Управление однофазным вентилятором переменного тока с входом 0-10 В постоянного тока

У меня есть двигатель вентилятора, который представляет собой постоянный однофазный конденсаторный двигатель с расщепленной фазой: http://uk.rs-online.com/web/p/axial-fans/2781543/

В настоящее время я контролирую скорость этого вентилятора с помощью следующего контроллера: http://uk.rs-online.com/web/p/fan-speed-controllers/6685345/?origin=PSF_438361|acc

Как видите, регулятор скорости управляется вручную ручкой (вручную).

Мне нужно контролировать скорость этого вентилятора с помощью компьютерного программного обеспечения, которое использует плату сбора данных. Плата DAQ выдает напряжение в диапазоне 0-10 В постоянного тока. Поэтому мне нужно изменить скорость вращения вентилятора с помощью входа постоянного тока.

Вот полное фото схемы контроллера (они не делятся схемами):введите описание изображения здесь

Как видите, в этом небольшом контроллере используется кремниевый мостовой выпрямитель W06. Остальная часть схемы состоит из диака, резисторов, конденсаторов, потенциометра 220K, тороидального индуктора, предохранителя и регулируемого компонента (рядом с +MIN SPEED, и я не мог понять, что это такое). УЗ и У идет на веер. N, L и PE предназначены для входа в сеть переменного тока.

На медной стороне есть симистороподобный компонент. Вот другая сторона цепи:

введите описание изображения здесь

Первое, что меня смутило, это то, что есть только мостовой выпрямитель без симистора, и мне интересно, как это работает без ШИМ-сигнала? А что происходит при повороте потенциометра? Вот короткое видео, когда я поворачиваю пот (я могу показать только верхнюю часть напряжения, так как осциллограф не может отображать все): https://sendvid.com/5xr3yn4l Осциллограф показывает напряжение между клеммами двигателя (UZ и U ). Как видите, частота. остается постоянным, но форма сигнала меняется, а также изменяется среднеквадратичное значение напряжения (я проверял вольтметром).

Я планировал взаимодействовать с этой схемой для своей цели (управлять ею с помощью входа постоянного напряжения), но это кажется непростой задачей.

Либо мне нужно построить новую схему, либо купить другой контроллер. Я не смог найти на рынке регулятора скорости для моего случая, где можно было бы управлять этим вентилятором переменного тока с входом постоянного тока в диапазоне 0-10 В. Я думаю, мне нужно что-то вроде диммера, который управляется входом постоянного тока и может питать этот двигатель вентилятора.

Я был бы рад услышать некоторые предложения схемы или любой такой контроллер на рынке. Если мне нужно построить его, действительно ли мне нужен UC для этой цели?

