Б) Схемы управления электродвигателями
Б) Схемы управления электродвигателями
На схеме 1 представлена простейшая схема управления трехфазным асинхронным двигателем в толчковом (или импульсном) режиме, применяемая при наладочных операциях, связанных с опробованием производственного механизма. В данной схеме при нажатии кнопки SВ2 «ПУСК» подается напряжение на катушку КМ контактора. Контактор КМ включается и своими замыкающими главными контактами КМ1, KМ2, КМ3 подключает статор двигателя М к сети. Двигатель пускается в ход. При отпускании кнопки «ПУСК» происходит размыкание цепи катушки KМ контактора, отключение контактора и выключение двигателя. Для повторного включения необходимо снова нажать на кнопку «ПУСК».
Пуск асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором малой и средней мощности производится чаще всего путем непосредственного включения статора двигателя в сеть.
Для схемы 1 приняты следующие обозначения (по ГОСТу 2.710—75).
Q1F — автоматический выключатель, с помощью которого установка вручную подключается к сети трехфазного переменного тока. Он же защищает установку от больших перегрузок (токов короткого замыкания), автоматически выключая ее (на что указывается знак I >).
KМ — контактор переменного тока, предназначенный для включения обмотки двигателя в трехфазную цепь переменного тока (КМ — катушка контактора, KМ1—KМ3 главные контакты контактора).
SВ2 — кнопка, предназначенная для ручного катушки КМ контактора.
При дистанционном управлении для включения двигателя обязательно используются контакторы. Если в процессе работы не требуется изменять направление вращения приводного механизма, то применяется одна из обычных схем управления двигателем (схема 2).
Приведенная схема 2 отличается oт предыдущей схемы 1 наличием кнопки SВ1 «СТОП» с размыкающим контактом, двух тепловых реле КК1 и КК2 с размыкающими контактами в цени управления и замыкающего блок-контакта КМ4, включенного параллельно кнопке SВ3 «ПУСК».
При срабатывании контактора блок-контакт KМ4 шунтирует контакты кнопки SВ3, что позволяет отпустить эту кнопку, не прерывая питания катушки КМ. Остановка двигателя осуществляется разрывом цепи катушки КМ при нажатии кнопки SВ1 — «СТОП».
Электротепловые реле КК1 и КК2 защищают двигатель от перегрузок, превышающих номинальную нагрузку более чем на 10-20%. При перегрузках реле КК1 и КК2 отключают питание катушки КМ своими размыкающими контактами.
Управление двигателем производится дистанционно от кнопочной станции, состоящей из двух кнопок — «ПУСК» и «CTOП».
Схема 2 находит широкое применение для управления электродвигателями таких нереверсивных механизмов, как насосы, вентиляторы и т. д.
В случаях, когда по условию технологического процесса необходимо изменять направление вращения производственного механизма (например, грузоподъемных механизмов, транспортеров и др.), применяется схема 3.
Известно, что для изменения направления вращения ротора двигателя, необходимо изменить направление вращения магнитного потока статора. Для этого необходимо изменить последовательность чередования фаз асинхронного двигателя. В приведенной на схеме 3 изменение направления вращения (реверсирование) ротора осуществляется переключением двух фаз статора двигателя путем выключения контактора КМ1 и включения контактора КМ2 с помощью реверсивного пускателя, состоящего из двух обычных пускателей.
При нажатии кнопки SB4 «ВПЕРЕД» включается контактор KМ1 и ротор двигателя будет вращаться в условном направлении «ВПЕРЕД»,
Для изменения направления вращения необходимо предварительно отключить двигатель нажатием кнопки SВ1 «СТОП» и лишь после этого нажать кнопку SВ5 «НАЗАД» (схема 3).
Размыкающие блок-контакты КМ2.5 и KМ1.5. включенные соответственно в цепях катушек контакторов КМ1 и КМ2, осуществляют электрическую блокировку контакторов, т.е. исключают возможность одновременной работы контакторов КМ1 и КМ2. При отсутствии подобной блокировки контакторы КМ1 и КМ2 могут быть включены независимо друг от друга, что приведет к короткому замыканию двух фаз сети главными контактами контакторов.
