Кружок радиоэлектроников

[Yurasvs]

Один ювелир притащил мне довольно интересную штучку, самодельный точильный станок для обработки ювелирных изделий. Кто-то механику и систему управления движком ему изготовил на заказ. Однако работа станка не устраивала заказчика, главным образом потому, что на низких оборотах сильно уменьшался крутящий момент, шпиндель не держал обороты, а то и вовсе норовил остановиться под нагрузкой.
Мотор там немецкий, коллекторный независимого возбуждения, номинальная мощность около 200Ватт при 3000об/мин Тот, кто делал ему управление, очевидно был каким-нибудь преподом-электриком-теоретиком. Схема собрана на клеммниках в корпусе от старого компового БП, представляет собой два китайских симисторных регулятора мощности с диодными мостами на выходе, один маломощный питает возбуждение, другой, более мощный - якорь. Спереди еще прилеплен стрелочный вольтметр, зачем-то показывающий напряжение на якоре. Нижний предел оборотов ограничен специально на уровне где-то 800об/мин, попытка уменьшить приводила к неустойчивой работе симистора на индуктивную нагрузку, мотор начинал дергаться и колбасить. Стандартный для таких случаев прием шунтирование симистора RC цепью и даже включение параллельно нагрузке связки из нескольких двухваттных резисторов не сильно улучшило ситуацию, колбасня пропадала, но оставался слишком слабый момент на низах. Решил радикально проапгрейдить. Датчик оборотов лепить не хотелось, сделал по принципу старых добрых кассетных магнитофонов, с положительной обратной обратной связью по току и одновременно отрицательной по напряжению. Использовал всякий хлам из старых комповых БП, ШИМ контроллер TL494, полевик и высоковольтный ультрабыстрый диод из PFC корректора. Для питания схемы управления купил за 20грн китайский зарядник для мобил и распилил его, а также поднял ему напряжение до 12Вольт путем замены стабилитрона. Поскольку токоизмерительный шунт удобно ставить в цепи минуса, ключевой транзистор поставил в плюсе, понадобился бутстрепный драйвер верхнего плеча, который я выковырял из старого упса. Частоту ШИМа установил около 16кГц. Параметры ООС-ПОС рассчитал так, чтобы схема имела отрицательное выходное сопротивление, примерно равное сопротивлению якоря по постоянному току. Заработало практически сразу, даже при одном обороте в секунду крутящий момент такой, что вал двигателя хрен удержишь руками. Регулятор возбуждения оставил симисторный, там обратные связи не нужны и кратность изменения достаточна 1:3.В итоге обороты можно плавно регулировать двумя ручками от 1об/с до 10000об/мин. Полный момент сохраняется до паспортных 3000об/мин, далее уменьшается за счет ослабления поля. Можно крутить и выше, но появляется шум и вибрация, производитель мотора не рекомендует. В общем, не сравнить с симисторами, диапазон гораздо шире, чем хотел заказчик. Любую установленную скорость держит мертво, нагрузки не замечает практически. Даже захотелось себе в дрель такое сделать, когда-то собирал простую схему на симисторе с ПОСТ, тоже работало, но полноценная схема с двумя обратными связями работает несравнимо лучше.