Для реализации управления вектором магнитного потока в схему ПЧ вводится дополнительный блок расчета математической модели вектора потока. От качества и точности программной реализации данной модели зависит качество процесса регулирования частоты вращения электродвигателя, оптимизации энергопотребления и т. д. Специалисты фирмы Danfoss достигли следующих результатов в реализации управлением вектором магнитного потока 4-хполюсного электродвигателя:

Точность задания выходной частоты ПЧ (огибающей синусоиды)… 0.003 Гц

Динамический диапазон регулирования скорости… 1:1000 (с обратной связью)

Точность поддержания выходной скорости вращения (<1500 об/мин)… 1.5 об/мин

>1500 об/мин… 0.1 % от текущей скорости

Точность поддержания момента >… 5 % от текущего момента

Время отклика системы… 3 мсек

Регулировка мощности

Б. Колобов

Напомним, как важна регулировка мощности некоторых электроприборов. У электроплиток это позволит снизить расход энергии и предохранит пищу от пригорания. При стирке тонкого белья с кружевами лучше тоже не торопиться и снизить обороты электродвигателя вашей «Эврики» или «Вятки». Подобных примеров множество. Поэтому знайте: если электроприбор работает от сети 220 В и потребляет ток не более 10 А, то его мощность можно легко изменить при помощи регулятора, собранного на семисторе КУ208Г по первой схеме. Принцип работы устройства прост: сто раз в секунду на какое-то время прерывается подача тока к потребителю. И чем дольше перерыв, тем меньшая мощность потребляется. Рассмотрим его работу подробнее.

Переменное напряжение через гасящие резисторы R3 и R4 поступает на цепочку R5 и С1 и снимается с этой цепочки на диодный мост VD6, с которого подается на управляющий электрод семистора. Динистор VD7 служит для «замыкания» диодного моста VD6. Как только постоянное напряжение на выходе превысит напряжение пробоя динистора, он замыкает мост, и напряжение с цепочки R5 и С1 поступает на управляющий электрод. Резисторы R5 определяют время заряда емкости С1, а поворот его рукоятки позволяет нам изменить мощность, потребляемую нагрузкой Rh.

Стабилитроны VD8 и VD9 стабилизируют ток зарядки емкости.

Поэтому конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не ниже 100 вольт. Если данная емкость рассчитана на напряжение 250 В и выше, то стабилитрон можно исключить. Индикаторной лампой L1 определяют напряжение сети, а лампа L2 включена параллельно rh и показывает наличие напряжения на нагрузке. Если нагрузка потребляет ток около 10 А, то тиристор желательно поместить на радиатор. По своему действию наш регулятор равноценен трансформатору (типа ЛATP), плавно регулирующему напряжение на нагрузке. Его преимущества — примерно в тысячу раз меньший объем, в сто раз меньший вес, а также в десять раз меньшая стоимость. Если параллельно нагрузке включить вольтметр и покрутить рукоятку R5, то он покажет изменение эффективного значения напряжения в пределах от 25–30 до 200–210 В.

В некоторых случаях необходим верхний предел 220 В. Тогда следует уменьшить номинал резисторов R3 и R4 до 10 К, но увеличить их мощность в 1,5–2 раза. Если же нужно уменьшить нижний предел регулирования, поставьте динистор с меньшим напряжением отсечки.

В регуляторе применяются резисторы: R1 и R2 типа OMЛT-0,25: резисторы R3 и R4 типа ОMЛT-2, резистор R5 типа СПЗ-4, СП-1. Вместо моста VD6 можно использовать КЦ407А или четыре диода КД102Б, Д310, включенные по стандартной схеме выпрямительного моста. В качестве индикаторных лампочек можно использовать любые неоновые. Вместо динистора КН102А — аналогичный динистор данной серии с любой буквой, но при этом угол отсечки, низкое напряжение, будет соответствовать напряжению пробоя у динистора с данной буквой.

Регулятор, показанный на второй схеме, предназначен для работы двигателя постоянного тока от сети 24–36 В. Представьте себе электродрель, которая при включении начинает работать… не торопясь, оборотов 100 в минуту. Вы спокойно ставите сверло на керн, слегка нажимаете, и тут она начинает крутиться как следует. Чем сильнее сопротивление материала или давление вашей руки, тем большую мощность разовьет ее двигатель. Это регулятор с положительной обратной связью. Некоторые любители прилаживают к быстроходному маленькому двигателю медицинский бор или маленький наждачок, получается удобный инструмент. Взяв его в руки, можно делать узоры, барельефы и даже скульптуры из дерева. Но дерево — материал неоднородный: на крупных слоях, свилях, особенно сучках рука «спотыкается», уходит в сторону. Положительная обратная связь мгновенно увеличит скорость вращения инструмента, и рука мастера не дрогнет. И еще: любой инструмент или станок, оснащенный таким регулятором, меньше изнашивается и не так шумит, что немаловажно для работы дома.

Вот принцип действия регулятора. Прежде всего здесь имеется устройство, посылающее в двигатель импульсы тока, говоря проще, на короткое время включающее и выключающее двигатель. Чем чаще, тем быстрее он вращается (электронщики скажут, что это происходит от уменьшения скважности импульсов). При увеличений механической нагрузки на валу регулятор посылает импульсы чаще, и мощность его возрастает.

Но вспомним, что электродвигатели постоянного тока, если их вращать, превращаются в генератор. В паузах между импульсами двигатель вращается по инерции и очень небольшую мощность выдает на цепочку резисторов R10-R11. По величине напряжения на них можно судить о скорости вращения вала. И если оно начинает уменьшаться, то наш «высокоинтеллектуальный» регулятор делает вывод о том, что обороты упали, инструмент встретил сопротивление, двигатель нужно включать почаще.