Kuhni-nn.ru

Кухни НН
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Соленоиды: приведение в действие и полярность напряжения

Соленоиды: приведение в действие и полярность напряжения

Соленоиды не особенно экзотичны по своим возможностям, но они не так распространены, как два других члена семейства электромеханических устройств, а именно реле и двигатели. Поэтому, возможно, они не настолько понятны, как следовало бы, и разработчики могут быть склонны игнорировать их или избегать.

Большинство людей, которые работают с электроникой, вероятно, знают, что соленоид – это электромеханическое устройство, которое использует индуктивную обмотку для преобразования электрической энергии в линейное движение. Вы прикладываете напряжение, поршень движется. Но, как обычно, детали не так просты, как могли бы быть.

Примечание. Соленоиды также могут быть и вращательного типа, но в данной статье мы остановимся на линейных соленоидах. Кроме того, имейте в виду, что некоторые соленоиды могут приводиться в действие источником переменного напряжения, но в последующем обсуждении предполагается, что привод постоянного тока является более предпочтительным в низковольтных системах.

Описание работы МАКС-2

  • ручное (длительное удержание) и автоматическое (одно короткое нажатие) управление стеклоподъёмником;
  • быструю остановку движения стекла коротким нажатием кнопки управления;
  • автоматическое закрывание окон при постановке автомобиля на охрану (доводчик);
  • автоматический возврат окон в прежнее положение при снятии автомобиля с охраны, при длительности стоянки менее 2,5 часов;
  • защиту по току в ручном режиме управления;
  • защиту бортовой сети автомобиля от перегрузок за счёт неодновременного включения стеклоподъёмников при постановке и снятии автомобиля с охраны;
  • блокировку кнопок управления стеклоподъёмниками при постановке автомобиля на охрану;
  • каскадное подключение нескольких модулей МАКС-2 для управления дополнительными стеклоподъёмниками.

О компании

ООО

ООО «АПЭЛ»

ООО «АПЭЛ» — производитель промышленной, бытовой и автомобильной электроники, Глонасс/GPS трекеров, предоставление бесплатных услуг мониторинга.

Поставляет: Оборудование для производства, Авто аксессуары, Электроника для автомобилей, Печи для бани и сауны

Измените направление вращения двигателя 12 В постоянного тока с помощью реле

Анкит Джейн

Я хочу сделать схему, чтобы изменить направление 12-вольтного двигателя постоянного тока и переместить что-то между двумя точками. Используя реле или некоторые основные концевые выключатели.

Я получил схему Как я хочу .

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВПЕРЕД-ОБРАТНЫЙ МОТОР

Следующая схема позволяет двигателю (например, поезду) двигаться в прямом направлении, пока он не дойдет до переключателя «верхний предел». Это посылает импульс на реле блокировки для реверсирования двигателя (и заканчивает короткий импульс). Поезд движется к переключателю «нижний предел» и разворачивается.

Если двигатель можно использовать для нажатия переключателя или перемещения ползункового переключателя, можно использовать следующую схему:

Пожалуйста, помогите мне понять эту схему и как подключить эти вещи.

Спехро Пефхани

Нечто подобное должно работать. Обратите внимание, что концевые выключатели разные: один нормально замкнут, а другой нормально разомкнут. Если у вас есть реле с тремя контактами формы С, вы можете избежать использования диодов.

Два контакта используются для реверсирования двигателя обычным способом, но один контакт выполняет двойную функцию в качестве самообслуживания реле. Диоды предотвращают замыкание источника питания SW2, когда реле обесточено и активирован концевой выключатель для включения реле.

Читайте так же:
Выключатель двухклавишный для скрытой проводки номинальный ток

Вы можете установить мостовой выпрямитель через двигатель, чтобы поглощать индуктивные пики от индуктивности двигателя.

Кнопочные посты и концевые выключатели

Управление приводом осуществляется одним или несколькими кнопочными постами. Фазный провод пропускается через последовательно соединенные нормально закрытые контакты кнопок «Стоп», что необходимо для возможности обрыва цепи удержания катушек с любой кнопки.

