Регулятор скорости вращения вентилятора на 220В

Можно изменять скорость вращения вентилятора с помощью фазоимпульсного управления. Но это даёт плохой результат, при этом проявляется очень высокая чувствительность скорости к моменту включения симистора и нагрузке вентилятора. Намного лучшую стабильность скорости можно получить путём снижения рабочей частоты относительно значения 50 Гц.

Основная проблема состоит в том, каким образом это можно сделать, не затратив много усилий.
В [1] была предложена схема, которая решает данную проблему. Но, внимательно ознакомившись с ней и описанием работы, можно сделать вывод, что её трудно повторить, так как применённых в ней электронных компонентов в широкой продаже не найти. Было решено пойти своим путём, взяв за основу идею, предложенную в статье.

А идея состоит в том, чтобы с помощью симметричного тиристора пропускать через электродвигатель лишь каждую третью полуволну переменного сетевого напряжения, как показано на рис. 1. Хотя получившееся напряжение не является синусоидальным, его период можно рассматривать как в три раза увеличенный относительно сетевого (60 мс вместо 20 мс). Его гладкие импульсы с регулярными промежутками и чередующейся полярностью, протекая через обмотку двигателя, поддерживают оптимальное внутреннее магнитное поле статора, а, следовательно, и ротора.

В результате вентилятор работает с низкой скоростью и стабильно. Схема регулятора скорости вращения вентилятора приведена на рис. 2. Питание схемы выполнено по бестрансформаторной схеме с помощью гасящего конденсатора С1. Это упрощает и удешевляет конструкцию. Напряжение после конденсатора выпрямляется диодами VD1, VD2. В качестве стабилизатора для питания микросхем и транзисторов использован стабилитрон VD3 на 9 В. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживают конденсаторы С2 и С3.

Резистор R1 ограничивает ток через конденсатор С1 в момент первоначального включения в сеть, когда он полностью разряжен. На транзисторах VT1 и VT2, а также резисторах R2, R3, R4 выполнен узел, определяющий момент перехода сетевого напряжения через ноль. На резисторе R4 за несколько сот микросекунд до перехода напряжения через ноль формируется низкий уровень, а также, после перехода напряжения через ноль, ещё сотни микросекунд присутствует низкий уровень.

В целом, длительность импульса низкого уровня составляет около одной миллисекунды. Эти импульсы следуют с интервалом 10 миллисекунд. Элемент DD1.1 инвертирует импульсы, привязанные к переходу сети через ноль. Далее эти импульсы поступают на делитель частоты на три, т.е. на три входящих импульса, на выходе 13 микросхемы DD2 появляется только один.

Делитель выполнен по известной схеме на двух D-триггерах с обратными связями. По срезу импульса на выходе 13 DD2 с помощью дифференцирующей цепи C5R6 формируется импульс управления. Триггером Шмитта на элементе DD1.4 он инвертируется и открывает ключ на транзисторе VT3. Он, в свою очередь, открывает симистор VS1, который пропускает полуволну напряжения через обмотку электродвигателя.

Длительность управляющего импульса с помощью постоянной времени цепочки C5R6 подобрана так, чтобы триак открывался в начале полупериода и на время, необходимое для надёжного удержания симистора в открытом состоянии, так как ток через индуктивность обмотки отстаёт от напряжения на ней. Демпфирующая цепь R10C6 предназначена для ограничения скорости нарастания помеховых импульсов (dU/dt), возникающих при коммутации индуктивной нагрузки.

В некоторых случаях без этой цепи можно вполне обойтись. Конструкция и детали: В предлагаемой схеме необходимо использовать заведомо исправные электронные компоненты. Резисторы постоянные типа МЛТ, ВС, С2-29 или аналогичные импортные с мощностью рассеивания R1, R3 – 0,5 Вт, остальные – 0,125 Вт. Постоянные конденсаторы керамические малогабаритные импортные, исключая С1 и С6. Конденсатор С1 импортный пленочный, аналогичный отечественному типу К73-17. Электролитический конденсатор фирмы HITANO,
SAMSUNG или другой известной фирмы.

Диоды VD1, VD2 заменяются на отечественные КД209. Транзисторы КТ361Б и КТ315Б заменяются на импортные типа ВС558 и ВС548 соответственно. Микросхему D-триггера CD4013 можно заменить на К561ТМ2, микросхема DD1– CD4093 заменима на К561ТЛ1. Электронные компоненты установлены на плату из одностороннего фольгированного текстолита толщиной 1,5 мм и размерами 95 на 45 мм. Размещение компонентов приведено на рис. 3. Возможное расположение токопроводящих дорожек на печатной плате приведено на рис. 4.

Предложенная схема испытывалась с отечественным вентилятором типа ВВФ-71М и импортным ф. ADDA, модель AA1252MB-ATGL.