При снижении напряжения на 20—30% (и более) включающая катушка контактора оказывается не в состоянии удержать его во включенном состоянии, контактор и электродвигатель отключаются, чем предупреждается недопустимое перегревание электродвигателя. При снижении или снятии напряжения сети и при его последующем восстановлении до номинального значения самозапуск двигателя не происходит, так как цепь катушки контактора окажется разомкнутой, следовательно будут разомкнуты и главные контакты.
В этом состоит сущность нулевой защиты по напряжению. Она имеет место во всех установках, где имеется магнитный пускатель. Напряжение на катушке контактора, при котором он отключается, называют напряжением отпадания Uном а наименьшее напряжение, при котором контактор включается, называют напряжением включения Uвкл.
Их отношение называется коэффициентом возврата контактора, т. е.
Схема для определения коэффициента возврата приведена на схеме 4. Уменьшение напряжения на катушке контактора КМ1 осуществляет введение реостата R, включенного последовательно с ней.
Кроме обеспечения дистанционного управления и защитных функций магнитный пускатель исключает возможность ошибок оператора при включениях и повышает производительность электрифицированных механизмов.
ДЕТСКИЙ ЭЛЕКТРОМОБИЛЬ
В последнее время в продаже появилась очень интересная игрушка — детский электромобиль. Раньше о таком можно было мечтать, но вот теперь такие девайсы стали вполне доступны, и как следствие — популярны. Вот и я упил внуку такой электромобиль, в процессе эксплуатации которого сразу возникло желание его модернизировать. Ниже приводится его краткое описание:
Ходовая часть имеет два двигателя на напряжение 12В, соответственно такое и и бортовое питание — электромобиль работает от двух аккумуляторов по 6В 8ампер. Имеется пульт дистанционного управления, многофункциональный руль с музыкальными сигналами и возможностью подключения МР3 плеера, открывающиеся двери, ручное переключение направления движения взад-вперед, звуковой сигнал, зеркала заднего вида, передние фары.
Характеристики детского электромобиля:
· Подходит для детей до 7 лет
· Ремни безопасности
· Пульт радиоуправления
· Приводится в движение с помощью педали газа: давление – ход, отпускание — остановка
· Привод задний
· Аккумулятор 2х6V
· Две скорости движения
· Максимальный вес пассажира 45 кг.
Сам электромобиль довольно неплохой, но выскажу свои наблюдения и некоторые минусы конструкции:
1. При подключении МП3 звук очень некачественный.
2. Фары включаются автоматически при движении только вперед.
3. При начале движения машина резко дергается с отрывом передних колес от земли. Это происходит в следствии того, что аккумуляторы расположены под сиденьем и их вес выходит за пределы задней оси.
После разборки и осмотра было принято решение произвести ряд доработок.
1. Перенести аккумуляторы на свое место под капот — как у всех нормальных машин.
2. Добавить еще один аккумулятор на 6 в для дополнительной подсветки.
3. Сделать ближний и дальний свет фар на светодиодах.
4. Поставить подсветку в задние подфарники.
5. Поставить подсветку в верхние подфарники.
6. Сделать нормальный усилитель с колонками для подключения МП3 плеера.
7. Сделать устройство плавного пуска двигателей электромобиля.
После того, как план составлен, приступаем к модернизации.
Снимаем передние фары и видим в них обычную лампочку накаливания! Причём стоит одна лампочка, хотя там место конструктивно предназначено для двух. Да и лампочка очень слабая.
У меня были готовы уже рассеиватели на ближний свет с углом рассеивания 65 градусов на дальний 45 и светодиоды на радиаторах.
Итак, сделал по два отверстия в фарах по 22 мм там место было как раз для них. Установил светодиоды с рассеивателями, подключил попарно, собрал все назад и откорректировал дальний и ближний свет. Закрепил все силиконовым пистолетом.
Аналогичным образом сделал и задние подфарники — там вообще не было подсветки, хотя тоже есть место под два светодиода. Поставил по два 10 мм светодиода.
Все это дело объединил под одним трехдиапазонным выключателем (вывел его на торпедку) и отдельным аккумулятором.
Переставил аккумуляторы под капот, вперед, и добавил для подсветки еще один аккумулятор. Теперь свет можно включать в любое время — задние подфарники включаются и при дальнем и при ближнем свете.
