RegulatorP obrotw

R O J silnika
E K 220V
T Y

Regulator obrotw
silnika 220V
kit AVT422
Problem regulacji obrotw
silnikw elektrycznych
doczeka si licznych
rozwiza, lecz nadal
otrzymujemy wiele listw z
probami, aby powrci do
tego tematu.
Przedstawiamy wic kolejny
projekt regulatora fazowego,
ktrego konstrukcja jest
oparta na ukadzie U2008B
firmy Temic.

Uwaga!
Opisany ukad przeznaczony jest
do regulacji prdkoci obrotowej sil
nikw komutatorowych zasilanych
napiciem sieci 220V, zwaszcza do
elektronarzdzi (np. wiertarka).
Ukad nie nadaje si do regulacji
silnikw prdu staego, silnikw bez
komutatorowych prdu zmiennego
rnego typu, ani do silnikw trjfa
zowych.
Ukad nadaje si do fazowej regu
lacji mocy odbiornikw innych ni
silniki (np. grzaki), ale wtakich za
stosowaniach nie s wykorzystane
specyficzne cechy uytego specjali
zowanego ukadu scalonego, apo
nadto niepotrzebnie generowane s
zakcenia zwizane ze sterowaniem
fazowym. Do regulacji mocy grzania
lepiej zastosowa sterowanie grupo
we, anie fazowe.
Do wykonania opisanego regula
tora wwersji podstawowej nie jest ko
nieczna ani wiedza osilnikach, ani
pene poznanie waciwoci uytego
ukadu scalonego. Wystarczy zmon
towa iuruchomi ukad wedug po
danych wskazwek.
Wyczerpujce informacje ouka
dzie scalonym, zawarte wpierwszej
czci artykuu, s przeznaczone dla
Czytelnikw zaawansowanych, kt
rzy zechc przeprowadzi ekspery
menty iwykorzysta wszystkie wa
ciwoci uytego ukadu scalonego.

Elektronika Praktyczna 5/98

Wielu elektronikw jest zainteresowanych budow regulatorw

obrotw rnorodnych silnikw
elektrycznych.
Najprostsze s ukady regulacji
obrotw silnikw prdu staego.
Natomiast samodzielna budowa
regulatora obrotw dla silnika
trjfazowego jest bardzo trudnym
zadaniem ina pewno nie powinni
si za to zabiera pocztkujcy
elektronicy. Pozostaj jeszcze jednofazowe silniki prdu zmiennego. Wystpuje kilka rodzajw takich silnikw.
Wtym miejscu naley przypomnie, e nie wszystkie silniki
jednofazowe daj si regulowa
przez zmian wartoci napicia
zasilajcego. Pocztkujcym elektrykom ielektronikom czsto wydaje si, e co jak co, ale zmniejszenie napicia na pewno zmniejszy obroty kadego silnika. Rozumuj nastpujco: jeli przy penym napiciu uzyskuje si prdko nominaln, aprzy braku napicia prdko zerow, to na
pewno istnieje takie napicie, przy
ktrym uzyska si prdko rwn powiedzmy poowie prdkoci
nominalnej.
Bd tego rozumowania tkwi
wnieuwzgldnieniu faktu, e
prdko obrotowa niektrych silnikw wyznaczona jest nie przez
warto napicia, tylko przez czstotliwo przebiegu zasilajcego.
Wprzypadku takich silnikw
zmniejszanie napicia owszem, obniy wpewnych warunkach prdko obrotow, ale moc oraz mo-

ment obrotowy spadn przy tym

do katastrofalnie maej wartoci.
Listy nadchodzce do redakcji
wiadcz, e wiele osb nie zdaje
sobie sprawy ztego faktu, apotem dziwi si, e jaki silnik
prdu zmiennego nie daje si
regulowa za pomoc ukadu, ktry dobrze reguluje obroty rcznej
wiertarki.
Naley wic jeszcze raz wyranie podkreli, e regulacja prdkoci obrotowej przez zmian napicia zasilajcego moe by przeprowadzana tylko wniektrych
silnikach - konkretnie w silnikach
komutatorowych, anie zda egzaminu wprzypadku innego rodzaju
jednofazowych silnikw prdu
zmiennego.

