Регулятор оборотов двухтактного двигателя

Простейший регулятор оборотов электродвигателя своими руками

Изготавливая различные самоделки, приходится сталкиваться с рядом проблем и поиском их решений. Так и в случае с различными приспособлениями, которые имеют в своей конструкции коллекторный электродвигатель.

Очень часто нужно сделать так, чтобы двигатель имел регулируемые обороты. Для этих целей используется регулятор (контроллер) оборотов двигателя, который можно собрать своими руками.

Представленный ниже регулятор для электродвигателей позволяет не только обеспечить плавный пуск мотора и степень регулировки оборотов, но и защитить двигатель от перегрузок. Работать контроллер может не только от 220 Вольт, но и от пониженного напряжения, вплоть от 110 Вольт.

Характеристики самодельного контроллера

  • Диапазон напряжений (110-240 Вольт);
  • Возможность регулировки оборотов электродвигателя, от 9-99%;
  • Нагрузка, до 2,5 кВт;
  • Рабочая мощность, не более 300 Вт.

Самодельный регулятор оборотов для электродвигателя имеет низкий уровень шума, он позволяет осуществлять плавную стабилизацию оборотов и осуществлять мягкий пуск электродвигателя.

Ниже будет представлена схема регулятора оборотов для электродвигателя и принцип его работы.

Схема регулятора оборотов для электродвигателя

Чтобы собрать регулятор оборотов для двигателя потребуется генератор ШИМ импульсов и симистор для управления двигателем. Диод и резистор D1 и R1, позволяют снижать напряжение для питания двигателя, а конденсатор C1, призван обеспечивать фильтрацию тока на входе электроцепи.

Элементы P1, R5 и R3 — это делители напряжения с возможностью регулировки его значений. Резистор R2, который указан на схеме регулятора оборотов электродвигателя, позволяет синхронизировать внутренние блоки регулятора с основным симистором (ВТ139), на котором собственно и работает регулятор оборотов.

Ниже на рисунке можно увидеть наглядное расположение всех элементов регулятора оборотов для электродвигателей. Обязательно следует безопасно расположить элементы, так как работа регулятора осуществляется от опасного напряжения в 220 Вольт.

Мощность и нагрузка регулятора оборотов

К самодельному регулятору оборотов двигателя, сделанному по выше представленной схеме, можно подключить нагрузку не более 2 кВт. В случае увеличения нагрузки осуществляется замена главного симистора BT138/800. Если симистор устанавливается большего номинала, то его рекомендуется вынести за пределы общей платы, и обязательно установить на радиатор охлаждения, который можно сделать из куска алюминиевой полосы.

Примечательно то, что подобный регулятор можно использовать не только с электродвигателями, но и с лампами освещения. Таким образом, дёшево и сердито, можно собрать регулятор для яркости ламп освещения.

Подписывайтесь на мой канал в Дзен. Всем удачи, и мирного неба над головой!

Источник

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания !

Привет друзья! Сегодня мы продолжаем рассматривать принцип работы ДВС. В прошлый раз мы изучили принцип работы четверхтактного двигателя.

В двухтактных двигателях все рабочие циклы (процессы впуска топливной смеси, выпуска отработанных газов, продувки) происходят в течении одного оборота коленчатого вала за два основных такта. У двигателей такого типа отсутствуют клапаны, их роль выполняет поршень, который при своем перемещении закрывает впускные, выпускные и продувочные окна. Поэтому они более просты в конструкции. Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и частоте вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов. Однако неполное использование хода поршня для расширения, худшее освобождение цилиндра от остаточных газов и затраты

Двигатель состоит из картера, в который на подшипниках с двух сторон установлен коленчатый вал и цилиндра. Внутри цилиндра движется поршень — металлический стакан, опоясанный пружинящими кольцами (поршневые кольца), вложенными в канавки на поршне. Поршневые кольца не пропускают газов, образующихся при сгорании топлива, в промежутке между поршнем и стенками цилиндра. Поршень снабжен металлическим стержнем — пальцем, он соединяет поршень с шатуном. Шатун передаёт прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Смазка всех трущихся поверхностей и подшипников внутри двухтактных двигателей происходит с помощью топливной смеси, в которое подмешано необходимое количество масла. Топливная смесь попадает и в кривошипную камеру двигателя это та полость, где закреплен и вращается коленчатый вал, и в цилиндр. Смазки там нигде нет, а если бы и была, то смылась топливной смесью. Вот по этой причине масло и добавляют в определенной пропорции к бензину. Тип масла используется специальный, именно для двухтактных двигателей. Оно должно выдерживать высокие температуры и сгорая вместе с топливом оставлять минимум зольных отложений.

