Регулятор для швейної машини

Пристрій розроблений для плавної зміни частоти обертання валу електродвигуна швейної машини, але може бути використаний і для інших побутових приладів з колекторними двигунами послідовного збудження з живленням від мережі, наприклад, МШ-2, КН40. Принципова схема регулятора зображено на рис.1, а графіки, що пояснюють його роботу – на рис.2.

Основою пристрою служить фазоімпульсний триністорний регулятор (VS1, VT1, VT2, C4, R4, R5). Ланцюг складається з конденсатора C4, резистора R5 і змінного резистора R4. Тривалість часу зарядки конденсатора C4 до напруги Ucpaб, при якому відкривається аналог одноперехідного транзистора (VT1, VT2), а слідом за ним і триністор VS1 залежить від положення двигуна змінного резистора R4. Тривалість зарядки буде найбільшою за максимального значення опору резистора R4 і найменшої при мінімальному. Криві, намальовані червоним та синім кольором, зняті за деяких двох положень двигуна резистора R4; час зарядки конденсатора C4 відповідно t1 та t2. При зміні опору резистора R4 змінюється час t3 і t4, протягом якого триністор знаходиться у відкритому стані в кожному напівперіоді, а отже, і частота обертання двигуна.

Триністорний регулятор живиться пульсуючим напругою параметричного стабілізатора, що складається з резистора R2 і стабілітронів VD3, VD4. Конденсатор CЗ захищає пристрій від високочастотних перешкод, а діод VD2 - керуючий ланцюг тріністора від зворотної напруги, що виникає при перемиканні регулятора. Резистор R1 і конденсатори C1, C2 знижують рівень перешкод радіоприймання, що створюються працюючим peruлятором та електроприводом.

Резистори R3, R6 та R8забезпечують необхідний режим роботи транзисторів VT1, VT2, причому паралельно резистори R6 підключений резистор R7, який дозволяє зменшити тривалість імпульсів відкриває напруги при відкриванні диністора оптрона.

Оптрон U1 - елемент зворотного зв'язку, який використаний у пристрої для забезпечення відповідності потужності на валу електродвигуна змінному моменту навантаження при малій частоті обертання валу. Такий режим типовий усім швейним машинам 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 більшу, ніж потрібно частоту. Крім того, при торканні двигуна необхідно створити надмірну потужність, а це призводить до надмірно швидкого розгону приводного валу швейної машини. Все це вимагає від оператора певної вправності. Введення зворотного зв'язку на оптроні дозволяє позбутися зазначених недоліків.

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

Параметри елементів ланцюга зворотного зв'язку підібрані таким чином, щоб при загальмованому електродвигуні світлодіод оптрона вимикався, а при розгоні вмикався, і диністор, відкриваючись, паралельно підключав резистору R6 резистор R7. Таким чином, тривалість імпульсів напруги автоматично зменшується, чим підтримується встановлена мала частота обертання. Далі тривалість імпульсів напруги, що відкривається, визначається моментом навантаження на вихідному валу двигуна і положенням движка змінного резистора R4. насередньої та високої частоти обертання зворотний зв'язок впливу на роботу регулятора не надає.

Введення лампи розжарювання EL1 дозволяє при зміні падіння напруги на колекторі електродвигуна від 0 до 120 підтримувати струм у вхідному ланцюзі оптрона не більше 40 мА, що не перевищує допустимого. Опір нитки лампи розжарювання визначається її температурою та відповідно доданою напругою; чим вона більша, тим більший опір.

У регуляторі використані постійні резистори МЛТ; R9 – СПО-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, C5 - К52-1Б. Замість діода КЦ405А можна використовувати КЦ402А-КЦ402В, КЦ403А-КЦ403В. Триністор КУ202Н можна замінити на КУ202К-КУ202М, транзистор П307 - КТ503В, КТ315Г, КТ3102А, КТ3117А, а П104 - на КТ501Ж, КТ361Д, КТ3107А, КТ. 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 та лампи розжарювання, розміщені на друкованій платі (рис.3) з одностороннього фольгованого склотекстоліту. Вона встановлена на двох стійках на підставі педалі. Гніздо запобіжника, конденсатор C1, резистор R1 та патрон з лампою EL1 кріплять безпосередньо до основи педалі. Провідники ланцюга зворотного зв'язку можна припаяти безпосередньо до пружин щіток колектора.

Налагодження регулятора починають при відключеному ланцюгу зворотного зв'язку (для цього викручують лампу EL1 з патрона). Підбіркою резистора R2 в межах від 43 до 20 кОм домагаються стійкого обертання вихідного валу електродвигуна під навантаженням (тобто механізм, для якого призначений привід).на середній та високій частотах обертання (без перепусток і ривків) при зміні опору резистора R4. Далі підключають ланцюг зворотного зв'язку, змінюючи значення опору резистора R8, домагаються плавності приводу ходу на малих частотах обертання електродвигуна. При налагодженні пристрою потрібно дотримуватись особливої обережності та виконувати вимоги правил та заходів безпеки при роботі з електроустановками.