Podstawowe dane ukadu

scalonego U2008B
Regulator zawiera nowoczesny
ukad scalony U2008 produkcji
firmy Telefunken (wchodzcej
wskad koncernu Temic). Kostki
U2008 nie naley myli ze znan
wczeniej kostk U208, ktra rwnie miaa podobne zastosowanie,
ale nie miaa kilku moliwoci,
dostpnych wycznie wnowszym
ukadzie U2008. Oba wymienione
ukady wywodz si ze znanej od
lat kostki TEA1007, ktra rwnie
suy do fazowej regulacji mocy.
Wspomniane trzy ukady scalone
maj po osiem nek, ale nie s
wzajemnie wymienne. Na rynku
dostpnych jest jeszcze kilka podobnych ukadw do fazowej regulacji prdkoci obrotowej silni-

43

Regulator obrotw silnika 220V

nia kondensatora blok wyjciowy

wytwarza impuls, ktry podany
na bramk triaka otwiera go,
umoliwiajc przepyw prdu obcienia.
Napicie na kondensatorze ma
ksztat impulsw pioksztatnych,
czyli podobnych do zbw piy.
Naley zauway, e kondensator
jest rozadowywany nie wmomencie przejcia napicia sieci
przez zero, ale wczeniej, dokadnie wchwili, gdy napicie na
kondensatorze C (rys. 1) zrwna
si znapiciem na suwaku potencjometru. Regulujc to napicie
mona wic zmienia opnienie
impulsw wyzwalajcych triak
wstosunku do momentu przejcia
napicia sieci przez zero, atym
samym regulowa warto skuteczn napicia zasilajcego obcienie, a wic iprd obcienia.

Na rys. 2 pokazano blokowy

schemat wewntrzny ipodstawow aplikacj kostki U2008. Ukad
scalony U2008 zawiera blok zasilania, ktrego napicie wyjciowe wynosi 14,5..16,5V. Takie te
jest napicie zasilajce ukady
wewntrzne kostki. Napicie to
jest dostpne na nkach 4i5.
Jak si atwo domyli, nka
7to wejcie synchronizujce prac ukadu znapiciem sieci.
Rzeczywicie, obwd ten wykrywa moment przejcia napicia
sieci przez zero izeruje wtedy
wszystkie wewntrzne bloki ukadu.
Naley zauway, e mas
(elektrod wspln, punktem odniesienia) jest nka 4, natomiast
napicie zasilajce (na nce 5)
jest ujemne wstosunku do masy.
Takie rozwizanie wynika wprost
zpewnych waciwoci triaka.
Mianowicie triak moe by wyzwalany impulsami zarwno dodatnimi, jak iujemnymi. Jednak
wiksz czuo wyzwalania osiga si przy impulsach ujemnych
- std korzystne jest ujemne napicie zasilajce.
Dlatego te przebiegi na nce
2 mierzone wstosunku do masy
bd ujemne, czyli naley je
narysowa odwrotnie ni pokaza-

Rys. 1. Oglna zasada regulacji

fazowej.

kw (oraz regulacji mocy innych

odbiornikw), na przykad U209,
U210, U211 czy U2010. Wniniejszym artykule wyczerpujco opisano waciwoci isposb wykorzystania ukadu U2008. Oglna
zasada dziaania ukadu regulacji
fazowej zilustrowana jest na rys.
1.
Wmomencie, gdy chwilowa
warto napicia sieci energetycznej wynosi zero, kondensator C2
jest na pewno rozadowany. Po
rozpoczciu kadego pokresu
przebiegu napicia sieci kondensator ten jest adowany prdem
ostaej wartoci. Napicie na kondensatorze ronie liniowo, anastpnie kondensator jest rozadowywany. Wmomencie rozadowa-

44

Rys. 2. Blokowy schemat wewntrzny ipodstawowa aplikacja ukadu

U2008.

