AC-motorsnelheidsregelaar met terugkoppeling die back-EMF gebruikt

Het artikel dat hier wordt gepresenteerd, legt een zeer eenvoudig AC-motortoerentalregelaarcircuit met gesloten lus uit dat kan worden gebruikt voor het regelen van enkelfasige AC-motorsnelheden.

Het circuit is erg goedkoop en gebruikt gewone elektronische componenten voor de vereiste implementaties. Het belangrijkste kenmerk van het circuit is dat het een gesloten lus is, wat betekent dat de snelheid of het koppel van de motor nooit kan worden beïnvloed door de belasting of de snelheid van de motor in dit circuit, integendeel, het koppel is indirect evenredig met de grootte van de snelheid.

Circuit operatie:

Verwijzend naar het schakelschema van de voorgestelde enkelfasige wisselstroommotorbesturing met gesloten lus, kunnen de betrokken bewerkingen worden begrepen aan de hand van de volgende punten:

Voor de positieve halve cycli van de ingang AC wordt de condensator C2 opgeladen via de weerstand R1 en de diode D1.

Het opladen van C2 houdt aan totdat de spanning over deze condensator gelijk wordt aan de simulerende zenerspanning van de configuratie.

De schakeling die om transistor T1 is bedraad, simuleert effectief de werking van een zenerdiode.

De opname van de pot P1 maakt het mogelijk om de spanning van deze “zenerdiode” aan te passen. Juist gesproken wordt de spanning die over T1 wordt ontwikkeld letterlijk bepaald door de verhouding tussen weerstanden R3 en R2 + P1.

De spanning over de weerstand R4 wordt altijd gelijk gehouden aan de 0,6 volt die gelijk is aan de vereiste geleidende spanning van de basisemitterspanning van T1.

Daarom betekent dit dat de hierboven toegelichte zenerspanning gelijk moet zijn aan de waarde die kan worden verkregen door de uitdrukking op te lossen:

(P1 + R2 + R3 / R3) × 0,6

Onderdelenlijst voor het bovenstaande circuit van de snelheidsregelaar van de AC-motor met gesloten lus

• R1 = 39K,
• R2 = 12.000,
• R3 = 22K,
• R4 = 68K,
• P1 = 220K,
• Alle diodes = 1N4007,
• C1 = 0,1 / 400V,
• C2 = 100 uF / 35 V,
• T1 = BC547B,
• SCR = C106
• L1 = 30 windingen van 25 SWG-draad over een 3 mm ferrietstaaf of 40 uH / 5 watt

Hoe de lading wordt geplaatst vanwege een speciale reden

Een zorgvuldig onderzoek wijst uit dat de motor of de belasting niet op de gebruikelijke positie wordt ingebracht, maar net na de SCR, bij de kathode, wordt bedraad.

Hierdoor wordt een interessante feature geïntroduceerd bij dit circuit.

De bovenstaande speciale positie van de motor in het circuit maakt de ontstekingsduur van de SCR afhankelijk van het potentiaalverschil tussen de tegen-EMF van de motor en de 'zenerspanning' van het circuit.

Dat betekent simpelweg dat hoe meer de motor wordt belast, hoe sneller de SCR vuurt.

De procedure simuleert behoorlijk een werking met een gesloten lus, waarbij de feedback wordt ontvangen in de vorm van tegen-EMF gegenereerd door de motor zelf.

Het circuit heeft echter een klein nadeel. De toepassing van een SCR betekent dat het circuit slechts 180 graden fasecontrole aankan en dat de motor niet over het hele snelheidsbereik kan worden bestuurd, maar slechts voor 50% ervan.

Een ander nadeel dat samenhangt met de goedkope aard van het circuit is dat de motor de neiging heeft om bij lagere snelheden hapering te veroorzaken, maar naarmate de snelheid toeneemt, verdwijnt dit probleem volledig.

De functie van L1 en C1

L1 en C1 zijn inbegrepen voor het controleren van de hoogfrequente RF's die worden gegenereerd als gevolg van de snelle fase-afsnijding door de SCR.

Het behoeft minder te zeggen dat het apparaat (SCR) op een geschikt koellichaam moet worden gemonteerd voor optimale resultaten.

Terug EMF boorsnelheidsregelaarcircuit

Deze schakeling wordt voornamelijk gebruikt om de constante snelheid van kleinere serie gewikkelde motoren te regelen, zoals gevonden in verschillende elektrische handboormachines, enz. Het koppel en de snelheid worden geregeld door P1 potentiometer. Deze potentiometerconfiguratie geeft aan hoe nauwkeurig de triac kan worden geactiveerd.

Wanneer het toerental van de motor net onder de vooraf ingestelde waarde daalt (met aangesloten belasting), neemt de EMF van de motor af. Als gevolg hiervan stijgt de spanning rond R1, P1 en C5 zodat de triac eerder wordt geactiveerd en de motorsnelheid de neiging heeft toe te nemen. Op deze manier wordt een zekere mate van snelheidsstabiliteit bereikt.