Мастеровым от мастерового. Схема на tda1085 самодельного электропривода


Motor Control: Новые регуляторы на TDA1085

   Мой базовый регулятор, который мне более всего симпатичен, представлен на рисунке  ниже. Принципиальная схема такая же как у ранее сделанных регуляторов на TDA1085 ( вариант 2). Отличие состоит в применении более качественного трансформатора - он залит компаундом. Также я начал ставить 5-ватные цементные сопротивления 100 ом и 0.05 ом . В остальном всё аналогично прежним регуляторам. Симистор стоит BTA24 на 600 вольт, хотя плата позволяет установить и более мощный симистор BTA41.

  Далее  сделал регулятор в более мощном исполнении - с другими разъёмами и другим радиатором. Мощность примерно до 2 кВт. Схема такая же, симистор стоит BTA41.

   Применение трансформатора в таком регуляторе делает его существенно дороже. Объясню почему. В Китае такой качественный инкапсулированный трансформатор стоит 1.5 доллара, весит он более 100 грамм  и когда он к нам приезжает - то цена уже получается 5 долларов. Также за счёт увеличения веса регулятора  дорожают и почтовые посылки между разными странами.

  Поэтому захотелось немного удешевить стоимость регулятора и сделать схему с бестрансформаторным питанием. Схему которую выложил А. Шенрок я не захотел повторять, её и без меня уже достаточно людей повторяют. Я выбрал схему формирования питания, которую рекомендуют разработчики микросхемы TDA1085 и она есть в pdf-файле.

Принципиальная схема получилась такая:

 Спаял я эту схему на базовой плате - вместо трансформатора я собрал из нескольких сопротивление 6.8 кОм, добавил диод FR207 и сопротивление 270 Ом. Вот что у меня получилось

 

   Далее я ещё более упростил и удешевил схему - убрал некоторые подстроечники, дополнительное питание таходатчиков, стойки для платы и прочее.

   Основной недостаток всех регуляторов с бестрансформаторным питанием - это гораздо больший нагрев деталей на плате и соответственно самой платы, что требует лучшей вентиляции.

www.motor-r.info

TDA1085 — Регулятор оборотов коллекторного двигателя — DataSheet

Микросхема TDA1085 фирмы MOTOROLA (отечественный аналог — КС1027ХА4) представляет собой контроллер коллекторного электродвигателя (ЭД) переменного тока. Она включает в себя все необходимые управляющие узлы и элементы, обеспечивающие функционирование ЭД в различных режимах его работы (например, в режимах разгона и стабилизации выбранной скорости вращения).

 

Особенности

 

  • Внутренний преобразователь частоты в напряжение
  • Встроенный генератор разгона
  • Плавный пуск
  • Ограничение тока нагрузки
  • Цепь датчика тахогенератора
  • Прямое питание от источника переменного тока
  • Функция безопасного подключения двигателя

 

Исполнение в пластиковом корпусе CASE 648Исполнение в пластиковом корпусе CASE 648

С буквой D в маркировке. Пластиковый корпус CASE 751B (SO–16) С буквой D в маркировке. Пластиковый корпус CASE 751B (SO–16)

 

Готовый регулятор оборотов или все для его сборки вы можете заказать в нашем интернет-магазине

Готовый регулятор оборотов или все для его сборки вы можете заказать в нашем интернет-магазине

Блок - схема и назначение выодовБлок — схема и назначение выводов

1 Синхронизация тока
2 Синхронизация напряжения
3 Ограничение тока двигателя
4 Текущая скорость
5 Установка скорости
6 Управление током генератора пилообразного сигнала
7 Время генератора разгона
8 Общий провод
9 Плюс питания
10 Подключение параллельного стабилизатора и балластного резистора
11 Накапливающий конденсатор
12 Цифровой датчик скорости
13 Выход генератора запускающих импульсов
14 Конденсатор пилообразного напряжения
15 Установка пилообразного тока
16 Замкнутый контур стабилизации

 

Максимальные значения (TA = 25°C, все напряжения измеряются относительно земли, вывод 8)
Параметр Обозначение Значение Ед. изм.
Питающее напряжение на выводе 9 VCC 15 В
Максимальное напряжение на следующих выводах Вывод 3 VPin +5 В
Выводы –5–6–7–13–14–16 от 0 до VCC
Вывод 10 от 0 до +17
Максимальный ток на следующих выводах Выводы 1 и 2 IPin от -3 до +3 мА
Вывод 3 0т -1 до 0
Вывод 9 (VCC) 15
Вывод 10 параллельный стабилизатор 35
Вывод 12 от -1 до +1
Вывод 13 -200
Максимальная рассеиваемая мощность PD 1 Вт
Тепловое сопротивления, кристалл-воздух RΘJA 65 ºC/Вт
Диапазон рабочих температур кристалла TJ от – 10 до + 120 ºC
Температура хранения Tstg от – 55 до + 150 ºC

 

