Toerental regelingen voor 230 V motoren

Gepost door Gerrit Jan Dreijer op woensdag 13 september 2017 21:51

Inleiding

Er worden nogal eens vragen gesteld over het regelen van 230 V AC motoren, en dat zijn dan motoren van het type spleetpool motor, kortsluitanker motor, condensator motor en de serie motor. Al deze motoren zijn te regelen via fase aansnijding, dat wil zeggen dat de fase (de positieve en de negatieve sinus) van 0 tot 180 graden aangesneden wordt.

Bij de spleetpool motor, de kortsluitanker motor en de condensator motor wordt op deze manier de zogeheten slip in de motor geregeld. Deze regeling werkt alleen goed als de motoren belast zijn, een onbelaste motor van dit type zal bij +/- 100VAC al voluit draaien. Onbelast valt er dus niet veel te regelen, maar belast daarentegen wel. Vooral bij de kleinere pompjes en ventilatoren werkt dit goed. Maar er zit ook een nadeel aan, doordat je dit type motoren op slip regelt verlies je ook nogal wat koppel in het laag toeren gebied. Hoe hoger het toerental wordt, des te meer koppel de motor weer levert. De serie motor daarentegen heeft daar minder last van.

De spleetpool motor, kortsluitanker motor en de condensator motor zijn dan ook beter te regelen met een frequentieregelaar, maar een 1-fase regelaar is nogal prijzig. De kortsluitanker motor heb je in 1-fase en in 3-fase uitvoering. De 3-fase motor gaan we hier niet regelen, maar wel bespreken.

Bij fase aansnijding wordt eigenlijk de spanning geregeld tussen 0 en 230 V AC en de frequentie blijft gelijk, namelijk 50 Hz. Bij een frequentieregelaar wordt zowel de frequentie als de spanning geregeld, ik heb daar een experimentele regeling voor gemaakt en die gaan we later ook bekijken. Maar we gaan nu eerst de motoren bekijken.

De spleetpool motor

Hieronder een plaatje van de spleetpool motor.

De spleetpoolmotorDe spleetpoolmotor

De spleetpool motor op het plaatje is een 1-fase inductiemotor met een speciale stator constructie. De stator heeft naast de hoofdwikkeling twee kortgesloten hulpwikkelingen. Deze wikkelingen zijn aangebracht in de spleetpool van de stator, op het plaatje is de kortsluitwinding te zien.

Door nu de hoofdwikkeling op 230 V AC aan te sluiten wordt er in de hoofdwikkeling een wisselend magnetisch veld opgewekt. Door de wisselwerking tussen de hoofdwikkeling en de hulpwikkeling wordt er een kortsluitstroom opgewekt in de hulpwikkeling. De kortsluitstroom is in fase verschoven ten opzichte van de stroom in de hoofdwikkeling. De in de spleetpool ontstane kortsluitstroom zorgt voor een na-ijlend wissel veld. In de motor ontstaat nu een draaiveld die voldoende sterk is om de motor in beweging te zetten. De draairichting van een spleetpool motor is altijd één kant op, de motor kan dus niet omgepoold worden.

De 1-fase kortsluitanker motor

Hieronder een plaatje van een 1-fase kortsluitanker motor.

De 1-fase kortsluitanker motorDe 1-fase kortsluitanker motor

De kortsluitanker motor of kooianker motor zoals deze motor ook wel genoemd wordt, is een asynchrone draaistroom motor. Dit is een inductie motor met een kortsluitanker, het kortsluitanker bestaat uit een geleidende kooi met een kortgesloten windingen. Dit type motor wordt veel gebruikt in kleine apparaten.

De stator van de motor bestaat uit een ringvormig pakket, aan de binnenkant van dit pakket zitten sleuven waar de spoelen in liggen. De motor heeft twee spoelen, namelijk een hoofd en een hulp wikkeling. Bij kleinere motoren wordt een kortsluitwikkeling gebruikt, deze genereerd een vertraagd magnetisch veld. Dat veld zorgt voor een klein start koppel, de stator wekt op deze manier een draaiveld op waardoor de motor kan gaan draaien. Ik heb dan ook met dit type motor getest. Bij dit type motor zitten de spoelen tegen over elkaar, en niet onder een hoek van 90 graden. Dus verwar dit type motor niet met een andere 1-fase kortsluitanker motor. Dit type motor kan maar één kant op lopen. Aan de buitenkant van de stator zitten allemaal koelribben om de opgewekte warmte in de motor af te voeren. Maar er zijn ook motoren die de koelribben niet hebben, die zijn gewoon glad aan de buitenkant.

De rotor van de motor is vaak opgebouwd van spuitgiet aluminium met staven erin verwerkt, de uiteinden van deze staven zijn doormiddel van een ring kort gesloten. Omdat de staven met de ringen een soort van kooi vormen, worden dit soort motoren ook wel kooianker motoren genoemd.

