Современная электроника №2/2021

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 2 2021 Электронный редуктор. Как кардинально увеличить крутящий момент коллекторного двигателя переменного тока на низких оборотах Часть 2 Рис. 2. Принципиальная схема стабилизатора скорости вращения электродвигателя мощностью 480 Вт на базе микросхемы U2008B В статье приведены принципиальные схемы, разводка плат и фотографии устройств регуляторов-стабилизаторов скорости вращения мини-дрелей на базе микросхем U2010B/U2008B. Стабилизация скорости вращения коллекторных двигателей переменного тока, применённых в этих дрелях, дала возможность в разы увеличить крутящий момент, что позволило существенно расширить сферу применения подобных дрелей и использовать в таких режимах работы, которые ранее были недоступны (сверление отверстий, распиловка, заточка). Показаны примеры применения сконструированных устройств. Алексей Кузьминов (compmicrosys@mail.ru ) Принципиальная схема устройства регулятора- стабилизатора скорости на базе микросхемы U2008B Микросхема U2008B – упрощённая версия U2010B, поэтому схема устрой- ства на её основе (см. рис. 2) более про- ста. Хотя наиболее предпочтитель- ным рабочим напряжением для дрели SKRAB 56000 оказалось напряжение 190 В, было решено использовать для этой цели сетевое напряжение 220 В. Это было сделано по двум причинам. Во-первых, напряжение 220 В нена- много отличается от 190 В и не требует трансформатора 220 В/190 В, что суще- ственно упрощает конструкцию всего устройства. Во-вторых, на основе дре- ли SKRAB 56000 была сконструирова- на циркулярная пила и точило, скоро- сти работы которых почти на порядок больше скоростей при сверлении. Поэ- тому максимальная и минимальная ско- рости вращения дрели были выбраны 2000 об/мин и 10000 об/мин соответ- ственно. При минимальной скорости 2000 об/мин даже при работе от напря- жения 220 В, как было выявлено из экс- перимента, «слепая зона» отсутствует, поскольку при такой скорости враще- ния ток, потребляемый дрелью впол- не достаточен для «захвата» петлёй компенсации нагрузки в микросхеме U2008B. Здесь следует отметить, что мини- мальная и максимальная скорости вращения дрелей TUNGFULL 1806B (300...2000 об/мин) и SKRAB 56000 (2000...10000 об/мин) были измере- ны автором достаточно точным спо- собом с помощью головки для повер- ки газовых счётчиков, оснащённой крыльчаткой (звёздочкой), инфра- красным светодиодом и фототранзи- стором, между которыми она вращает- ся. Для измерения частоты вращения был использован частотомер. Более подробно о подобном способе изме- рения скорости вращения написано в статье автора [1]. Для получения напряжения пита- ния микросхемы также используется гасящий резистор R1 номиналом 22 К мощностью 5 Вт (цементный рези- стор SQP-5), т.к. при рекомендован- ной в справочном листке мощности 2 Вт его нагрев составлял более 60°C, тогда как при мощности 5 Вт – толь- ко около 40°C. Диод SM4007 (VD1) используется для однополупериодного выпрямления погашенного R1 напря- жения, а конденсатор C1, включён- ный между напряжением питания –Vs (5-й вывод DA1) и «землёй» (4-й вывод DA1), как сглаживающий. Напряжение питания через подстроечный резистор R8 и последовательно включённый с ним резистор R8_1 подаётся на вход R ϕ (6-й вывод DA1), предназначенный для начальной установки угла ϕ откры- тия симистора BTA24-600CW (VD2). Таким образом, сумма номиналов рези- сторов R8 и R8_1 определяет номинал R ϕ : R8 + R8_1 = R ϕ , который совместно с конденсатором C3 (C ϕ ), подключён- ным к выводу C ϕ (2-й вывод DA1), обра- зует RC-цепочку R ϕ C ϕ . Постоянная вре- мени данной цепочки и определяет начальный угол ϕ открытия симистора VD2. Резистор R2 включён между сете- вым напряжением 220 В переменного тока и входом V sync (7-й вывод DA1) и служит для синхронизации с сетевым напряжением. Импульсы для открытия симистора VD2 поступают на его УЭ с выхода Out (8-й вывод DA1) через рези- стор R3. Мотор М с помощью двухкон- тактной сетевой вилки X2 подключён к двухконтактной розетке X1 устрой- ства. Как видно из схемы, мотор М ока- зывается включённым между сетевым напряжением 220 В переменного тока и силовым электродом A2 симистора VD2, второй силовой электрод A1 кото- рого через токоизмерительный рези- стор номиналом 0,1 Ом (R6) подключён к «земле». При максимальном токе 2,5 А (см. выше) максимальное напряжение на R6, как нетрудно подсчитать, состав- ~220 В ~220 А2 А1 G ≈ 220 В C4 0,15 + C1 100,0/50 C3 12 н 2 1 X1 Р 2 К R1 22K 2 1 X5 В 2 К R14* 82K R7* 20K R3 180 R8 100K VD1 SM4007 P1 10K 1 2 3 X4 SIP3 2 1 X2 В 2 К 5 3 8 1 4 7 2 6 DA1 U2008B 1 2 3 X3 PSLM3 VD2 BTA24-600CW R10 100K R6 0,1 M R10_1 5,1K R2 220K R8_1 30K V –Vs Cntrl Out Isns GND Vsnc C R