

Будьте внимательны, на двигателях вместо тахогенератора (два выхода) иногда используют датчик Холла (три вывода, определяется тестером при положении наименьшего сопротивления, тестер сначала показывает какое-то сопротивление, а потом оно пропадает). Выводы якоря определяются, путем прозвони между самим коллектором и клеммами на колодке. Статор путём исключения. Схема подключения с использованием клеммой колодки выглядит так: ставим перемычку между одной из клемм статора и якоря, а к оставшимся двум клеммам подводим напряжение. Если вы уверены что электродвигатель со стеральной машины в полном порядке можете подключать его прямо в сеть, а если же не уверены в происхождении электродвигателя, то соедините последовательно двигатель с самым простым электроутюгом.

Если во время подключения коллекторный электродвигатель плавно набирает обороты, и отсутствует потрескиваний во время работы, на щетках отсутствует сильное искрение – это означает что коллекторный электродвигатель полностью готов к работе и его можно подключать к сети 220 Вольт.
И так подключив напрямую двигатель к сети тахометром проверяем обороты (у меня показало более 12000 об/мин.), после чего пробуем дать ему нагрузку (для нагрузки применял кусок доски которой надавливал на вал двигателя).

У меня не получилось задавить такой двигатель (доска начала гореть), а обороты при этом упали вдвое.

Способов регулировки обороты на коллекторных электродвигателях есть множество, обороты можно регулировать с помощью ЛАТРа, плат регулировки оборотов с бытовой техники (пылесосов, миксеров и т.д.), кнопок с электроинструмента, тимера освещения (регулятор освещения) в общем, всеми устройствами которые регулируют напряжение.

Видим что обороты легко регулируются при изменении напряжения такими устройствами. При таком подключении появляется существенный недостаток как большое падение мощности двигателя (при оборотах в 600 об/мин. вал легко останавливается рукой).

Такая регулировка оборотов не всегда подходит (для вентиляторов и насосов пойдет и так) для широкого применения для самодельных станков и разных устройств. В таком случае нам на помощь придет тахогенератор, который установлен на двигателе от стиральной машины. Который будет сообщать количество оборотов якоря, и передавать их микросхеме, а та в свою очередь будет регулировать мощность и обороты двигателя через симистор. Вот пример схемы которую в домашних условиях легко можно повторить (более подробно о схеме здесь http://shenrok.blogspot.com/p/blog-page_8.html):

В наше время ни одна хозяйка не может на своей кухне обойтись без такого необходимого прибора как кухонный комбайн. Разнообразие модификаций позволяет выполнять без лишних затрат сил и времени любые кухонные работы. Например, кухонный комбайн с мясорубкой буквально за несколько секунд позволит приготовить аппетитный фарш, а кухонный комбайн с функцией нарезки кубиками моментально нарежет продукты для любимого салата. Поэтому каждая неполадка становится проблемой, которая требует немедленного решения.

Чтобы кухонный комбайн служил долго, тщательно ухаживайте за ним

[содержание h2 h3]

Основные поломки кухонных комбайнов

Комбайны бывают трёх разных типов: мини, компактные, и многофункциональные. К последнему типу, например, относится кухонный комбайн с мясорубкой и соковыжималкой одновременно. Но, несмотря на их различие, принцип работы кухонного комбайна практически одинаков для всех модификаций.

Разнообразные типы кухонных комбайнов

Попадая в чашу для обработки, продукты доводятся до необходимого состояния в соответствии с заданной программой, как это делает кухонный комбайн kenwood major classic km636. Происходит процесс с помощью разнообразных насадок от венчиков и дисков до ножей, которые устанавливаются на дне ёмкости или закрепляются на крышке. Насадки приводятся в движение с помощью коллекторного электродвигателя, чья мощность может варьироваться от 300 Вт для мини-комбайнов до 700 Вт, которые имеет в своём арсенале комбайн с мясорубкой.

