Выпрямитель для двигателя постоянного тока своими руками

Обновлено: 03.07.2024

В электроприводе электрического транспорта, в автоматике, телемеханике и других областях техники широко используются электродвигатели постоянного тока. Основными преимуществами машин постоянного тока перед асинхронными являются большой пусковой момент и возможность плавной регулировки оборотов при сравнительно простой электронной схеме.

Механическая часть электродвигателей постоянного тока состоит из якоря и статора. Якорь (ротор) - это вращающаяся часть электродвигателя. На якоре установлен токосъемный коллектор. Магнитные полюса с обмотками возбуждения закреплены попарно на статоре. Количество полюсов может быть разным (максимальное количество имеют шаговые электродвигатели, например в компьютерных HDD ). В малогабаритных электродвигателях для создания магнитного поля вместо параллельных обмоток на статоре применяются постоянные магниты.

Магнитное поле обмоток ротора взаимодействует с магнитным полем обмоток статора или с постоянными магнитами и создает вращающий момент. Электрические машины постоянного тока обладают обратимостью, т.е. могут работать как в режиме электродвигателя, так и в режиме генератора постоянного тока при механическом вращении вала якоря.

На скорость вращения электродвигателей влияют параметры обмоток возбуждения. При включении регулировочного сопротивления (реостата) последовательно с якорем и обмоткой возбуждения можно добиться различных рабочих характеристик электродвигателей (от естественной до круто падающей). Такие характеристики обычно используются в тяговых электродвигателях городского электрического транспорта. При уменьшении сопротивления реостата увеличиваются обороты электродвигателя, хотя в настоящее время реостаты для регулирования оборотов не не применяются, поскольку более эффективны тиристорные и транзисторные схемы регулирования оборотов электродвигателей.

При вынужденном торможении или остановке электродвигателей создается режим рекуперации (возвращения) электроэнергии обратно в энергосистему, что экономически очень выгодно. Это достигается соответствующим включением тиристоров с помощью электронного устройства.

Электродвигатель постоянного тока с последовательной обмоткой включать без нагрузки не рекомендуется, так как это может привести к неуправляемому росту оборотов электродвигателя и его поломке. Чтобы этого не случилось, на статоре электродвигателя, кроме обмоток последовательного возбуждения, размещаются и обмотки параллельного возбуждения. Дополнительные обмотки позволяют изменять магнитный поток и регулировать обороты электродвигателя. Например, в генераторах автомобилей с помощью электронной схемы регулирования тока возбуждения можно установить рекомендуемый ток заряда аккумулятора.

Регулировка скорости вращения изменением тока якоря применяется в маломощных электродвигателях, а в мощных изменяется ток обмотки параллельного возбуждения. Реверсирование (изменение направления вращения) достигается переполюсовкой питания якоря или напряжения на параллельной обмотке возбуждения.

Регулировать обороты электродвигателей можно электронными устройствами, выполненными на тиристорах или транзисторах. Первый вариант имеет некоторые преимущества в простых схемах, так как тиристоры благодаря импульсному переключению тока меньше нагреваются при работе. Для надежного запуска тиристоров предусматривается частотное заполнение управляющего сигнала.

Предлагаемое устройство тиристорного регулирования оборотов электродвигателя постоянного тока (схема ниже) состоит из: генератора управляющего сигнала; усилителя; коммутационного элемента (тиристора); цепи отрицательной обратной связи для стабилизации оборотов при переменной нагрузке.

Схема электрическая принципиальная тиристорного регулятора оборотов DC-электродвигателя с ОС для стабилизации оборотов

Параметры регулятора оборотов:
Напряжение сети, В - 230;
Вторичное напряжение, В - 24;
Максимальный ток нагрузки, А - 20;
Максимальная мощность электродвигателя. Вт - 500.

Мультивибратор на микросхеме аналогового таймера DA1 работает в режиме генератора прямоугольных импульсов. Внутренняя структура таймера содержит два компаратора, соединенных с входами 2 и 6 , RS -триггер, выходной усилитель и ключевой транзистор для разрядки внешнего конденсатора. Вывод 7 таймера соединен с коллектором внутреннего транзистора сброса, эмиттер которого подключен к общему проводу. Состояние этого транзистора идентично состоянию выхода 3 (открыт, когда на выходе таймера нулевой потенциал). В данной схеме вывод 7 DA1 используется как вспомогательный выход с повышенной нагрузочной способностью для индикации состояния таймера. Светодиод VD1 горит, когда внутренний транзистор заперт, указывая, что на выходе 3 таймера высокий уровень.

Зарядка конденсатора С1 происходит при высоком уровне на выходе 3 DA1 через резисторы R2 и R3 . При напряжении на С1 равном 2/3 Uпит внутренний триггер DA1 переключает выход 3 в нулевой уровень, конденсатор разряжается через R2 и R3 , затем уровень выхода снова изменяется, т.е. на выходе 3 формируются прямоугольные импульсы.

