Stabilisierter Drehzahlregler für Gleichstrommotoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

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Die Schaltung dient zur Regelung und Aufrechterhaltung einer stabilen Drehzahl eines Niederspannungsmotors mit einer Leistung von einigen Watt bis 1000 Watt und einer Versorgungsspannung von nicht mehr als 20 V.

Als Drehzahlsensor wird der Sensor des elektronischen Zündsystems eines VAZ-Autos verwendet. Dieser Sensor basiert auf einem Hall-Sensor und ist ein runder Magnetschirm, der auf einer Achse mit Schlitzen montiert ist, die bei Drehung in die Schlitze des Hall-Sensors gelangen. Dadurch werden am Ausgang des Sensors Impulse erzeugt, deren Frequenz direkt proportional zur Drehzahl der Welle ist, auf der der Magnetschirm befestigt ist.

Die Verfeinerung des Elektromotors besteht in der Installation des oben erwähnten Zündsystemsensors auf seiner Welle, der aufgrund des Durchgangs der Welle des Elektromotors durch ihn modifiziert werden muss

Beim Drehen der Motorwelle erzeugt der Hallsensor F1 Impulse, die an den Eingang des Schmitt-Triggers D1.1 gesendet werden. Auf den Triggern D1.2 und D1.3 ist ein Shaper montiert, der die Dauer dieser Impulse unabhängig von der Drehzahl konstant hält.

Die Dauer der Impulse wird durch die R6-C3-Schaltung eingestellt und ändert sich über einen weiten Drehzahlbereich nicht. Somit enthält der Ausgang des Elements D1.4 Impulse mit konstanter Amplitude und Dauer, deren Arbeitszyklus je nach Motorwellendrehzahl variiert.

Diese Impulse gelangen über die Diode VD2, den Widerstand R7 und den Kondensator C4 zum Integrator. Impulse mit hohem Pegel laden den Kondensator C4, die Diode VD2 verhindert, dass sich der Kondensator bei einem niedrigen Logikpegel über den Ausgang D1.4 entlädt. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Entladung nur über R7 und den Eingangswiderstand A1 möglich.

Dadurch wird an C4 eine konstante Spannung erzeugt, die direkt von der Drehzahl der Motorwelle abhängt. Diese Spannung wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers A1 zugeführt und vom Komparator eingeschaltet.

Am Direkteingang A1 wird eine Referenzspannung angelegt, deren Wert über den variablen Widerstand R2 eingestellt werden kann. Sobald die Spannung am invertierenden Ausgang größer ist als die Spannung am Direkteingang, schließt der ausgangsstarke Feldeffekttransistor VT1, und wenn die Spannung an C4 niedriger wird als die Spannung am Direkteingang A1, wird der Feldeffekt aktiviert Transistor VT1 öffnet. In der Schaltung dieses Komparators gibt es keine Schaltungen für Hysterese oder Ansprechverzögerung, dies wird hier nicht benötigt. Aufgrund der Funktionsweise der Schaltung liegt am Ausgang des Komparators keine konstante Spannung an, sondern hauptsächlich Impulse , deren Arbeitszyklus und Frequenz sich ständig ändern, um die Drehzahl des Motors unabhängig von der Belastung der Welle konstant zu halten.

Am Ausgang der Schaltung ist ein leistungsstarker schaltender Feldeffekttransistor vom Typ IRF3205 verbaut.

Er ermöglicht einen maximalen Strom von 98 A, hat einen Durchlasswiderstand von nur 8 Mio. Ohm und eine maximale Source-Drain-Spannung von 55 V. Dieser Transistor wird häufig in verschiedenen Automobilschaltkreisen verwendet. Trotz des großen Maximalstroms kann der Transistor sehr gut mit einem niedrigen Laststrom arbeiten, sodass diese Schaltung sowohl zur Drehzahlregelung eines leistungsstarken als auch eines leistungsschwachen Motors erfolgreich eingesetzt werden kann.

Wenn die Schaltung nur mit einem Motor mit geringer Leistung verwendet werden soll, kann die Endstufe natürlich mit einem leistungsschwächeren Transistor ausgeführt werden und es kann auch ein leichterer Sensor verwendet werden, beispielsweise auf Basis eines Schlitzoptokopplers von eine alte „Kugel“-Computermaus und ein leichtes Rad mit Perforationen zur Unterbrechung des Lichtflusses zwischen der LED und dem Fototransistor des Schlitz-Optokopplers. Die Schaltung verwendet feste MLT-Widerstände, entsprechend der auf der Schaltung angegebenen Leistung.

Unpolarer Kondensatortyp. K73-17. Polarkondensatoren sind importierte Analoga des inländischen K50-35. Die Zenerdiode D814V kann durch jede 10-V-Zenerdiode ersetzt werden. Die Mikroschaltung KR1561TL1 kann durch eine K561TL1 ersetzt werden oder ein importiertes Analogon ausgewählt werden.

Der Feldeffekttransistor IRF3205 kann durch IRF460, IRF470, IRF350-IRF362 ersetzt werden, oder Sie können ein anderes geeignetes Analogon aus dem Nachschlagewerk auswählen.

Beim Betrieb an einer Last, die einen Strom von mehr als 10 A verbraucht, muss der Transistor auf einem Kühler installiert werden. Als Kühler und als Basis des Gehäuses für die gesamte Baugruppe können Sie das Gehäuse eines defekten Auto-Zündschalters für Wolga- oder UAZ-Vergaserautos verwenden und die gesamte Installation kann auf der demontierten Platine dieses Schalters erfolgen.

Autor: Tarasenko V.I.

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