Читайте также:  Собрал двигатель плавают обороты

1. Такт сжатия . Поршень перемещается от нижней мертвой точки поршня (в этом положении поршень находится в нижней мертвой точке, далее это положение называем сокращенно НМТ) к верхней мертвой точке поршня (далее ВМТ), перекрывая сначала продувочное, а затем выпускное окно. После закрытия поршнем выпускного окна в цилиндре начинается сжатие ранее поступившей в него горючей смеси. Одновременно в кривошипной камере вследствие ее герметичности и после того как поршень перекрывает продувочные окна, под поршнем создается разряжение, под действием которого из карбюратора через впускное окно и приоткрытый клапан поступает горючая смесь в кривошипную камеру.

2. Такт рабочего хода . При положении поршня около ВМТ сжатая рабочая смесь воспламеняется электрической искрой от свечи, в результате чего температура и давление газов резко возрастают. Под действием теплового расширения газов поршень перемещается к НМТ, при этом расширяющиеся газы совершают полезную работу. Одновременно, опускаясь вниз, поршень создает высокое давление в кривошипной камере (сжимая топливовоздушную смесь в ней). Под действием давления клапан закрывается, не давая таким образом горючей смеси снова попасть во впускной коллектор и затем в карбюратор. Когда поршень дойдет до выпускного окна, оно открывается и начнется выпуск отработавших газов в атмосферу, давление в цилиндре понижается. При дальнейшем перемещении поршень открывает продувочное окно и сжатая в кривошипной камере горючая смесь поступает по каналу, заполняя цилиндр и осуществляя продувку его от остатков отработавших газов. Принцип зажигания. Так как топливной смеси нужно время для воспламенения, искра на свече появляется чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ. В идеале, чем быстрей движения поршня, тем раньше должно быть зажигание, потому-что поршень от момента искры быстрее доходит до ВМТ. Существуют механические и электронные устройства, меняющие угол зажигания в зависимости от оборотов двигателя. Практически у мотороллеров до 2000 г.в. таких систем не было и угол опережения зажигания был установлен в расчете на оптимальные обороты.
Преимущества двухтактных двигателей:

• Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения •

Большая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма •

Проще и дешевле в изготовлении •

Недостатки двухтактных двигателей :

1. Больший расход топлива. Напомним, примерный расход можно высчитать по формуле: для двухтактного 300 грамм на одну лошадиную силу, для четырёхтактного 200 грамм.

2. Шумность. На максимальных оборотах двухтактные двигатели как правило работают немного громче четырёхтактных.

3. Комфорт. Четырёхтактные тактные двигатели не так вибрируют на малых оборотах (Касается только двухцилиндровых двигателей. Одноцилиндровые и двух и четырёхтактные вибрируют примерно одинаково) и не так дымят как двухтактные.

4. Долговечность. Довольно спорный пункт. Бытует мнение, что двухтактные двигатели менее долговечны. С одной стороны это понятно, потому как масло для смазки трущихся элементов двигателя подается вместе с бензином, а значит работает не так эффективно в отличие от четырёхтактных двигателей где трущиеся элементы буквально плавают в масле. Но с другой стороны четырёхтактный двигатель по конструкции намного сложнее конкурента, состоит значительно большего числа деталей, а золотой принцип механики “Чем проще тем надежнее” еще никто не отменял.

Источник

Принцип работы двухтактного двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания его особенности

Первый двигатель работающий на топливе появился в 19 веке. Для того, чтобы двигатель работал без отказа, изобретатель перестраивал свое изобретение не один раз. Выход из ситуации нашли с помощью добавления системы жидкостного охлаждения и смазки.

В настоящее время среди мотоциклистов двухтактный двигатель набрал популярности.

Чтобы подробно разобраться в работе двухтактного двигателя, для начала нужно изучить его строение, как он собран и какие детали важны при работе. На самом деле его устройство не такое сложное, как все думают.

Сам двигатель имеет форму картера. Внутри находится коленчатый вал и подшипники, а также цилиндр. Свеча зажигания вырабатывает искру, а поршень своими вращениями подает топливо до свечи.

Для нормальной работы двигателя, важную роль играют зазоры между деталей и смазка внутри. Для этого бензин размешивают маслом хорошего качества в нужных пропорциях. При сгорании остается минимальный осадок.

Строение корпуса и цилиндра собраны качественно. Водного охлаждения не имеют, при этом обладают самым лучшим воздушным охлаждением. Подобное устройство способно обеспечить самую лучшую производительность в рабочем состоянии.

Как работает двухтактный двигатель

Чтобы разобраться в рабочей системе мотора, необязательно быть автомехаником. Работа устройства создана на уровне физического закона.

Читайте также:  Паспортные данные расхода топлива 405 двигатель

Движение двухтактного агрегата осуществляется двумя тактами. Первый такт-это сжатие. В этот период поршень находясь в нижней точке ожидает поступление топлива.