Вывод 5 DA1 в таймере используется для управления схемой. К нему подключен конденсатор С2 и регулируемый стабилитрон DA3 с нагрузочным резистором R6 . Сигнал на управляющий вход DA3 поступает с установочного подстроечного резистора R10 , конденсатор С5 сглаживает пульсации напряжения, создаваемого якорем двигателя при вращении. Цепь VD4-C7-R9-C6 снижает влияние противо- ЭДС на искрение коллектора и работу тиристора. При увеличении оборотов двигателя напряжение на конденсаторе С6 растет, микросхема DA3 открывается и шунтирует выход 5 DA1 , частота генератора на таймере падает, и обороты электродвигателя М1 снижаются. Светодиод VD2 в цепи эмиттера VT1 индицирует состояние работы схемы устройства.

Питание на вывод 8 DA1 подается от стабилизированного источника на аналоговом стабилизаторе DA2 , что снижает влияние мощных выбросов тока при коммутации электродвигателя на работу таймера. Усилитель мощности для запуска тиристора выполнен на составном транзисторе VT1 .

Источник питания выполнен на силовом трансформаторе Т1 с выпрямителем VD5 . Для снижения помех от тиристорного регулятора на электросеть установлен конденсатор С9 .

Наладку схемы начинают с проверки питания. Движок резистора R10 должен находиться в нижнем (по схеме) положении. При регулировке оборотов резистором R3 проверяется устойчивое вращение вала электродвигателя. При увеличении напряжения обратной связи резистором R10 проверяют действие обратной связи на заторможенном механической нагрузкой вала электродвигателе. Обороты электродвигателя с обратной связью должны быть выше, чем без нее. Разностное напряжение поступает на резистор R10 с анода тиристора VS1 , изменяя задержку импульсов генератора относительно начала каждого полупериода сетевого напряжения. С помощью R10 устанавливается оптимальное значение напряжения обратной связи.

Напряжение на аноде тиристора VS1 , пока он закрыт, равно разности напряжения питания и напряжения, создаваемого вращающимся якорем двигателя М1 . Уменьшение частоты вращения под нагрузкой приводит к увеличению приложенного к двигателю напряжения и наоборот. Диод VD4 устраняет обратный ток, возникающий при вращении электродвигателя.

Устройство собрано на печатной плате , чертеж которой приведен на рис. ниже.

Печатная плата для схемы тиристорного регулятора оборотов DC-электродвигателя с ОС для стабилизации оборотов

Тиристорные преобразователи позволяют подавать на двигатель импульсы электрического тока различной конфигурации. Характеристики и пропускная способность меняются в зависимости от спецификаций системы и самого устройства.

В последнее время промышленные системы, приводимые в движение электричеством, все чаще включают в себя тиристорный преобразователь для двигателя постоянного тока. Эти полупроводниковые вентили позволяют осуществлять управление приводом в значительном диапазоне: сила тока может превышать сотни ампер, а напряжение достигает 1000В и выше.

При своих повышенных технических показателях тиристорный электропривод отличается компактными габаритными размерами. При этом его быстродействие превышает аналогичные показатели у других систем похожего назначения, а диапазон рабочих температур позволяет эксплуатировать двигатель постоянного тока в окружающей среде от -60 до +60 по Цельсию.

Что такое тиристор

Тиристорная система – это частично управляемая система преобразования напряжения. Общая схема работы предполагает активацию привода в момент подачи потенциала необходимого уровня на управляющий электрод. Чтобы отключить тиристорный преобразователь двигателя постоянного тока, необходимо выполнить принудительный разрыв цепи. Это можно осуществить тремя способами:

подать гасящее напряжение, имеющее значение, противоположное пусковому импульсу;
отключить энергоснабжение всего привода;
провести ток питания через ноль.

Скорость вращения электродвигателя зависит от среднего значения напряжения, уже прошедшего через выпрямитель. Тиристорный электропривод позволяет управлять моментом подачи основного потока выпрямленного напряжения и его задержкой. Регулируя момент подачи, можно осуществлять общее управление двигателем постоянного тока.

Общая классификация

Проведя исследование системы, предполагающей наличие тиристора, можно определить наиболее оптимальную схему включения. От выбранного типа запуска непосредственно зависит средний уровень напряжения, выдаваемого выпрямителем при условии отсутствия вмешательства со стороны оператора. В случаях, когда тиристор применяется для двигателя постоянного тока, используются два класса тиристорных преобразователей – мостовые и оснащенные выходом с нулевым значением.

Тиристорный преобразователь мостового типа, как правило, устанавливается в высокомощных системах. Это оптимально в силу того, что каждый такой тиристор может обладать меньшим уровнем напряжения, что позволяет распределить общую нагрузку между несколькими узлами и снизить нагрузку на каждый из них. Кроме того, выпрямленное через мостовой тиристор напряжение не будет иметь постоянную составляющую, что повышает стабильность работы при проходе электрического тока через преобразующие обмотки.

Еще одним отличием между разными классами тиристоров является количество фазовых выходов. Оборудование и приборы, имеющие малый уровень энергопотребления, требуют наличия у тиристора всего нескольких фаз. Если преобразователь спроектирован для работы в высоконагруженных комплексах, его конструкция может включать от 12 до 24 фазовых контактов.

Вне зависимости от выбранного типа активации и общей конструкции данная категория преобразователей напряжения будет иметь все преимущества использования тиристоров. Сюда входит полное отсутствие вращающихся деталей, которые ускоряют процесс износа и требуют периодической замены. Из этого вытекает другое преимущество – низкая инерционность. Главным отличием от простых электромеханических преобразователей электрического тока является компактность, что положительно влияет на совместимость с устройствами, где мало свободного места.