Электрические характеристики (TA = 25°C)
Параметр Обозначение Мин. Тип. Макс. Ед. изм.
Стабилизатор напряжения
Внутренне регулируемое напряжение стабилизации (Vpin 9) (Ipin 7 = 0, Ipin 9 +  IPin 10 = 15 mA, Ipin 13 = 0) VCC 15 15,3 15,6 В
Температурный коэффициент напряжения стабилизации TF — 100 ppm/°C (одна миллионная доля вольта на градус Цельсия) 
Потребляемый ток (Ipin 9) (V9 = 15 В, V12 = V8 = 0, I1 = I2 = 100 мкА, все другие выводы не подключены) ICC 4,5 6,0 мА
Контроль напряжения стабилизации уровень включения VCC EN  VCC — 0.4  В
Контроль напряжения стабилизации уровень выключения VCC DIS  VCC — 1.0
Генератор разгона
Диапазон напряжений на входе для задаваемой скорости VPin 5 0,08 13,5 В
Опорный ток смещения на входе -IPin 5 0 0,8 1,0 мкА
Опорный ток смещения при выборе разгона -IPin 6 0 1,0 мкА
Начальный уровень при задании разгона VDS 0 2,0 В
Конечный уровень при задании разгона VPin6 = 0.75 В VDF/VDS 2,0 2,09 2,2
Зарядный ток при быстром разгоне VPin 7 = 0 В -IPin 7 1.0 1.7 мА
Зарядный ток при быстром разгоне VPin 7 = 10 В 1.0 1,2 1.4
Зарядный ток при задании разгона VPin7= 2.0 В -IPin 7 4,0 5,0 6,0 мА
Ограничитель тока
Ограничение тока усилителя — IPin 7/IPin 3 (IPin 3 = — 300 мкА) Cg 130 180 250
Отслеживание порогового напряжения IPin 3 = -10 мкА VPin 3 TH 50 65 80 мВ
Преобразователь частоты в напряжение
Входной сигнал «Низкий уровень напряжения» V12 L -100 мВ
Входной сигнал «Высокий уровень напряжения» V12 H +100
Напряжение сброса V12 R 5.0 В
Отрицательное напряжение срабатывания IPin 12 = — 200 мкА -V12 CL 0,6 В
Ток смещения на входе -IPin 12 25 мкА
Внутренний коэффициент усиления тока G = IPin 4/IPin 5 , VPin 4 = VPin 5 = 0 G.O 9,5 11
Линейность усиления в зависимости от напряжения на выводе 4 (G8.6 = Усилению при VPin 4 =  8.6 В)    G.-G8.6
 При V4=0 В 1.04 1.05 1.06
 При V4 = 4.3 В 1.015  1.025 1.035
При V4 = 12 В  0.965 0.975 0.985
Температурный коэффициент усиления (VPin 4 = 0) TF 350 ppm/°C
Ток поверхностной утечки на выходе (IPin 11 = 0) -IPin 4 0 100 нА
Усилитель управления
Диапазон напряжений на входе для текущей скорости VPin4 0 13,5 В
Напряжение смещения на входе VPin 5 — VPin 4 (IPin16=0, VPin16 = 3.0 и 8.0 В) Voff 0 50 мВ
Крутизна усиления (IPin 16/Δ (V5-V4)) (IPin 16 = ± 50 мкА, VPin 16 = 3.0 В) T 270 340 400 мкА/В
Возможное отклонение выходного тока источника IPin 16 -200 -100 -50 мкА
Возможное отклонение выходного тока стока 50 100 200
Напряжение насыщения на выходе V16 sat 0,8 В
Генератор импульсов
Уровни токов синхронизирующих импульсов в линии напряжения IPin 2 ±50 ±100 мкА
Уровни токов синхронизирующих импульсов в линии тиристора IPin 1 ±50 ±100
Задержка запускающего импульса (CPin 14 = 47 нФ, RPin 15 = 270 кОм TP 55 мкс
Период повторения запускающих импульсов TR 220 мкс
Импульсный ток на выходе VPin 13 = VCC — 4.0 В -IPin 13 180 192 мА
Ток поверхностной утечки на выходе VPin 13 = — 3.0 В I13 L 30 мкА
Напряжение на входе при полном угле проводимости V14 11,7 В
Высокий уровень пилоообразного напряжения V14 H 12 12,7 D
Ток разряда пилообразного напряжения, IPin 15 = 100 мкА IPin 14 95 105 мкА

 

Принципиальная схема включения TDA1085Принципиальная схема включения TDA1085

Предельный ток 10 А настраивается экспериментально, подбором резистора R4

Диапазон скоростей вращения двигателя:

от 0 до 15000 об/мин

Максимальный разгон: до 3200 об/мин за 1 секунду
Нормальный разгон: за 10 с от 850 до 1300 об/мин  8 полюсной тахогенератор должен выдавать максимальное напряжение 30 В при 6000 об/мин, в разомкнутой цепи
Скорость вращения, об/мин Напряжение на выводе 5 Конвертер частоты вращения в напряжение: 8 мВ на 1 об/мин (12 в при максимальной частоте вращения, CPin 11 = 680 пФ, VCC = 15.3 В
800 609 мВ Симистор на 15 А, 600 В, минимальный ток на управляющем электроде 90 мА
1300 966 мВ
7500 5,912 В
15000 12 В

 

Общее описание

Микросхема TDA 1085C управляет симистором в соответствии с задаваемой  скоростью. Скорость вращения двигателя отслеживается тахогенератором в цифровом формате (считаются импульсы от тахогенератора), а затем преобразуется в аналоговое напряжение. Скорость устанавливается, внешне фиксированной, и подается  на вход внутреннего линейного регулятора после того, как будут  заданы программируемые линейные ускорения. Общий результат состоит в поддержании полного диапазона скоростей с двумя линейными ускорениями, которые позволяют эффективно управлять стиральной машиной. Кроме того, TDA 1085C защищает всю систему от переменного тока питающей сети, при остановке или колебаниях, и от перегрузки по току в двигателе или при неисправности таходатчика.

 

Функции входов и выходов ( для рисунков 1 и 8)

Регулятор напряжения (стабилизатор) – (Контакты 9 и 10). Это регулятор параллельного типа способный поглощать большие токи и давать хорошие характеристики. Питание подается от сети переменного тока через внешние гасящие резисторы R1, R2, (резисторы 6.8 кОм и 270 Ом) и выпрямитель. Полуволна тока после диода 1N4007 подается на сглаживающий фильтр, состоящий из двух конденсаторов, емкостью 100 мкФ и резистора 270 Ом, напряжение на котором контролируется микросхемой. Когда питание (Vcc) превысит 15 В, ток проходит по другому гасящему резистору R10 на вывод 10. Эти три резисторы должны быть подобраны таким образом, чтобы удовлетворять следующим условиям:

  • Выдавать ток 10 мА через вывод 10, когда напряжение питания переменного тока минимально и потребление напряжения постоянного тока (Vcc) максимально (при быстром разгоне двигателя и присутствии импульсов)
  • Поддерживать напряжение 3 В на выводе 10, когда в линия питания переменного тока выдает максимальный ток, а потребление напряжения постоянного тока минимальное (нет разгона и пульсаций).
  • Задержку пускового импульса, пока ток проходит через ноль, при широких границах пуска и индуктивных нагрузках.