Elektronika Praktyczna 5/98

Regulator obrotw silnika 220V

Rys. 3. Kt zaponu wfunkcji

rezystancji doczonej do nki 6.

no na rys. 1. Analiza napi

iprzebiegw ujemnych mogaby
by dla niektrych Czytelnikw
do trudna, dlatego na rys. 1pokazano ogln zasad dziaania,
ilustrujc to przebiegami dodatnimi.
Napicie na nce 3(decydujce okcie zaponu triaka) jest
podawane z potencjometru P1.
Wedug katalogu, zakres napi
roboczych na nce 3moe wynosi -1..-9V. Na podstawie rys.
1, bez trudu mona si domyli,
e wkostce U2008 najwiksze
opnienie ikt zaponu triaka,
czyli najmniejsze napicie na obcieniu uzyskuje si przy napiciu na nce 3 rwnym -9V. Jak
ztego wida, potencjometr P1
suy do zmiany napicia wyjciowego regulatora.
Zprzedstawionych informacji
wynika, e dla uzyskania potrzebnego zakresu napi obcienia
(zwykle 0..95% napicia sieci),
naleaoby dokadnie dobra wartoci napi na obu kocach
potencjometru, by wynosiy one
-1V i-9V. Wymagaoby to do
precyzyjnego dobrania rezystorw,
wczonych szeregowo zpotencjometrem.
Konstruktorzy ukadu scalonego poszli zupenie inn drog.
Przewidzieli moliwo regulacji

prdu adowania kondensatora C2

przez zmian rezystancji doczonej do kocwki 6. Dziki temu
nie trzeba precyzyjnie dobiera
maksymalnych wartoci napicia
na nce 3(dobierajc mudnie
warto rezystancji rezystorw
wczonych szeregowo zpotencjometrem P1). Mona zastosowa
standardowe rezystory zszeregu,
apotem dla maksymalnego (najbardziej ujemnego) napicia na
nce 3, tak ustawi warto
potencjometru montaowego R8,
by uzyska maksymalne opnienie impulsw wyzwalajcych,
awic napicie na obcieniu
bliskie lub rwne zero.
Inaczej mwic, potencjometr
R8 ustala maksymalny kt zaponu triaka, czyli minimalne napicie (i prd) na obcieniu. Wpraktycznych zastosowaniach tak ustawia si potencjometr montaowy
R8, aby minimalne napicie na
obcieniu (np. silniku) wynosio
0..10V. Wwielu wypadkach to
minimalne napicie wcale nie
musi by rwne dokadnie 0V.
Zrys. 3 mona okreli przyblion warto rezystancji doczonej do nki 6, potrzebn do
uzyskania maksymalnego kta zaponu triaka. Przykadowo, dla
pojemnoci C2 rwnej 10nF rezystancja ta wynosi okoo 150k.
Co wane, czas trwania impulsw wyzwalajcych triak zaley
cile od pojemnoci C2 (rys. 2).
Kady nanofarad pojemnoci C2
wydua o 9s czas trwania impulsu wyzwalajcego na nce 8.
Przykadowo dla pojemnoci C2
rwnej 10nF, dugo impulsu
wyzwalajcego wyniesie:
tp = 9s/nF * 10nF = 90s
Jak wida zrys. 3, proponowane przez producenta wartoci pojemnoci C2 mieszcz si wzakresie 1,5nF..33nF.

Rys. 4. Dobr rezystora ograniczajcego.

Elektronika Praktyczna 5/98

Wiksze pojemnoci idusze

czasy trwania impulsu wyzwalajcego triak mogyby by potrzebne wprzypadku obcienia ocharakterze indukcyjnym. Wtakim
obcieniu prd narasta pomau
iprzy znacznej indukcyjnoci nie
zdy narosn powyej prdu
podtrzymywania triaka (oznaczanego wkatalogach IH). Po zaniku
impulsu wyzwalajcego triak wyczy si ze wzgldu na zbyt may
prd przewodzenia. Naley jednak
pamita, e zwikszanie dugoci
impulsu wyzwalajcego oznacza
jednoczenie wzrost prdu pobieranego przez ukad. Wtedy trzeba
zmniejszy warto rezystora R1
(rys. 2), by dostarczy potrzebnego prdu, zwracajc uwag, by by
to rezystor oodpowiedniej mocy.
Zrys. 4a mona okreli maksymaln warto rezystora ograniczajcego R1, wzalenoci od
zapotrzebowania na prd (IS redni pobr prdu). Rys. 4b

Rys. 5. Dobr prdu bramki triaka.

pokazuje, jaka musi by obcialno (moc) takiego rezystora.