При всех своих преимуществах тиристорный преобразователь имеет ряд недочетов:

если настройка напряжения проводится в сторону снижения, выходная мощность начинает падать пропорционально уменьшению энергоснабжения;
при работе преобразователя создаются высшие гармоники, которые сразу попадают в сеть питания всей системы;
тиристор жестко связан с цепью подачи питания, из-за чего малейший скачок напряжения сразу отзывается в системе. Изменение характеристик подаваемого на двигатель тока создает толчок оси, скачкообразно меняя скорость ее вращения, а это в свою очередь вызывает всплеск тока.

Эксплуатационные показатели электродвигателя, который работает в связке с тиристорным преобразователем, напрямую зависят от уровня напряжения, которое подается на якорь. Также важную роль играет создаваемая приводом нагрузка.

Типовая конструкция и принцип работы

Тиристором называется полупроводник, изготовленный из кремния. Как правило, он состоит из четырех токопроводящих слоев. Сборка проводится на медном основании, которое имеет шесть граней и хвостовик с нарезанной резьбой. Этот элемент дополняется основной структурой, в производстве которой применяется специальный кремний.

Четырехслойный пропускной комплекс имеет два выхода – управляющий и отрицательный. Снаружи вся конструкция защищена железным корпусом, имеющим форму цилиндра и оснащенным изоляционным слоем. При помощи резьбы тиристор устанавливается в специальное посадочное место и подключается к плюсовому полюсу цепи питания с анодным напряжением.

Управление работой

Общая схема действия заключается в прохождении через тиристор электричества под действием анодного напряжения. При этом величина напряжения на выходе зависит от показателей управляющего тока, который подается на контрольный электрод. Если подача управляющего тока прервана, анодное напряжение, выходящее к потребителю, начнет расти, при этом сохраняя низкую величину.

Когда входящее напряжение нарастает, объем тока, необходимого для открытия тиристора, уменьшается. Между этими показателями наблюдается прямая пропорция, которая прослеживается в любой конструкции тиристорного преобразователя.

Применение закона синуса для управления входящим напряжением также позволяет снизить уровень последнего. При этом управляющий ток снижается пропорционально импульсу, необходимому для открытия основного механизма. Сохранение постоянного управляющего напряжения не приводит к открытию тиристора в случае, когда его уровень ниже, чем у импульса управления.

Наращивание управляющего напряжения приводит к открытию тиристора при определенных условиях. Для этого необходимо обеспечить превышение показателя управляющего импульса. Используя возможность настройки характеристик управляющего импульса, можно менять угол открытия тиристора в диапазоне от нуля до 90 градусов.

В тех случаях, когда необходимо открыть тиристор на больший угол, управляющее напряжение меняется на переменное. В большинстве ситуаций амплитуда тока является синусоидальной. Когда напряжение достигает показателя, равного точке пересечения синусоидой величины управляющего импульса, происходит открытие тиристора.

Путем изменения интервала синуоиды в меньшую или большую сторону, также можно настраивать угол открытия пропускного механизма преобразователя. Данный тип управления работой тиристора называется горизонтальным и реализуется благодаря применению устройства под названием фазосмещатель. Обратный вид контроля – вертикальный – предполагает сдвиг синусоиды вверх либо вниз, что также приводит к изменению угла открытия проводника. Чтобы определить конечную величину, необходимую для воздействия на угол, необходимо выполнить вычисление суммы переменного управляющего напряжения и постоянного тока, формирующего синусоиду. Задать конкретный угол, на который необходимо открыть тиристор, возможно путем настройки постоянного напряжения.

Как только тиристор открыт на нужный угол, система сохраняет заданное положение, пока не будет окончен положительный полупериод. В этот промежуток времени управляющее напряжение не воздействует на функции проводника. Благодаря этой особенности становится возможным использование импульсного управления.

Импульсное управление заключается в подаче периодических волновых воздействий, равных по величине управляющему напряжению и имеющих положительный показатель. Для нормализации работы следует пускать импульсы в четко определенные моменты времени. Такой тип управления позволяет повысить четкость функционирования системы, в составе которой находится тиристорный преобразователь.

Путем изменения угла открытия тиристора можно настраивать форму импульсов, передаваемые на прибор-потребитель. Стоит учитывать, что такое управление приводит к изменению средневзвешенного уровня напряжения на зажимах потребляющего энергию устройства или механизма.

Использование трансформатора

Иногда для обеспечения более точного и стабильного управления работой тиристорных преобразователей используются сторонние узлы, например, трансформаторы. В этом случае первичная обмотка последних будет запитана непосредственно от питающей переменной сети. При этом вторичная обмотка будет включать в себя выпрямитель двухполупериодного типа, который обладает повышенным уровнем индуктивности в цепи, где присутствует постоянное напряжение.

С этим подходом становится возможным устранение эффекта пульсации тока, выпущенного из выпрямителя. Однако таким свойством обладают только двухполупериодные выпрямители, адаптированные под переменное напряжение. Амплитуда выпрямленного тока также должна соответствовать определенным характеристикам: в данном случае ее форма должна быть пилообразной либо прямоугольной. Поэтому выпрямитель также выполняет функцию преобразования формы переменного напряжения.