Далее питание поступает на нормально закрытые контакты кнопок «Пуск» и «Реверс», затем с клемм каждой кнопки подается питание на нормально открытую пару противоположной. Эти контакты управляют включением катушек соответствующих пускателей. Перекрестное подключение через размыкающие контакты необходимо, чтобы избежать непреднамеренного встречного включения пускателей.

Чтобы привод сам и своевременно выключался, когда ворота достигают крайних точек открывания и закрывания, электрическую схему нужно дополнить концевыми выключателями. Подойдут выключатели ВПК-2112 или МЕ 8104 с одним нормально закрытым контактом. Рекомендуется использовать изделия, оснащенные роликом.

Концевые выключатели нужно жестко закрепить на стационарной раме ворот таким образом, чтобы ролик находился в 1–2 мм от любого продольного элемента ворот. Это может быть несущая рама или рельсовая направляющая, главное, чтобы боковая поверхность была абсолютно ровной. Ворота нужно поставить сначала в открытом, затем в закрытом положении и отметить места контакта с роликами.

Примечание! Поскольку массивные ворота продолжают движение по инерции, рекомендуется сместить метки на несколько сантиметров в обратную сторону, чтобы концевик срабатывал с небольшим упреждением.

По нанесенным меткам нужно наварить небольшие выступы, высота которых будет достаточной для уверенного срабатывания выключателя. Также важно, чтобы метка имела достаточную длину и удерживала ролик, а не проскакивала через него, кратковременно включая концевик. Выключатель должен находиться в положении срабатывания вплоть до начала движения в обратную сторону, когда он сойдет с метки и снова замкнет цепь.

Электрическое подключение концевых выключателей можно выполнить двумя способами.

Автоматика для откатных ворот. Сборка электрической схемы

Схема подключения кнопочных постов и концевых выключателей

Способ № 1. Нормально закрытые контакты соединены последовательно и включены в цепь удержания катушек контактора. Место включения находится между последовательно соединенными кнопками «Стоп» и нормально открытыми контактами пускателей. Недостаток такого способа в том, что при включении ворот требуется определенное время удерживать кнопку нажатой, пока выключатель не выйдет из положения срабатывания.

Способ № 2. Подразумевает независимое включение концевиков в цепи удерживания катушек каждого пускателя. Нормально закрытый контакт выключателя расположен по схеме между нормально открытым дополнительным контактом пускателя и клеммой катушки. Также допускается ставить выключатель в цепь электрической блокировки: между катушкой одного и нормально закрытым контактом второго пускателя. Таким образом, выключатели работают независимо друг от друга, а значит, не требуется задержка времени при включении привода.

Виды КД

Классифицировать данные устройства принято по типу питания, в зависимости от этого различают две группы КД:

  1. Постоянного тока. Такие машины отличаются высоким пусковым моментом, плавным управлением частоты вращения и относительно простой конструкцией.
  2. Универсальные. Могут работать как от постоянного, так и переменного источника электроэнергии. Отличаются компактными размерами, невысокой стоимостью и простотой управления.
Читайте так же:
Графическое изображение автоматических выключателей по госту

Первые, делятся на два подвида, в зависимости от организации индуктора он может быть на постоянных магнитах или специальных катушках возбуждения. Они служат для создания магнитного потока, необходимого для образования вращательного момента. КД, где используются катушки возбуждения, различают по типам обмоток, они могут быть:

  • независимыми;
  • параллельными;
  • последовательными;
  • смешанными.

Разобравшись с видами, рассмотрим каждый из них.

КД универсального типа

На рисунке ниже представлен внешний вид электромашины данного типа и ее основные элементы конструкции. Данное исполнение характерно практически для всех КД.

Конструкция универсального коллекторного двигателя

Конструкция универсального коллекторного двигателя

Обозначения:

  • А – механический коммутатор, его также называют коллектором, его функции были описаны выше.
  • В – щеткодержатели, служат для крепления щеток (как правило, из графита), через которые напряжение поступает на обмотки якоря.
  • С – Сердечник статора (набирается из пластин, материалом для которых служит электротехническая сталь).
  • D – Обмотки статора, данный узел относится к системе возбуждения (индуктору).
  • Е – Вал якоря.