Отказ по питанию в цепи переменного тока приведет к отключению. Двойной емкостный фильтр, состоящий из резисторов R1 и R2, хорошо сглаживает пульсации и устраняет  шумы при разгоне двигателя.

Контроль частоты вращения (выводы 4, 11, 12). Микросхема может работать с внешним аналоговым датчиком скорости вращения: его выход должен быть подключен выводу 4, а выводы 12 и 8 должны быть соединены между собой.

В большинстве случаев более удобно использовать цифровой датчик скорости вращения двигателя с одним недорогим тахогенератором, который не нуждается в настройке. За каждый положительный цикл на выводе 12, конденсатор, подключенный к выводу 11, заряжается почти до напряжения Vcc . В это же время, на вывод 4 подается ток в 10 раз превышающий, зарядный ток конденсатора C11. Ток источника называется G и жестко задан, но тем не менее, требует регулировки подстроечным сопротивлением 50 кОм, подключенном к выводу 4. Ток через этот резистор пропорционален емкости на выводе 11 и скорости вращения двигателя; напряжение на выводе 4 фильтруется от помех с помощью конденсатора и представляет “истинную фактическую скорость вращения двигателя”.

Чтобы сохранить линейность на высоких оборотах, важно убедиться, что емкость, подключенная к выводу 11 полностью заряжается: внутреннее сопротивление источника, подключенного к выводу 11, имеет импеданс 100 кОм. Тем не менее емкость на выводе 11, должна быть максимально высокой, так как она имеет большое влияние на температурный коэффициент. Резистор 470 кОм между выводами 11 и 9 уменьшает ток утечки и влияние температурного коэффициента.

Через вывод 12 осуществляется функция контроля: когда напряжение на нем превышает 5 В, запускающие импульсы тормозятся и микросхема сбрасывается. Так же через него отслеживается целостность цепи тахогенератора, и в случае ее нарушения, запускающие импульсы тормозятся, что защищает двигатель от ухода из-под контроля. Внутри TDA1085C к выводу 12 подключен демпферный диод, что дает возможность сделать схему более компактной.

Генератор пусковых импульсов — (Выводы 1, 2, 5, 13, 14, 15)

Эта цепь выполняет четыре функции:

  • Преобразование уровня выходного сигнала с усилителя постоянного тока в пропорциональный угол регулирования.
  • Калибровку длительности импульса.
  • Повторение импульса, если симистор не переключился или нет тока через щетки двигателя (обрыв цепи питания).
  • Задержку запускающих импульсов, пока ток не пройдет через ноль при широком угле регулирования и индуктивных нагрузках.

Сопротивление на выводе 15 задает разрядный ток конденсатора на выводе 14. Пилообразный сигнал определяется R15 и С14(обычно 47 нФ).  Длительность управляющего импульса и период повторения находятся в обратно пропорциональной зависимости от крутизны наклона пилообразного напряжения.

Генератор пилообразного напряжения – (выводы 5, 6, 7). Истинные значения скорости устанавливаются в соответствии со значениями на выходе генератора пилообразного сигнала (вывод 7). В соответствии с заданным значением скорости ( напряжение на выводе 5), генератор пилообразного напряжения заряжает внешний конденсатор C7 до момента, когда напряжение на выводе 5 (заданная скорость) сравняется с напряжением на выводе 4 (действительная скорость), смотрите рисунок 2. Микросхема имеет внутренний источник зарядного тока в 1.2 мА, который выдает от 0 до 12 В на выводе 7. Он дает быстрый разгон двигателя (обычно за 5.0 с), что позволяет быстро изменять скорость без чрезмерной нагрузки на механические части привода. В  TDA 1085C есть возможность снизить этот высокое ускорение с введением низкого разгона. Это достигается путем уменьшения тока через вывод 7 до 5.0 мА, оставаясь под полным управлением напряжением на выводе 6.  Это возможно при соблюдении следующих условий:

  • Наличие быстрого разгона VPin 5 > VPin 4
  • Происходит разделение в диапазоне напряжений на выводе 4 (действительная скорость двигателя) определяется VPin 6 ≤  VPin 4  ≤  2.0 VPin 6

Для двух фиксированных значений VPin 5 и VPin 6, скорость мотора будет иметь большой разгон. Если сброс произойдет (независимо от причин), указанных выше последующий разгон будет полностью перерабатываться от 0 до максимальной скорости. Если напряжение на выводе 6 равно 0, возникает только высокий темп разгона.

Чтобы установить действительную нулевую скорость надо ,чтобы напряжение на выводе 5 (от 0 до 80 мВ) интерпретировалось как истинный ноль. Как следствие, при изменении устанавливаемой скорости, проектировщик должен быть уверен, что любой переходный процесс не будет проходить через ноль (напряжение на выводе 5 не будет ниже 80 мВ) иначе вся схема будет перезапущена.

Как и напряжения, подаваемые на контакты 5 и 6, являются производными от внутреннего стабилизатора напряжения, так и напряжение на выводе 4 тоже происходит от того же источника питания, скорость мотора (которая определяется соотношением между вышеуказанными напряжениями) является полностью независимой от колебаний напряжения питания Vcc и температурного фактора.

Усилитель управления – (пин 16) он усиливает разницу между истинным значением скорость (вывод 4) и заданной скорости (контакт 5), посредством генератора пилообразного сигнала (генератора разгона). Его сигнал на выходе (вывод 16) имеет двойную чувствительность с максимальным возможностям ± 100 мА и заданной крутизной (340 мА/В это типовое значение). Вывод 16 напрямую управляет генератором пусковых импульсов, и должен быть нагружен на электрическую сеть, которая компенсирует механические характеристики двигателя и его нагрузку, для того, чтобы обеспечить стабильность в любом состоянии и кратчайшую переходную характеристику см. Рис.4.