В процессе работы конденсаторы трансформатора попеременно получают электрический ток сразу двух форм. Прямоугольная амплитуда энергоснабжения наблюдается в заряжающих потоках. Обкладки в свою очередь накапливают пилообразный электрический ток, который впоследствии прикладывается к транзисторным базам. Если присутствует такой тип напряжения, то его классифицируют как опорное.

Каждый установленный в трансформаторе транзистор оснащен собственной базой, которая имеет выделенную цепь. В ней действует напряжение постоянного типа, которое приводит к появлению положительных потенциалов на всех транзисторных базах при условии, что пилообразный ток на обкладках конденсаторов равен нулю. При этом открытие транзисторов производится в момент образования на базе отрицательного потенциала.

Чтобы был запущен вышеописанный процесс, необходимо увеличить отрицательную величину опорного тока настолько, чтобы она превысила значение управляющего напряжения. Это производится в зависимости от текущего уровня последнего для определенного фазового угла. В этом случае время открытия транзистора будет напрямую зависеть от значения управляющего напряжения.

Если один или оба транзистора оказываются открытыми, вторая или третья первичные обмотки трансформаторной установки пропускают через себя импульс прямоугольной формы. В момент прохождения переднего фронта вторичная обмотка формирует объем электрического тока, который выбрасывается непосредственно на электрод тиристора, управляющий его открыванием.

Когда волна напряжения проходит и первичная обмотка задета задним фронтом импульса, во вторичной обмотке образуется такой же ток, но обратной полярности. Затем происходит замыкание этого напряжения на полупроводниковым диодом, который непрерывно проводит шунтирование вторичной обмотки трансформатора. В этом случае тиристорный преобразователь бездействует, так как не получает питание.

Если необходимо реализовать параллельное подключение тиристорного массива к двум трансформаторам, конфигурация схемы меняется. Для этого выполняется генерация двух импульсов с противоположными фазами, сдвиг которых равен 180 градусам.

Управление электродвигателем при помощи тиристора

Механизмы тиристорного контроля работы электромоторов работают по принципу регулировки уровня напряжения, подаваемого на якорь и сохраняющего постоянную частоту. С помощью этого меняется скорость вращения двигателя. Как правило, реализация такого комплекса производится через многофазное выпрямление электрического тока.

Типовая конструкция тиристорной системы управления включает в себя три таких узла, каждый из который последовательно подключен к якорю электродвигателя и вторичной обмоткой трансформаторной установки. При этом электродвижущая сила, генерируемая на последних, имеет сдвинутую фазу. Чтобы это компенсировать, в процессе настройки угла открытия тиристора на якорный комплекс мотора подается несколько пусковых импульсов, которые также смещены по фазе относительно друг друга.

В этой схеме якорь двигателя может получать как переменный, так и постоянный ток. Это зависит от того, насколько широко открыт тиристор в момент активации. Если необходимо включить многофазный реверсивный комплекс, конструкция будет включать в себя два тиристорных массива, промаркированных Т1-3 и Т4-6 соответственно. Изменение направления подачи напряжения происходит путем задействования одного из массивов, в результате чего якорь электродвигателя будет вращаться в ту или иную сторону.

В качестве альтернативного способа реверса мотора создана схема изменения направления движения электрических импульсов в обмотке возбуждения. Принцип действия будет несколько отличаться; также стоит принимать во внимание снижение коэффициента полезного действия. Это обеспечивает совместимость с двигателями, работающими в ограниченном диапазоне мощности, так как обмотки возбуждения имеют повышенный уровень индуктивности. В этом заключается их отличие от якорных обмоток, где этот показатель значительно ниже. Чаще всего такие приводы используются для приведения в действие станков для резки металла.

При помощи дополнительного массива тиристоров оператор электропривода может использовать торможение ротора, осуществив это также при помощи изменения направления электрической энергии. Помимо этого, тиристоры позволяют запускать и останавливать вращение ротора и ограничить интенсивность стартового импульса, который используется также для торможения. Благодаря этому отсутствует необходимость внедрения в электроцепь контакторов и реостатных устройств, регулирующих напряжение цепи в ручном режиме.

Применение тиристорного привода регулировки работы двигателя в сети постоянного тока может привести отсутствии выгоды интеграции силовых трансформаторных установок. Причина заключается в существенном увеличении габаритных размеров оборудования, управляемого по такому принципу. Кроме того, увеличивается итоговая стоимость комплектации, сборки и монтажа привода. Поэтому для оптимизации расходов и экономии свободного места часто применяется упрощенная схема.

Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические конденсаторы с большой емкостью.

Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

Конструкция

Встречаются образцы с внушительными габаритами. Например, трёхфазный выпрямительный мост китайского производства. Прибор предназначен для токов в сотни ампер, поэтому имеет винтовой крепёж под силовые провода и плоскую металлическую теплопроводящую поверхность с отверстиями для фиксации на радиаторе охлаждения.

Видео

Печатная плата для блока питания

Изготавливается из фольгированного текстолита, для чего производят обработку металла соляной кислотой либо аккумуляторным электролитом.

Работы проводятся в резиновых перчатках с соблюдением мер предосторожности. Металл промывают содовым раствором и наносят изображение печатной платы. Существуют специальные компьютерные программы для создания таких изображений.

