Регулятор оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины

Особенности конструкции

Микросхема оснащена всем необходимым для осуществления качественного управления двигателем в различных скоростных режимах, начиная от торможения, заканчивая разгоном и вращением с максимальной скоростью. Поэтому ее использование намного упрощает конструкцию, одновременно делая весь привод универсальным, так как можно выбирать любые обороты с неизменным моментом на валу и использовать не только в качестве привода конвейерной ленты или сверлильного станка, но и для перемещения стола.

Характеристики микросхемы можно найти на официальном сайте. Мы укажем основные особенности, которые потребуются для конструирования преобразователя. К ним можно отнести: интегрированную схему преобразования частоты в напряжение, генератор разгона, устройство плавного пуска, блок обработки сигналов Тахо, модуль ограничения тока и прочее. Как видите, схема оснащена рядом защит, которые обеспечат стабильность функционирования регулятора в разных режимах.

На рисунке ниже изображена типовая схема включения микросхемы.

Схема несложная, поэтому вполне воспроизводима своими руками. Есть некоторые особенности, к которым относятся предельные значения и способ регулирования скоростью:

• Максимальный ток в обмотках двигателя не должен превышать 10 А (при условии той комплектации, которая представлена на схеме). Если применить симистор с большим прямым током, то мощность может быть выше. Учтите, что потребуется изменить сопротивление в цепи обратной связи в меньшую сторону, а также индуктивность шунта.
• Максимальная скорость вращения достигается 3200 об/мин. Эта характеристика зависит от типа двигателя. Схема может управлять моторами до 16 тыс. об/мин.
• Время разгона до максимальной скорости достигает 1 секунды.
• Нормальный разгон обеспечивается за 10 секунд от 800 до 1300 об/мин.
• На двигателе использован 8-полюсный тахогенератор с максимальным выходным напряжением на 6000 об/мин 30 В. То есть он должен выдавать 8мВ на 1 об/мин. При 15000 об/мин на нем должно быть напряжение 12 В.
• Для управления двигателем используется симистор на 15А и предельным напряжением 600 В.

Если потребуется организовать реверс двигателя, то для этого придется дополнить схему пускателем, который будет переключать направление обмотки возбуждения. Также потребуется схема контроля нулевых оборотов, чтобы давать разрешение на реверс. На рисунке не указано.

Определение и починка неисправностей

В основном, проблемы с утюгом возникают из-за неисправной проводки, что выявляется при разборе задней крышки. Также из строя могут выйти предохранитель, ТЭН, термозащита или механизм разбрызгивания пара.

Сетевой шнур

В случае если техника перестает работать, то необходимо проверить состояние сетевого шнура. Для этого потребуется мультиметр. Используя этот прибор, необходимо «прозвонить» (прикоснуться) разные части электрошнура, включенного в розетку. Если загорается светодиод, то неисправность кроется в другом месте. Но когда мигает лампочка, то это указывает на проблему со шнуром. Данная неисправность может быть двух типов: нарушена целостность проводов либо последние неплотно прилегают к контактам. Для устранения первой проблемы нужно найти место перегиба и заизолировать.

ТЭН

Если на первых этапах неисправность не выявлена, следует обратиться к ТЭНу, который скрывается под подошвой. Разобрав прибор, нужно проверить уровень сопротивления нагревательного элемента. В норме этот показатель не превышает 250 Ом (точное значение нужно уточнять в паспорте). Если измерительный прибор показывает бесконечность, то это означает, что ТЭН вышел из строя. В подобных случаях рекомендуют покупать новый утюг, так как замена нагревательного элемента производится вместе с подошвой, что сопоставимо со стоимостью устройства.

Терморегулятор

Проблемы с терморегулятором носят разный характер. Перед разбором утюга необходимо прокрутить деталь до упора. В этот момент должен возникнуть щелчок, свидетельствующий о замыкании контактов. Терморегулятор нужно оставить в таком положении и приступить к дальнейшей проверке компонента.

От данной детали в сторону ТЭНа отходят два контакта, которые необходимо «прозвонить». Эту процедуру нужно повторить, предварительно выкрутив терморегулятор до упора в другую сторону. В первом случае мультиметр должен показать наличие напряжения, во втором — отсутствие.

