ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ОБОРОТОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

При постройке радиоуправляемых моделей, в которых используются электродвигатели, предусматривают специальные приборы управления скоростью и направлением вращения ротора. Обычно применяют контактные устройства, устанавливаемые на рулевые машинки, или электронные регуляторы оборотов («спид-контроллеры»). Регуляторы промышленного производства весьма дороги и часто не являются оптимальными. Предлагаю несколько простых схем, совместимых со стандартной аппаратурой радиоуправления, предназначенных для использования на судомоделях классов F2, FSR-ECO и радиоуправляемых игрушках.

Типовая блок-схема реверсивного регулятора оборотов малой мощности приведена на рис. 1. Она работает следующим образом. Импульс с приемного устройства поступает на вход опорного ждущего мультивибратора и передним фронтом запускает его. Входной и выходной импульсы ждущего мультивибратора следуют на схему сравнения, имеющую два выхода, и в случае несовпадения длительностей на том или другом выходе (в зависимости от того, какой импульс больше) формируется разностный импульс.

Далее он «растягивается» по времени на интеграторах, формируется в виде широтно-импульсного сигнала на пороговых устройствах и усиливается на мостовом выходном каскаде.

Регуляторы, имеющие описанную блок-схему, просты, не требуют сложной регулировки, но имеют небольшую выходную мощность. Их рабочее напряжение, как правило, не превышает 12 В, рабочий ток — нескольких ампер.

Ждущий мультивибратор и схема сравнения собраны на микросхеме К561ЛЕ5, содержащей четыре логических элемента типа 2ИЛИ-НЕ (рис. 2). Разностные импульсы через диоды и ограничительные резисторы подаются на RC-цепочки, использующиеся в качестве интеграторов. Пороговые устройства и мостовой усилитель мощности выполнены на микросхеме ТА7291. Она разработана фирмой TOSHIBA для управления электродвигателями загрузки кассет в видеомагнитофонах и вполне подходит для небольших моделей класса F2A. Эта микросхема имеет большое входное сопротивление (150 кОм), схему защиты от одновременного срабатывания и защиту от перегрузки. Максимальный рабочий ток ее — 2 А (при токе нагрузки 1 А), падение напряжения — 1,2 В. Допускается параллельное включение до четырех таких микросхем, что позволяет увеличить выходной ток регулятора. ТА7291 выпускается в двух вариантах корпуса — Р и S. Отличие заключается в размерах и рассеиваемой мощности, которая у Р в четыре раза больше, чем у S. Микросхему в корпусе варианта Р можно устанавливать на радиатор теплоотвода.

Для небольших моделей и игрушек в качестве порогового устройства и усилителя мощности можно использовать микросхему LB1638. Она отличается миниатюрными габаритами и малым падением напряжения; максимальный рабочий ток ее — 1 А, напряжение — 12 В.

Для моделей с более мощными двигателями подойдет регулятор оборотов, блок-схема которого показана на рис. 4. В этом регуляторе, в отличие от предыдущего, имеются две схемы сравнения: детектор длительности, который задает направление вращения, и схема выделения разностного импульса, которая «растягивает», ограничивает и подает импульс на усилитель мощности. Выходная мощность регулируется транзистором, а направление вращения — реле, управляемым детектором длительности.

Регулятор, выполненный по такой блок-схеме, не имеет теоретического ограничения выходной мощности. На практике выходной ток ограничивается характеристиками транзистора (современные полевые транзисторы допускают более 100 А) и контактов реле (автомобильные работают и при токах более 30 А). Рабочее напряжение ограничивается только характеристиками реле.

Ждущий мультивибратор и детектор длительности мощного регулятора (рис. 5) построены на микросхеме К561ТМ2, представляющей собой два независимых D-триггера с динамической записью. Схема сравнения и пороговое устройство собраны на микросхеме К561ЛП2, в ее состав входят четыре элемента типа «Исключающее ИЛИ». Выходной транзистор КТ829 (КТ827) должен иметь коэффициент усиления не менее 1000 и устанавливаться на радиаторе теплоотвода. Максимальный выходной ток регулятора 4 А (КТ829) или 8 А (КТ827). Такие токи способно надежно выдерживать реле типа РЭС9. Принципиальная электрическая схема простейшего регулятора оборотов для моделей класса FSR-ECO представлена на рис.6. Она работает так же, как и схема, приведенная на рис. 2, но без реверса. Напряжение питания подается на приемник через регулятор. В качестве оконечного каскада усилителя мощности используются полевые транзисторы BUZ100, выпускаемые фирмой PHILIPS для применения в мощных ключевых устройствах. Максимальный импульсный ток регулятора — 100 А, максимальный в течение 5 с — 50 А, максимальный ток длительного включения — 20 А. Максимальное напряжение питания — 18 В. Падение напряжения на регуляторе не более 0,3 В при токе 20 А. Выходные транзисторы должны устанавливаться на радиаторах теплоотвода.

При снижении напряжения питания до уровня менее 7,2 В максимальный выходной ток уменьшается. Для его увеличения допускается параллельное подключение дополнительных транзисторов. Транзисторы BUZ100 можно заменить на аналогичные производства других фирм или на менее мощные, но с параллельным подключением.

Во всех описанных регуляторах допускается применение любых типов резисторов и конденсаторов, рабочее напряжение последних должно быть не менее 20 В. Электродвигатели необходимо оборудовать системой гашения помех.

В. ЖОРНИК,

мастер спорта, инженер,

г. Королев, Московской обл.