Wpraktyce, zamiast zwikszania dugoci impulsu wyzwalajcego (przez zwikszanie C2), naley raczej rwnolegle zobcieniem indukcyjnym wczy szeregowy obwd RC tak dobrany, by
po wyzwoleniu triaka przez cay
czas zapewni przepyw prdu
owartoci powyej prdu podtrzymywania triaka IH (najpierw
przez obwd RC, potem przez
obcienie indukcyjne).
Rys. 5 pozwala dobra warto
rezystancji rezystora ograniczajcego prd impulsu wyzwalajcego
(wczonego midzy nk 8
abramk triaka), wzalenoci od
katalogowego prdu wyzwalania
danego triaka (IGT).
Powyej omwiono oglnie
dziaanie ukadu U2008 ijemu
podobnych. Kostka ta ma jednak

45

Regulator obrotw silnika 220V

Rys. 6. Przebiegi napicia iprdu

wobwodzie zindukcyjnoci.

szereg innych, bardzo interesujcych waciwoci imoliwoci.

Dodatkowe informacje
oukadzie U2008
Przy sterowaniu obcie
ocharakterze indukcyjnym wystpuje nie tylko problem dugoci
impulsu wyzwalajcego, wczasie
ktrego prd obcienia powinien
narosn do wartoci IH uytego
triaka. Trzeba pamita, e windukcyjnoci prd opnia si
wzgldem napicia, awic prd
obcienia bdzie pyn przez
triak jeszcze wczasie, gdy napicie sieci zmieni ju biegunowo
(po najbliszym przejciu przez
zero). Ilustruje to rys. 6. Jak
podano wczeniej, obwd synchronizacji zeruje wewntrzne obwody wmomencie przejcia napicia sieci przez zero. Po takim
wyzerowaniu ukad jest gotowy
do wytworzenia nastpnego impulsu wyzwalajcego triak. Jeli
jednak taki impuls zostanie podany na bramk triaka wczasie,
gdy przez ten triak pynie jeszcze
spniony prd zpoprzedniego
pokresu, to bdzie to impuls
stracony - triak jest przecie otwarty iprzewodzi a do chwili,
gdy prd przewodzenia zmniejszy
si praktycznie do zera. Natomiast
po zaniku prdu trak nie zostanie
otwarty, bo wtym pokresie nie
pojawi si ju nastpny impuls
wyzwalajcy. Triak zostanie otwarty dopiero wnastpnym pokresie.
Aby unikn takiego nieprzyjemnego zjawiska (wystpujcego
powszechnie przy sterowaniu obcieniem indukcyjnym, np. trans-

