Устройство управления двигателем инкубатора
категория
Электроника в быту
Н. ЗАЕЦ, п. Вейденевка Белгородской обл.
Радио, 2002 год, № 5
В устройствах управления двигателем поворота лотков инкубатора [1, 2] применяются однофазные двигатели без реверса. Эти устройства применимы в маленьких инкубаторах, рассчитанных на закладку 30...50 яиц.
В предлагаемой статье описывается устройство управления трехфазным двигателем любой мощности, включенным в однофазную сеть. Оно может быть применено в инкубаторах фермерских хозяйств с закладкой яиц от 500 шт. (инкубатор из холодильника) до 50 тыс. шт. (промышленные инкубаторы типа "Универсал"). Это устройство работает в инкубаторе, изготовленном из холодильника, уже 11 лет. (про то как из старого бытового холодильника изготовить инкубатор читаем на сайте автора).
Конструкция содержит управляющий и силовой блоки.
Управляющий блок
Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)
Управляющий блок (рис. 1) включает в себя генератор и делители частоты на микросхемах DD2, DD4, DD5, формирователь включения двигателя на элементах DD6.1, DD1.1≈DD1.4, DD3.6, интегрирующую цепь R4C3, ключи на транзисторах VT1, VT2, реле К1, К2.
Генератор и делитель частоты до минутных импульсов собран по стандартной схеме на микросхеме DD2 (К176ИЕ12). Для деления до 1 ч используется делитель на 60 (микросхема DD4). Триггеры DD5.1 и DD5.2 осуществляют деление до 2 и 4 ч. Переключателем SA3 выбирают необходимое время, через которое будут поворачиваться лотки. Длительность импульсов на выходах триггера DD6.1 соответствует выбранному периоду времени. Фронты этих импульсов через элементы DD1.1≈DD1.3 включают двигатель поворота лотков.
По фронту импульса с прямого выхода триггера DD6.1, проходящего через элементы DD7.4, DD7.2, кроме того, включается реверс двигателя. Элементы DD1.4, DD3.6 необходимы для переключения режимов работы "Ручной" ≈ "Автоматический" и установки лотков в горизонтальное положение "Центр".
Для задержки включения двигателя после реверса служит интегрирующая цепь R4C3. При указанных на схеме номиналах это время составляет около 10 мс. Импульсы управления через транзисторные ключи VT1, VT2 включают реле пуска двигателя К2 и реле реверса К1.
При включении напряжения питания на одном из выходов триггера DD6.1 установится высокий потенциал, допустим, это вывод 1. Если концевой выключатель SF3 не замкнут, то на выходе элемента DD1.3 будет высокий уровень и сработают реле К1, К2. При следующем переключении триггера DD6.1 реле реверса К1 не включается, так как на вход элемента DD7.4 будет подан низкий уровень. Реле К1 и К2 включаются кратковременно, только на время поворота лотков, так как при срабатывании концевых выключателей SF2 или SF3 на выходе элемента DD1.3 установится низкий уровень.
Индикация состояния лотков (верх, низ) осуществляется светодиодами HL1, HL2. Надписи "Верх", "Низ" показывают положение переднего края лотка и являются условными, поскольку направление вращения двигателя легко изменить соответствующим подключением обмоток двигателя.
Силовой блок
Схема силового блока показана на рис. 2.
Реле КЗ и К4 (включаются попеременно) осуществляют коммутацию обмоток двигателя и, следовательно, управляют направлением вращения ротора. Поскольку реле К1 (в случае необходимости) срабатывает раньше, чем реле К2, то и включение двигателя контактами К2.1 произойдет после выбора контактами К1.1 соответствующего положения.
Кнопки SB 1 ≈SB3 дублируют контакты К2.1, К1.1 и предназначены для ручной установки положения лотков. Кнопку SB1 конструктивно устанавливают между кнопками SB2 и SB3 для удобства одновременного нажатия двух кнопок. Желательно под верхней кнопкой сделать надпись "Верх". Перемещение лотков в ручном режиме необходимо производить в положении переключателя SA2 "Выкл.".
Емкость фазосдвигающего конденсатора С6 зависит от схемы включения двигателя (звезда, треугольник) и его мощности [3]. Для двигателя, включенного по схеме "звезда", C=2800l/U, для включения по схеме "треугольник" C=4800l/U, где I=P/(1,73-Uη-cosφ); Р ≈ паспортная мощность двигателя в ваттах; cosφ ≈ коэффициент мощности; η ≈ КПД; U ≈ напряжение сети в вольтах; С ≈ емкость конденсатора в микрофарадах.
Устройство собрано на печатной плате (рис. 3). Реле КЗ, К4 и конденсатор С6 располагаются в непосредственной близости от двигателя.
В устройстве применены переключатели SA1, SA2 ≈ П2К, SA3 ≈ ПГ2-9-6П2Н. Концевые выключатели SF1 ≈ SF3 ≈ МП1105. Реле К1 и К2 ≈ РЭС49, паспорт РФ4.569.426. Реле КЗ и К4 можно применить любого типа на переменное напряжение 220 В с соответствующим максимальным током через контакты. Трехфазный двигатель М1 с редуктором можно применить любой с достаточной мощностью на валу для поворота лотков. Для расчета необходимо брать вес одного куриного яйца приблизительно равным 60 г, утиного и индейки ≈ 80 г, гусиного ≈ 190 г [4]. В авторском варианте применен двигатель ФТТ-0,08/4 мощностью 80 Вт.
На рис. 4 показана схема устройства для управления однофазным двигателем.
Концевые выключатели располагаются вокруг оси вращения лотков под необходимым углом. На оси закреплена втулка с резьбой М8, в которую ввинчен болт, замыкающий концевые выключатели.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глаголев О. Электронная автоматика малогабаритного инкубатора. ≈ Радио, 1997, № З. с. 45.
2. Григорьев А. Блок управления кинематикой инкубатора. ≈ Радио, 1999, № 10, с. 33.
3. Бастанов В. Г. 300 практических советов. ≈ М.: Московский рабочий, 1993. Скачать
4. Буртов Ю. и др. Инкубация яиц. Справочник. ≈ М.: Агропромиздат, 1990