Эта сеть должна быть подобрана экспериментально.

В случае периодического изменения крутящего момента, вывод 16 непосредственно обеспечивает угол сдвига фаз колебаний.

Вывод 13 является импульсным выходом, и внешний ограничивающий резистор на нем обязателен.

Ограничитель тока – (вывод 3). Безопасная работа двигателя и симистора при все условиях обеспечивается за счет ограничения пикового тока. Ток двигателя дает переменное напряжение на шунтирующем резисторе (0,05 Вт рис. 4). Отрицательные полуволны передаются на вывод 3, который имеет положительный потенциал, определяемый резисторами R3 и R4. Когда возрастает ток двигателя, динамический диапазон напряжения на выводе 3 тоже увеличивается.  Когда вывод 3 становится немного отрицательным относительно вывода 8 , ток начинает проходить по нему. Этот ток, как правило, усиливают в 180 раз, затем используется для разрядки  конденсатора на выводе 7 . Как следствие, уменьшается угол регулирования до значения, где будет достигнуто равновесие. Выбор резисторов R3, R4 и шунта определяет величина тока разряда конденсатора  на выводе 7.

Обратите внимание, что ограничитель тока действует только на пике тока симистора.

 

Разводка печатной платыРазводка печатной платы

 

Внутренняя схемаВнутренняя схема

 

Применение

Правила компоновки печатной платы.

В большинстве схем, где используется TDA1085C,  на одной печатной плате рядом с  большими токами и напряжениями могут присутствовать сигналы низкого напряжения значением в несколько милливольт.

Самое главное разделить их друг от друга, для этого следует соблюдать следующие правила:

  • Выводы развязывающего конденсатора, которые также являются входами одинаковых компараторов, должны располагаться, как можно ближе к микросхеме и друг к другу, и заземлены в одной точке.
  • Заземление от тахогенератора должно быть подключено непосредственно к контакту 8, при этом должен заземляться только тахогенератор. По сути, последнее является основной причиной возникновения шума из-за своей близости к двигателю, который индуцирует высокие значение dφ/dt.
  • Схема заземления должна быть типа «звезда», чтобы полностью устранить силовые токи, протекающие в цепи заземления, передающиеся через развязывающие конденсаторы на чувствительные выводы: 4, 5, 7, 11, 12, 14, 16.

В качестве примера на рисунке 5 представлена плата, на которой показано подключение группы чувствительных к помехам выводов и связанных с ними конденсаторов в соответствии с вышеперечисленными правилами. Обратите внимание на полное разделение низковольтной сигнальной части и мощной высоковольтной части. Их раздел идет вдоль линии AB.

Соблюдение этих правил дает возможность регулировки во всем диапазоне скоростей.

Источник питания

Поскольку рассеивающий резистор рассеивает заметную мощность, необходимо по возможности снизить потребление тока до минимума.  При изношенном щеточном узле схема может подавать запускающие импульсы несколько раз, что вызывает увеличение потребляемого тока. При выборе гасящего резистора нужно это учитывать. Кроме того параллельный стабилизатор должен всегда находиться в следующем динамическом диапазоне: ток через вывод 10 должен быть выше 1 мА, а напряжение выше 3 В при самой плохой конфигурации. Двойной фильтр на выходе обязателен.

Цепь тахогенератора

Напряжение сигнала от тахогенератора должно быть пропорционально скорости вращения двигателя. Для устойчивой работы к выходу тахогенератора необходимо подключить RC-фильтр. Выполнение этих факторов, дает сигнал постоянной амплитуды на выводе 12 на всем диапазоне скоростей вращения двигателя. Рекомендуется проверить, чтобы эта максимальная амплитуда находилась в пределах 1,0 В, чтобы иметь самое большое отношение сигнал/шум без перезапуска микросхемы  (что может произойти, если напряжение на выводе 12 достигнет 5,5 В). Необходимо также проверить, чтобы сигнал на выводе 12 находился в балансе между «высоким значением» (более 300 мВ) и «низким». 8-полюсный тахогенератор  — это минимум для стабильности на низких оборотах, а 16-полюсник еще лучше.

RC фильтр в цепи тахогенератора должен быть настроен на 30 Гц, чтобы быть как можно дальше от 150 Гц, что соответствует третьей гармонике сети переменного тока, генерируемой двигателем во время запуска. Кроме того, подключенный к выводу 12, высокоомный резистор, дает положительное смещение на этом выводе, устраняя шум, который может интерпретироваться как сигнал от тахогенератора. Это смещение должно быть спроектировано таким образом, чтобы на выводе 12 было не менее 200 мВ (отрицательное напряжение) при самой низкой скорости вращения двигателя.

Преобразователь частоты в напряжение

Емкость на выводе 11 имеет рекомендованное значение 820 пФ для 8-полюсных тахогенераторов с максимальной скоростью вращения двигателя 15000 об/мин, а сопротивление на выводе 11 всегда должно быть 470 кОм.

Сопротивление подключенное к выводу 4 должно выбираться так, чтобы давать 12 В при максимальной скорости вращения двигателя, чтобы максимизировать отношение сигнал / шум. Поскольку отношение FV / C, а также значение CPin 11 разделены, RPin 4 должно быть регулируемым. Оно должно состоять из постоянного резистора и подстроечного, составляющего 25% от их общего сопротивления. Регулировка при этом станет проще.

После регулировки, например, при максимальной скорости вращения двигателя, FV / C имеет остаточную нелинейность; коэффициент преобразования (мВ на один об / мин) увеличивается на 7,7% по мере того, как скорость приближается к нулю. Гарантированный разброс последнего очень узкий, максимальная ошибка при этом составит 1% от скорости вращения.

Следующие формулы определяют напряжение на выводе 4 (VPin4) в вольтах:

VPin 4  = G.0 ∙ (VCC–Va) ∙ CPin 11 ∙ R4 ∙ f ∙ 1/(1+120k/RPin 11)

G.0 ∙ (VCC – Va) ≈ 140

Va = 2.0 VBE

120 k = Rint, (входное сопротивление на выводе 11)

Установка скорости вращения — (контакт 5) При проектировании подбирают цепь внешних резисторов, которые задают серию различных напряжений, соответствующих различным скоростям вращения двигателя. При переключении внешних резисторов необходимо убедиться убедитесь, что на контакт 5 не подается напряжение ниже 80 мВ. Если такое случиться, произойдет полная перезагрузка схемы.

Генератор разгона — (Pin 6) Если требуется только высокий темп разгона, соедините вывод 6 с землей.

При задании разгона, устанавливается напряжение на выводе 6, соответствующее точке разгона двигателя. Задание (или медленный разгон) будет продолжаться до момента, когда скорость двигателя достигнет удвоенного начального значения.

Соотношение двух напряжений может быть изменено вниз (рисунок 6) или вверх (рисунок 7).

Задаваемый разгон  может быть уменьшен внешним резистором от VCC, заряжающим емкость на выводе7, добавляя его ток к току внутреннего генератор 5.0 мА.

Силовые цепи

Переключающий импульс симистора  должен определяться резистором на выводе 13 в соответствии с потребностями в квадранте IV.Длительность запускающего импульса  может быть нарушена шумовыми сигналами, генерируемыми самим симистором, которые интерферируют в пределах контактов 14 и 16, именно те, которые его определяют. Легко заметный, этот эффект безвреден.

Симистор должен быть защищен от скачков напряжения во внешней цепи питания цепочкой 100 нФ х 100 Ом.

Шунтирующий резистор должен быть как можно более неиндуктивным. Его можно изготовить, используя константановую проволоку.

Когда нагрузка представляет собой универсальный двигатель постоянного тока, подключенный через выпрямительный мост, симистор должен быть защищен от скачков напряжений при коммутации, катушкой 1,0-2,0 мГн, подключенной последовательно с выводом симистора MT2.

Функции синхронизации выполняются резисторами, определяющими напряжение в линии переменного тока и проводимость симистора. Значение 820 кОм является нормальным, но может быть уменьшено до 330 кОм для того, чтобы обнаруживать «нули» и уменьшить остаточную составляющую в линии постоянного тока ниже 20 мА.

 

Ограничение тока

Ограничитель тока начинает разряжать конденсатор 7 (опорная скорость), когда ток двигателя достигает заданного порогового уровня. Коэффициент усиления контура определяется резистором, соединяющим вывод 3 с последовательным шунтом. Опыт показал, что оптимальное значение для ограничения среднеквадратичного тока 10 A  находится в пределах 2,0 кВт. Вывод 3 имеет чувствительность по току, которая ограничена разумными значениями и не должна реагировать на пиковые значения.

Если не используется, контакт 3 должен быть подключен к максимальному положительному напряжению 5,0 В вместо того, чтобы оставаться свободным.

Стабильность контура

Цепочка на выводе 16 является преобладающей и должна быть скорректирована экспериментально во время разработки модуля. Значения, указанные на рисунке 4, типичны для стиральных машин, но допускают большие изменения от одной модели к другой. R16 (единственное ограничение) не должен опускаться ниже 33 кОм, в противном случае ограничение скорости нарастания вызовет большие переходные ошибки при нагрузках.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

rudatasheet.ru

регулятор оборотов с поддержанием мощности

Здравствуйте дорогие мои посетители. Хочу сегодня продолжить тему о коллекторных электродвигателях, а именно как подключить двигатель от стиральной машины с помощью платы регулирования оборотов с поддержкой мощности. Как вы, видели, я затрагивал уже эту тему. Снимал по этому поводу видео "Подключение и регулировка оборотов коллекторного двигателя от стиральной машины-автомат". Это видео стало очень популярным на моём канале, зрители оставили множество разных комментариев по этой теме. Также я там выложил источник, где я взял схему регулятора оборотов с поддержкой мощности коллекторных электродвигателей. И как мне показалось на тот момент, что человек скачает себе этот файл и соберет себе такую же схему как у меня, и будет её использовать. Но нет, оказалось не все так просто как мне этого хотелось, посыпалась, куча вопросов от людей не только гуманитариев, но и совсем не плохих радиолюбителей. Были даже предложения о покупке плат регулирования оборотов.

Что бы сразу ответить на многие вопросы, Вам, мои дорогие читатели, и появилась эта статья.

 Занимаюсь я ремонтом электроинструмента в частности перемоткой электродвигателей. И во время ремонта качественного электроинструмента замечал там «Константную электронику»,  которая при снижении оборотов на электроинструменте поддерживала мощность электродвигателя. Меня это очень заинтересовало, начал пробовать различные простые регуляторы оборотов, регуляторы оборотов с обратной связью по току, в общем, кучу разных штуковин. Пока не наткнулся на сайт «chipmaker.ru» где пользователь  «Bogdan» выложил «схему управления коллекторным двигателем на TDA1085». Собственно говоря, вот эта ссылка: http://www.chipmaker.ru/files/file/1490/ . После того как Вы перешли, жмем на кнопку «Загрузить» 

В следующем окне обратно жмем «Загрузить» 

У нас скачивается архив, разархивировав который, видим в нем несколько файлов (два варианта схем для управления двигателями постоянного и переменного тока с монтажными платами), нам для двигателя переменного тока нужны PSD файлы с пометкой «АС» 

Распечатав  их (принципиальная, монтажная и печатная плата), я отнес их своему очень хорошему товарищу Игорю , который мне спая регулятор оборотов с поддержкой мощности (сам я, к сожалению, не люблю работу с паяльником). Я испытал регулятор оборотов электроинструмента на TDA1085 на своей «болгарке». К счастью мой товарищ оказался хорошим радиолюбителем и нашел некоторые неточности в этих схемах и исправил их.