Een kortsluitanker motor werkt als een soort draaiende transformator. Het draaiveld dat in de stator wordt opgewekt en induceert een spanning in de rotor, doordat de rotor een gesloten elektrisch circuit vormt gaan er stromen lopen in de geleidende rotor staven.

De condensator motor

Hieronder een principe schema van een condensator motor.

De condensator motorDe condensator motor

De condensatormotor is een veel voorkomende 1-fase motor, hij komt dan ook voor in zowat ieder huishouden. De motor wordt toegepast bij ventilatoren, centrale afzuiging en wasmachines. Voor wasmachines worden wel steeds vaker borstelloze motoren gebruikt.

De motor is ook van het type kortsluitanker motor, in de rotor/anker zit ook een kortsluitanker of een kooianker. Hetzelfde dus als bij een 1-fase kortsluitanker motor. De condensator motor bevat ook één hulp- en één hoofdwikkeling. Deze wikkelingen zitten aan één kant aan elkaar, en aan de andere kant zit er een condensator tussen de hoofd- en hulpwikkeling. Deze condensator zorgt voor een fase verschuiving van 90 graden tussen de hoofd- en hulpwikkeling. De motor wordt op een net van 230 V AC aangesloten.

De wisselstroom in de statorspoel wekt een magnetisch veld op, dat veld wordt elke halve periode gewisseld en draait dan 180 graden. Dit magnetisch veld veroorzaakt twee draaivelden die even groot zijn, alleen zal de motor nu niet kunnen gaan draaien. De rotor zal dus stil blijven staan. Als je de rotor nu een klein zetje zou geven (links of rechtsom) dan zal de motor links of rechtsom gaan draaien. Het is natuurlijk niet de bedoeling om dit iedere keer te doen als je de motor aan zou zetten, en dat is nu precies wat de condensator voor ons doet. Die zorgt er dus voor dat de motor vanzelf aanloopt.

Deze motor kun je links of rechtsom laten lopen door de plek van de condensator naar de andere kant te verhuizen, alleen is dat niet bij alle motoren mogelijk. Maar als de bedrading van de hoofd en hulpwikkeling apart naar buiten zijn gebracht, kun je de condensator wel anders tussen de spoelen zetten zodat de motor wel omgepoold kan worden.

De serie motor

Hieronder een plaatje van de serie motor.

De serie motorDe serie motor

De serie motor die ook wel universeel motor genoemd wordt, omdat deze motor zowel op wisselspanning als gelijkspanning werkt. De serie motor wordt gebruikt in boormachines, stofzuigers, keukenmachines, schuurmachines, enzovoort.

Dit type motor is wel op verschillende manieren te regelen, dat kan met gelijkstroom en een PWM-regeling, maar ook via wisselstroom en een fase aansnij regeling.

De stator bestaat uit een weekijzer kern, met daarop de statorwikkelingen. De stator zorgt er voor dat er een magnetisch veld ontstaat. De rotor bestaat uit zo'n zelfde soort kern waar ook wikkelingen op liggen, deze wikkelingen zijn verbonden met de collector. De collector en de stator worden van stroom voorzien via de koolborstels, deze borstels worden via veren op de collector gedrukt.

De beide wikkelingen staan bij dit type motor in serie, vandaar de naam serie motor. Doordat de motor is voorzien van koolborstels en de collector daar met een paar duizend toeren per minuut langs draait, is dit wel aan slijtage onderhevig. Ook ontstaat er vonkvorming tussen de borstels en collector. Deze vonkvorming kan ook storing veroorzaken, wat hoorbaar is op een radio of zichtbaar op een TV. Dit kan echter verholpen worden door ontstoringscondensatoren.

De motor heeft een rendement van ongeveer 80 % en zal dus redelijk warm worden, daarom wordt er ook altijd een fan op de as gemonteerd zodat er lucht door de motor geblazen wordt. Dat heeft, samen met het vrij hoge toerental, wel tot gevolg dat de motor een redelijk geluidsniveau produceert.

Die fan zit trouwens ook op de 1-fase en 3-fase kortsluitanker motoren, en soms ook op de spleetpool en condensator motor. Maar dat ligt vaak aan de toepassing, als een dergelijke motor voor bijvoorbeeld een pompje gebruikt wordt die ingebouwd zit zal er een fan opzitten. Wanneer de motor gebruikt wordt voor een ventilator dan zal deze geen extra koel fan hebben.

De 3-fase kortsluitanker motor

Hieronder een plaatje van de 3-fase kortsluitanker motor.

