Jste zde

Regulace otáček motorů s obvodem U2008B

Řada elektrických spotřebičů v domácnosti nebo dílně je poháněna elektrickým motorkem. Většina jednodušších zařízení má pouze jednu rychlost, výjimečně přepínání dvou nebo několika přednastavených rychlostí, obvykle řešené jednoduchým přepnutím vinutí motorku. V mnoha případech by byla žádoucí plynulá změna otáček.

Pro plynulé řízení otáček se nejčastěji používá fázové spínání triakem. Podle stupně otevření triaku se řídí otáčky motoru. To ale platí pouze bez zatížení motoru. S rostoucí zátěží otáčky klesají, až může v extrémním případě dojít i k zastavení motoru. Při stoupající zátěži a poklesu otáček dojde ke zvýšení proudu tekoucího motorem. Pokud budeme sledovat proud zátěží (motorem), můžeme při zvýšení zátěže zvětšit úhel otevření triaku a tím upravit otáčky na nastavenou hodnotu. Celý proces řízení triaku a sledování proudu motorem lze realizovat jednoúčelovým integrovaným obvodem U2008B firmy ATMEL, v pouzdru DIL08. Popis zapojení regulátoru otáček s tímto obvodem je uveden v následujícím konstrukčním návodu.


Katalogové zapojení obvodu U2008B

Popis

Regulační obvod je vložen do síťového přívodu k motoru. Jádrem celého zapojení je integrovaný obvod U2008B (IO1), který obsahuje všechny potřebné funkční bloky (napěťový, proudový a limitační detektor; pomalý start; fázová regulační jednotka; reference). Obvod je synchronizován se sítě přes omezovací rezistor R3 (330kΩ/R0207)) na vstup VSYNC (vývod 7 IO1). Napájení obvodu je galvanicky spojeno se sítí, úbytek napětí zajišťuje vlastní reaktancí foliový kondenzátor C4 (220nF/CFAC) v provedení na 275V.

Otáčky motoru se nastavují potenciometrem P1 (50kΩ/N/P162ML) v plastovém provedení (hřídelka). Z jeho běžce je přivedeno řídicí napětí na vstup CTR (vývod 3) obvodu IO1 (U2008B). Triak TY1 (BTA12-700) je fázově řízen z výstupu OUT (vývod 8 IO1). Proud zátěží je snímán jako napěťový úbytek na rezistoru R1 (0,05Ω). Vzhledem k protékajícím proudům a připojené zátěži jsou možné dvě varianty ptovedení rezistoru R1. Bůď v provedení dvojice paralelně řazených výkonnových rezistorů TR5W (0,1Ω), nebo z malého kousku odporového vodiče (Manganinu) o délce 1,7cm (při použití dvou kusů stejné délky, řazených paralelně). Vychází ze situace použití odporového vodiče s následujícími parametry (6,0Ω/m; d=0,3mm). Filtraci proti rušení zajišťuje LC člen C1 (100nF/CFAC) a L1 (2,2mH). Cívka L1 má indukčnost 2,2mH a měla by být dimenzovaná na proud alespoň 3A. Maximální příkon motoru je omezen na 600W.

Stavba regulátoru

Regulátor otáček je zhotoven na jednostranné desce s plošnými spoji o rozměrech 50 x 47mm. S výjimkou potenciometru P1 (50kΩ/N/P162ML) pro řízení otáček neobsahuje zapojení žádné nastavovací prvky. Při pečlivé práci by regulátor měl pracovat na první pokus. Samotný výkonový prvek TY1 (BTA12-700) je možno umístit na malý eloxovaný chladič typu D02-BLK (13x9x19mm; 22K/W).


Protože je obvod regulátoru galvanicky spojen se sítí, je při oživování nutné dbát zásad bezpečnosti práce a hotový regulátor vestavět do izolované (plastové) krabičky. Neměli by jsme se dotýkat žádných součástek, kromě osyčky potenciometru P1.

Závěr

Popsaný regulátor je poměrně jednoduchý a vzhledem k ceně obvodu U2008B okolo 57,- Kč (EZK) vychází i cenově příznivě celá konstrukce.

Seznam součástek

R1 0,05Ω
R2 180Ω/R0207
R3 330kΩ/R0207
R4, R5, R7 470kΩ/R0207
R6 100Ω/5W/TR5W
R8 68kΩ/R0207
R9 4,7kΩ/R0207
R10 100kΩ/R0207
P1 50kΩ/N/P162ML
C5 22µF/50V
C2 3,3nF/TK ker.
C3 100nF/TK ker.
C1 100nF/275 V/CFAC
C4 220nF/275 V/CFAC
IO1 U2008 (DIL08)
TY1 BTA12-700C
D1, D2 1N4007
P2, P3, P4, P5, P6 PIN
Michal Slánský
Michal.Slansky@ seznam.cz

Download & Odkazy

Hodnocení článku: 

Komentáře

Nelze použít pro motory s uhlíky! Možná, že by fungovalo u trojfázových motorků bez uhlíků s rozběhovým kondenzátorem pro použití na jednofázové síti, ale to jsem nezkoušel. Po neúspěšném testu s motorkem od šicího stroje (s uhlíky) a následné opravě vyhořelého zapojení připojena žárovka 230 V/100 W, zapojení funkční, ale nevyhovující rozsah potenciometru - doporučuji odpory R9 a R10 nahradit trimry. Kontaktoval jsem mailem autora konstrukce, ale odpovědi jsem se nedočkal a to už je víc než dost dlouhá doba.
Zdraví František Najman

co s najvecsou pravdepodobnostou robi je, ze obkresluje schemy z datasheetov a za uverejnovanie kasiruje honorare (pise aj do AR), na 100% nepostavia zapojenia pod ktore sa podpisuje, lebo tieto zapojenia nefunguju (su tam casto chyby, hlavne na dps), ja uz som raz na toto doplatil, lebo som bol lenivy to kontrolovat, aj ja som mu pisal, ze svojimi chybami (hlavne na 220V) ohrozuje inych a tiez neodpisal, takze este raz, POZOR!

presne tak, chyby na DPS jsou katastrofou. Uz jsem se taky pekne vypekl pri vyrobe spinace na 220V - Viz Spínač napájení pro PC periferie. Na neho fakt pozor!

S tímto obvodem jsem dělal pár konstrukcí, ale žádné zpětné vazby jsem se nedočkal. Se zvyšující se zátěží otáčky stejně klesaly. Obvod U2008 má jen tu výhodu, že je tam softstart. U2008 je na zpětnovazební regulaci nepoužitelný.

Studený Petr

Procházel jsem si datasheet tohoto obvodu a zjistil jsem že se dá zapojit dvěma způsoby. Buďto se soft-startem nebo se snímáním tekoucího proudu motorem. Tady je schéma obvodu se soft startem nikoliv se snímáním proudu tekoucího motorem.
Pokud se ale mýlím tak mě opravte.
Patrik

Dobrý den, nejsem elektronik, ale když se nad tím logicky zamyslím, pro člověka, který požaduje konstantní nastavené otáčky při různém zatížení, je tento regulátor nanic, pokud snímá a udržuje proud motoru. Proud motoru by se měl při různém zatížení naopak měnit, aby otáčky zůstaly stejné - nebo se mýlím? To ale IO patrně neumí a musí se použít nějaký regulátor se snímačem otáček.
Co se mi jeví jako plus, je možnost soft startu, kerý je u výkonnějších motorů nutností, kvůli vypadávání jističe.

Je to přesně naopak. Toto schéma je se snímáním proudu tekucího zátěží. Pokud má fungovat "softstart", zapojuje se mezi vývody 1 a 4 elektrolyt, nejčastěji 2,2-10uF (plus na vývod č.1). R6 dle katalogového zapojení se pak nezapojuje. Vývod č.1 IO je pak zapojen pouze na elektrolyt, nikam jinam.

 

Tak jsem to také zblbnul ; u softstartu je elektrolyt s plusem na "zem" - to je na vývod č. 4 a ne na č.1, jak jsem omylem napsal.

Nechápu význam součástek R4,R5,C4,D2... resp. význam celé té části, která nahradila původní R1 a D1 ze zapojení z datasheetu... Výsledkem náhrady R1 a D1 za tento blok není nic jiného, než jen zvýšení počtu součástek...

Obavam se, ze nemate tak uplne pravdu. Cilem je odstranit vykonovou ztratu a tedy i potrebu chlazeni puvodniho R1 nahrazenim za kondenzator. Nasledne predpokladam, ze R6 omezuje nabijeci proud a R4+R5 vybiji kondenzator. Unika mi, proc je R6 5W ale soudim, ze by to mohlo byt kvuli izolaci.

Taky s tím zápasím. Vadí mi plošný spoj bez otvorů pro vrtání. Zjistil jsem, že potenciometr je zapojen obráceně - pokud je vytočen doleva, měl by být výkon nulový. Tady však má plný výkon.