Протравливают плату, опуская ее в раствор хлорного железа, либо смеси медного купороса с солью.

Фотореле для уличного освещения — критерии выбора, советы по подключению и размещению устройства (135 фото)

Устройство импульсной защиты: классификация, схема подключения ограничителя и советы по выбору устройства (155 фото)

Что такое реле контроля фаз — принцип работы, назначение, схема подключения и основные типы реле контроля фаз (125 фото)

Выбор типа сборки

Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:

Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к.л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.

Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.

Принцип действия полупроводникового диода

Рис. 1 Название описываемого устройства ясно указывает, что эта конструкция состоит из диодов — полупроводниковых приборов, хорошо проводящих электричество в одном направлении и практически не проводящих его в противоположную сторону. Изображение этого прибора (VD1) на принципиальных схемах приведено на рис. 2в. Когда ток по нему течет в прямом направлении — от анода (слева) к катоду (справа), сопротивление его мало. При изменении направления тока на противоположное сопротивление диода многократно возрастает. В этом случае через него течет мало отличающийся от нуля обратный ток.

Увеличение выходного тока стабилизатора

Приведенная схема позволяет нагружать стабилизатор током до 1,5 А. Если этого недостаточно, можно умощнить узел дополнительным транзистором.

Схема с транзистором структуры n-p-n

Внешний транзистор n-p-n.

Эта схема рекомендуется разработчиками и включена в даташит на микросхему. Выходной ток не должен превышать наибольший ток коллектора транзистора, который должен быть обязательно снабжен теплоотводом.

Схема с транзистором p-n-p

Если полупроводниковый триод структуры n-p-n отсутствует, то можно умощнить стабилизатор полупроводниковым триодом p-n-p.

Внешний транзистор p-n-p.

Кремниевый маломощный диод VD увеличивает выходное напряжение 7812 на 0,6 В и компенсирует падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора.

Двухполупериодный выпрямитель, мостовая схема

Схема двухполупериодный выпрямитель мостовая схема

И наконец, рассмотрим схему мостового выпрямителя, самую распространенную схему, по которой сделана большая часть всех выпущенных трансформаторных блоков питания. Сейчас объясню принцип работы диодного моста:

Диодный мост рисунок

Ток у нас на выходе с трансформатора переменный, а переменный ток, как известно, в течение периода дважды меняет свое направление. Говоря другими словам, конечно же упрощенно, при переменном токе с частотой 50 герц, ток у нас 100 раз в секунду меняет свое направление. То есть сначала он течет от вывода диодного моста под цифрой один, ко второму, потом в течение другой полуволны он течет от вывода под номером два к первому.

Объяснение работы диодного моста

Рассмотрим, что происходит с диодным мостом при подаче напряжения, мы видим, на рисунке обозначен красным путь тока, напрямую пройти к выводу диодного моста соединенного с переменным током не позволит диод, который получается у нас включенный в обратном включении, а в обратном включении, как мы помним, диоды не пропускают ток. Току остается только один путь (выделено на рисунке синим), через нагрузку и через диод уйти в провод соединенный с выводом переменного тока. Когда у нас ток меняет свое направление, то вступает в действие вторая часть диодного моста, которая действует аналогично той, что описал выше. В итоге у нас получается на выходе такой же график напряжения, как и у двухполупериодного выпрямителя со средней точкой:

График мостого выпрямителя

При сборке выпрямителя нужно учитывать полярность на выходе диодного моста, если мы подключим электролитический конденсатор неправильно, то рискуем испортить конденсатор и можно считать, что повезло, если этим все ограничится. Поэтому при сборке диодного моста важно помнить одно правило, плюс на выходе с моста всегда будет в точке соединения 2 катодов диодов, а минус в точке соединения анодов. Встречается и такое обозначение на схемах диодного моста:

Еще одно изображение диодного моста

Диодный мост можно собрать как из отдельных диодов, так и взять специальную сборку из 4 диодов, уже соединенных по мостовой схеме, и имеющий 4 вывода. В таком случае остается только подать переменный ток, идущий обычно с вторичной обмотки трансформатора на два вывода моста, а с оставшихся двух выводов снимать плюс и минус. Обычно на самой детали бывает обозначено, где какой вывод у моста. Так выглядит импортный диодный мост:

Фото импортного диодного моста

На фото далее изображен отечественный диодный мост КЦ405.

Фото диодный мост кц405

Выбор диодов и изготовление выпрямителя

Диоды в выпрямитель выбираются по трем параметрам:

наибольшее допустимое прямое напряжение;
наибольшее обратное напряжение;
наибольший рабочий ток.

По первым двум параметрам для работы в 12-вольтовой схеме подойдут 90 процентов доступных полупроводниковых приборов, выбор в основном делается по предельному длительно допустимому току. От этого параметра также зависит исполнение корпуса диода и способ изготовления выпрямителя.

Если ток нагрузки не будет превышать 1 А, можно применить зарубежные и отечественные одноамперные диоды:

1N4001-1N4007;
HER101-HER108;
КД258 (“капелька”);
КД212 и другие.

На меньшие токи (до 0,3 А) рассчитаны приборы КД105 (КД106). Все перечисленные диоды можно монтировать как вертикально, так и горизонтально на печатную или монтажную плату, или просто на штырьки. Радиаторов им не нужно.