Как понять, что ремонт кухонного комбайна стал насущной необходимостью? Срочно принимать меры требуется в нескольких случаях:

Возможные причины поломки

Несмотря на разнообразие функций, любой аппарат, например кухонный комбайн kenwood, состоит из пяти главных частей:

двигатель;
приёмник для продуктов;
ёмкость для обработки продуктов;
комплект ножей и других насадок;
панель управления.

Выход из строя любой из них влечёт за собой основные причины неисправности. Они имеют как механическую, так и электрическую природу.

Детали кухонного комбайна могут неожиданно выйти из строя

Первый вариант неисправностей проявляется в том, что вращательное движение не передаётся на рабочий орган. Это происходит по одной из причин.

Если помощник в приготовлении пищи, например кухонный комбайн мулинекс, имеет ременную передачу, следовательно, порвался ремень.
Когда бытовая техника, например кухонный комбайн филипс, имеет прямой привод, то отсутствие вращательного движения говорит о том, что износилась шпонка на валу ротора.

Важно! Если устройство работает неравномерно, значит, приводной ремень ослаб и его требуется подтянуть. Если сделать это уже невозможно – потребуется замена детали.

Неполадки электрической части могут быть как незначительными, вроде перегорания предохранителя, выключателя или шнура подключения к электросети, износа щётки двигателя, так и более серьёзными, когда из строя выходит мотор и требуется перемотка якоря, замена коллектора или платы управления.

Комбайн не работает – что делать?

Владельцы бытовой техники рано или поздно сталкиваются с такой ситуацией, когда после включения агрегат либо вообще не работает, либо работает неправильно, издавая различные нехарактерные шумы и иногда даже сверкая искрами. Это в полной мере относится и к кухонным комбайнам.

В этом случае хозяин агрегата должен вспомнить, действует ли ещё на прибор заводская гарантия. Если гарантийный срок не прошёл, то необходимо незамедлительно обратиться по поводу ремонта вашей техники в сервисный центр.

Разбирая кухонный комбайн самостоятельно, обязательно отключите его от сети

Если гарантия на кухонного помощника уже не распространяется, то вначале попробуйте самостоятельно понять причины поломки. Для этого потребуется разобрать агрегат.

Важно! Выполняя эту операцию, не забудьте, что затем вам необходимо будет собрать кухонный комбайн обратно.

Вот главные этапы демонтажа:

отключите прибор от сети и отсоедините съёмные элементы;
снимите комбайн с основания и переверните для осмотра приводного ремня и шестерёнки;
сняв ремень и шестерню, отсоедините двигатель, вскройте его и осмотрите;
снимите защитный кожух редуктора и осмотрите приводной вал.

При необходимости более подробные советы для каждой конкретной модели без труда можно отыскать в интернете

Выяснив этот аспект проблемы, и выявив неисправность, принимайте решение о проведении ремонта своими силами или с привлечением помощи профессионала.

Если комбайн так и не заработал, обратитесь к мастеру по ремонту

Если вы разбираетесь в электротехнике и чувствуете в себе способности для самостоятельного ремонта, то вот несколько советов на этот случай.

При обрыве или ослаблении передаточного ремня его необходимо заменить, приобретя ремень для кухонного комбайна в сервисном центре.
Если вышла из строя шпонка, то потребуется больше усилий: разобрать комбайн, сняв мотор; аккуратно демонтировать деталь; приобрести в сервисном центре новую шпонку и установить её на место.
Для замены перегоревшего предохранителя вам понадобится 5-10 минут. Не стоит из-за такой малости тратить время на поездку в сервис.
Соединительный шнур тоже несложно заменить самостоятельно, так как приобрести недостающие составляющие можно в каждом электромагазине.
Если возникли проблемы с шестерёнкой, то для начала её нужно как следует почистить и внимательно осмотреть. Небольшой процент износа компенсируется смазкой, в более сложных случаях потребуется замена.
При истирании щётки достаточно заменить деталь на новую.

Важно! При покупке запчастей приобретайте только детали того же производителя. Установка дешёвых деталей приведёт к окончательной поломке комбайна.