На этом закончим с основными светодиодами, доделаем габаритные подфарники.
Сначала для красоты решил вставить туда тоже светодиоды, но так как она снимается и дома не используется (чтобы легче проезжать под столами) то она будет автономна. Для этого я ее разобрал, там на отражатель была приклеена тонкая фольга. Решил сделать более качественный отражатель, из тонкой жести (консервной банки). Тоже поставил по два 5мм светодиода, вставил туда источник питания и вывел выключатель. На второй подфарник сделал отвод питания.
Ещё сделал в электромобиль мигалку, но после первой же вечерней прогулки решили от нее избавится, так как она раздражает.
Теперь сделаем небольшой аудиоусилитель с колонками, для подключения МП3 плеера. А основой для нашей новой автомузыки будет вот такой девайс
Брал его когда-то для ноутбука — там был звук тихий, лэптопа уже нет давно, а вот это дело осталось. Это как раз колонки и усилитель — все в одном флаконе. И кстати звук довольно приличный, как для такой маленькой акустики. Питание у него 4 пальчиковых батарейки, итого как раз 6 вольт, которые есть специально для подсветки.
А вот теперь самое главное, ради чего все это затевалось — плавный пуск двигателей. Много лазил по форумам и оказалось что практически все схемы работают на шим-регуляторе. То тесть от переменного сопротивления, переделывается педаль газа. Однако данный детский автомобиль имеет дистанционный пульт управления и вся электронная схема сидит на нем. Педаль газа просто микрик — жмем, едет, отпускаем — стоит. Кроме того внуку еще только годик, поэтому управлять электромобилем ближайшие полгода будем мы. При изучении схемы автомобиля было выяснено, что на первой скорости (скорости переключаются в ручную на торпедки авто) двигатели включаются последовательно друг другу и на каждый идет по 6 вольт. Скорость движения около 4 км/час. На второй скорости двигатели переключаются параллельно, и на каждый идет по 12 вольт, скорость движения при этом около 8 км/час. В общую схему заходит 12 вольт, а там уже через реле она дает выход на двигатели, включается первое реле идет (+12) машина едет вперед, включается второе реле идет (-12) соответственно машина едет назад. Так же стоят еще два реле на включения поворота руля влево и в право.
Поэтому решил отделить питание двигателей на движения вперед и назад, и запустить через шим. Кроме этого схема плавного пуска должна быть постоянно выключена и включатся только когда включается реле вперед или назад. Для этого было задействовано еще одно реле для шим регулятора, она включается и от первого реле и от второго реле которое дают импульс движения вперед и назад, чтобы не было двойных срабатываний, питание на реле идет через отдельные диоды. В процессе экспериментов собрал и опробовал несколько разных схем, и остановился на вот этой (спасибо Максиму lackys)
Очень плавная — до полной мощности она набирает за 5 секунд, мне этого даже много, поэтому уменьшил ёмкость С1 до 47 мкф и соответственно уменьшилось время полного старта до 2 секунд. Также заменил управляющий транзистор на IRF1405. Он по даташиту 169А, что вполне хватит.
Естественно поставил транзистор на радиатор. Шим-регулятор плавного старта в сборе:
1. белые провода питание для шим через реле, под кембриками диоды.
2. черный (-)
3. красный (+)
4. оранжевый ( выход плавного пуска)
5. Попался разъем от компа но 4 пиновый не стал мудрить добавил дополнительный пин отдельно и все.
Вид с задний стороны платы с изображением группы контактов реле, и питания реле.
Место разреза дорожки в плате чтобы отделить питание для двигателей и запустить его через шим. Разрезается одна дорожка минусовая и подается туда выход с шима. Дополнительной перемычкой минусовое питание подается на плату чтобы вся остальная часть платы была запитана. На фото точки пайки шима к плате.
Вот и все, в результате тестирования и полевых испытаний все остались довольны.
Три схемы дистанционных выключателей
В этой статье будут рассмотрены три схемы дистанционных выключателей, применить их можно для управления практически любых электроприборов, так как в качестве выключателя используется реле. Схемы выключателей достаточно просты и повторимы.