 

 Я не могу вам сейчас сказать что этот регулятор оборотов коллекторных электродвигателей панацея, возможно, есть что-то и лучше я не знаю. Как поведет она себя на высоких или даже средних оборотах, честно сказать я не знаю( здесь уже можно посмотреть тест этой платы в разных режимах). Эта схема отлично ведет себя на низких оборотах, и вот уже целый год  отлично себя показывает на Самодельном лобзиковом станке , приводом там служит та самая «болгарка»  на которой я испытывал регулятор оборотов.

Если Вы уже собрались делать себе регулятор оборотов, давайте немного разберем его:

К клеммам «Фаза и Ноль» подключаем напряжение 220 Вольт (фазировка не влияет на работу схемы), светодиод «HL» служит нам индикатором питания платы регулятора оборотов, к клеммам « М1» подключаем наш электродвигатель, «таходатчик» который выдает постоянный ток подключаем к «Х3» а если же у вас он выдает переменный ток или импульсы, то к «Х2» (Как сделать таходатчик). К контактам «Х4» можно подключить тумблер (выключатель) который будет отключать наш двигатель, его ставить не обязательно, можно также отключать двигатель с помощью  регулятора оборотов «R1» который подключается к контактам «Х1». У Bogdana  на этой схеме не был указан конденсатор «С 100µF х25V» хотя он присутствует на монтажной плате (забыл указать). Также у него в схеме находится очень мощный симистор «ВТА41 800V» который подходит для управления мощными коллекторными электродвигателями, а для нас подойдет совсем другой на 10…16 Ампер (по цене будет на много дешевле). Симистор должен обязательно быть  с радиатором (вся эта схема построена  для управления этим симистором, который в свою очередь управляет непосредственно нашим электродвигателем). Ниже симистора на схеме указаны два мощных сопротивления «R31» и «R33» рассчитанные на 0,1 Ом и мощностью 5 Ватт каждый. Под каждые электродвигатель нужно индивидуально настраивать плату регулятора оборотов (как это сделать). Регулируется схема с помощью подстрочных сопротивлений «R3» и «R21». Построечный резистор «R3» регулирует плавность пуска двигателя, а «R21» служит для быстроты реагирования на нагрузку электродвигателя (в зависимости отнего схема будет реагировать плавно или резко на нагрузку).

 Для лучшего удобства я подготовил Вам список всех деталей, которые применяются в этом регуляторе оборотов с поддержкой мощности («+» обозначены полярные конденсаторы):

20кОм

Пременное         1шт

20кОм

Подстроечное   1шт

R3

1,2кОм    0,25-0,125W

3шт

R4;5;9

160кОм     0,25-0,125W

2шт

R6;8

24 Ом     0,25-0,125W

1шт

R7

1м      0,25-0,125W

1шт

R10

120кОм       0,25-0,125W

1шт

R11

47кОм       0,25-0,125W

1шт

R12

470кОм      0,25-0,125W

1шт

R13

220кОм      0,25-0,125W

1шт

R14

51 Ом       0,25-0,125W

4шт

R15;19;25;30

2,2кОм     0,25-0,125W

2шт

R16;22

68кОм      0,25-0,125W

1шт

R17

820 Ом     0,25-0,125W

1шт

R18

2,7кОм      0,25-0,125W

1шт

R20

10кОм

Подстроечное  1шт

R21

390кОм       0,25-0,125W

4шт

R23;24;28;29

1шт

R26

1шт

R27

1шт

32

2шт

R31;33

1шт

R34

1шт

35

3шт

С1;5;неуказанный

3шт

C2;8;9

3шт

С3;4;7

820р

1шт

С6

1шт

С10

1шт

С11

1шт

С12

1шт

С13

1шт

С14

1шт

С15

1шт    Микросхема

МС1

ВТА41   800V  (не обязат)

1шт    Семистор

Т1

1шт   стабилитрон

1шт   стабилитрон

1шт диод

1шт    предохранитель

FU1

На  3В

1шт     светодиод

Изначально автор Bogdan на монтажной плате регулятора оборотов не указал буквенные обозначения всех деталей, но благодаря моему товарищу (огромное ему спасибо) он расставил все обозначения и исправил все неточности которые были у Bogdanа 

ВНИМАНИЕ!!! В расположении деталей ОШИБКА! Сопротивление R21 обозначено как R27. Будьте внимательны!

Ссылки для скачивания:

ОЧЕНЬ интересные видео по теме!!!

Агрессивные тесты.

Добавлено Анатолием:

Я думаю Александр не обидится если я в его теме выскажу несколько своих соображений.Собрал уже не одну плату и могу сказать со сто процентной уверенностью. Если у кого то что то не работает, то проверяйте качество изготовления платы, качество и правильность монтажа, исправность элементов и двигателя. Все причины не работы (некорректной работы) кроются только в этом. Печатки и схемы выложенные в нете рабочие. Сам недавно столкнулся с подобным, две разные платы, а проявление неисправности одно и тоже. При включении и добавлении оборотов двигатель раскручивается рывками было ощущение как будто семистор работает на одном полупериоде. Оказалось на одной плате при травлении исчезла дорожка к конденсатору С10 на 47,0х16V, во втором случае этот же конденсатор был высохший.Попутно убедился, что если уменьшить С11 идущий на 14 ногу микросхемы до 22Н, то двигатель стартует, набирает максимальные обороты и обороты не регулируются. Поэтому с ним тоже нельзя ошибаться 47Н и точка.Теперь по поводу замеров напряжения.Я собираю платы с отдельным блоком питания, поэтому промеры даю для этого случая.Исходные условия, к плате подключен двигатель с таходатчиком, регулятор оборотов в нулевом положении (минимум до конца), блок питания в розетку включён, 220В на плату не подаётся.1-0,17В2-0,17В3-2,63В4-05-06-2,4В7-0,05В8-09-14,65В10-13,7В11-12,83В12-0,55В13-014-11,34В15-0,03В16-0,03В

Условия те-же, но подключено 220В и регулятор стоит на небольших оборотах. Двигатель медленно вращается.1-0,25В2-0,3В3-2,62В4-0,55В5-0,55В6-2,4В7-1,14В8-09-14,2В10-14,2В11- не измеряется.12-0,74В13-0,69В14-4,8В при касании щупом двигатель ускоряется.15-0,73В16-0,58ВОтличия могут быть но не очень большие. Напряжение на ноге 3 устанавливается регулятором R21.Кроме этого советовал бы увеличить резистор R9 вместо 1,2 кОм ставить 20кОм. Этим уменьшается напряжение с таходатчика. И R17 вместо 68кОм ставить 27кОм. Ну и диод для защиты микросхемы само собой. 

