Регулятор для швейної машини

В. Кузін г.Серпухов Московської обл.

Пристрій розроблений для плавної зміни частоти обертання вала електродвигуна швейної машини, але може бути використана і для інших побутових приладів з колекторними двигунами послідовного збудження з живленням від мережі, наприклад, МШ-2, КН40.

Схема регулятора для швейної машини
Рис. 1.

Принципова схема регулятора зображена на рис.1, а графіки, що пояснюють його роботу – на рис.2.

Графіки роботи регулятора для швейної машини
Рис. 2.

Основою пристрою служить фазоімпульсний тріністорний регулятор (VS1, VT1, VT2, C4, R4, R5). Фазосдвігающая ланцюг складається з конденсатора C4, резистора R5 і змінного резистора R4. Тривалість часу зарядки конденсатора C4 до напруги U cpaб , При якому відкривається аналог одноперехідного транзистора (VT1, VT2), а слідом за ним і тріністор VS1, залежить від положення движка змінного резистора R4. Тривалість зарядки буде найбільшою при максимальному значенні опору резистора R4 і найменшою при мінімальному. Криві, намальовані червоним і синім кольором, зняті при деяких двох положеннях движка резистора R4; час зарядки конденсатора C4 відповідно t 1 і t 2 . При зміні опору резистора R4 змінюється час t 3 і t 4 , Протягом якого тріністор знаходиться у відкритому стані в кожному напівперіод, а отже, і частота обертання валу двигуна.

Тріністорний регулятор харчується пульсуючим напругою від параметричного стабілізатора, що складається з резистора R2 і стабілітронів VD3, VD4. Конденсатор CЗ захищає пристрій від високочастотних перешкод, а діод VD2 – керуючу ланцюг тріністора від зворотного напруги, що виникає при перемиканнях регулятора. Резистор R1 і конденсатори C1, C2 знижують рівень перешкод радіотрансляції, створюваних працюючим perулятором і електроприводом.

Резистори R3, R6 і R8 забезпечують необхідний режим роботи транзисторів VT1, VT2, причому паралельно резистори R6 підключений резистор R7, який дозволяє зменшити тривалість імпульсів відкриваючого напруги при відкриванні діністора Оптрон.

Оптрон U1 – елемент зворотного зв'язку, яка використана у пристрої для забезпечення відповідності потужності на валу електродвигуна змінному моменту навантаження при малій частоті обертання валу. Такий режим типовий всім швейних машин і обумовлений наявністю в них кривошипно-шатунного механізму. У регуляторах без зворотного зв'язку на малій частоті обертання приводний вал машини обертається "поштовхами" або прагне піти на велику, ніж потрібно, частоту. Крім того, при рушанні мотора необхідно створити надлишкову потужність, а це призводить до надмірно швидкому розгону приводного валу швейної машини. Все це вимагає від оператора певної вправності. Введення зворотного зв'язку на Оптрон дозволяє позбутися від вказаних недоліків.

При підвищенні моменту навантаження на вихідному валу електродвигуна зменшується частота обертання, а разом з цим зменшується і падіння напруги на якорі. При частоті, рівною нулю, це напруга не перевищує 10 … 15 В при будь-якому значенні напруги на вході електродвигуна.

Параметри елементів ланцюга зворотного зв'язку підібрані таким чином, щоб при загальмованому електродвигуні світлодіод Оптрон вимикався, а при розгоні включався, і діністор, відкриваючись, підключав паралельно резистори R6 резистор R7. Таким чином, тривалість імпульсів відкриваючого напруги автоматично зменшується, ніж підтримується встановлена мала частота обертання. Далі тривалість імпульсів відкриваючого напруги визначається моментом навантаження на вихідному валу двигуна і положенням движка змінного резистора R4. На середніх і високих частотах обертання зворотній зв'язок впливу на роботу регулятора не надає.

Введення лампи розжарювання EL1 дозволяє при зміні падіння напруги на колекторі електродвигуна від 0 до 120 В підтримувати струм у вхідний ланцюга Оптрон не більше 40 мА, що не перевищує допустимого. Опір нитки лампи розжарювання визначається її температурою і відповідно прикладеним напругою; чим воно більше, тим більше опір.

У регуляторі використані постійні резистори МЛТ; R9 – СВО-0, 15, R4 – СП4-2М (СПО-1), конденсатори C1 – МБГО-1 на номінальну напругу 400 В, C2 – МБМ на 750 В, CЗ – К73-11 на 250 В, C4 – МБМ на 160 В, C5 – К52-1Б. Замість діода КЦ405А можна використовувати КЦ402А-КЦ402В, КЦ403А-КЦ403В. Тріністор КУ202Н можна замінити на КУ202К-КУ202М, транзистор П307 – на КТ503В, КТ315Г, КТ3102А, КТ3117А, а П104 – На КТ501Ж, КТ361Д, КТ3107А, КТ3108А.

Лампа EL1 – на 220 В потужністю 15 Вт ("міньйон"), але підійдуть і дві послідовно з'єднані комутаторні лампи КМ60xО, 05.

Деталі регулятора, крім запобіжника FU1, конденсатора C1, резистора R1 і лампи розжарювання, розміщені на друкованій платі рис. 3 з одностороннього фольгованого склотекстоліти. Вона встановлена на двох стояках на основі педалі. Гніздо запобіжника, конденсатор C1, резистор R1 і патрон з лампою EL1 кріплять безпосередньо до основи педалі.

Друкована плата регулятора для швейної машини
Рис. 3.

Провідники ланцюга зворотного зв'язку можна припаяти безпосередньо до пружинам щіток колектора.

Налагодження регулятора починають при відключеній ланцюга зворотного зв'язку (для цього вивінчівают з патрона лампу EL1). Підбіркою резистора R2 в межах від 43 до 20 кОм домагаються сталого обертання вихідного вала електродвигуна під навантаженням (тобто з механізмом, для якого призначений привід) на середній і високій частоті обертання (без пропусків і ривків) при зміні опору резистора R4. Далі підключають ланцюг зворотного зв'язку, змінюючи значення опору резистора R8, домагаються плавності ходу приводу на малих частотах обертання електродвигуна.

При налагодженні пристрої потрібно дотримуватись особливої обережності і виконувати вимоги правил та заходів безпеки при роботі з електроустановками.

Радіо , № 3, 1990 р.