Регулятор оборотов электродвигателя 220В: особенности выбора, принцип действия, способы подключения

В зависимости от режима работы электрический двигатель вращается с различной скоростью. Контроль за процессом преобразования электрического тока в механическое движение осуществляется при помощи специального прибора – регулятора оборотов. Современное производство промышленной и бытовой техники подразумевает наличие какого-либо привода для задействования исполнительных механизмов. Двигатель для работы, как правило, является электрическим. Рабочим органом может быть отдельная деталь: например, в конструкцию виброплиты входит подвижный компонент, взаимодействующий с обрабатываемой поверхностью. При этом уровень нагрузки может меняться вплоть до 3кВт и больше. В некоторых промышленных системах используется электродвигатель 220 кВт и мощнее, что требует дополнительной настройки. Чтобы адаптировать систему к выбранному режиму работы, используется регулятор оборотов электродвигателя 220В. Основным преимуществом регулятора оборотов для электромоторов является плавное изменение темпа вращения движущего вала. Это не единственная выгода использования настроечной системы в агрегатах мощностью 3000 Вт и выше; также регулятор отсекает скачки напряжения в комплексе энергоснабжения, защищая двигатель и периферийные электрические цепи от перегрузки. Благодаря этому пусковая установка и все связанные устройства стабильно служат в течение всего заявленного производителем периода эксплуатации.

Основные задачи

Регулятор оборотов в любой электрической установке предназначается для настройки числа оборотов за определенную единицу времени. Обычно измерение скорости вращения производится в оборотах за минуту (об/мин). Когда нажата кнопка запуска, происходит подача пускового импульса; в этот момент регулятор оборотов настраивает двигатель для мягкого старта, корректируя частоту, силу и напряжение тока. Определенные технические процедуры подразумевают снижение темпа движения рабочих органов оборудования на конкретную величину. В зависимости от условий эксплуатации регулятор оборотов, подключаемый к электродвигателю, может выполнять ряд других задач:

• управление текущим температурным состоянием и уровнем давления в системе без необходимости использования узла обратной связи с приводимыми в движение органами оборудования либо же в случае использования асинхронного двигателя;
• увеличение степени сохранения электрической энергии без потери мощности. Адаптируя двигатель для плавного пуска, регулятор снижает потери КПД при старте и остановке ротора, в процессе наращивания или снижения скорости и настройки тяги. Если выбран двигатель для работы короткими импульсами (например, воздушный компрессор), который при этом достаточно маленький, наличие регулятора оборотов является необходимостью;
• асинхронные электродвигатели, находящиеся под высокой нагрузкой на валу, используют регулятор для предотвращения подачи слишком сильного стартового импульса. Это снижает вероятность ложного срабатывания защитной автоматики благодаря уменьшению нагрузки на токопроводящие сети;
• электрический двигатель для работы в трехфазной сети требует наличия регулятора для стабилизации скорости на определенной величине. Это облегчает осуществление точных технологических операций, от тонкости настройки которых напрямую зависит качество итоговой продукции. Нарушение методики может происходить из-за скачков энергоснабжения или нагрузки на вал. С предустановленным регулятором электродвигатель 220 вольт работает более стабильно;
• если система имеет стандартную конфигурацию и электромотор питается от сети с напряжением 220В, регулятор оборотов зачастую выполняет только базовые функции – изменение скорости от нуля до допустимого предела. Также сюда относится поддержание крутящего момента при медленном ходе мотора.

Наличие тех или иных возможностей в определенной модели регулятора зависит от его конструкции. Немаловажную роль также играет принцип действия и особенности проектирования.

Как выбрать

Чтобы найти ту разновидность регулятора оборотов, которая подстроит двигатель для работы в определенных условиях, необходимо изучить расчетные показатели, которые выдает мотор при штатной нагрузке. Важным нюансом являются условия эксплуатации, с учетом которых изготовлен электродвигатель, а также их способ функционирования и конструкция. Регуляторы векторного типа сочетаются с коллекторными двигателями. Важно обратить внимание на мощность регулятора, которая должна несколько превышать аналогичный показатель мотора для стабильной и безопасной работы привода. Векторный тип управления настраивается в зависимости от характера обратной связи, а также показателей постоянного магнитного потока. Скалярное управление рассчитывается от фактической нагрузки на вал двигателя. Этот способ является более простым, но не отличается надежностью. Регулятор постоянно защищает двигатель, для чего в нем стоит узел контроля напряжения. Чтобы этот комплекс срабатывал в нужные моменты, следует выбирать модель с широким диапазоном. Следует проверить, чтобы число и размеры входных контактов соответствовали спецификациям имеющейся разновидности электродвигателя. Также входное напряжение проходит через аппаратную широтно-импульсную модуляцию, для реализации которой используется ШИМ-регулятор. Диапазон доступных величин выбирается относительно имеющегося оборудования. К примеру, для простого вентилятора будет достаточно от 500 до 1000 оборотов в минуту. Более быстроходные агрегаты, такие как станки и другие производственные системы, могут вращаться до 3000 об/мин. Не менее важным техническим нюансом являются габаритные размеры регулятора. Настраивая двигатель для работы в связке с настроечным модулем оборотов, необходимо учитывать наличие свободного пространства для установки последнего. Обычно для монтажа регулятора оборотов предусматривается ниша, полка или свободное место другого характера.

Принцип действия

Говоря о бытовых и промышленных устройствах, таких как электропривод для медогонки 220В, подогреватель двигателя 220В с помпой и других системах, стоит помнить, что в момент запуска этих и других электроприводов происходит деформация обмотки силового узла с одновременным его нагревом. Приемником напряжения выступает контроллер, который осуществляет выпрямление тока через диод. Далее энергия направляется на систему конденсаторов, играющих роль фильтра. Выходной поток мощности представляет собой ток, проведенный через ШИМ-регулятор и выпущенный на обмотки ротора, настраивая двигатель для работы на определенной частоте вращения. Настройка оборотов электрического привода медогонки или другого производственного оборудования выполняется несколькими способами изменения параметров подаваемого в обмотки двигателя энергоснабжения:

• снижение или увеличение показателя напряжения;
• изменение текущей частоты;
• регулировка силы тока.

Наиболее часто используемые типы регулировки оборотов:

• автотрансформаторная система реализована в виде движущегося контакта, который соприкасается с обмоткой. Это изменяет скорость вращения ротора. Такой тип управления используется в подогревателях двигателя 220В с помпой и других системах, где нужна четкая синусоида переменного напряжения и высокое сопротивление вероятной перегрузке;
• симисторное, или тиристорное, регулирование скорости меняет уровень подаваемого напряжения посредством активации тиристорной пары, собранной встречно, либо же их включение одновременно с симистором. Эта схема применяется не только в промышленных асинхронных электромоторах, но и в небольших бытовых приборах, таких как электрический привод медогонки, диммер, различные переключатели и пр.;
• внедрение сопротивления выполняется посредством одного или нескольких типов преобразователей – переменных резисторов, разделяющих устройств и др. Эта методика положительно зарекомендовала себя в однофазных конфигурациях моторов, где с ее помощью производится контроль скольжения. Изменение разницы между скоростью якоря и величиной магнитного поля статора эффективно способствует снижению оборотов. Для реализации настройки сопротивлением используются высокомощные электрические двигатели, так как на них можно дать меньше напряжения. При этом стандартное соотношение будет равно до двух раз в меньшую сторону.

Каждый тип управления имеет свои преимущества. Осуществлять выбор необходимо под конкретный двигатель (однофазный, трехфазный и т.д.), а также согласно параметрам потребителя.

Способы подключения

Прежде чем начать интеграцию регулятора оборотов, необходимо изучить руководство. Там указан тип и механизм работы имеющейся модели. Без этой информации можно допустить ошибку и спровоцировать поломку модуля либо двигателя. Как правило, схема подключения регулятора оборотов не особенно отличается по разновидностям последних, поэтому в руководстве пользователя будет представлен чертеж типовой электроцепи. Изучив схему интеграции, необходимо понять, как используется метод распиновки. С его помощью определяется количество выводов для полноценного управления имеющейся разновидностью электрического мотора. Далее проводится сопоставление выходных контактов электродвигателя и цветовых обозначений разъемов регулятора. Необходимо подбирать приборы так, чтобы не оставалось неподключенных выходов. Если какой-то контакт останется неиспользуемым, их можно закоротить, чтобы не нарушилась работа мотора. Когда все обозначения совпадут, можно начинать соединение и подключение к энергоснабжению. https://www.youtube.com/watch?v=nj6sHzeuGxQ