Пару слов по немецкой схеме. При правильной сборке, правильно выполненной печатке и исправных деталях всё работает без вопросов. Рекомендовал бы такую последовательность действий. Собрали плату, проверили сборку, микросхему не ставим. В панельку микросхемы подключаем на ноги 8-9 резистор 1,6кОм 1Вт, подключаем питание 220В, двигатель и таходатчик не подключен (это не принципиально), и меряем напряжение на подключённом резисторе. Должно быть 15-17В. Ставим микросхему, подключаем мотор и таходатчик и наслаждаемся работой. В немецкую схему советую внести следующее изменение. На регуляторе частоты вращения, на центральном отводе, запаять резистор 1,2кОм и второй конец этого резистора на клемму Х2-2, по семе. Боковую ногу регулятора которая раньше шла на центральный отвод, подключаем на корпус. Что это даёт. Раньше, при выведенном в ноль регуляторе, двигатель продолжал вращаться, теперь стоит как ему и положено. А методика настройки простая. Регулятор на ноль, включили, добавили немного оборотов, крутим Р1 пока обороты не станут красивыми на слух и визуально, обороты на максимум, крутим ограничение максимальных оборотов Р3, наслаждаемся своим мастерством. 

shenrok.blogspot.com

Новые регуляторы оборотов на микросхеме TDA1085C

  В этом сообщении хочу представить свои новые разработанные регуляторы оборотов коллекторных двигателей на микросхеме TDA1085C.

  Мой базовый регулятор, который мне более всего симпатичен, представлен на рисунке  ниже. Принципиальная схема такая же как у ранее сделанных регуляторов на TDA1085 ( вариант 2). Отличие состоит в применении более качественного трансформатора - он залит компаундом. Также я начал ставить 5-ватные цементные сопротивления 100 ом и 0.05 ом . В остальном всё аналогично прежним регуляторам. Симистор стоит BTA24 на 600 вольт, хотя плата позволяет установить и более мощный симистор BTA41. Купить микросхемы TDA1085 можно здесь.  Купить симисторы BTA41 можно здесь.

  Далее я сделал регулятор в более мощном исполнении - с другими разъёмами и другим радиатором. Мощность примерно до 2 кВт . Схема такая же, симистор стоит BTA41.

   Применение трансформатора в таком регуляторе делает его существенно дороже. Объясню почему. В Китае такой качественный инкапсулированный трансформатор стоит 1.5 доллара, весит он более 100 грамм  и когда он к нам приезжает - то цена уже получается 5 долларов. За счёт увеличения веса регулятора также дорожают и почтовые посылки между разными странами.

  Поэтому захотелось немного удешевить стоимость регулятора и сделать схему с бестрансформаторным питанием. Схему которую выложил А. Шенрок я не захотел повторять, её и без меня уже достаточно людей повторяют. Я выбрал схему формирования питания, которую рекомендуют разработчики микросхемы TDA1085 и она есть в pdf-файле.

Принципиальная схема получилась такая:

  Спаял я эту схему на базовой плате - вместо трансформатора я собрал из нескольких сопротивление 6.8 кОм , добавил диод FR207  и сопротивление 270 Ом

Вот что у меня получилось 

Потом я ещё более упростил и удешевил схему - убрал некоторые подстроечники, дополнительное питание таходатчиков, стойки для платы и прочее.

  Основной недостаток всех регуляторов с бестрансформаторным питанием - это гораздо больший нагрев деталей на плате и соответственно самой платы, что требует лучшей вентиляции.

www.motor-r.info

Регулятор оборотов на TDA1085 печатная плата

Схема регулятора на TDA1085 имеет размеры 100*100 мм, что позволить установить в любой небольшой корпус. TDA1085 печатная плата была переделана для лучшей настройки оборотов двигателя от вашей стиралки, плата управления на TDA1085 полностью работоспособная и имеет несколько индикаторов для определения включения и работы самой микросхемы. Все это будет обозначено в инструкции при покупке.

Плата регулятора на TDA1085 находит область применения в сверлильных станках, различная автоматика предназначена для открытия-закрытия чего нибудь, фрезеровальные или самодельные гравировочные станки, все зависит от мощности вашего электродвигателя. Сделать регулятор оборотов на TDA1085 своими руками не требует больших знаний электротехники, достаточно иметь паяльник, припой и мультиметр цифровой для определения некоторых деталей. В итоге вы получите полностью готовое и рабочее изделие сделанное собственноручно.

Печатная плата на регулятор TDA1085 может быть куплена в разной валюте, чтобы все заинтересованные люди могли собрать для себя. Регулятор коллекторного двигателя на TDA1085 имеет реверс (изменение направление вращения), особенно популярен в самодельных токарных станках и открытия-закрытия ворот. Также эта схема управления на TDA1085 работает с плавным пуском.

Изначально схема платы TDA1085 рассчитана на мощность примерно до 2 кВт, что-бы увеличить замените предохранитель и симистор BTA41 на более мощный. Регулятор оборотов электродвигателя TDA1085 имеет один переменный резистор 20кОм для регулировки скорости, два светодиода для индикации, вход для 220 Вольт, подключение кнопки вкл/выкл, выходы для тахо, мотора и холла. Монтажная плата регулятора оборотов TDA1085 доступная по ссылкам выше.

BTA41 600 В - это силовая деталь, которая может выходить из строя при запредельных нагрузках. Такой же симистор используют и в стиральных машинках, чаще всего 12А, иногда даже и 24А, все зависит от мощности. У каждого самодельщика возникают вопросы - где взять двигатель и как сделать TDA1085 регулятор оборотов коллекторного двигателя от сети 220 вольт. Почти у каждого есть двигатель от стиральной машинки, высокооборотные. Внутри коллекторного двигателя установлен тахогенератор и плата управления двигателем на TDA1085 имеет обратную связь с этим тахогенератором, в результате получается регулятор оборотов стиралки.

Посмотрите два очень интересных видео, где на подобных платах люди сделали самодельный токарный и сверлильный станок:

шаблоны для dle 11.2

shipzes.com

Полная линейка регуляторов на TDA1085.

    Представлю полную линейку регуляторов оборотов коллекторных двигателей на микросхеме TDA1085. Моя базовая принципиальная схема -

Купить микросхемы TDA1085 можно здесь. Купить симисторы BTA41 можно здесь. Все нужные радиодетали можно приобрести здесь 

На фото  -  базовая схема с трансформаторным питанием

   И на той-же плате с конденсаторным питанием

   Более мощный регулятор с трансформаторным питанием

   На той-же плате с конденсаторным питанием

   Принципиальная схема упрощённого варианта - без некоторых подстроечников, без выносного светодиода, с простым клеммником   -

   Купить микросхемы TDA1085 можно здесь.     Купить симисторы BTA41 можно здесь.        Все нужные радиодетали можно приобрести здесь 

   На фото - упрощённый регулятор на TDA1085, который скорей всего будет больше востребован.

   И последнее - была опробована работа регулятора на микросхеме TDA1085  с очень мощным симистором - BTA80-800.  Рабочий ток у него до 80 ампер,  о мощности можете судить сами.  Всё работает нормально.

Симисторы BTA80-800  можно купить здесь    Все свои платы далее буду выкладывать на сайте производителя печатных плат PCBWay. Любой желающий может заказать изготовление этих плат .  Информация  о всех регуляторах находится на странице сайта - http://www.motor-r.info/p/blog-page_12.html

   Базовый регулятор на микросхеме TDA1085 с трансформаторным питанием -http://www.motor-r.info/p/tda1085_20.html   Базовый регулятор на микросхеме TDA1085 с конденсаторным питанием -http://www.motor-r.info/p/blog-page_20.html   Простой регулятор на микросхеме TDA1085 - http://www.motor-r.info/p/blog-page_74.htmlНовый простой регулятор на TDA1085 ( исправлены ошибки в обозначениях и есть небольшие изменения в печатной плате) - http://www.motor-r.info/p/tda1085_30.html

   Мощный регулятор на микросхеме TDA1085 -http://www.motor-r.info/p/blog-page_3.html

Новый мощный регулятор на микросхеме TDA1085 - http://www.motor-r.info/p/blog-page_75.html

Чтобы сделать такую плату нужно зарегистрироваться на сайте самостоятельно или  по моей ссылке https://goo.gl/zSnWNs , а далее заказать платы - сейчас там доступно несколько проектов на TDA1085.Базовый регулятор на TDA1085 с трансформаторным питанием - https://goo.gl/9Mwnhu  Базовый регулятор на TDA1085 с конденсаторным питанием - https://goo.gl/EFUmryПростой регулятор на TDA1085 - https://goo.gl/MhBaHyНовый простой регулятор на TDA1085 -   https://goo.gl/TFeV3YСтоимость 10 плат с доставкой - 13 - 15 $ примерно. Изготовление 10 плат размером менее чем 10х10 см стоит 5 $  + доставка.

Мощный регулятор на микросхеме TDA1085 -  https://goo.gl/vb5spR

Стоимость таких 10 плат получится дороже, так как размеры одной стороны платы более 10 см.  Но за 1-2 месяца постараюсь уменьшить размеры платы до 10х10  и выложить  в своих проектах на сайте PCBWay.com .

Новый мощный регулятор на TDA1085 - заказ платы на PCBWay  -   https://goo.gl/vyvWhT 

www.motor-r.info

Motor Control: Конденсаторное питание TDA1085.

  Хочется уже завершить эпопею с регуляторами оборотов на микросхеме TDA1085, потому что в принципе всё уже отработано, проверено и нормально работает. И не только у меня , но и у других специалистов и радиолюбителей кто этим занимается.   Купить микросхемы TDA1085 можно здесь.

    Что касается питания самой микросхемы TDA1085 , то я по-прежнему считаю лучшим и оптимальным вариантом питание с помощью трансформатора. Но я не виноват в том что трансформатор стоимостью 1,5 $  в Китае у нас превращается в 10$. Поэтому приходится выкручиваться и искать другие варианты.

   В предыдущем своём сообщении я рассказывал о резистивном питании схемы управления, как это было рекомендовано в даташите на микросхему TDA1085.

   Здесь используется резистор 6,8 Ком мощностью 5 Ватт. В общем эта схема нормально работает, но есть одно но - резистор сильно греется. Поэтому я отказался от такого решения. И с этим помогло конденсаторное питание - такое питание используется в схеме с которой всё начиналось и которую разместил у себя на сайте А. Шенрок.

   Этот переход на конденсаторное питание у меня получился просто - вместо этого мощного резистора ставится цепочка , состоящая из стабилитрона на 24 вольта, конденсатора 1 мкФ и двух резисторов 200 Ком и 62 ома.   Стабилитроны 1N5359 можно купить здесь.

       Вот так  была переделан самый простой регулятор.

И аналогично переделаны остальные платы с трансформаторным питанием.

Базовый регулятор - 

И мощный вариант регулятора - 

       Ищите товары в любимых магазинах из одного места, сравнивайте цены и покупайте с кэшбэком.  Поисковый сервис   ePN Cashback  -  AliExpress   GearBest   Banggood

www.motor-r.info