даже если вентилятор двигается, в чем я сомневаюсь, я предсказываю, что вентилятор сгорит.
@TimSpriggs Что ты имеешь в виду? В каком случае сгорит?
потому что он не был разработан для такого напряжения (низкий и постоянный ток). Это будет медленное горение, но оно будет гореть.
Прежде всего: работает ли потенциометр как 3-контактный потенциометр или как 2-контактный переменный резистор. Если это последнее, вы можете заменить его светозависимым резистором (LDR) и использовать светодиод для генерации света (переменной яркости). Основным преимуществом этого является оптоизоляция между вашей схемой управления и вашей сетевой цепью.
@TimSpriggs Думаю, ты не понял моего вопроса. Я говорю об «контроле» переменного тока с помощью постоянного тока 0–10 В, а не о питании двигателя постоянным током.
ладно, тогда это может работать немного дольше. ржу не могу.
@transistor Есть ли у вас какие-либо предложения по управлению этим вентилятором с помощью переменной DC. Я имею в виду, что постоянный ток будет контролировать среднеквадратичное значение переменного тока. Я видел несколько проектов в сети, использующих симисторы, но они требуют uC.
Да, у меня есть некоторые идеи. Они не включают управление вентилятором переменного тока с постоянным током. Хотя сначала ответьте на мой вопрос.
@transistor Схема сейчас не со мной. Но я помню, когда я проверял сопротивления между правым контактом, средним контактом и левым средним контактом, они оба менялись. Как я могу проверить?
Посмотрите на медную сторону платы.
почему бы не использовать SSR как часть вашей схемы? Затем вы можете пульсировать SSR.
@transistor Думаю, я понял вашу точку зрения, но как вы думаете, в таком случае я смогу найти 220K LDR?
Я подозреваю, что это контроллер магнитного усилителя (насыщающего последовательного реактора). Он использует небольшой постоянный ток для управления большим переменным током. Вероятно, вы можете перепроектировать его и управлять им с помощью внешнего сигнала. Вам нужно выяснить, сколько постоянного тока используется для управления им.
Я нашел еще один элемент, спрятанный в медной стороне. Похоже на триак.
@transistor yes poti похож на 2-проводной вариабельный резистор. А вот резистор варьируется от 0 до 160К. Как вы думаете, фоторезистор все еще работает, или у вас есть другая идея?
Регулируемым компонентом рядом с «минимальной скоростью» является предустановленный потенциометр. Из ваших отличных фотографий я вижу, что он подключен последовательно с основным потенциометром и устанавливает значение сопротивления, когда основной потенциометр поворачивается до нуля. Это, вероятно, следует отрегулировать, чтобы при повороте ручки на минимальную скорость вентилятор надежно запускался при включении питания и не останавливался.
@транзистор, если ручка поворачивается до нулевого сопротивления, означает минимальную скорость с предустановкой этой серии, я думаю, это означает, что высокое эквивалентное сопротивление для схемы означает более высокую скорость. это означает, что увеличение светодиода уменьшит LDR и скорость двигателя. поэтому я думаю, что это означает, что 2N0934 может понадобиться пара Дарлингтона для инвертирования базового напряжения 0-10 В ?? Не могли бы вы также добавить перевернутую схему к своему ответу?
В вашем вопросе говорится, что вы используете ЦАП, управляемый компьютером. В этом случае вы инвертируете сигнал управления в программном обеспечении. Это упрощает аппаратное обеспечение и дает вам большую гибкость для масштабирования по вашему желанию и даже добавления коррекции для любой воспринимаемой нелинейности отклика.
Невозможно настроить программное обеспечение, но я мог бы использовать PNP
Почему вы удалили фотографии из своего вопроса?
боюсь нарушения авторских прав со стороны компании
но я могу отправить тебе, если хочешь
@transistor Мне интересно, почему в этой схеме есть двухполупериодный мостовой выпрямитель, а на задней стороне есть компонент с тремя ножками, но я не знаю, является ли это симистором. Это не похоже на схему диммера, как на eleccircuit.com/wp-content/uploads/2010/09/…
@transistor или эта схема похожа на postimg.org/image/carep5kkx ?
Мы видим, что дорожки на печатной плате мостового выпрямителя намного уже, чем на симисторе, так что это очень хороший признак того, что он находится в цепи управления, а не в цепи двигателя. Устройство почти наверняка является симистором, так как оно имеет широкие дорожки, соединенные с сетевыми клеммами и дросселем. Без полного фото обеих сторон платы ничего не скажешь. Попробуйте проследить это сами и задайте другой вопрос со схемой того, что вы выяснили.
Но зачем им выпрямлять напряжение? Насколько я видел, только в схемах управления напряжением SCR они делают это.
Я не знаю. Вы не показали нам остальную часть печатной платы. ;^)
На первом фото показана вся эта схема, других компонентов нет. С другой стороны на фото показан компонент с тремя ножками.
ХОРОШО. Нарисуйте схему, и мы попробуем разобраться, как это работает.
@transistor Я не мог нарисовать, это было слишком сложно, но если бы нашел схему, которая могла бы напоминать эту, и открыл новый вопрос: electronics.stackexchange.com/questions/234233/…

Ответы (1)

Из нашего обсуждения в комментариях ОП мы установили, что потенциометр подключен как двухконтактный переменный резистор, а не как трехконтактный потенциометр. Это дает возможность заменить его на LDR (светозависимый резистор).

Первый LDR, который я нашел в Интернете, — это NORP12 / NSL19-M51, доступный в RS.

Таблица 1. Базовая спецификация NORP12 / NSL19-M51 LDR.

введите описание изображения здесь

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Рисунок 1. Замените потенциометр на схему слева.

Попробуйте схему, показанную на рисунке 1.

введите описание изображения здесь

Рисунок 2. Спектральная чувствительность.

введите описание изображения здесь

Рисунок 3. 550 нм в спектре видимого света.

Похоже, что для LDR больше всего подойдет желтый или зеленый светодиод.

Безопасность

Светодиод / LDR будет оптоизоляцией между вашим микроконтроллером и контроллером вентилятора. Провода LDR следует рассматривать как живые. Снимите потенциометр, припаяйте несколько выводов к LDR и надежно закрепите его немного над платой. Установите светодиод в непосредственной близости и защитите комбинацию от рассеянного света. Непрозрачной трубки, такой как ручка или маркер, может быть достаточно. Убедитесь, что провода управления никогда не соприкасаются с LDR или печатной платой.

Проведите тест с батареей 9 В и различными резисторами, чтобы выяснить, какой ток светодиода обеспечивает минимальную и максимальную требуемую скорость.