Диодный мост из маломощных элементов.

Если нужны большие рабочие токи, то надо применять другие диоды (КД213, КД202, КД203 и т.д.). Эти приборы рассчитаны для эксплуатации на теплоотводящих радиаторах, без них они выдержат не более 10% от максимального паспортного тока. Поэтому надо подобрать готовые теплоотводы или сделать их самостоятельно из меди или алюминия.

Другая конструкция диодного моста.

Также удобно использовать готовые мостовые диодные сборки КЦ405, КВРС или подобные. Их не надо собирать – достаточно подать на соответствующие выводы переменное напряжение и снять постоянное.

Выпрямитель для сварки

Оборудование для сварки на переменном токе обладает существенным минусом при использовании в домашних условиях: оно провоцируют перепады напряжения в сети и помехи для работы электроустройств. По этой причине, при проведении сварных работ своими руками, требуется выпрямитель для сварочного аппарата, позволяющий в некоторой мере сгладить мощные перепады сетевого напряжения.

Принцип работы однофазной мостовой схемы

Процесс протекания переменного тока можно представить в виде волны, колеблющейся с определенной частотой. Это процедура очень быстрая, которую представить можно, как в один определенный момент, проходит ток сначала в одну сторону затем в другую.

Однофазная мостовая схема выпрямления

В сварке специалисты добиваются, чтобы эти перемещения осуществлялись в одностороннем порядке:

Во вторичную обмотку трансформатора впаивают полупроводник, он осуществляет электрический пропуск в нужном направлении, что и является постоянным током. Так как переменный ток с наличием частот, своими волнами создаст паузы, которые недопустимы в рабочем процессе.
В схеме, припаивают электродетали в обратном направлении по отношению друг к другу, тогда, и электронный поток потечет в обратную сторону.
Если создать схему с парами элементов, направленных один к другому, получат поток из волн с колебанием от нулевого значения до максимального. Этот предел рассчитывают на возможность вторичной трансформаторной обмотки.
Таким же способом получают колебания, снижающиеся до минимума, с момента которого начинается новый подъём. При этом вырабатывается плюс полюсного напряжения, а его минус располагается в обмотке трансформатора.
Эту схему применяют с наличием в устройстве вывода, чтобы не разбирать обмотку, его можно создать самостоятельной намоткой. Эта конструкция славится своей экономичностью по отношению к количеству полупроводниковых элементов.
Разделение обмотки на несколько участков позволяет пользоваться только её частью.
Наиболее удобной и применимой у электротехников является мостовое выпрямительное сооружение. Подобный план состоит из квадрата с полупроводниками по сторонам. Одни углы у него выдают постоянный ток, другие показывают выход напряжения от трансформатора.

Этот пример имеет преимущество, он не требует создавать вывод от второй обмотки, но понадобится много полупроводниковых вентилей. Сварка будет с небольшой мощностью, для них подбирают специальных размеров электроды, и сваривают детали ограниченные в параметрах. Следует учесть, уменьшает колебания волн, при работе сварочного аппарата, параллельное включение конденсаторного приспособления.

Защита

Стабилизатор должен решать две проблемы – устранение возможности короткого замыкания и перегрузки. В первом случае необходимо будет установить причину срабатывания прибора и только после этого включать его. При перегрузке (которая в промышленных образцах обычно устанавливается в рамках 5-50 процентов от номинала) спустя определённый период времени (как правило, до одной минуты) срабатывает система защиты, которая выключит прибор. В промышленных образцах распространённой практикой является установление функции повторного включения. Если никакие проблемы при этом не будут найдены, то после запуска устройство продолжит свою работу в нормальном режиме. Теперь давайте рассмотрим, что нам нужно, если мы хотим сделать стабилизатор напряжения (12 вольт, 1,5 Ампера).

Изготовление выпрямителя

Что такое выпрямитель и для чего он нужен? Это устройство на полупроводниковых диодах, которое является преобразователем. С его помощью переменный ток превращается в постоянный. Для анализа работы выпрямительного каскада нагляднее использовать осциллограф. Если на перед диодами вы увидите синусоиду, то после них окажется практически ровная линия. Но мелкие куски от синусоиды все равно останутся. От них избавитесь после.

К выбору диодов стоит отнестись с максимальной серьезностью. Если блок питания на 12 Вольт будет использоваться в качестве зарядчика аккумулятора, то потребуется использовать элементы, у которых величина обратного тока до 10 Ампер. Если же намерены осуществлять питание слаботочных потребителей, то вполне достаточно окажется мостовой сборки. Вот тут стоит остановиться. Предпочтение стоит отдавать схеме выпрямителя, собранного по типу мост – из четырех диодов. Если применить на одном полупроводнике (однополупериодная схема), то КПД блока питания уменьшается практически вдвое.

Как стабилизировать напряжение на выходе

Чтобы стабилизировать выходное напряжение, можно воспользоваться стабилитроном, имеющим силу 12-вольтового показателя. Даже если установить более мощные стабилизаторы, то на выходе получаются те же 12 Вольт.

Куда же уходит оставшееся количество? Остальная часть переходит в тепловую энергию, поэтому этот компонент принято монтировать на поверхность радиатора.

Подключение дифавтомата — схемы, правила монтажа и особенности установки своими руками. Пошаговая инструкция начинающего электрика!