46

formatorem, za pomoc prosdo nastawionej wartoci. Funkcja

tego ukadu sterujcego ztriata dostpna jest po zastosowaniu
kiem idiakiem), ukad sterujednego kondensatora. Zostanie to
jcy powinien by wyposaoomwione wdalszej czci artyny wczujnik prdu, ktry
kuu.
zapobiegaby wytworzeniu imUkad ma take wewntrzne
pulsu wyzwalajcego przed
obwody zerowania, gwarantujce
zanikiem spnionego prpoprawn prac ibrak przypadkodu zpoprzedniego pokresu.
wych impulsw tu po wczeniu
Chodzi oto, by po zmianie
napicia zasilajcego.
biegunowoci napicia sieci,
Jak wspomniano, impulsy wyimpuls wyzwalajcy nie pozwalajce podawane na bramk
jawi si dopki nie zaniknie triaka s krtkie, trwaj jedynie
opniony prd zpoprzeddziesitki mikrosekund. Moe si
niego pokresu. Zilustrowawic zdarzy, e impuls wyzwano to na rys. 7. Dodatkowy lajcy pojawi si wmomencie,
obwd zabezpieczajcy nie
gdy wsterowanym silniku szczotpowinien dopuci, by imki przez uamek sekundy nie
puls wyzwalajcy pojawi si dotykay komutatora, albo te imwczasie, ktry na rys. 7zazna- puls wyzwalajcy pojawi si
czono na czerwono, bo wtym wmomencie krtkiego zakcenia
czasie przez obcienie itriak wprzebiegu napicia sieci. Wtapynie jeszcze taki spniony kich przypadkach triak nie zostaprd.
by otworzony, bo przecie warunWe wczeniejszych ukadach kiem trwaego otwarcia jest pojascalonych regulatorw, na przy- wienie si prdu wobwodzie
kad TEA1007 czy nawet wnow- gwnym jeszcze podczas trwania
szym U208, specjalny obwd (wy- impulsu wyzwalajcego.
korzystujcy jedn nk kostki
Konstruktorzy kostki U2008 poirezystor) monitorowa napicie myleli take otakich sytuacjach
na triaku. Jeli po przejciu na- iwyposayli swj ukad wobwd
picia sieci przez zero napicie ponownego wyzwalania (ang. retna triaku byo mae, rzdu 1..2V, rigger). Jeli triak nie zosta otto znaczy, e triak nie zosta warty impulsem wyzwalajcym
zablokowany ipynie przeze (co ukad stwierdzi, monitorujc
prd. Taki obwd blokowa ukad napicie na jego bramce), po
wytwarzania impulsw do czasu, czasie najwyej kilkuset mikrosea napicie na triaku zaczynao kund pojawi si nastpny impuls
rosn, to znaczy, e triak by wyzwalajcy. Jeli ion nie otwozablokowany.
rzy triaka, po kolejnych kilkuset
Wukadzie U2008 zastosowa- mikrosekundach pojawi si kolejno znacznie ciekawszy sposb ny impuls, apotem nastpne.
monitorowania prdu. Nie potrzePocztkujcym taki sposb praba ju specjalnej kocwki ani cy ukadu moe wydawa si
rezystora. Wewntrzny obwd do- skutecznym lekarstwem na probczony do nki 8kontroluje na- lem obcienia indukcyjnego ipopicie na bramce triaka.
Jeli napicie to jest
wysze ni 40mV, to
triak przewodzi prd.
Dodatkow zalet
ukadu jest moliwo
wprowadzenia obwodu
tzw. mikkiego startu.
To znaczy, e po wczeniu zasilania, nawet
gdy potencjometr regulacyjny P1 jest ustawiony na maksymaln
prdko obrotow, silnik nie szarpnie gwatownie, tylko bdzie pomau zwiksza prd- Rys. 7. Dziaanie obwodu zabezpieczajcego
ko obrotow od zera przed zbyt wczesnym wyzwalaniem.

Elektronika Praktyczna 5/98

Regulator obrotw silnika 220V

Rys. 8. Charakterystyki kocwki 3pracujcej jako wyjcie.

wolnego narastania prdu.

Wrzeczywistoci niewiele to pomaga, bo impulsy wyzwalajce
nadal s krtkie iprd wobcieniu nadal nie zdy narosn
do potrzebnej wartoci podtrzymywania. Jak wspomniano, lekarstwem na obcienie ocharakterze silnie indukcyjnym jest odpowiedni obwd RC wczony rwnolegle zobcieniem. Wpraktyce nie trzeba si tego obawia problem praktycznie nie wystpuje wprzypadku silnikw, amgby da osobie zna wzupenie
nietypowych zastosowaniach, na
przykad przy prbie umieszczenia triaka po stronie pierwotnej
transformatora.
Wnikliwych Czytelnikw na
pewno zainteresuje, dlaczego pomidzy potencjometrem P1, ank 3wczono potencjometr montaowy R10 (rys. 2). Wogromnej
wikszoci ukadw wejcia sterujce pobieraj bardzo may prd,
rzdu uamkw mikroampera lub
nawet pojedynczych nanoamperw. Wtakim wypadku wstawianie szeregowego rezystora midzy
potencjometrem aukadem zupenie mija si zcelem, bo spadek
napicia na tej dodatkowej rezystancji jest znikomy. Obecno potencjometru wukadzie zrys.
2wskazuje, e wobwodzie kocwki 3pyn prdy owartociach przynajmniej rzdu setek
mikroamperw. Tak jest wistocie
inie jest to przypadek.
Kocwka 3nie jest bowiem
prostym wejciem, ale jest jednoczenie wejciem iwyjciem. Wejciem, bo kt fazowy (opnienie
wyzwalania triaka) jest wyznaczony przez napicie na tej nce,
iwyjciem, bo kocwka ta moe
by rdem prdu. Wanie ten