У устройств данного типа, возбуждение может быть последовательным и параллельным, но поскольку последний вариант сейчас не производят, мы его не будем рассматривать. Что касается универсальных КД последовательного возбуждения, то типовая схема таких электромашин представлена ниже.

Схема универсального коллекторного двигателя

Схема универсального коллекторного двигателя

Универсальный КД может работать от переменного напряжения благодаря тому, что когда происходит смена полярности, ток в обмотках возбуждения и якоря также меняет направление. В результате этого вращательный момент не изменяет своего направления.

Особенности и область применения универсальных КД

Основные недостатки данного устройства проявляются при его подключении к источникам переменного напряжения, что отражается в следующем:

  • снижение КПД;
  • повышенное искрообразование в щеточно-коллекторном узле, и как следствие, его быстрый износ.

Ранее КД широко применялись, во многих бытовых электроприборах (инструмент, стиральные машины, пылесосы и т.д.). На текущий момент производители практически престали использовать данный тип двигателей отдав предпочтение безколлекторным электромашинам.

Теперь рассмотрим коллекторные электромашины, работающие от источников постоянного напряжения.

КД с индуктором на постоянных магнитах

Конструктивно такие электромашины отличаются от универсальных тем, что вместо катушек возбуждения используются постоянные магниты.

Конструкция коллекторного двигателя на постоянных магнитах и его схема

Конструкция коллекторного двигателя на постоянных магнитах и его схема

Этот вид КД получил наибольшее распространение по сравнению с другими электромашинами данного типа. Это объясняется невысокой стоимостью вследствие простоты конструкции, простым управлением скорости вращения (зависит от напряжения) и изменением его направления (достаточно изменить полярность). Мощность двигателя напрямую зависит от напряженности поля, создаваемого постоянными магнитами, что вносит определенные ограничения.

Основная сфера применения – маломощные приводы для различного оборудования, часто используется в детских игрушках.

КД на постоянных магнитах с игрушки времен СССР

КД на постоянных магнитах с игрушки времен СССР

К числу преимуществ можно отнести следующие качества:

  • высокий момент силы даже на низкой частоте оборотов;
  • динамичность управления;
  • низкая стоимость.

Основные недостатки:

  • малая мощность;
  • потеря магнитами своих свойств от перегрева или с течением времени.

Для устранения одного из основных недостатков данных устройств (старения магнитов) в системе возбуждения используются специальные обмотки, перейдем к рассмотрению таких КД.

Читайте так же:
Бокс для автоматических выключателей kv 1503

Независимые и параллельные катушки возбуждения

Первые получили такое название вследствие того, что обмотки индуктора и якоря не подключаются друг к другу и запитываются отдельно (см. А на рис. 6).

Схемы КД с независимой (А) и параллельной (В) обмоткой возбуждения

Рисунок 6. Схемы КД с независимой (А) и параллельной (В) обмоткой возбуждения

Особенность такого подключения заключается в том, что питание U и UK должны отличаться, в противном случае н возникнет момент силы. Если невозможно организовать такие условия, то катушки якоря и индуктора подключается параллельно (см. В на рис. 6). Оба вида КД обладают одинаковыми характеристиками, мы сочли возможным объединить их в одном разделе.

Момент силы у таких электромашин высокий при низкой частоте вращения и уменьшается при ее увеличении. Характерно, что токи якоря и катушки независимы, а общий ток является суммой токов, проходящих через эти обмотки. В результат этого, при падении тока катушки возбуждения до 0, КД с большой вероятностью выйдет из строя.

Сфера применения таких устройств – силовые установки с мощностью от 3 кВт.

Положительные черты:

  • отсутствие постоянных магнитов снимает проблему их выхода из строя с течением времени;
  • высокий момент силы на низкой частоте вращения;
  • простое и динамичное управление.

Минусы:

  • стоимость выше, чем у устройств на постоянных магнитах;
  • недопустимость падения тока ниже порогового значения на катушке возбуждения, поскольку это приведет к поломке.

