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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 재봉틀 모터 제어 장치. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전
가정용 재봉틀은 2V, 220Hz의 교류 네트워크에서 전원을 공급받는 MSh-50 정류자 모터를 설치하여 전기를 사용하는 경우가 많습니다. 표준 페달을 사용하여 이 엔진을 제어하는 것은 신뢰할 수 없으며 항상 구매할 수 있는 것도 아닙니다. 제안된 디자인은 광학 위치 센서가 장착된 수제 페달을 사용하며, 이를 세게 누르면 엔진의 강제 가속이 발생합니다. 페달에 의해 설정된 회전 속도는 재봉틀에 일반적으로 발생하는 모터 샤프트의 가변 부하에서 변경되지 않습니다. 최대 주파수를 제한할 수 있으며, 재봉 과정에서 제한 임계값을 조정할 수 있습니다. 제어 장치 (전원 장치 없음)의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 1. 모터 샤프트 속도 센서는 개방형 광 채널 U1이 있는 광 커플러이며, 그 신호는 트랜지스터 VT1.1 및 슈미트 트리거 DDXNUMX에 의해 증폭되고 형성됩니다.
그림과 같이 도 2에 도시된 바와 같이, 작은 보드는 나사(1)로 전기 모터 하우징(2)에 고정된다. 설치된 옵토커플러 3은 하우징 1에 특별히 뚫은 구멍에 맞습니다. 옵토커플러의 광학 창은 샤프트 1에 장착된 팬 임펠러 2에서 5~4mm 떨어져 있어야 합니다. 마스크는 다음에 적용됩니다. 옵토커플러를 향한 임펠러의 표면(그림 2, 파트 4의 A 보기 참조). 흑백 페인트로 칠해져 있습니다. 표면을 검게 만든 후 호일 조각을 붙일 수도 있습니다. 임펠러를 기준으로 광 커플러의 위치를 조정하고 저항 R3의 값을 선택하면 모터 샤프트가 회전할 때 트랜지스터 VT1 콜렉터의 최대 펄스 스윙이 달성됩니다.
마스크에는 총 16개의 라이트 섹터가 있으므로 샤프트 회전당 원샷 DD2.1의 입력에서 16개의 펄스가 수신됩니다. 각각에 응답하여 모노바이브레이터는 고정된 진폭과 지속 시간의 펄스를 생성하므로 모노바이브레이터 출력의 전압의 일정한 구성 요소는 회전 주파수에 비례합니다. DA4 연산 증폭기의 캐스케이드에 의해 증폭 및 필터링된 상수 구성 요소는 속도 안정화 시스템에서 피드백 신호 역할을 합니다. 주파수에 대한 전압 의존성의 기울기는 트리밍 저항 R12를 사용하여 설정됩니다. 페달 디자인은 그림 3에 나와 있습니다. 2. 움직이는 부분 1와 고정 베이스 3은 눌림에 저항하는 스프링 4으로 연결됩니다. 옵토커플러 2(U1과 유사한 U1, 그림 1 참조)는 베이스 4에 배치됩니다. 이동부(5)에 설치된 반사기(2)에 의해, 옵토커플러(4)의 LED에서 방출되어 포토트랜지스터의 민감한 표면으로 되돌아오는 빛의 양이 변하고, 결과적으로 포토트랜지스터 전류가 변한다. DA1 칩의 캐스케이드는 전류를 전압으로 변환합니다. 저항 R7의 값은 페달의 전체 스트로크가 출력 DA1의 전압이 0에서 약 -8V로 변경되도록 선택됩니다.
연산 증폭기 DA2는 안정화 시스템의 비교 요소이자 오류 신호 증폭기입니다. 입력은 회전 속도와 페달 위치에 비례하는 신호를 수신하고 다이오드 VD5를 통한 출력 전압은 비교기 역할을하는 연산 증폭기 DA3의 입력 3에 적용됩니다. 비교기의 입력 3은 다이오드 브리지 VD1-VD4와 트랜지스터 VT2의 캐스케이드로 구성된 톱니파 전압 발생기에 연결됩니다. 브리지에는 6V로 감소된 주전원 전압이 공급됩니다. 주전원 전압이 2을 넘는 순간, 브리지의 모든 다이오드가 닫히고 저항 R6을 통해 흐르는 전류에 의해 트랜지스터 VT1가 열리는 순간 커패시터 C2은 거의 공급 전압으로 충전됩니다. 각 반주기의 나머지 기간 동안 , 주전원 전압의 순간 값은 1과 다르므로 브리지에 의해 정류된 전압은 양수입니다. 트랜지스터 VT10의 베이스에 도달하여 트랜지스터를 닫힌 상태로 유지합니다. 커패시터 C0,2은 저항 RXNUMX을 통해 방전됩니다. 이 저항의 값을 선택하면 커패시터의 전압이 약 XNUMXV 아래로 떨어지지 않도록 합니다. 그렇지 않으면 페달에서 발을 떼더라도 모터 샤프트가 계속 회전합니다. DA3 출력에서 펄스 감소는 주전원 전압이 2으로 전환되는 순간과 일치하며 시간 축의 전면 위치는 연산 증폭기 DA6 출력의 전압에 따라 달라집니다. 다이오드 \/D25과 저항 R4를 통해 펄스는 광 트랜지스터 LED U3.1과 제한 저항 R28이 있는 컬렉터 회로의 트랜지스터 VTXNUMX의 베이스에 도달합니다. 그림에서. 그림 4는 제어 장치의 전원 부분에 대한 다이어그램을 보여 주며 해당 요소의 번호는 그림 1에서 시작된 것과 계속됩니다. 3.2. VD8 브리지의 대각선에 있는 사이리스터 U3.1는 U1 LED에 의해 생성된 광 펄스의 시작과 함께 각 반주기마다 열립니다. VD8 브리지의 두 번째 대각선에 연결된 전기 모터 MXNUMX은 주전원 전압을 수신합니다. 사이리스터를 여는 광 펄스가 반주기가 끝날 때까지 계속된다는 사실은 정류자 모터의 브러시 조립 특성에서 단기적인 접촉 장애로 인해 사이리스터가 조기(반주기가 끝나기 전) 폐쇄되는 것을 방지합니다.
그림으로 돌아가자. 1. 위에서 설명한 구성 요소 외에도 장치에는 엔진에 공급되는 평균 전압 제한기가 있습니다. 리미터는 원샷 DD2.2와 트랜지스터 스위치 VT3으로 구성됩니다. 각 제어 펄스의 감소(주 전원 전압의 순간 값이 2.2인 시간과 일치)는 원샷 DD3를 트리거하며, 이 펄스는 트랜지스터 VT4을 엽니다. 결과적으로 트랜지스터 VT3와 광사이리스터 U24은 원샷 펄스가 끝날 때까지 열릴 수 없습니다. 이로 인해 모터의 평균 전압은 가변 저항 RXNUMX의 위치에 따른 값을 초과할 수 없습니다. 실습에 따르면 한계 임계값이 너무 낮으면 예비 가속 후에는 정상적으로 작동하지만 엔진이 부하 상태에서 시동될 수 없는 경우가 많습니다. 이러한 상황과 관련하여 DA5 연산 증폭기에 조립된 리미터 강제 종료용 장치가 제공됩니다. 회전 속도에 비례하는 DA6 핀 4의 전압은 트리밍 저항 R20에 의해 설정된 임계값의 절대값보다 작은 반면 출력 DA5의 전압은 음수이고 다이오드 VD7은 닫혀 있으며 입력의 논리 전압 레벨은 낮습니다. 단안정 DD2.2의 R은 후자의 작동을 금지하여 엔진이 자신 있게 시동될 수 있도록 합니다. 회전 속도가 증가함에 따라 R DD2.2 입력의 낮은 레벨이 높은 레벨로 변경되어 원샷 작동이 가능해집니다. 이 장치는 출력 전압이 +9 및 -9 V인 안정화된 소스에서 전원을 공급받을 수 있으며, 양극 전압 회로를 통해 최소 100mA, 음극 전압 회로를 통해 30mA의 전류를 전달할 수 있습니다. 6V의 교류 전압은 네트워크 변압기의 별도 1차 권선에서 다이오드 브리지 VD4-VDXNUMX에 공급됩니다. 그러한 권선이 없으면 필요한 전압을 제공하는 추가 강압 변압기를 사용할 수 있습니다. 블록은 일정한 저항 MLT, 가변 저항 R24 - SP-1을 사용합니다. R12, R20 - SPO-0,15 튜닝. 커패시터 C1, C3, C5 - 금속 필름, C7 - MBGCh, 산화물 커패시터 C2, C4, C6 - K50-35. 트랜지스터 KT502V는 KT502A, KT502D, KT502E, KT361B, KT361V, KT361G, KT503V로 KT503A, KT503D, KT503E, KT315B, KT315V, KT315P로 대체 가능합니다. K564AG1 마이크로 회로 대신 외국 아날로그 CD4098B가 적합하며 KR140UD608 - K140UD6, K140UD7, KR140UD708 대신에 적합합니다. KTs405B 다이오드 브리지는 KTs402A, KTs403A, KTs403B, KTs403V로 교체 가능하며, KD509A 다이오드는 KD503A, KD510A, KD518A로 교체 가능합니다. 정격 공급 전압에서 무부하 MS-2 모터는 매우 높은 속도(최대 20000min-1)에 도달할 수 있습니다. 따라서 제어 장치를 설치하는 동안 (천과 실 없이) 유휴 상태로 작동하는 재봉기의 구동에 의해 엔진에 기계적으로 부하를 가하는 것이 좋습니다. 대부분의 재봉기 유형에서 이러한 조건에서 최대 모터 샤프트 회전 속도는 약 3000min-1이며 이는 원샷 DD2.1800Hz의 펄스 반복률에 해당합니다. 이 펄스의 지속 시간은 0,8ms여야 합니다. 최대 엔진 속도에서 연산 증폭기 DA4가 포화 상태에 들어가면 지속 시간을 줄여야 합니다. 저항 R16의 값을 선택하여 수정됩니다. 원샷 DD2.2의 펄스 지속 시간은 가변 저항 R24를 사용하여 2~6ms 범위에서 변경되어야 합니다. 페달을 끝까지 밟고 조정된 저항 R12의 슬라이더를 왼쪽(다이어그램에 따라)에서 오른쪽으로 이동하여 엔진 샤프트 속도가 감소하는 위치로 설정합니다. 조정된 저항 R20은 부하가 걸린 상태에서 엔진의 가장 안정적인 시동을 보장하도록 조정됩니다. 언로드된 엔진으로 제어 장치를 설정해야 하는 경우 가변 저항 R3000를 사용하여 엔진 속도를 필요한 1s-24로 줄일 수 있으며, 필요한 경우 해당 값과 저항 R22를 일시적으로 변경할 수 있습니다. 저자: N.Shukov, Gomel, 벨로루시
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