Дистанционный выключатель с управлением от ПДУ
Это простая схема для дистанционного включения и выключения любого электрического устройства при помощи обычного пульта дистанционного управления (ПДУ).
Дальность действия дистанционного выключателя составляет около 10 метров. В качестве датчика используется 3-контактный ИК- приемник (TSOP 1738 или его аналог), работающий на частоте 38 кГц. При обнаружении ИК-излучения, на выходе датчика появляется сигнал лог.0, который в свою очередь усиливается транзистором VT1.
С выхода транзистора VT1 усиленный сигнал запускает ждущий мультивибратор на таймере NE555 . Импульс с выход (3) таймера, имеющий длительность в 1 секунду, переключает JK-триггер, чей выход (1) через транзистор (VT2) управляет электромагнитным реле. С каждым новым сигналом от NE555, выход JK-триггера будет изменяться на противоположное состояние.
Светодиод HL1 используются для отображения состояния выходного каскада во время работы устройства. Схема питается от стабилизатора напряжения 7805. Конденсатор С2 и резистор R4 предназначены для предотвращения ложного срабатывания таймера NE555.
Дистанционный выключатель по хлопку
Вариант 1
Эта схема дистанционного акустического выключателя предназначена для дистанционного включения / выключения света либо изменения скорости вращения напольного вентилятора. Особенность данного дистанционного выключателя в том, что управление нагрузкой происходит по звуковому сигналу (хлопку). Так же данная схема может быть востребована, в целях безопасности, для бесконтактного включения и выключения электроприборов в помещениях с повышенной влажностью.
Устройство имеет три канала управления, каждый из которых оснащен индикатором на светодиоде. Основу схемы акустического выключателя составляют две микросхемы: таймер NE555 и десятичный счетчик-делитель К561ИЕ8 (аналог CD4017)
Микросхема NE555 в данном случае подключена в режиме ждущего мультивибратора. При изменении сигнала на входе 2 таймера NE555, на его выходе 3 появляется одиночный импульс, после чего ждущий мультивибратор переходит в исходное состояние. С помощью формулы, приведенной ниже, можно длительность выходного импульса:
В то время, когда кто-то хлопает в ладоши, звуковой сигнал при помощи конденсаторного микрофона преобразуется в электрический. Затем этот сигнал поступает на базу транзистора VT1, который в свою очередь запускает ждущий мультивибратор на NE555.
Сигнал с выхода 3 таймера NE555 поступает на счетный вход (вывод 14) микросхемы К561ИЕ8. После получения сигнала тактовой частоты, счет начинается с нуля. С каждым новым входным сигналом (хлопком) происходит последовательное появление сигнала высокого уровня на выходах К561ИЕ8. (Подробное описание К561ИЕ8.)
Поскольку схема имеет три канала для управления, то следующий выход (вывод 10) подключены к выводу обнуления счетчика (вывод 15), и при появлении на выводе 10 лог.1 происходит сброс счетчика, в результате чего все три канала обнуляются и счет начинается снова.
При первом хлопке на вывод 2 будет лог.1 — загорится светодиод HL1 и включится реле К1, при следующем хлопке лог.1 появится уже на выводе 4 — загорится светодиод HL2 и включится реле К2, при этом на выводе 2 будет лог.0 и светодиод HL1 погаснет (реле К1 отключится) и так далее.
Вариант 2
Звуковой сигнал, принятый микрофоном, усиливается микрофонным усилителем на ОУ 741. С выхода ОУ сигнал поступает на вход десятичного счетчика К561ИЕ8, работа которого была описана в предыдущей схеме.
C помощью резистора R3 регулируют чувствительность ОУ 741. Резистор R1 устанавливает чувствительность микрофона. Резистор R4 предназначен для исключения ложных срабатываний счетчика К561ИЕ8. Свечение светодиода HL1 указывает на выключенное состояние нагрузки.
Дистанционный выключатель на основе лазера
Эта простая схема дистанционного выключателя построена на таймере NE555. В качестве управляющего элемента использована лазерная указка. Эта схема была опробована в работе с расстояния 50 метров и показала хорошие результаты. По большому счету дальность действия зависит от мощности и качества самого лазера. Электрическая схема дистанционного выключателя:
При наведении лазерного луча на фоторезистор U1 происходит включение нагрузки через электромагнитное реле, а при фокусировке лазерного луча на фоторезистор U2 — выключение.