Терморегуляторы выходят из строя из-за закисления либо загрязнения контактов. Провода нужно зачистить наждачной бумагой и повторно провести проверку мультиметром. Во время процедуры нельзя сильно отгибать пластины. В случае если терморегулятор проворачивается с трудом, то деталь нужно несколько раз провернуть в одну и другую сторону (могут потребоваться плоские пассатижи), а затем натереть узел карандашом.

Предохранитель

В 50 % случаев поломка утюга обусловлена перегоранием предохранителя. Данная деталь размещена под корпусом. Разобрав утюг, нужно проверить состояние предохранителя мультиметром. Если прибор не реагирует, то данную деталь нужно снять и припаять новую.

Система разбрызгивания пара

Неисправность данной системы обусловлена скоплением накипи на деталях утюга. В этом случае потребуется разобрать прибор и зачистить внутренние компоненты.

Западание или отказ работы кнопки подачи пара

Данная неисправность возникает из-за накипи в камере насоса. Последний встроен в ручку утюга, сверху которой размещена кнопка подачи пара. Для устранения неисправности нужно разобрать данную деталь, извлечь насос (компактная коробка) и протолкнуть шарик, который опустился вниз, обратно в камеру.

Забитые отверстия выхода пара

Отсутствие пара обусловлено накоплением накипи в резервуаре утюга. Чтобы исправить это, необходимо размешать столовую ложку лимонной кислоты в стакане воды. Далее полученным раствором нужно заполнить отдельную емкость так, чтобы жидкость покрывала подошву на 1-1,5 сантиметра. Затем данный резервуар с утюгом ставятся на плиту. Дождавшись закипания смеси, нужно выключить огонь, выждать 20 минут и повторить процедуру.

Окисления

Если на первом этапе осмотра утюга неисправность не выявлена, то нужно проверить состояние ТЭНа. Для этого нужно снять заднюю крышку, под которой скрываются клеммы, соединяющие между собой электрошнур и нагревательный элемент.

Что можно измельчить в блендере?

В блендере можно измельчить множество ингредиентов.

Самыми популярными из них являются:

Овощи, фрукты и ягоды — огурцы, помидоры, морковь, капуста, баклажаны, кабачки, лук, тыква, яблоко, бананы, груши и др. Ягоды можно измельчать практически любые

Важно упомянуть, что при изготовлении пюре из вареного картофеля блендером, он становится более вязким и плотным за счет крахмала и какая консистенция не всем придется по вкусу. Также следует воздержаться от блендирования яблок металлическими насадками, так как при соприкосновении с металлом яблоко окисляется и меняет вкус.

Различная зелень — петрушка, укроп, зеленый лук.

Орехи — арахис, грецкий, кешью, миндаль и другие

При этом их можно измельчить до состояния пасты.

Мясо — говядина, свинина, телятина, баранина. Полученный фарш имеет несколько иную, более плотную консистенцию, что делает приготовленное мясо более однородным, но менее сочным.
Также блендер можно использовать как кофемолку — молоть кофе, и колоть лед при наличии специального измельчителя.

Для лучшей обработки все продукты рекомендуется предварительно нарезать на кусочки, а особо твердые отваривать.

Как пошагово разобрать бытовой блендер

В домашних условиях используют два типа блендеров: погружной (ручной) и стационарный. Чтобы выполнить мелкий ремонт необходимо демонтировать такую технику. Порядок разборки зависит от ее конструктивных особенностей.

Для того, чтобы разобрать прибор, независимо от его исполнения, понадобятся такие инструменты и материалы:

• тонкая отвертка или узкий нож;
• длинная отвертка;
• магниты
• гаечный ключ;
• молоток;
• плоскогубцы.

Дополнительно может потребоваться маркер, клей моментального действия, лезвие, паяльник.

Погружной

Погружной блендер — это разновидность мелкой бытовой техники, которую используют для смешивания, взбивания, нарезания, измельчения, пюрирования продуктов. Он состоит из удлиненной ручки, под кожухом которой расположен моторчик. К ней крепят вращающуюся лопастную насадку или венчик.

Чтобы разобрать обычный прибор погружного типа придерживаются такой последовательности действий:

1. Выкручивают шурупы крепления. Места их расположения запоминают или отмечают маркером.
2. Демонтируют все детали, которые отсоединяются.
3. Осматривают неразъемные детали. Они могут быть прикреплены с помощью зажимов или защелок. Их отсоединяют отжатием замка фиксаторов.
4. Клеевые швы разрушают ножом или лезвием.
5. Припаянные элементы выпаивают.

После разборки проводят диагностику и ремонт изношенной детали.