Реле времени: как подключить своими руками? Для чего используется и обзор уровней автоматизации. Виды, маркировка и принцип работы устройства

Встроенный тормоз электродвигателя

Электродвигатели с тормозом применяются во многих отраслях промышленности в качестве привода оборудования, требующего остановки за время, определенное регламентом в зависимости от производственной задачи после отключения питания мотора.

Двигатели могут комплектоваться тормозами постоянного или переменного тока различного напряжения в зависимости от габарита мотора. Могут быть укомплектованы ручкой для принудительного растормаживания или быть без нее. Тормозной момент электродвигателя может регулироваться или нет.

Устройство электромагнитного тормоза постоянного тока для электродвигателя

Корпус электромагнита 2. Катушка тормоза 3. Пружина 4. Якорь электромагнита 5. Ручка растормаживания 6. Регулировочный болт 7. Болт крепления 8. Тормозной диск 9. Зубчатая муфта 10. Задний подшипниковый щит. Q — воздушный зазор.

Вы должны быть пользователем, чтобы

Габаритные и присоединительные размеры

Габаритно-присоединительные размеры электродвигателей со встроенным электромагнитным тормозом

Тип	l30	h31	d24	l1	l10	l31	d1	d10	d20	d22	d25	b1	b10	h1	h5	h10	h
АИР56 Е (Е2)	270	148	140	23	71	36	11	6	115	10	95	4	90	4	7	56
АИР63 Е (Е2)	288	180	160	30	80	40	14	6	130	10	110	5	100	5	16	8	63
АИР71 Е (Е2)	355	190	200	40	90	45	19	8	165	12	130	6	112	6	21,5	8	71
АИР80 Е (Е2)	356	204	200	50,0	100	50	22	8	165	12	130	6	125	6	24,5	9	80
АИР90L Е (Е2)	420	250	250	50,0	125	56	24	12	215	14	180	8	140	7	27	10	90
АИР90LА(В) Е (Е2)	420	250	250	50,0	125	56	24	12	215	14	180	8	140	7	27	10	90
АИР100S Е (Е2)	457	270	250	60	112	63	28	12	215	14	180	8	160	7	31	14	100
АИР100L E (Е2)	457	265	250	60	140	63	28	12	215	14	180	8	160	7	31	13	100
АИР112М Е (Е2)	508	270	300	80	140	70	32	12	265	15	230	10	190	8	35	14	112
АИР112МА(В) Е (Е2)	545	290	300	80	140	70	32	12	265	14	230	10	190	8	35	14	112
АИР132S Е (Е2)	588	345	350	80	140	89	38	12	300	19	250	10	216	8	41	15	132
АИР132М Е (Е2)	588	330	350	80	178	89	38	12	300	19	250	10	216	8	41	18	132
АИР160S2Е (Е2)	703	420	350	110	178	108	42	15	300	19	250	12	254	8	45	20	160
АИР160М2Е (Е2)	773	420	350	110	210	108	42	15	300	19	250	12	254	8	45	20	160
АИР160S4,6,8Е (Е2)	718	420	350	110	178	108	48	15	300	19	250	14	254	9	51,5	20	160
АИР160М4,6,8Е (Е2)	773	420	350	110	210	108	48	15	300	19	250	14	254	9	51,5	20	160
АИР180S2Е (Е2)	820	455	400	110	203	121	48	15	350	19	300	14	279	9	51,5	22	180
АИР180М2Е (Е2)	870	445	400	110	241	121	48	15	350	19	300	14	279	9	51,5	22	180
АИР180S4,69,8Е (Е2)	850	455	400	110	203	121	55	15	350	19	300	16	279	10	59	22	180
АИР180М4,6,8Е (Е2)	870	455	400	110	241	121	55	15	350	19	300	16	279	10	59	22	180
АИР200М2Е (Е2)	930	505	450	110	267	133	55	19	400	19	350	16	318	10	59	25	200
АИР200L2Е (Е2)	940	510	450	110	305	133	55	19	400	19	350	16	318	10	59	25	200
АИР200М4,6,8Е (Е2)	970	500	450	140	267	133	60	19	400	19	350	18	318	11	64	25	200
АИР200L4,6,8Е (Е2)	970	510	450	140	305	133	60	19	400	19	350	18	318	11	64	25	200
АИР225М2Е (Е2)	985	550	550	110	311	149	55	19	500	19	450	16	356	10	25	225
АИР225М4,6,8Е (Е2)	985	550	550	140	311	149	65	19	500	19	450	18	356	11	25	225
АИР250S2Е (Е2)	1080	610	550	140	311	168	65	24	500	19	450	18	406	11	32	250
АИР250S4,6,8Е (Е2)	1080	610	550	140	311	168	75	24	500	19	450	20	406	12	32	250
АИР250М2Е (Е2)	1080	610	550	140	349	168	65	24	500	19	450	18	406	11	32	250
АИР250М4,6,8Е (Е2)	1080	610	550	140	349	168	75	24	500	19	450	20	406	12	32	250
АИР280S2Е (Е2)	1310	660	660	140	368	190	70	24	600	24	550	20	457	11	32	280
АИР280S4,6,8,10Е (Е2)	1340	660	660	170	368	190	80	24	600	24	550	22	457	12	32	280
АИР280М2Е (Е2)	1350	660	660	140	419	190	70	24	600	24	550	20	457	12	30	280
АИР280М4,6,8,10Е (Е2)	1380	610	650	170	419	190	80	24	600	24	550	22	457	14	30	280
АИР315S2Е (Е2)	1510	865	660	140	406	216	75	28	600	24	550	20	508	12	44	315
АИР315S4,6,8,10,12Е (Е2)	1510	865	660	170	406	216	90	28	600	24	550	25	508	14	46	315
АИР315М2Е (Е2)	1510	865	660	140	457	216	75	28	600	24	550	20	508	12	46	315
АИР315М4,6,8,10,12Е (Е2)	1510	865	660	170	457	216	90	28	600	24	550	25	508	14	46	315
АИР355S4,6,8,10,12Е (Е2)	1010	800	210	500	254	100	28	740	24	680	28	610	16	52	355
АИР355М4,6,8,10,12Е (Е2)	1010	800	210	560	254	100	28	740	24	680	28	610	16	52	355

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Возможные схемы подключения электромагнитного тормоза

Переменный ток.
По переменному току следует подключать электромагнитный тормоз, когда время срабатывания не имеет значения. При отключении напряжения из-за возникающего магнитного поля, ток катушки уменьшается медленно. Магнитное поле снижается постепенно, что приводит к замедленному росту тормозного момента и к длительному времени срабатывания тормоза.

Подключение электромагнитного тормоза 220В по переменному току к сети 380В.

Подключение электромагнитного тормоза 380В по переменному току к сети 380В.

Постоянный ток.
Для уменьшения времени растормаживания и торможения двигателя нужно разъединять цепь питания по стороне постоянного тока, подсоединяя выводы на свободную пару нормально разомкнутых контактов пускателя электродвигателя. Этот способ можно применять везде, где необходимо большое количество срабатываний и точное позиционирование привода. При таком подключении ток катушки прерывается между катушкой и выпрямителем. Магнитное поле снижается очень быстро, что приводит к быстрому увеличению тормозного момента и малому времени срабатывания тормоза.
Необходимо предусмотреть защиту от искрения, потому что при этом способе подключения образуется высокое напряжение выброса и контакты катушки быстро изнашиваются.

Подключение электромагнитного тормоза 220В по постоянному току к сети 380В.

Подключение электромагнитного тормоза 380В по постоянному току к сети 380В.

При заказе электродвигателя с тормозным механизмом необходимо уточнить нужно ли ручное растормаживание, зависимое или независимое питание должно быть у тормоза, 220В или 380В.
Если у Вас не получилось найти тут нужный Вам двигатель с тормозом, возможно Вам подойдет импортный электродвигатель с тормозом по стандарту DIN
Цену, наличие или сроки поставки, а также любую необходимую информацию можно уточнить у наших менеджеров!

Мы работаем только с юридическими лицами РФ

Новое поколение систем питания тормозов постоянного тока

Система PS–1 была построена на базе техники полупроводников типа MOSFET, что позволило получить эффекты, недостижимые в традиционных решениях. Электромагнит тормоза, питаемый посредством системы такой же конструкции, позволяет получить тормозом параметры времени включения и отключения аналогичные в случае прерывания контура по стороне постоянного тока. Полученные параметры однако не требуют применения дополнительных электрических контуров и выключателей.

Простота монтажа и получаемые параметры обеспечивают очень широкое применение, особенно там, где требуется позиционирование приводов, работа с большой частотой соединений, обусловленная повторяемостью времени включения и отключения тормозов.

Система питания PS–1 представляет собой готовый узел для непосредственного монтажа. Оснащенная в 4-ех зажимную планку позволяет на свободное приспособление в каждом совместно работающем контуре. Система приспособлена для питания из источника переменного тока величиной 380 — 400VAC, макс. 420VAC, что после выпрямления и соответствующего сформирования позволяет получить постоянное напряжение величиной 170-180VDC для питания тормоза.

Прилагаемая ниже схема представляет способ включения системы PS-1 в контур питания тормоза совместно работающего с электродвигателем 3x380VAC с обмоткой соединенной в звезду.

Система PS-1

Электромагнит тормоза, питаемый выпрямителем такой конструкции, позволяет получить такие же параметры времени включения и выключения, как и в случае прерывания контура традиционным выпрямителем при постоянном токе. Полученные параметры однако не требуют применения дополнительных электрических контуров и выключателей.

Это обеспечивает очень широкое применение, особенно там, где требуется позиционирование приводов, работа с большой частотой соединений, обусловленная повторяемостью времени включения и отключения тормозов.

Система питания PS–1 представляет собой готовый узел для непосредственного монтажа. Выпрямитель принимает входное напряжение 220 — 230 VAC, макс. 250 VAC, что после выпрямления дает постоянное напряжение величиной 190-205 VDC.

Представленные выше конструкционные решения тормозов и самотормозящих электродвигателей не исчерпывают всех решений узла: двигатель — тормоз. В настоящем мы сконцентрировались направленные на представлении основного офертного предложения и применения, связанного с их питанием. Здесь мы представили лишь существо решений, применяемых обычно в нашей фирме.

Кол-во блоков: 8 | Общее кол-во символов: 11551
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

Читайте также: