ミシンモーターコントロールユニット。スキーム、説明

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ミシンモーターコントロールユニット。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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家庭用ミシンは、多くの場合、2 V、220 Hz の AC 主電源で駆動される MSH-50 整流子モーターを取り付けることで電動化されています。標準のペダルによるこのエンジンの制御は信頼性が低く、また、常に購入できるとは限りません。提案された設計では、光学式位置センサーを備えた自作のペダルが使用され、ペダルを強く押すとエンジンが強制的に加速されます。ミシンの特性であるモーター軸の変動負荷に対しても、ペダルで設定した速度は変化しません。最大周波数を制限することができ、縫製中に制限閾値を調整することができます。

制御ユニット（電源ユニットなし）の図を図に示します。 1. モーターシャフト速度センサーは、オープン光チャネル U1 を備えたフォトカプラで、その信号はトランジスタ VT1 とシュミットトリガー DD1.1 によって増幅および形成されます。

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図に示すように。図２に示すように、モータハウジング１に小さな基板がネジ２で固定されている。フォトカプラ 2 に取り付けられたフォトカプラ 1 は、ハウジング 2 に特別に開けられた穴に入ります。フォトカプラの光学窓は、シャフト 3 に取り付けられたファンインペラから 1 ～ 1 mm の距離にある必要があります。 2. マスクが適用されます。オプトカプラに面したインペラの表面の詳細 5) の図 A。彼女は白と黒で描かれています。表面を黒くして、ホイルを貼り付けることもできます。インペラに対するフォトカプラの位置を調整し、抵抗器 R4 の値を選択することにより、モータシャフトが回転するときにトランジスタ VT2 のコレクタ上のパルスの最大範囲が達成されます。

ミシンモーターコントロールユニット

マスク上には合計 16 個の光セクターがあり、その結果、シャフト 2.1 回転ごとに 16 個のパルスが単一のバイブレーター DD4 の入力で受信されます。それらのそれぞれに応答して、単一のバイブレータは固定振幅と持続時間のパルスを生成するため、単一のバイブレータの出力における電圧の一定成分は回転速度に比例します。オペアンプ DA12 のカスケードによって増幅およびフィルタリングされた定数成分は、速度安定化システムのフィードバック信号として機能します。電圧の周波数依存性の急峻さは、同調抵抗器 RXNUMX によって設定されます。

ペダルのデザインを図に示します。 3. 可動部 2 と固定ベース 1 は、押し付けに抵抗するバネ 3 によって接続されています。フォトカプラ 4 (U2 と同様の U1、図 1 を参照) はベース 1 に配置されます。フォトカプラ 4 から反射板 5 までの距離に応じて、取り付けられます。可動部分２上で、ＬＥＤフォトカプラ４によって放射され、そのフォトトランジスタの感応面に戻される光の量が変化し、その結果、フォトトランジスタの電流が変化する。 DA2 チップのカスケードは電流を電圧に変換します。抵抗器 R4 の値は、ペダルの全ストロークが DA1 の出力電圧の 7 から約 -1 V の変化に対応するように選択されます。

ミシンモーターコントロールユニット

オペアンプ DA2 - 安定化システムの比較要素および誤差信号増幅器。その入力は回転速度とペダルの位置に比例する信号を受け取り、ダイオード VD5 を介した出力電圧がコンパレータとして機能するオペアンプ DA3 の入力 3 に印加されます。

コンパレータの入力 3 は、ダイオードブリッジ VD1 ～ VD4 とトランジスタ VT2 のカスケードで構成される鋸歯状電圧発生器に接続されています。 6 V に低下した主電源電圧がブリッジに印加されます。主電源電圧がゼロを通過する瞬間、ブリッジのすべてのダイオードが閉じ、抵抗器 R2 を流れる電流によってトランジスタ VT6 が開くとき、コンデンサ C1 はほぼ電源電圧まで充電されます。各半サイクルの主電源電圧の瞬時値はゼロとは異なり、したがって、ブリッジ１０によって整流された正の電圧がトランジスタＶＴ２のベースに作用し、トランジスタＶＴ２を閉状態に保つ。コンデンサ C2 は抵抗 R1 を介して放電されます。この抵抗の値を選択することにより、コンデンサの両端の電圧が約 10 V を下回らないことが保証されます。そうしないと、ペダルを放してもモーターシャフトが回転し続けます。

DA3 の出力におけるパルスの減衰は、主電源電圧がゼロを通過する瞬間と一致し、時間軸上のフロントの位置はオペアンプ DA2 の出力における電圧に依存します。ダイオードD6と抵抗R25を介して、パルスはトランジスタVT4のベースに供給され、そのコレクタ回路にはオプトサイリスタU3.1のLEDと制限抵抗R28が含まれます。

図上。図４は、制御ユニットの電源部分の図を示しており、その要素の番号付けは図３で始まったものを継続している。 4. VD1 ブリッジの対角にあるサイリスタ U3.2 は、LED U8 によって生成される光パルスの開始とともに半サイクルごとに開きます。 VD3.1 ブリッジの 1 番目の対角線に含まれる電気モーター M8 は主電源電圧を受け取ります。サイリスタの開放光パルスが半サイクルの終わりまで継続するという事実により、ブラシアセンブリ内のコレクタモーターに特有の短期間の接触障害によるサイリスタの早すぎる (半サイクルの終了前) 閉鎖が防止されます。

ミシンモーターコントロールユニット

図に戻りましょう。 1. 上で説明したノードに加えて、このデバイスにはモーターに供給される電圧の平均値に対するリミッターがあります。リミッタは、単一のバイブレータ DD2.2 とトランジスタスイッチ VT3 で構成されます。各制御パルスの低下（主電源電圧のゼロ瞬時値と時間的に一致）は、DD2.2 単一バイブレータを起動し、そのパルスがトランジスタ VT3 を開きます。その結果、トランジスタ VT4 とそれに伴う光サイリスタ U3 は、ワンショットパルスが終了するまで開くことができません。このため、モーターの平均電圧は、可変抵抗器 R24 の位置に依存する値を超えることはできません。

実際の経験から、限界しきい値が低すぎると、エンジンは予備加速後に正常に動作しても、負荷がかかると始動できなくなることがよくあります。これに関連して、リミッターを強制的に停止するためのユニットが OS DA5 に組み込まれて提供されます。 DA6 のピン 4 の電圧は、回転速度に比例し、トリマ R20 によって設定された絶対値のしきい値よりも小さい間、DA5 の出力電圧は負になり、ダイオード VD7 が閉じ、VD2.2 の論理レベルは低くなります。単一バイブレータ DD2.2 の入力 R の電圧により後者が無効になり、モータが確実に始動できるようになります。回転速度が増加すると、入力 R DDXNUMX の低レベルが高レベルに置き換えられ、単一のバイブレータの動作が可能になります。

このユニットは、出力電圧が +9 および -9 V の安定化電源から電力を供給でき、正電圧回路では少なくとも 100 mA、負電圧回路では 30 mA の電流を供給できます。 6 V の交流電圧が、主電源変圧器の別の 1 次巻線からダイオードブリッジ VD4 ～ VDXNUMX に供給されます。そのような巻線がない場合は、必要な電圧を提供する追加の降圧トランスを使用できます。

ブロックは固定抵抗 MLT、可変 R24 - SP-1 を使用しました。トリマー R12、R20 - SPO-0,15。コンデンサC1、C3、C5 - 金属フィルム、C7 - MBHC、酸化物C2、C4、C6 - K50-35。トランジスタ KT502V は、KT502A、KT502D、KT502E、KT361B、KT361V、KT361G、および KT503V、KT503A、KT503D、KT503E、KT315B、KT315V、KT315P と置き換えることができます。 K564AG1マイクロ回路の代わりに、KR4098UD140 - K608UD140、K6UD140、KR7UD140の代わりに、その外来アナログCD708Bが適しています。 KTs405B ダイオードブリッジは、KTs402A、KTs403A、KTs403B、KTs403V、KD509A ダイオード - KD503A、KD510A、KD518A と置き換えることができます。

定格供給電圧で無負荷の MSH-2 モーターは、非常に高速 (最大 20000 min-1) を発揮できます。したがって、制御ユニットの調整中は、（生地や糸を使用せずに）アイドル状態で動作するミシンの駆動装置によってエンジンに機械的な負荷がかかることが望ましい。ほとんどのタイプのミシンの場合、これらの条件下でのモーターシャフトの最大回転速度は約 3000 min-1 で、これは 2.1800 つのバイブレーター DDXNUMX Hz のパルス繰り返し速度に相当します。

これらのパルスの持続時間は 0,8 ミリ秒である必要があります。モーターシャフトの最大速度でオペアンプ DA4 が飽和した場合、持続時間を短縮する必要があります。抵抗R16の値を選択することで補正されます。単一バイブレータ DD2.2 のパルス幅は、可変抵抗器 R24 を使用して 2 ... 6 ms の範囲で変更する必要があります。

ペダルをいっぱいに踏み込み、同調抵抗器R12のエンジンを図の左から右に動かし、エンジン回転数が下がる位置に設定します。調整された抵抗器 R20 は、負荷がかかった状態でエンジンが最も確実に始動するように調整されます。

無負荷のエンジンでコントロールユニットを調整する必要がある場合は、必要に応じて可変抵抗器 R3000 と抵抗器 R1 の定格を一時的に変更して、エンジンの速度を必要な 24 s-22 まで下げることができます。

著者: N.Shukov、ホメリ、ベラルーシ

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