Elektronika Praktyczna 5/98

prd wywoa spadek napicia na

rezystancji R10. Spadek ten doda
si lub odejmie od napicia na
suwaku potencjometru P1, atym
samym zmieni kt wysterowania
triaka. Dziki temu prdowi pyncemu przez nk 3 ispadkowi
napicia, jaki wywouje na rezystancji R10, moliwa jest podwjna
kompensacja: napiciowa iprdowa.
Przez nk 3, wwarunkach
powiedzmy wduym uproszczeniu spoczynkowych, nie pynie
aden prd inapicie sterujce,
okrelajce kt wyzwolenia triaka,
jest dokadnie rwne napiciu na
suwaku potencjometru P1. Jeli
jednak napicie sieci obniy si,
to wskutek dziaania obwodu kompensacji napiciowej pojawi si
prd wypywajcy zwyjcia, ktry spowoduje spadek napicia na
rezystancji potencjometru montaowego R10 izmian napicia na
nce 3wkierunku masy, co
zmniejszy kt wysterowania triaka
iutrzymanie niezmiennej wartoci
napicia na obcieniu.
Jeli zkolei obwd monitorowania prdu obcienia wykryje
wzrost prdu, to na wyjciu 3pojawi si prd, take wypywajcy
ztego wyjcia, co rwnie spowoduje spadek napicia na rezystancji R10 iprzesunicie napicia na
nce 3 wstron masy izwikszenie napicia na obcieniu (cay czas naley pamita, e ukad
jest zasilany napiciem ujemnym).
Powyszy opis jest uproszczony ima wyjani zasad kompensacji. Wrzeczywistoci obwody
kompensacji napicia sieci iprdu obcienia pracuj cigle
iwspdziaaj ze sob.
Prostsze ukady regulacji, choby znacznie starsza kostka TE-

A1007 czy nawet ukad U208, nie

maj takich interesujcych moliwoci kompensacji.
Ukad U2008 ma wic obwody
umoliwiajce automatyczn korekcj wysterowania triaka wzalenoci od napicia zasilajcego
iprdu. Przykadowo, jeli napicie zasilajce zmniejszy si
o10..20%, co jest moliwe iprawdopodobne, obwd kompensacji
napiciowej automatycznie zmniejszy kt wysterowania triaka (bdzie go troch wczeniej otwiera), czyli utrzyma na obcieniu
sta warto napicia iprdkoci
obrotowej, byleby tylko triak nie
by otwierany od razu na pocztku pokresu.
Podobnie dziaa obwd kompensacji prdu obcienia. Wzrost
prdu obcienia wskazuje na
silne obcienie mechaniczne silnika, czyli zmniejszenie prdkoci
obrotowej. Obwd monitorujcy
prd obcienia zmniejsza kt
wysterowania triaka, czyli zwikszy dodatkowo napicie zasilajce
iprd, aby take przy duym
obcieniu utrzyma moliwie sta prdko obrotow. Wanie te
bardzo interesujce funkcje mog
by zrealizowane dziki obecnoci
potencjometru R10.
Kompensacja napiciowa zrealizowana jest dziki prdowi pyncemu wobwodzie nki 7.
Wczeniej podano, e nka ta
suy przede wszystkim do synchronizacji przy przechodzeniu
napicia sieci przez zero. Teraz
okazuje si, e peni ona take
inn rol: warto prdu pyncego przez rezystor R2 informuje
owartoci napicia sieci. Prd
pyncy przez rezystor R2 jest
prostowany dwupowkowo, apo
wyprostowaniu iprzetworzeniu,
na wyjciu 3 pojawia si odpowiadajcy mu prd wpywajcy,
tyle, e kilkunastokrotnie zmniejszony. Wzasadzie sprawa jest
bardzo prosta: prd (stay, wpywajcy) wskazujcy warto napicia sieci, pojawiajcy si na
nce 3jest 17-krotnie (14..20krotnie) mniejszy ni prd (zmienny) pyncy przez rezystor R1.
Zmieniajc stosunek rezystancji
R10 iR2 (rys. 2) mona dobra
taki wspczynnik kompensacji,
aby przy zmianie napicia sieci,
prdko obrotowa pozostawaa
staa.