Контроль

Ваш ЦАП может выдавать 0 - 10 В. Я предполагаю, что у вас есть полный контроль над выходом, так что если, например, вы можете получить полный диапазон управления скоростью с конкретным светодиодом - оптическая связь LDR (позиционирование) в диапазоне от 2 до 7,3 В, у вас не возникнет проблем с реализацией этого масштабирования в вашем программном обеспечении. В этом случае минимальная скорость (0%) может составлять 2 В, а максимальная скорость (100%) может составлять 7,3 В.

Если подумать, вы можете свести к минимуму риск повреждения контроллера, повернув потенциометр на максимальное сопротивление и добавив тестовые резисторы или LDR параллельно с потенциометром. Когда LED-LDR полностью погаснет, его сопротивление будет равно 1 МОм, что практически не повлияет на потенциометр. Вы также можете использовать потенциометр в качестве переопределения, если система DAC выйдет из строя.

схематический

смоделируйте эту схему

Рис. 4. Максимальный ток 5 мА непосредственно от ЦАП. Рис. 5. Эмиттерный повторитель выдает 20 мА (или больше, если уменьшить R2). Эмиттер будет на 0,7 В ниже выходного сигнала ЦАП из-за падения напряжения база-эмиттер. При необходимости можно последовательно подключить несколько светодиодов для увеличения светоотдачи.

См. рисунки 4 и 5, где представлены идеи о том, как управлять светодиодом. Обратите внимание, что ни один из них не включится, пока на светодиоде не появится примерно 1,5 В.

Я впечатлен количеством деталей в вашем ответе.
@ user16307 - думаю, это сработает. Имейте в виду, что светодиоду может потребоваться не менее 20 мА, а выход ЦАП может не обеспечить такой большой ток. Если вам нужен усилитель, подключите его к токовому выходу, чтобы сделать выходной сигнал светодиода более стабильным.
@ user16307: « Но резистор варьируется от 0 до 160K. Вы (sic) думаете, что фоторезистор все еще работает? » (из вашего комментария к моему предложению этой схемы на ОП). LDR снижается до 400 Ом при высоких уровнях освещенности. Отключите питание схемы, установите потенциометр на 1 кОм, включите питание и посмотрите, соответствует ли скорость необходимой вам скорости. Вы можете подключить два LDR параллельно, чтобы снизить сопротивление до 200 Ом. Они дешевые.
@transistor Большое спасибо за ваши замечательные полезные предложения, я попробую через несколько дней и дам отзыв как можно скорее. Но меня немного смущает последний пункт. Мне нужен резистор может доходить до 160К. Но в темноте я думаю, что эти резисторы идут на 1 МегаОм. Как я могу настроить верхний предел (когда светодиод не горит) на 160K и нижний предел на 200 Ом. Я был бы рад, если бы вы могли нарисовать то, что имеете в виду, как вы это сделали в своем ответе. Спасибо..
@Mark DAQ не имеет токового выхода. Он имеет аналоговый выход напряжения 0-10 В. Это плата сбора данных, которую я буду использовать: mccdaq.com/pci-data-acquisition/PCI-DAS6036.aspx Как вы думаете, будет ли достаточно тока для этого приложения? Если нет, то какой интерфейс вы бы порекомендовали для текущего?
@ user16307 - ЦАП может подавать 5 мА. Этого может быть или не хватить для светодиода. Вам нужно будет попробовать это, используя резистор серии 1,5 кОм. Если этого света недостаточно, я могу опубликовать схему схемы операционного усилителя, которая преобразует 0–10 вольт в 0–X миллиампер (где X равно максимальному току светодиода).
См. обновление, начиная с абзаца перед рис. 5.
@transistor Как вы оцениваете наименьшее значение сопротивления, которое может иметь LDR при воздействии светодиода в этом приложении? Я пытаюсь рассчитать эквивалентное сопротивление, когда LDR и потенциометр подключены параллельно. Когда темный эквивалент 1 МОм и 160k теоретически становится около 138k. Но я понятия не имею, когда светодиод дает максимальный свет, каково будет сопротивление LDR, поэтому я не мог рассчитать оценочное уравнение. сопротивление.
@Mark Я был бы рад, если бы вы могли опубликовать это, прежде чем я попробую, чтобы я мог как можно скорее протестировать и оставить отзыв обо всех вариантах сразу. Спасибо
Я не знаю. LDR не дорогие. Настройте его и проведите несколько экспериментов. Установите потенциометр на 138k, поставьте отметку рядом с ручкой, включите питание и посмотрите, какая разница в скорости между 138k и 160k.
@transistor Я заставил это работать, теперь я открыл соответствующий вопрос. Буду рад вашим мнениям: electronics.stackexchange.com/questions/231394/…
Управление однофазным вентилятором переменного тока с входом 0-10 В постоянного тока
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v