При поступлении топлива в камеру сгорания, поршень сразу поднимается и доводит топливо в верхнюю мертвую точку. При движении поршня образуются выхлопные газы, которые исчезают через специальное окно.

На втором этапе поршень подгоняет топливо в верхнюю точку, и осуществляется воспламенение. Таким образом запускается двигатель и начинает свою работу. Такой этап называется расширение.

Коленвал проходит один круг, таким образом происходит полный круг работы двигателя. Эта особенность позволяет достигать мощности в 1,5 раза больше, чем у подобных моторов с таким же объемом. Соответственно КПД двигатель имеет ниже чем четырех тактные модели.

Эта особенность применяется для создания двигателей с низкими оборотами для судов. Здесь используется прямое соединение с гребным валом. Устанавливают двигатель быстрого сгорания на мотоцикл.

При двухтактной работе двигатель имеет свойство нагреваться. Происходит выделение тепловой энергии. Чтобы агрегат был все время рабочий, иногда применяется дополнительное охлаждение. При работе в два такта двигатель совершает минимальное количество движений. Из-за минимального трения износ рабочих деталей сокращается.

Еще одной проблемой в работе двигателя, является выброс выхлопных газов. В отличие от четырех тактного двигателя, в двух тактном происходит выброс при свободном цилиндре. При захватывании полного объема качество обдува теряется.

Несмотря на не большие особенности двигатель внутреннего сгорания используется на разном оборудовании, и на мотоциклах. А также создают еще больше устройств с применением двухтактного двигателя.

После подробного изучения двигателя и принципа его работы, становится понятно, чем удобен этот агрегат и какие у него особенности. Мотоцикл с двухтактным двигателем поможет набрать опыта и навыков.

Источник

Регулятор частоты вращения щеточных двигателей

Всем здравствуйте. Регулятор скорости для однофазных щеточных двигателей переменного напряжения, работающий от 24 до 240В, который позволяет поддерживать высокий крутящий момент даже на низких оборотах двигателя.

Во многих устройствах, в которых используются двигатели переменного тока, требуется регулировка скорости, то есть числа оборотов в минуту, совершаемых валом, это не так просто. Потому что недостаточно поставить силовой реостат последовательно с двигателем, фактически в этом случае очень низкий КПД может быть получен из-за потери энергии в самом реостате и недопустимого падения крутящего момента (который зависит от тока) на низких оборотах.

Наиболее эффективным методом оказался метод (что-то похожее на ШИМ, используемое для управления двигателями постоянного тока), предпочтительно с синхронизацией импульсов, генерируемых цепями детектора пересечения нуля. В этой статье предлагается нечто подобное, что было сделано для управления щеточными двигателями. Он работает с частотой, синхронизированной с сетью, сокращая длительность импульсов, генерируемых переустанавливаемым уровнем, рассчитанным для частоты сети, которая запускает переключающее устройство в каждый период.

Этот метод повышает эффективность регулятора, так как он играет на среднем напряжении и токе двигателя, и потери ограничиваются падением переключающего устройства. Кроме того, это решение позволяет не терять крутящий момент двигателя, он достаточно высок даже при низких оборотах, в отсутствие того, что двигатель получает импульсы тока, энергия которых, если не постоянная, по крайней мере, высокой, тогда как если бы мы выбрали для регулировки реостат ток мог бы повлиять на крутящий момент.

Несмотря на то, что он подходит для управления двигателями переменного тока, схема не питается напрямую от сети 220В, а питается от нее только в отношении цепи управления. Двигатель должен быть подключен к клеммной колодке, которая имеет общий контакт с положительным напряжением цепи управления. Это позволяет управлять двигателями даже при низком напряжении, без помех в электрической сети. Схема приведена на рисунке.

Питается схема от трансформатора, подключенного к сети через защитный предохранитель F1 и перемычки J1 / J2, которые позволяют переключать обмотку трансформатора 110 — 220В переменного напряжения. Вторичная обмотка также с центральным отводом, вместе с парой диодов D1 и D2 и электролитическим конденсатором C1, это двойной полуволновой выпрямитель (на трансформаторе с центральным отводом) с емкостным фильтром, благодаря которому подается питание для схемы.

Вся цепь управления на напряжение около 8В. Включение напряжения питания отображается светодиодом LD1. В этом типе источника питания центральный отвод вторичной обмотки заземляется, чтобы гарантировать, что напряжения, подаваемые на выпрямительные диоды, находятся в противофазе друг другу.

От нижнего конца вторичной обмотки, то есть от анода диода D2, мы используем R1 и D3 (используемые в качестве одиночного полуволнового выпрямителя) для выделения переменного напряжения, состоящего только из положительных полуволн синусоиды, взятых с нижней части вторичной обмотки трансформатора. И именно отсюда мы начнем описывать работы регулятора скорости двигателя.

Читайте также:  Пусковой конденсатор для запуска двигателя

Положительные импульсы (получаются в отрицательной полуволне синусоиды сети) проходят через сопротивление R1 ограничения тока на базу транзистора T1, как только пороговое напряжение (0,6В) превышено, он начинает открываться, и ток его коллектора ограничивается сопротивлением R2 из-за падения, при котором коллектор транзистора падает до потенциала в несколько сотен милливольт, разряжая конденсатор через диод D4.

Когда синусоидальный импульс, подаваемый с резистора R1, переходит через нуль, T1 переходит в режим отсечки, и следующая отрицательная полуволна, транзистор получает импульс, но с амплитудой около -0,6В, которая закрывает его. Однако теперь через сопротивление R2 и разряженный конденсатор С5 ток течет к базе транзистора Т2 в течение периода, приблизительно равного постоянной времени r, равной: r = (R2 + R4) x C5.

Импульс тока, который теперь приводит транзистор Т2 в насыщение, напряжение на коллектор-эмиттер достигает примерно 0В, разряжает электролитический конденсатор С2 почти мгновенно, до тех пор, пока предварительно удерживается напряжением питания, через делители постоянных и переменных резисторов R7, RV2, RV1, R6.

Отсюда следует, что база транзистора Т4 находится на низком уровне, а транзистор остается закрыт. Как только импульс, подаваемый C5, заканчивается, T2 возвращается к запрету, и конденсатор C2 берет на себя ответственность (RV2, RV1, R7 и R6), пока Т4 еще не открыт.

Когда сетевое напряжение меняет полярность, T1 возвращается к насыщению и снова разряжается через D4, но T2 остается зарытым, и из-за влияния RV2, RV1, R7 и R6. Электролитический конденсатор C2 начинает заряжаться, пока в какой-то момент напряжение на нем не станет достаточно для открытия транзистора Т4 через сопротивление R5.

Нагрузка получает питание через защитный предохранитель F2 и дроссель L1, которая вместе с конденсатором C7 образует фильтр нижних частот, необходимый для сглаживания пиков, возникающих при переключении симистора, каждый раз, когда он включается и выключается. Фактически, после открытия, симистор находится под напряжением и остается во включенном состоянии, пока не произойдет инверсия полярности, после прохождения через нуль..

Также последовательный фильтр (R13-C6) с той же функцией, которая заключается в демпфировании пиков напряжения, создаваемых коммутацией на двигателе, что неизбежно из-за того, что это высоко индуктивная электрическая нагрузка.

Установка цепи необходима, потому что при управлении нагрузками, такими как двигатели, могут возникать импульсы с высоким или с очень крутыми склонами, и в таких случаях тиристоры (следовательно, симистор) могут открываться самостоятельно. Когда нагрузка включена, напряжение на ее разъеме частично подается через цепь R14 и D7 к узлу R6, R7 и RV1, тем самым помогая поднять напряжение на конденсаторе С2 в положительной полуволне и не внося свой вклад в отрицательной полуволне. Как вариант можно рассматривать готовые решения регуляторов двигателей ниже.

Обратите внимание, что конденсатор С2 имеет такой номинал, что при введении минимального последовательного сопротивления (при его коротком замыкании) электролит заряжается вскоре после прохождения через нуль, а также при достижении максимального сопротивления проводимости транзистора Т4. Вариант печатной платы показан на рисунке.

Поэтому следует отметить, что подстроечных потенциометров — два, потому что каждый из них регулирует синхронизацию и, в частности, RV2 последовательно с R7, значение которого отличается в зависимости от частоты сети. Поэтому R7 должен выбираться на основе частоты сети, которая должна совпадать с частотой переменного тока, питающего двигатель. Также обратите внимание, что время зарядки того же C2 зависит от тока, подаваемого выходной цепью через D7, что также помогает синхронизировать время с фазой подачи питания в нагрузку.

Скорость вращения двигателя регулируется RV1 Потенциометр RV2 позволяет проводить более точную калибровку благодаря тому, что он последовательно подключен к сопротивлению, значение его адаптирует сеть синхронизации к частоте сети, в частности, он позволяет установить минимальную скорость, может быть установлена с помощью RV1.

Таким образом, устройство позволяет производить регулировку, подводимую к нагрузке, от приблизительно от 5 до 95 процентов. Такое управление позволяет поддерживать максимальный крутящий момент даже при низкой скорости вращения двигателя. Также позволяет вам управлять нагрузками, которые не являются двигателями, такими как лампочки и электрические обогреватели. На этом все, всем спасибо.

Источник

Adblock
detector