Устранение более серьёзных поломок вроде перегоревшего мотора, выхода из строя вала или подшипников следует доверить специалисту , хотя бы потому, что у вас дома не окажется нужных приспособлений и инструмента.

Регулировка оборотов двигателя стиральной машины может потребоваться любому домашнему самоделкину, который решит приспособить деталь отслужившей помощницы.

Простое подключение двигателя стиральной машины к питанию не дает много проку, поскольку он выдает сразу максимальные обороты, а ведь многие самодельные приборы требуют увеличения или уменьшения оборотов, причем желательно без потери мощности. В этой публикации мы и поговорим о том, как подключить двигатель от стиралки, и как сделать для него регулятор оборотов.

Сначала подключим

Прежде чем регулировать обороты двигателя стиральной машины, его нужно правильно подключить. Коллекторные двигатели от стиральных машин автомат имеют несколько выходов и многие начинающие самоделкины путают их, не могут понять, как осуществить подключение. Расскажем обо всем по порядку, а заодно и проверим работу электродвигателя, ведь существует же вероятность, что он вовсе неисправен.

К сведению! Таходатчики, имеющие два выхода, легко прозваниваются омметром. А вот аналогичные детали с тремя выходами не звонятся ни по одному направлению.

Далее берем один провод, идущий от коллектора, и соединяем с одним из проводов катушки.
Второй провод коллектора и второй провод катушки подключаем к сети 220 В.
Если нам нужно поменять направление вращения якоря, то мы просто меняем местами подключаемые провода, а именно первый провод коллектора и первый провод катушки включаем в сеть, а вторые провода соединяем между собой.
Отмечаем ярлычками провода катушки, таходатчика и коллектора, чтобы не перепутать и производим пробный пуск двигателя.

Если пробный запуск прошел успешно, а именно, двигатель плавно набрал обороты без заеданий и рывков, щетки не искрили, можно приступать к подключению двигателя стиральной машины через регулятор оборотов. Существует множество схем подключения двигателя через регулятор, как и схем самого регулятора, рассмотрим два варианта.

Подключим через регулятор напряжения

Простейший вариант регулировки электродвигателя стиральной машины – использование любого регулятора напряжения (диммера, гашетки от дрели и прочего). Смысл регулировки в том, что на двигатель подается сначала максимальное напряжение, и он вращается с максимальной скоростью. Поворачивая тумблер диммера, мы уменьшаем напряжение, и двигатель соответственно начинает снижать обороты. Схема подключения следующая:

один провод катушки соединяем с одним проводом якоря;
второй провод катушки подключаем к сети;
второй провод якоря соединяем с диммером, а второй выход диммера подключаем к сети;
производим пробный пуск двигателя.

Проверяем, как работает двигатель на минимальной мощности. Вы можете убедиться, что даже на минимальной мощности обороты без нагрузки внушительны, но стоит только прислонить деревянный брусочек к вращающейся оси, и двигатель тут же останавливается. Каков вывод? А вывод таков, что данный способ регулировки оборотов электродвигателя стиральной машины приводит к катастрофической потере мощности при уменьшении напряжения, что неприемлемо, если вы собираетесь делать из двигателя какую-то самоделку.

Важно! При запуске двигателя стиральной машины соблюдайте технику безопасности. Обязательно закрепите двигатель перед пуском, кроме того не стоит прикасаться руками к вращающимся элементам.

Изначально мы ставили задачу научиться своими руками регулировать обороты двигателя стиральной машины без потери или с минимальной потерей мощности, но возможно ли это? Вполне возможно, просто схема подключения несколько усложнится.

Через микросхему

Пришло время вспомнить про таходатчик и его выходы, которые мы на двигателе нашли, но до поры отставили в сторону. Именно таходатчик поможет нам подключить двигатель стиралки и регулировать его обороты без потери мощности. Сам таходатчик управлять двигателем не может, он лишь посредник. Реальное управление должно осуществляться посредством микросхемы, которая соединяется с таходатчиком двигателя, обмоткой и якорем и запитывается от сети 220 В. Принципиальную схему вы можете видеть на рисунке ниже.

Что происходит с двигателем, когда мы подключаем его к сети через эту микросхему? А происходит следующее, мы можем запустить двигатель своими руками на максимальных оборотах, а можем, повернув специальный тумблер обороты уменьшить. Даем внезапную нагрузку двигателю, подставив под вращающийся шкив деревянный брусочек. На долю секунды обороты падают, но потом снова восстанавливаются, несмотря на нагрузку.

Дело в том, что таходатчик определяет понижение оборотов из-за возникшей нагрузки и сразу же подает сигнал об этом на управляющую плату. Микросхема, получив сигнал, автоматически добавляет мощность, выравнивая, таким образом, обороты двигателя. Мечта самоделкина, как говорится, сбылась. При наличии такой схемы подключения из двигателя стиральной машины можно сделать и и дровокол и много других полезных вещей.

Подводя итог нашего повествования, ответим еще на один резонный вопрос, который может возникнуть у читателя: где взять такую плату? Можно собрать на основе схемы и списка деталей, которые мы прилагаем к настоящей статье, а можно заказать в готовом виде у специалистов. Благо в сети предложений на этот счет достаточно. Искать нужно схему TDA 1085.

Эта схема была скопирована при ремонте блока управления двигателя привода барабана стиральной машины - автомата фирмы Indesit .
Как показала последующая практика, эта схема с небольшими изменениями довольно широко применяется и в машинах других фирм, у которых установлен электромеханический командоаппарат. Устройство обеспечивает стабильность частоты вращения коллекторного двигателя с установленным на его валу тахогенератором - датчиком оборотов.

Подобную схему на специализированной микросхеме TDA1085C можно применить и других устройствах, например, кухонных комбайнах, швейных машинках, сверлильных станках и т.д. В этом случае счетверённый компаратор LM339N из схемы можно исключить вместе с элементами обвязки - в "родной" схеме компараторы используются для получения режима плавного изменения оборотов двигателя, вращающего барабан стиральной машины. Управление оборотами двигателя осуществляется путём подачи на вход 5 микросхемы управляющего сигнала 0 ... 10 В. В качестве тахогенератора можно использовать любой малогабаритный электродвигатель постоянного тока, например от детской игрушки, вал которого стыкуется с валом управляемого электродвигателя.

Схема блока регулировки оборотов стиральной машины Indesit

Подстроечным резистором TR1 задают начальный режим вращения. Диод D1 следует заменить на 1N4007 для повышения надёжности. Резистор R21 определяет ток защиты от перегрузки и его сопротивление подбирается исходя из параметров конкретного электродвигателя. Симистор T1 можно заменить на любой, подходящий по току и напряжению, например BT138-800, BTA26-600 и т.д.

Регулировка оборотов электродвигателей

С вопросом регулировки оборотов приходится сталкиваться при работе с электроинструментом, приводом швейных машин и прочих приборов в быту и на производстве Регулировать обороты, просто понижая питающее напряжение, не имеет смысла - электродвигатель резко уменьшает обороты, теряет мощность и останавливается Оптимальным вариантом регулировки оборотов является регулирование напряжения с обратной связью по току нагрузки двигателя В большинстве случаев в электроинструменте и других приборах применены универсальные коллекторные электродвигатели с последовательным возбуждением. Они хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. Особенностью работы коллекторного электродвигателя является то, что при коммутации обмоток якоря на ламелях коллектора во время размыкания возникают импульсы противо-ЭДС самоиндукции. Они равны питающим по амплитуде, но противоположны им по фазе. Угол смещения противо-ЭДС определяется внешними характеристиками электродвигателя, его нагрузкой и другими факторами. Вредное влияние противо-ЭДС выражается в искрении на коллекторе, потере мощности двигателя, дополнительном нагреве обмоток. Некоторая часть противо-ЭДС гасится конденсаторами, шунтирующими щеточный узел.

Рассмотрим процессы, протекающие в режиме регулирования с ОС, на примере универсальной схемы (рис 1). Резистивно-емкостная цепь R2-R3-C2 обеспечивает формирование опорного напряжения, определяющего скорость вращения электродвигателя. При увеличении нагрузки скорость вращения электродвигателя падает, снижается и его крутящий момент. Противо-ЭДС, возникающая на электродвигателе и приложенная между катодом тиристора VS1 и его управляющим электродом, уменьшается. Вследствие этого напряжение на управляющем электроде тиристора возрастает пропорционально уменьшению противо-ЭДС. Дополнительное напряжение на управляющем электроде тиристора заставляет его включаться при меньшем фазовом угле (угле отсечки) и пропускать на электродвигатель больший ток, компенсируя тем самым снижение скорости вращения под нагрузкой. Существует как бы баланс импульсного напряжения на управляющем электроде тиристора, составленного из напряжения питания и напряжения самоиндукции двигателя. Переключатель SA1 позволяет при необходимости перейти на питание полным напряжением, без регулировки Особое внимание следует уделить подбору тиристора по минимальному току включения, что обеспечит лучшую стабилизацию скорости вращения электродвигателя

Вторая схема (рис 2) рассчитана на более мощные электродвигатели, применяемые в деревообрабатывающих станках, шлифмашинах, дрелях. В ней принцип регулировки остается прежним. Тиристор в данной схеме следует установить на радиатор площадью не менее 25 см 2 .

Для маломощных электродвигателей и при необходимости получить очень малые скорости вращения, можно с успехом применить схему на ИМС (рис 3). Она рассчитана на питание 12 В постоянного тока. В случае более высокого напряжения следует запитать микросхему через параметрический стабилизатор с напряжением стабилизации не выше 15В. Регулировка скорости осуществляется путем изменения среднего значения напряжения импульсов, подаваемых на электродвигатель. Такие импульсы эффективно регулируют очень малые скорости вращения, как бы непрерывно "подталкивая" ротор электродвигателя. При высоких скоростях вращения электродвигатель работает обычным образом.

Весьма несложная схема (рис 4) позволит избежать аварийных ситуаций на линии железной дороги (игрушечной) и откроет новые возможности управления составами. Лампа накаливания во внешней цепи предохраняет и сигнализирует о коротком замыкании на линии, ограничивая при этом выходной ток.

Когда требуется регулировать обороты электродвигателей с большим крутящим моментом на валу, например в электролебедке, может пригодиться двухполупериодная мостовая схема (рис 5), обеспечивающая полную мощность на электродвигателе, что существенно отличает ее от предыдущих, где работала только одна полуволна питающего напряжения. Диоды VD2 и VD6 и гасящий резистор R2 используются для питания схемы запуска. Задержка открывания тиристоров по фазе обеспечивается зарядом конденсатора С1 через резисторы R3 и R4 от источника напряжения, уровень которого определяется стабилитроном VD8 Когда конденсатор С1 зарядится до порога срабатывания однопереход-ного транзистора VT1, он открывается и запускает тот тиристор, на аноде которого присутствует положительное напряжение. Когда конденсатор разряжается, однопереходный транзистор выключается. Номинал резистора R5 зависит от типа электродвигателя и желаемой глубины обратной связи. Его величина подсчитывается по формуле R5=2/Iм, где Iм - эффективное значение максимального тока нагрузки для данного электродвигателя Предлагаемые схемы хорошо повторяемы, но требуют подбора некоторых элементов в зависимости от характеристик применяемого двигателя (практически невозможно найти подобные по всем параметрам электродвигатели даже в пределах одной серии).

Литература
1. Electronics Todays. Int N6
2. RCA Corp Manual
3. IOI Electronic Projects. 1977 p 93
5. G. E. Semiconductor Data Hand book 3. Ed
6 .Граф P. Электронные схемы. -М Мир, 1989
7. Семенов И. П. Регулятор мощности с обратной связью. - Радиолюбитель, 1997, N12, С 21.

И.СЕМЕНОВ
Московская обл, г Дубна
Радиолюбитель №10, 2000