47

Regulator obrotw silnika 220V

Opis urzdzenia

Rys. 9. Schemat ideowy moduu regulatora.

Obwd kompensacji prdu obcienia wykrywa spadek napicia

na rezystorze R6 (rys. 2) ite
dziaa wprosty sposb. Napicie
na rezystorze R6 jest prostowane
dwupowkowo iprzetwarzane na
prd kocwki 3ze wspczynnikiem 0,320A na kady miliwolt
napicia na rezystorze R6
(0,28..0,37A/mV). Przykadowo,
jeli na rezystorze R6 wystpuje
spadek napicia rwny 200mV, to
na wyjciu 3pojawia si prd
wypywajcy owartoci:
0,32A/mV * 200mV = 64A
Dobierajc warto rezystancji
R6 (aby nie przekroczy szczytowej wartoci spadku napicia na
nim rwnego 300mV) oraz warto R10 mona tak skompensowa ukad, by przy wzrocie
obcienia silnika prdko obrotowa pozostawaa staa. Rys. 8a
i8b pokazuj zaleno prdu
kocwki 3od prdu pyncego
przez rezystor R2 inapicia na
rezystorze R6.
Zpowyszych danych jednoznacznie wynika, e uzyskanie
dobrej kompensacji napiciowej
iprdowej wymaga albo obliczenia potrzebnych wartoci rezystancji R2, R6 iR10, albo ich
dobranie eksperymentalne. Gwnie dotyczy to wartoci R6, ktra
musi by dostosowana do konkretnego obcienia.
Cz Czytelnikw zapewne
jest wtym momencie przeraona
igotowa zrezygnowa zomwionych wanie interesujcych mo-

48

liwoci kostki. Nie ma powodu do

niepokoju! Wskazwki podane
wtej czci artykuu wzupenoci wystarcz do praktycznego wykorzystania obwodw kompensacji napiciowej iprdowej - trzeba tylko przeprowadzi kilka prostych eksperymentw zobnianiem
ipodwyszaniem napicia sieci
imechanicznym obcianiem silnika.
Mniej dowiadczeni Czytelnicy
zupenie nie musz si obawia
wspomnianych trudnoci, bowiem
wprosty sposb mona wyczy
obydwie kompensacje ipomimo
tego uzyska regulator obrotw
silnika, wyposaony przy okazji
wszereg dodatkowych, cennych
funkcji, opisanych we wczeniejszych akapitach.
Nawet wicej: jeli kto chce
wykorzysta funkcj mikkiego
startu, musi zrezygnowa zkompensacji prdu obcienia, bo funkcje te wykorzystuj t sam
kocwk (nka 1) inie mona
ich wykorzysta jednoczenie (osoby zainteresowane wykorzystaniem obu tych funkcji musz zastosowa inn kostk, na przykad rozbudowany ukad U2010).
Natomiast wyczenie
kompensacji napicia sieci
nastpuje po wczeniu
midzy nk 7amas (n.
4) dwch diod Zenera
onapiciu 6,2V, wczonych szeregowo-przeciwsobnie.
Rys. 10.

Schemat ideowy praktycznego

ukadu regulacyjnego pokazano na
rys. 9. Jest to wzasadzie fabryczna aplikacja, umoliwiajca albo
zrealizowanie funkcji mikkiego
startu (przez zastosowanie kondensatora C1 izwarcie R4 - rys.
9), albo te wprowadzenie kompensacji prdu obcienia (bez
kondensatora C1, ale zrezystorem
R4 izwor Z-Z1). Jak wspomniano, diody Zenera D2 iD3 umoliwiaj wyczenie obwodw kompensacji napicia sieci iobwodu
ponownego wyzwalania (retrigger).
Potencjometr umoliwia pynna
regulacj obrotw. Kondensator C2
iczynna rezystancja potencjometru PR2 wyznaczaj maksymalny
kt zaponu, czyli minimalne napicie skuteczne na obcieniu.
Potencjometr PR1 umoliwia
midzy innymi dobranie zakresu
zmian kta fazowego, by wskrajnych pooenia gwnego potencjometru P1 uzyska na obcieniu napicia bliskie zeru ipenemu napiciu sieci.

Monta iuruchomienie
Uwaga! Wopisanym ukadzie
wystpuj napicia grone dla
ycia izdrowia. Osoby bez odpowiednich kwalifikacji mog wykona iuruchomi opisany
ukad tylko pod opiek wykwalifikowanych osb dorosych.
Monta ukadu na pytce zrys.
10 nie powinien nikomu sprawi
trudnoci. Wwersji podstawowej
nie przewiduje si rezystora R4,
naley go zastpi zwor. Naley
wlutowa kondensator C1, nie
montowa zwory Z- Z1. Wzestawie AVT-422B przewidziano diody Zenera D2, D3, ktrych wlutowanie wyczy kompensacj napiciow iponowne wyzwalanie.
Po zmontowaniu naley doczy
obcienie (np. silnik wiertarki)

Schemat montaowy.

Elektronika Praktyczna 5/98

Regulator obrotw silnika 220V

iustawi rezystancje potencjometrw PR1 iPR2.
Jest to bardzo atwe inikomu
nie powinno sprawi trudnoci.
Najpierw, przy ustawieniu potencjometru P1 na minimum, naley
ustawi PR2 tak, by napicie na
obcieniu (silniku) wynosio
0..10V. Potem, wdrugim skrajnym
ustawieniu potencjometru P1, naley za pomoc PR1 ustawi maksymalne napicie na obcieniu,
zblione do napicia sieci. Wczeniej naley zmierzy napicie sieci, bo czsto rni si od nominalnego. Maksymalne napicie na
obcieniu bdzie okilka woltw
mniejsze od napicia sieci.
Po takiej regulacji jeszcze raz
naley sprawdzi napicie na obcieniu, przy ustawieniu P1 na
minimum - zazwyczaj nie bdzie
potrzebna adna korekcja pooenia PR2.
Ukad modelowy zosta wyprbowany najpierw wwersji zkondensatorem C1 (mikki start) idiodami Zenera D2, D3. Tym samym
oba obwody kompensacji zostay
wyczone.
Wyprbowano wspprac
ukadu zarwno zwiertark elektryczn, jak izarwk. Nie wy-

Elektronika Praktyczna 5/98

stpiy adne problemy. Pniej

wyprbowano dziaanie ukadu
bez diod D2, D3 - ukad rwnie
pracowa poprawnie, trzeba tylko
byo nieco skorygowa ustawienie
potencjometrw PR1 iPR2.
Zaawansowani Czytelnicy zapewne zechc wyprbowa dziaanie obwodw kompensacji. Naley wtedy wlutowa dobrany
samodzielnie rezystor R4, wlutowa zwor Z-Z1, anie montowa
C1, D2, D3. Wskazwki dotyczce
doboru elementw zostay podane
wpocztkowej czci artykuu.
Uwaga! Na elementach ukadu
moe wystpi pene napicie
sieci. Wszelkie regulacje potencjometrw naley przeprowadza
po odczeniu ukadu od sieci,
awadnym wypadku wpracujcym ukadzie!
Zestaw AVT-422 jest przeznaczony do celw edukacyjnych,
anie do pracy w, niekiedy trudnych, warunkach warsztatowych.
Osoby, ktre chciayby wykorzysta go do innych celw ni
eksperymenty, musz we wasnym zakresie zatroszczy si
oobudow, skutecznie chronic
przed poraeniem. Dla zwikszenia bezpieczestwa, wskazane by-

WYKAZ ELEMENTW
Rezystory
R1: 680k
R2: 22k/2W
R3: 180
R4: zwora (patrz tekst)
R5: 220k
PR1: 100k
PR2: 220k lub 470k
POT1: potencjometr 47k/A
Kondensatory
C1: 4,7F/25V
C2: 10nF foliowy MKT
C3: 100nF foliowy MKT
C4: 100F/25V
Pprzewodniki
D1: dioda 1N4007
D2, D3: diody Zenera 6,2V
T1: triak 4..6A 600V (np. TIC226,
BTA12/600)
U1: U2008

oby zastosowanie potencjometru

zok ztworzywa sztucznego.
Wykonawca ukadu musi si
zatroszczy, by zastosowana obudowa ijej waciwoci ochronne
odpowiaday obowizujcym przepisom bezpieczestwa.
Piotr Grecki, AVT
Zbigniew Orowski

49