Последовательная катушка возбуждения

Схема такого КД представлена на рисунке ниже.

Схема КД с последовательным возбуждением

Схема КД с последовательным возбуждением

Поскольку обмотки включены последовательно, то ток в них будет равным. В результате этого, когда ток в обмотке статора становится меньше, чем номинальный (это происходит при небольшой нагрузке), уменьшается мощность магнитного потока. Соответственно, когда нагрузка увеличивается, пропорционально увеличивается мощность потока, вплоть до полного насыщения магнитной системы, после чего эта зависимость нарушается. То есть, в дальнейшем рост тока в обмотке катушки якоря не приводит к увеличению магнитного потока.

Указанная выше особенность проявляется в том, что КД данного типа непозволительно запускать при нагрузке на четверть меньше номинальной. Это может привести к тому, что ротор электромашины резко увеличит частоту вращения, то есть, двигатель пойдет «в разнос». Соответственно, такая особенность вносит ограничения на сферу применения, например, в механизмах с ременной передачей. Это связано с тем, что при ее обрыве электромашина начинает работать в холостом режиме.

Указанная особенность не распространяется на устройства, чья мощность менее 200 Вт, для них допустимы падения нагрузки вплоть до холостого режима работы.

Преимущества КД с последовательной катушкой, такие же, как у предыдущей модели, за исключением простоты и динамичности управления. Что касается минусов, то к ним следует отнести:

  • высокую стоимость в сравнении с аналогами на постоянных магнитах;
  • низкий уровень момента силы при высокой частоте оборотов;
  • поскольку обмотки статора и возбуждения подключены последовательно, возникают проблемы с управлением скоростью вращения;
  • работа без нагрузки приводит к поломке КД.
Читайте так же:
Автоматический выключатель 16а что это значит

Смешанные катушки возбуждения

Как видно из схемы, представленной на рисунке ниже, индуктор на КД данного типа обладает двумя катушками, подключенных последовательно и параллельно обмотке ротора.

Схема КД со смешанными катушками возбуждения

Схема КД со смешанными катушками возбуждения

Как правило, одна из катушек обладает большей намагничивающей силой, поэтому она считается, как основная, соответственно, вторая – дополнительная (вспомогательная). Допускается встречное и согласованное включение катушек, в зависимости от этого интенсивность магнитного потока соответствует разности или сумме магнитных сил каждой обмотки.

При встречном включении характеристики КД становятся близкими к соответствующим показателям электромашин с последовательным или параллельным возбуждением (в зависимости от того, какая из катушек является основной). То есть, такое включение актуально, если необходимо получить результат в виде неизменной частоты оборотов или их увеличению при возрастании нагрузки.

Согласованное включение приводит к тому, что характеристики КД будут соответствовать среднему значению показателями электромашин с параллельными и последовательными катушками возбуждения.

Единственный недостаток такой конструкции – самая высокая стоимость в сравнении с другими типами КД. Цена оправдывается благодаря следующими положительными качествами:

Переключение на нужное напряжение

Для начала необходимо убедиться в том, что наш двигатель имеет нужные параметры. Они написаны на бирке, прикрепленной у него сбоку. Там должно быть указано, что один из параметров – 220в. Далее, смотрим подключение обмоток. Стоит запомнить такую закономерность схемы: звезда – для более низкого напряжения, треугольник – для более высокого. Что это означает?

Увеличение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ220/380. Это значит, что нам нужно включение треугольником, так как чаще всего соединение по умолчанию – на 380 вольт. Как это сделать? Если электродвигатель в борне имеет клеммную коробку, то несложно. Там есть перемычки, и все, что нужно – переключить их в нужное положение.

Выведено три провода на асинхронном двигателе

Но что, если просто выведено три провода? Тогда придется аппарат разбирать. На статоре нужно найти три конца, которые между собой спаяны. Это и есть соединение звездой. Провода нужно рассоединить и подключить треугольником.

В данной ситуации это сложностей не вызывает. Главное помнить, что есть начало и конец катушек. К примеру, возьмем за начало концы, которые были выведены в борно электродвигателя. Значит то, что спаяно – это концы. Теперь важно не перепутать.