Стационарный

Стационарный блендер состоит из устойчивого корпуса, под поверхностью которого расположен двигатель. На верхнюю часть прибора надевается чаша, зарываемая крышкой. Внутри нее находится лопастной нож.

Чтобы отсоединить нож, поступают одним из методов:

• нож, насаженный на шпиндель, оборачивают полотенцем, чтобы не пораниться, а затем откручивают. Следует учитывать, что крепление с левой резьбой;
• если нож насажен на гайки, их скручивают гаечным ключом и при необходимости используют плоскогубцы;
• возможна ситуация, когда для извлечения ножа требуется разборка чаши.

Если есть подозрение, что причина неполадки заключается в износе двигателя, редуктора, плат управления, то стационарный прибор разбирают таким способом:

1. Отсоединяют чашу от корпуса.
2. Переворачивают корпус основанием вверх и выкручивают шурупы крепления.
3. Приложив небольшое усилие, разъединяют прибор на верхнюю и нижнюю части. В основании есть место ввода сетевого провода и пластмассовый кожух, в котором размещается двигатель и платы. Сами эти элементы привинчены к верхней части.
4. Отверткой выкручивают шурупы, которыми крепятся двигатель, диодный мост и платы к внутренней поверхности корпуса.
5. Чтобы вытянуть плату может понадобиться снять ручку регулятора скорости, распложенную на внешней поверхности корпуса.
6. Если элемент закреплен методом пайки, его надо выпаять.

https://youtube.com/watch?v=IyE9mB8Fcs0

Зачем они нужны

Множество бытовых приборов и электроинструментов не обходятся без коллекторного электродвигателя. Такая популярность подобного электродвигателя обусловлена универсальностью. Для коллекторного электродвигателя может использование питание от тока постоянного или переменного напряжения. Дополнительным преимуществом является эффективный пусковой момент. При этом работа от постоянного или переменного тока электродвигателя сопровождается высокой частотой оборотом, что подходит далеко не всем пользователям. Чтобы обеспечить более плавный пуск и иметь возможность настраивать частоту вращения, используется регулятор оборотов. Простой регулятор вполне можно изготовить своими руками.

Но прежде чем будет обсуждаться схема, сначала нужно разобраться в коллекторных двигателях.

Коллекторные электродвигатели

Конструкция любого коллекторного двигателя включает несколько основных элементов:

• Коллектор,
• Щетки,
• Ротор,
• Статор.

Работа стандартного коллекторного электродвигателя основана на следующих принципах.

1. Осуществляется подача тока от источника напряжения 220в. Именно 220 Вольт является стандартным напряжением бытовой сети. Для большинства приборов с электромоторами более 220 Вольт не требуется. Причем подача тока идет на ротор и статор, которые соединяются один с другим.
2. В результате подачи тока от источника 220в образуется поле магнитное.
3. Под воздействием магнитного напряжения начинается вращение ротора.
4. Щетки осуществляют передачу напряжения непосредственно на ротор устройства. Причем щетки обычно изготавливают на основе графита.
5. Когда направление тока в роторе или статоре меняется, вал вращается в обратную сторону.

Кроме стандартных коллекторных электродвигателей, существуют другие агрегаты:

• Электромотор последовательного возбуждения. Их устойчивость к перегрузкам более внушительная. Часто встречаются в бытовых электроприборах,
• Устройства параллельного возбуждения. У них сопротивление не отличается большими показателями, количество витков существенно больше, чем у аналогов,
• Однофазный электромотор. Его очень легко изготовить своими руками, мощность на приличном уровне, а вот коэффициент полезного действия оставляет желать лучшего.

Блендер остановился и не крутится нож

Вы решили измельчить фарш, а блендер просто не включается! Не стоит сразу паниковать! Данная неприятность может решиться даже проще, чем если бы прибор работал, но делал все плохо.

Для начала нажмем на кнопку и будем слушать. Есть тихое жужжание? Значит двигатель работает, но у него не получается прокрутить нож. Отсоединяем чашу и пальцами или небольшой отверткой отжимаем кнопку блокирующую включение блендера. Если все стало работать, значит дефект определен.

Если же и при отключенной блокировке прибор не запускается, значит дело в двигателе, точнее в его обмотках. Одна или две из них сгорели. В этом случае необходимо заменить двигатель. Если вам удастся купить его по приемлемой цене, то вам повезло. Но чаще всего его стоимость сопоставима со стоимостью нового не дорогого аппарата, поэтому экономически не оправдано заниматься починкой такого блендера. Проще купить новый!

Если при нажатой кнопке вы не слышите работу двигателя, чтобы произвести ремонт необходимо исследовать цепь подачи питания:

• Сначала следует убедиться что электрическая розетка исправна. Для этого возьмите любой бытовой прибор, который точно работает, и включите его в проверяемую розетку. Если он заработал, то розетка исправна, и следует продолжить проверку.
• Вторым этапом проверки является электрический шнур. Практика показывает, что он часто перетирается, или обламывается изнутри. Разбираем корпус блендера. В современных бытовых устройствах, производители очень любят применять специальные винты, поэтому требуется перед разборкой запастись различными головками и насадками. Обойтись крестообразной и плоской отверткой не удастся. Шнур внутри блендера крепится на специальную колодку с помощью винтов или пайки. С помощью вольтметра проверяем шнур на целостность. Его сопротивление должно быть почти ноль. Если вольтметра нет, но возьмите новый шнур, поставьте на место старого и включите в сеть. Это позволит определить поломку.
• Если в цепи вашего блендера стоит предохранитель, то он также должен пройти проверку. Выньте его из гнезда. Если он вышел из строя, то нить внутри корпуса будет разорвана. Ремонтировать предохранитель, делая «жучка» не стоит. Обычно такие детали в магазине стоят копейки, а самоделка может привести к пожару. На корпусе предохранителя будут все его технические параметры, запишите их, а лучше возьмите саму деталь с собой в магазин. Продавец поможет вам подобрать похожий. Кстати, контакты гнезда предохранителя это очень удобное место для проверки наличия напряжения в сети.
• Вы поставили рабочий предохранитель, и при включении в сеть блендера он тут же снова перегорел! Это говорит о том, что внутри блендера есть короткое замыкание. Проблема или в двигателе или в блоке управления. Подключаем отдельные блоки к электрической сети и наблюдаем результат. Вот здесь стоит поставить «жучок», ведь через него может пройти большой ток. Подсоединяем амперметр и проверяем напряжение. Делать в этом случае стоит все быстро, чтобы в вашем доме не сработал автомат защиты от перегрузки. Показанное значение мы подставляем в формулу расчета мощности и оцениваем это значение. Если оно значительно превышает номинал, значит источник проблем найден.
• Если после всех этих действий вы понимаете, что с питанием все в порядке, необходимо осмотреть печатные платы. Часто выходят из строя конденсаторы. Визуально это можно определить по их вздутию. Если перегорает резистор то он становится черным. Соединительные дорожки на плате не должны иметь разрывов и отслоений. Если вы нашли что-то похожее, значит устройство не работает по вине электронного блока. Если двигатель имел короткое замыкание, то блок уже вряд ли можно отремонтировать. Его необходимо заменить на новый.

Вот порядок работ, который необходимо провести, если вы самостоятельно решили починить блендер. Если прибор вышел из строя в гарантийный срок, то сервисный центр должен бесплатно отремонтировать его. Дорогие модели блендера лучше не разбирать и пытаться починить самостоятельно, а нужно обратиться в специализированную мастерскую. На сегодняшний день стоимость дорогого блендера можно считать 3000-3500 рублей.

Устройство регулятора

В мире существует множество схем таких устройств. Тем не менее всех их можно разделить на 2 группы: стандартные и модифицированные изделия.

Стандартное устройство

Типичные изделия отличаются простотой в изготовлении идинистора, хорошей надёжностью при изменении оборотов двигателя. Как правило, такие модели основываются на тиристорных регуляторах. Принцип работы подобных схем достаточно прост:

Читать также: Как сделать флюгер своими руками из металла

1. Заряд идёт на конденсатор.
2. Через переменный резистор идёт напряжение пробоя Динистор.
3. Далее он «пробивается».
4. «Открывается » симистор, который отвечает за нагрузку.
5. Чем выше будет напряжение, тем чаще будет «открываться симистор».

Таким образом, происходит регулировка оборотов коллекторного двигателя. В большинстве случаев подобную схему используют в зарубежных бытовых пылесосах. Однако следует знать, что такой регулятор оборотов не обладает обратной связью. Поэтому при изменении нагрузки придётся настраивать обороты электродвигателя.

Изменённые схемы

Конечно, стандартное устройство устраивает многих любителей регуляторов оборотов «покопаться» в электронике. Однако, без прогресса и улучшения изделий мы бы до сих пор жили в каменном веке. Поэтому постоянно изобретаются более интересные схемы, которые с удовольствием применяют многие производители.

Чаще всего используются реостатные и интегральные регуляторы. Как понятно из названия, первый вариант основан на реостатной схеме. Во втором же случае применяется интегральный таймер.

Реостатные отличаются эффективностью в смене количества оборотов коллекторного двигателя. Высокая эффективность обусловлена силовыми транзисторами, которые забирают часть напряжения. Таким образом, снижается поступление тока и двигатель работает с меньшим усердием.

Видео: устройство регулятора оборотов с поддержанием мощности

Главный недостаток такой схемы заключается в большом объёме выделяемого тепла. Поэтому для бесперебойной работы, регулятор должен постоянно охлаждаться. Притом охлаждение устройства должно быть интенсивным.

Иной подход реализован в интегральном регуляторе, где за нагрузку отвечает интегральный таймер. Как правило, в подобных схемах используются транзисторы практически любых наименований. Это связано с тем, что в составе имеется микросхема, обладающая большими значениями выходного тока.

Если нагрузка меньше 0,1 ампера, то всё напряжение поступает прямо на микросхему в обход транзисторов. Однако для эффективной работы регулятора необходимо, чтобы на затворе было напряжение 12В. Поэтому электроцепь и напряжение самого питания должно соответствовать этому диапазону.

Принцип работы регулятора на симисторе

Напомним, что симистором принято называть модификацию тиристора, играющего роль полупроводникового ключа с нелинейной характеристикой. Его основное отличие от базового прибора заключается в двухсторонней проводимости при переходе в «открытый» режим работы, при подаче тока на управляющий электрод. Благодаря этому свойству симисторы не зависят от полярности напряжения, что позволяет их эффективно использовать в цепях с переменным напряжением.

Помимо приобретенной особенности, данные приборы обладают важным свойством базового элемента – возможностью сохранения проводимости при отключении управляющего электрода. При этом «закрытие» полупроводникового ключа происходит в момент отсутствия разности потенциалов между основными выводами прибора. То есть тогда, когда переменное напряжение переходит точку нуля.

Дополнительным бонусом от такого перехода в «закрытое» состояние является уменьшение числа помех на этой фазе работы

Обратим внимание, что не создающий помех регулятор может быть создан под управлением транзисторов

Благодаря перечисленным выше свойствам, можно управлять мощностью нагрузки путем фазового управления. То есть, симистор открывается каждый полупериод и закрывается при переходе через ноль. Время задержки включения «открытого» режима как бы отрезает часть полупериода, в результате форма выходного сигнала будет пилообразной.

Форма сигнала на выходе регулятора мощности: А – 100%, В – 50%, С – 25%

При этом амплитуда сигнала будет оставаться прежней, именно поэтому такие устройства неправильно называть регуляторами напряжения.

Простой регулятор мощности на симисторе своими руками

В завершении статьи приведем пример простейшего регулятора мощности. В принципе, можно собрать любую из приведенных выше схем (наиболее упрощенный вариант был приведен на рисунке 2). Для этого прибора даже не обязательно делать печатную плату, устройство может быть собрано навесным монтажом. Пример такой реализации показан на рисунке ниже.

Самодельный регулятор мощности

Использовать данный регулятор можно в качестве диммера, а также управлять с его помощью мощными электронагревательными устройствами. Рекомендуем подобрать схему, в которой для управления используется полупроводниковый ключ с соответствующими току нагрузки характеристиками.

Регулирование частотой

Специальные устройства, преобразователи частоты (другие названия инвертор, частотник, драйвер), подключаются к электрической машине. Путем выпрямления напряжения питания, преобразователь частоты внутри себя формирует необходимые величины частоты и напряжения, и подает их на электрический двигатель.

Необходимые параметры для управления АД преобразователь рассчитывает самостоятельно, согласно внутренним алгоритмам, запрограммированным производителем устройства.

Преимущества регулирование частотой

• Достигается плавное регулирование частоты вращения электромотора.
• Изменение скорости и направление вращения двигателя.
• Автоматическое поддержание требуемых параметров.
• Экономичность системы управления.

Единственный недостаток, с которым можно смирится, это необходимость в приобретении частотника. Цены на такие устройства совсем незаоблачные, и в пределах 150 уе, можно обзавестись преобразователем для 2 кВт двигателя.