На этом всё! Делитесь статьёй в соц сетях!
Дистанционное управление ворот, жалюзей и т.п.
Судя по публикациям многие изготавливают самостоятельно себе раздвижные ворота. Имею опыт изготовления и многолетней эксплуатации дистанционного управления ворот и т.п. устройств и в связи с этим предлагаю свой вариант относительно бюджетной схемы управления. Изготавливается из модулей и деталей с Алиэкспресс и позволяет управлять разными двигателями от асинхронных трехфазных (220V-сдвиг-конденсатор) до низкооборотистых электродрелей. Можно конечно взять движки и от дворников автомобилей и даже шуруповертов, но я всегда сомневался в долговечности их работы например на воротах. Предлагаемые на Алиэкспресс четырехканальные устройства дистанционного управления такие как например:
aliexpress.ru/item/330609…t.0.0.3df03c00pTWad9&mp=1
тоже для многих целей хороши, но у них на выходе каналов исполнительные реле имеют только 1 перекидной контакт и как их (реле) не коммутируй – не удастся запустить реверс электродвигателя например ворот. Данные по цене на комплектующие с Алиэкспресс ниже приведены на декабрь 2019 года. Все устройство размещено в распределительной коробке 150х110х70 мм.
Самая «муторная» часть схемы это блок силовых реле – при его изготовлении необходимо не напутать с монтажем. Так как выходы модуля IC 2262/2272 (4 канала 315 МГц) по току слабы пришлось подключать реле через транзисторы ВС337. У силовых реле R1 и К2 (MY4N-J) по 4 перекидных контакта. 2 контакта каждого используются для коммутации и самоблокировки, оставшиеся 2 контакта каждого на управление двигателем ворот. Столь сложная схема подключения силовых реле позволяет не допустить встречного включения обмоток двигателя при случайном нажатии кнопки на пультике ДУ или самом блоке, команды самоблокируются и двигатель ворот выключается либо от концевого датчика либо от кнопки «стоп» (С на пультике). Кнопка D на пультике используется для включения освещения (можно и любое другое устройство) гаража либо участка, отключается освещение повторным нажатием на эту же кнопку. На крышке устройства размещены также 4 кнопки, которые дублируют кнопки на пультике ДУ и ими можно также управлять работой устройства.
IC 2262/2272 4 канала 315 МГц -110 руб комплект. (Я брал для страховки 2 комплекта) ru.aliexpress.com/item/32…c&ws_ab_test=searchweb0_0, searchweb201602_8, searchweb201603_53
Электронный трансформатор AC-DC 5 в 700мА (и AC-DC 12 в 400мА) 60 руб х 2 = 120
ru.aliexpress.com/item/32…042311.0.0.274233ed8bjGbw
Печатная плата универсальная 5×7 4×6 3×7 2×8 см набор – 63 рубля
ru.aliexpress.com/item/32…042311.0.0.274233edF0so9e
5V релейный модуль KY-019 — 36руб.
aliexpress.ru/item/329689…c&ws_ab_test=searchweb0_0, searchweb201602_, searchweb201603_
Концевые выключатели можно конечно использовать и китайские-
aliexpress.ru/item/327304…d&ws_ab_test=searchweb0_0, searchweb201602_, searchweb201603_
но не советую т.к. стоят недешево (268 руб за 1 шт.) а исполнено плохо – шток болтается в гнезде и пришлось переделывать (справа на фото переделанный шток). Лучше найти советского производства. Контакты концевиков нужно содержать в идеальном состоянии т.к. напряжение и токи в их цепи маленькие – 12 вольт 40 Ма.
При желании можно конечно и приспособить фотодатчик для выключения работы ворот при прохождении например человека в их створе. Выгоднее конечно брать на Али (458 руб.):
aliexpress.ru/item/100000…042311.0.0.264d33ed1LPD40
В этом случае его НЗ контакты следует подключить последовательно с НЗ контактами модуля KY-019.
Коробка распределительная производства РФ 150х110х70 мм – 136 руб