Подключаем так: начало одной катушки соединяем с концом другой, и так далее.

Как видим, схема простая. Теперь двигатель, который был соединен для 380, можно включать в сеть 220 вольт.

Схема подключения на 380 В

Уменьшение напряжения

Предположим, на бирке написано: Δ/Ỵ 127/220. Это означает, что нужно подсоединение звездой. Опять же, если есть клеммная коробка, то все хорошо. А если нет, и включен наш электродвигатель треугольником? А если еще и концы не подписаны, то как их правильно соединить? Ведь здесь тоже важно знать, где начало намотки катушки, а где конец. Есть некоторые способы решения этой задачи.

Читайте так же:
Выключатель противотуманных фар урал 4320

Для начала разведем все шесть концов в стороны и омметром найдем сами статорные катушки.

Схема для уменьшения напряжени асинхронного двигателя

Возьмем скотч, изоленту, еще что-нибудь из того, что есть, и пометим их. Пригодится сейчас, а может быть, и когда-нибудь в будущем.

Берем обычную батарейку и подсоединяем к концам а1-а2. К двум другим концам (в1-в2) подсоединяем омметр.

В момент разрыва контакта с батарейкой стрелка прибора качнется в одну из сторон. Запомним, куда она качнулась, и включаем прибор к концам с1-с2, при этом не меняем полярность батарейки. Проделываем все заново.

Если стрелка отклонилась в другую сторону, тогда меняем провода местами: с1 маркируем как с2, а с2 как с1. Смысл в том, чтобы отклонение было одинаковым.

Теперь батарейку с соблюдением полярности соединяем с концами с1-с2, а омметр – на а1-а2.

Батарейку с соблюдением полярности соединяем с концами с1-с2, а омметр – на а1-а2

Добиваемся того, чтобы отклонение стрелки на любой катушке было одинаковым. Перепроверяем еще раз. Теперь один пучок проводов (например, с цифрой 1) у нас будет началом, а другой – концом.

Берем три конца, например, а2, в2, с2, и соединяем вместе и изолируем. Это будет соединение звездой. Как вариант, можем вывести их в борно на клеммник, промаркировать. На крышку наклеиваем схему соединения (или рисуем маркером).

Подключение звездой и треугольником

Переключение треугольник – звезда сделали. Можно подключаться к сети и работать.

Исходный код программы

По умолчанию все необходимые заголовочные файлы подключаются автоматически самой средой ARDUINO IDE, она же конфигурирует сама и все регистры, необходимые для работы ШИМ, поэтому нам в программе уже не нужно заботиться об этих вещах. Все что нам нужно будет сделать – это определить на каком контакте мы будем использовать ШИМ.

То есть для использования ШИМ на нужном контакте нам необходимо сделать следующие вещи:

pinMode(ledPin, OUTPUT)
analogWrite(pin, value)
analogWriteResolution(neededresolutionnumber)

Сначала мы должны выбрать один из доступных 6 выходов (контактов) ШИМ. Потом необходимо установить этот контакт в режим на вывод данных.

После этого мы должны задействовать функции ШИМ на этом выходе используя функцию “ analogWrite(pin, value) ”. Здесь ‘pin’ обозначает номер контакта, на котором мы будем использовать ШИМ, в нашем случае это будет 3-й контакт.

Value в этой функции представляет собой цикл занятости (коэффициент заполнения) ШИМ, оно может принимать значения от 0 (всегда выключено) до 255 (всегда включено). Мы будем увеличивать и уменьшать это значение с помощью кнопок, присутствующих на схеме.

Плата Arduino UNO имеет максимальное разрешение (разрешающую способность) ШИМ, равную 8, что означает что value в функции analogWrite(pin, value) может принимать значения от 0 до 255. Но если в этом есть необходимость, мы можем уменьшать разрешение ШИМ используя функцию “ analogWriteResolution() ”, в скобках которой мы можем записать число в диапазоне 4-8, которое и будет определять разрешающую способность ШИМ платы Arduino UNO.

Переключатель на схеме служит для изменения направления вращения двигателя.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector