Регулятор мощности с обратной связью - ничего не регулирует

[mattheus]

Собрал себе "регулятор мощности с обратной связью" по статье http://www.radiosait.ru/page_187.html (схема прилагается). Подключил лампочку в качестве нагрузки (60 Ватт) - светится, но накал не меняется (ничего этот регулятор не регулирует). Проверил что мог: напряжение и ток на лампочке всегда постоянные (195 вольт и 0.38 Ампера), что по моим представлениям соответствует 60 ваттной лампочке горящей в полный накал. Кручение резистора R2 ни на что не влияет. К сожалению, я полностью не понимаю принцип работы схемы, поэтому прошу помощи:
1) Схема на "вид" рабочая?
2) Какие параметры и в каких точках попробовать померять, чтобы найти неполадки?
3) Какие элементы поменять, чтобы вывести ее в режим "регулировки"?
4) Есть ли тут "обратная связь" и будет ли схема поддерживать обороты двигателя при повышении нагрузки на вал?
Понравилась простотой, хотел использовать для бормашинки, которой сверлю дырочки в платах (сейчас минимум 10000 оборотов, только сверла жжет).
Буду рад любым подсказкам, потому как у самого на этом знания пока закончились

Вложения

2.gif

Регулятор мощности с обратной связью

(3.74 KiB) Скачиваний: 4183

[Anode_Katode]

Чего-то я тут обратной связи не наблюдаю, ни по току, ни по оборотам. По-моему, обычный диммер, не самой, кстати, удачной конструкции. Скорее всего тиристор всегда будет полностью открыт, пропуская положительную полуволну, сколько ни крути потенциометр R2. Только вот зачем при таком раскладе диодный мост - ума не приложу.
Мой совет - сделать другую, рабочую схему. Пусть немного посложнее, зато гарантировано рабочую.

[mattheus]

Со схемой я пока не разобрался, но зато нашел вроде достаточно толковое описание подобной схемы: http://www.polezno.com/material/52 или http://www.elektroportal.ru/articles/art-71-2.html (может кому пригодится). Раз схема так часто присутствует на разных сайтах и как основа разных модификаций - видимо она таки рабочая, но пока что не у меня

[Anode_Katode]

То что она рабочая никто и не сомневается. Просто написано не до конца верно. Она создана для регулирования двигателей постоянного тока с ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ возбуждением. И обратная связь по току заложена в самом двигателе, а не в схеме. Смысл последовательного возбуждения описан в теории электрических машин, но если коротко, то чем больше ток якоря (нагрузка) тем больше возбуждение (и крутящий момент соответственно).
Единственно, что могу порекомендовать - попробовать поэкспериментировать с номиналами сопротивлений R1, R2. Сначала увеличить R1 (на первой представленной схеме), потом попробовать поставить R2 с более растянутым регулированием.

[mattheus]

Она создана для регулирования двигателей постоянного тока с ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ возбуждением

А я хотел коллекторный двигатель от бормашинки ею регулировать (для сверления плат на низких оборотах)... получается для коллекторного двигателя она не покатит?

[Anode_Katode]

А какой ток у бормашинки?
В случае со слаботочными двигателями лучше использовать ШИМ. Простая схема, быстрая реакция на регулирование, минимум деталей.

[mattheus]

Бормашинка 220Вольт/135Ватт. 10000 - 35000 оборотов в минуту. Можно для такой собрать ШИМ? Где бы схемку посмотреть? Я ШИМ от 220Вольт вроде не видел еще. В сети же переменный ток, а ШИМ вроде для постоянного... Вот я и делал фазовую регулировку мощности нагрузки, как для цепей переменного тока и делают.

[Borodach]

reg220.gif

(14.67 KiB) Скачиваний: 4224

[mattheus]

Подключил сегодня к собранному регулятору бормашинку со встроенной регулировкой скорости (крутилка такая на корпусе). Вращение поцентиометра R2 не привело ни к каким изменениям в скорости вращения двигателя, зато заметил другую особенность: даже если выкрутить встроенный в бормашинку регулятор на минимум, ось все равно вращается на максимальных оборотах (регулировка скорости игнорируется). Я даже испугался, что встроенный регулятор скорости поломался на бормашинке, но при подключении на прямую в сеть он снова заработал. Может это из-за того, что питание на бормашинку в схеме подается через диодный мост. К сожалению, регулировка оборотов так и не работает. Наверное буду разбирать это "чудо"

[Anode_Katode]

Рекомендую подумать над схемой, преложенной Бородачом. Да и, вообще, немного изучить матчасть: машины постоянного тока (хотя бы в общих чертах), теорию автоматического регулирования (особенно про обратную связь) и желательно почитать про операционники (в смысле ОУ).

[mattheus]

Рекомендую подумать над схемой, преложенной Бородачом. Да и, вообще, немного изучить матчасть: машины постоянного тока (хотя бы в общих чертах), теорию автоматического регулирования (особенно про обратную связь) и желательно почитать про операционники (в смысле ОУ).

Да, мне схема понравилась, но радиорынок у нас в городе работает только на выходных, поэтому до субботы деталей купить негде. Остался один день - жду. Матчасть учу, но не как в университете, когда нам что-то там читали, читали - валом (даже на-валом), а в голове ничего не оставалось, потому как практически ничего из этого надо небыло, а потому, за ненадобностью, мозгом забывалось. Какой-то предмет по операционным усилителям у нас был, но я даже названия его не помню, а уж мои познанимя в ОУ вообще равны почти нулю. Сейчас прохожу университет второй раз сам, с паяльником в руках. Просто так книжки не читаю - безтолку. Собираю устройство (или планирую собрать), возникают проблемы - лезу разбираться в чем дело, спрашиваю, ковыряюсь, выясняю, читаю статьи и книжки. Зато то, что понял сам уже долго не забывается. Не сравнить с универом. Год назад делал генераторы для высоковольтных конструкция (типа трансформаторов Тесла и т.п.) - намаялся с ними, зато сейчас отлично знаю как работают генераторы на логике, на NE555, мультивибраторы и пр. Видимо пришло время разобраться с тиристорами, симисторами, ОУ и прочим. Сижу, ковыряюсь, разбираюсь.
Огромное спасибо тем, кто мне подсказывает иногда на этом форуме. Без вас - никуда (уже многократно мог бы застрять намертво в нескольких своих проектах, а так понемногу выруливал!)

[mattheus]

Есть сдвиги! Все почти заработало! Нашел в интернете точно такую же схему, но с другими номиналами элементов (R1 - 100K вместо 2К, С1 не 0.1мкФ, а 1мкФ и R2 не 5.6К а 20К). Обратило на себя внимание, что номиналы делителя напряжения R1:R2 в старой схеме 2:5.6 (т.е. 1:2.3), а в новой - 100:20 (т.е. 5:1). Задумался, нашел резистор на 33К вместо 2К и поставил на место R1 - заработало! Можно было бы и собирать в коробочку на радостях, но есть три но:
1) А может кроме отношения R1:R2 стоит и номинал C1 поднять в 10 раз? На что вообще влияет номинал С1?
2) Потенциометр R2 (5.6К) хоть и керамический и рассчитан на 1 Ватт - греется в руках как зараза, аж горелым воняет, даже один контакт самопроизвольно отпаялся (или так нагрелся что отвалился от того, что я резистор в руках крутил). Для долговременной работы не покатит, видимо нужен таки R1-100K, R2-20K. Я правильно понимаю, что при том же соотношении делителя напряжения они просто будут пропускать меньший ток и R2 не должен так греться?
3) В "правильной" схеме нет диодного моста вообще - нагрузка подключена к коллектору тиристора напрямую. А зачем тут мост? Может его тоже можно убрать?
Зато, потыкал бормашинку со сверлом в брусочек на малых оборотах - обороты таки не падают! По крайней мере визуально! А со встроенным в саму бормашинку регулятором и на больших оборотах при такой нагрузке обороты падали! Так что в целом схема рабочая, только видимо номиналы были расставлены или неправильно или под какой-то конкретный двигатель

Вложения

el-6_1.jpg

Регулятор оборотов швейной машинки (правильный)

(13.9 KiB) Скачиваний: 3258

[Anode_Katode]

Во-первых, где нормальная схема (в смысле, которая новая) чтоб обозначения совпадали. На выложенной схеме R2 нифига не потенциометр, а R1 - не 100К. Желательно по одинаковым схемам разбираться, чтобы на одном языке говорить
А по поводу диодного моста - будет работать и с и без него. Просто пределы регулирования и максимальная мощность будут разными.

[mattheus]

Во-первых, где нормальная схема (в смысле, которая новая) чтоб обозначения совпадали. На выложенной схеме R2 нифига не потенциометр, а R1 - не 100К. Желательно по одинаковым схемам разбираться, чтобы на одном языке говорить

Новая схема прилагается к моему предпоследнему посту (файл el-6_1.jpg [13.9 KiB]), а обозначения R1-R2-C1 я имел в виду по старой (оригинальной схеме). В новой схеме R2=R1(старой схемы)=100К, R3=R2(старой схемы)=20К, С2=С1(старой схемы)=1мкФ.

А по поводу диодного моста - будет работать и с и без него. Просто пределы регулирования и максимальная мощность будут разными.

Я так понимаю с диодным мостом пределы будут 0-50%, а без него 50-100% (вроде как с диодным мостом будет проходить только одна полуволна после тиристора, как я понимаю?

[Anode_Katode]

Я так понимаю с диодным мостом пределы будут 0-50%, а без него 50-100% (вроде как с диодным мостом будет проходить только одна полуволна после тиристора, как я понимаю?

Именно.

А по поводу перегрева, то могу однозначно сказать, что R1 - должен быть никак не меньше 60-80К, R3 - не меньше 10К. Это условия из тепловых расчетов. В противном случае будут греться.

[mattheus]

Кто в науках не сечет, то на практику пойдет
Выгреб их "хламосборника" все какие были резисторы на 2W. Перетыкал несколько вместо R1. Испытания показали, что пределы регулировки зависят только от соотношения R2/C1 и R1 является лишь токоограничительным. Практика показала, что R1=100К - дает настолько малый ток, что тиристор не открывается вообще. При 10К тиристор уже открывается, но потенциометр R2 все еще прилично греется в руках. Пределы регулировки частоты вращения бормашинки при всех значениях R1 оставались теми же самыми (не менялись). Из чего я сделал вывод что пределы регулировки зависят только от соотношения емкости C1 и сопротивления R2 (что-то мне такое вспоминается про T=R*C - постоянную времени RC-цепи).
Итоговая схема прилагается (тот вариант, который у меня заработал).
Сравнив начальный и конечный вариант получается что в исходной схеме просто опечатка: R1 не 2K а 20К (всего-то). А так - работает отлично, на минимальных оборотах, когда глазами видно как вал проворачивается, руками остановить вал бормашинки за цангу не получается (максимум - прощелкивает, пропуская обороты, но тянет все с тем же усилием), так что свою главную цель - сохранение мощности двигателя на любых оборотах схемка выполняет, хотя уже несколько мудрых товарищей (и тут я вполне серьезно, потому что знают они в разы больше меня) сказали что никакой обратной связи они в схеме не видят (а я так вообще и не понял откуда она берется там, кроме абзаца:

Опорное напряжение, которое определяет скорость вращения электродвигателя, формируется резистивно-емкостной цепью R1-R2-С1. При увеличении нагрузки скорость вращения падает, при этом снижается и его крутящий момент. При этом уменьшается и противо-ЭДС, возникающая в двигателе и приложенная между катодом и управляющим электродом тиристора VS1. Это приводит к изменению на управляющем электроде тиристора напряжения, которое увеличивается пропорционально тому, как уменьшается противо-ЭДС.

Дополнительное напряжение на управляющем электроде тиристора приводит к его включению при меньшем фазовом угле (угле отсечки) и подаче на двигатель большего тока, что таким образом компенсирует снижение скорости вращения при увеличении нагрузки. Это приводит к наличию на управляющем электроде тиристора баланса импульсного напряжения, которое составлено из напряжения питания и напряжения самоиндукции двигателя.

но регулятор таки работает!
Пошел собирать все это хозяйство в специально купленный для него корпус

PS: Работоспособная схема прилагается. R1 и R2 - мощностью 2W, RV1 - мощностью 1W (керамический ПП3-12 - советский еще), другой при этих номиналах нельзя, т.к. RV1 все же греется немного. Диодный мост как и диоды - 1А (хотя я себе поставил все на 3А, в вычислениях мощности я не силен, но вроде дрельку на 450Ватт тянет без проблем). Думаю диоды как раз можно на 1А оставить (а то и меньше, т.к. ток там мизерный течет), а вот диодный мост нужен помощнее, соразмерно нагрузке.

PS2: Anode_Katode, огромное тебе спасибо за терпение и мое просвещение!

Вложения

Регулятор оборотов коллекторного двигателя (правильный).png

Регулятор оборотов коллекторного двигателя (правильный вариант) - работает!

(16.05 KiB) Скачиваний: 7948

Последний раз редактировалось mattheus Пт май 27, 2011 16:02:42, всего редактировалось 1 раз.

[Anode_Katode]

Так не за что!
Самому интересно стало. Тут про тиристоры нынче много тем завелось.
Удачи! И новых проектов!

[Max_ims]

Я так понимаю с диодным мостом пределы будут 0-50%, а без него 50-100% (вроде как с диодным мостом будет проходить только одна полуволна после тиристора, как я понимаю?

Именно.

А для 0-100% нужен еще один тиристор с противоположной данному p-n структурой на другой стороне диодного моста?

или можно просто использовать симистор?

[mattheus]

А для 0-100% нужен еще один тиристор с противоположной данному p-n структурой на другой стороне диодного моста?
или можно просто использовать симистор?

Нельзя поставить ни два тиристора ни симистор, потому что сама идея регулятора заключается в том, что он на одном полупериоде пропускает ток из сети, а на втором полупериоде не пропускает и "слушает" (накапливает заряд в конденсаторе) обратный ток обмотки двигателя, который пропорционален сопротивлению вращению вала, и по этому току изменяет время в течение которого открыт тиристор на следующей полу-волне. Если поставить два тиристора или симистор, то не будет той самой полу-волны, когда он "слушает" (определяет обратный ток обмотки) и исчезнет весь эффект регулятора.

[Max_ims]

1. значит если без диодного моста то сразу любую нагрузку которая переменкой питается, а если с диодным мостом, то из гравера регуль без обратной связи нужно снять...
2. если в гравере 30к обротов, то больше половины мы не расрутим с мостом, а без моста не опустимся ниже половины... или там нелинейная зависимость между мощьностью и скоростью?