De 3-fase kortsluitanker motorDe 3-fase kortsluitanker motor

Dit type motor wordt veel gebruikt in de industrie. De motor heeft de zelfde constructie als de 1-fase kortsluitanker motor. De spoelen zitten 120 graden ten opzichte van elkaar verschoven. De stator wekt op deze manier een draaiveld op waardoor de motor kan draaien.

De aanloopstroom van een 3-fase kortsluitanker motor is 6 tot 8 maal groter dan de nominale motor stroom. Bij grote motoren wordt er vaak gebruik gemaakt van een frequentieregelaar of een soft starter. Deze apparaten zorgen ervoor dat de aanloopstroom binnen de perken blijft.

Deze motoren kunnen in ster of in driehoek geschakeld worden. Als de motor in ster staat, staat er bij 400 V AC voedingsspanning 230 V AC over de spoelen. Dit wordt alleen gedaan als de spoelspanning niet hoger dan 230 V mag zijn. Op het type plaatje dat zich op de motor bevindt staat hoe de motor aangesloten moet worden.

De ster aansluiting wordt ook gebruikt bij een automatische ster driehoek schakeling, dit wordt gebruikt bij zwaardere motoren om de aanloopstroom binnen de perken te houden. De motor start dan op in ster, en schakelt na een in te stellen tijd over naar driehoek.

Ster schakelingSter schakeling

Als de motor in ster staat heb je een sterpunt waar de spoelen bij elkaar komen. Tussen L1 en L2, tussen L2 en L3 en tussen L3 en L1 staat 400 V AC. Ten opzichte van het sterpunt komt er nu 230 V AC over de spoelen te staan. Het sterpunt is dus eigenlijk een nul geworden, dit sterpunt hoeft niet aangesloten te worden op de nulleider van het net. Echter wordt dit sterpunt wel eens gebruikt om er bijvoorbeeld een rem op aan te sluiten, dat kan bij een takel zijn of een andere constructie waar een rem bij nodig is.

Driehoek schakelingDriehoek schakeling

Als de motor in driehoek staat, staat er 400 V AC over de spoelen van de motor. Maar dit mag alleen als de spoelen geschikt zijn voor die spanning, als dat niet het geval is zal de motor verbranden.

Drie-fase regelaar

Ik ga nog iets vertellen over een drie fase regelaar, hieronder het principe schema.

Principe schema 3-fase regelaarPrincipe schema 3-fase regelaar

Op deze manier zit een 3-fase frequentieregelaar in elkaar. De lijnspanning van 400 V AC komt binnen op een 3-fase gelijkrichter. De gelijkgerichte spanning wordt afgevlakt en gebufferd door een condensatorbank, dit wordt de DC-bus genoemd.

Deze DC spanning wordt aangeboden aan drie halve bruggen. De bruggen kunnen bestaan uit MOSFET's (bij kleine regelaars met een 1-fase 230 V AC voedingspanning) en uit IGBT's bij grotere regelaars. Deze halve bruggen worden aangestuurd door een controller.

De regelaars hebben vaak ook nog extra ingangen voor links en rechtsom, vrijgave, en een analoge ingang voor een externe potmeter. De nieuwere regelaars hebben ook vaak een bussysteem aan boord die dan weer aan bijvoorbeeld een PLC gehangen kan worden.

Regelaar met fase aansnijding

We gaan nu de regel methode van de andere motoren eens bekijken, we beginnen met de spleetpool motor, de 1-fase kortsluitanker motor, en de condensator motor. Deze motoren zijn zowel in frequentie als met fase aansnijding te regelen. We gaan eerst de fase aansnijding bekijken.

Schema van de regelaar voor fase aansnijdingSchema van de regelaar voor fase aansnijding

De regeling werkt met een triac, deze snijdt direct de positieve en negatieve sinus aan. Om dat goed voor elkaar te krijgen moet het nulpunt gedetecteerd worden. Het nulpunt is het punt waar de sinus door de nullijn gaat. Omdat we met 230 V AC werken heb ik dit met een kleine trafo gedaan, de trafo is van het type 230 / 9 V AC en 1,5 W. Dit zou eventueel ook op een andere manier kunnen, bijvoorbeeld met een condensator, weerstand en een zener diode, maar dat heb ik niet gedaan.

Zoals je kan zien komt na de trafo een brugcel, een weerstand van 2,2 kΩ, een diode 1N4007, en een optocoupler van het type PC817. De collector van de PC817 hangt via een weerstand van 10K aan de plus 5 V DC, dit is de zelfde spanning waarmee ook de controller een 16F887 gevoed wordt. Daar achter staat een IR4427, dat is eigenlijk een driver voor MOSFET's. Maar in dit geval gebruik ik de driver om een mooie strakke puls te maken, en dat werkt prima, de puls zit er strak uit op de scoop. En dat moet ook om een mooie stabiele regeling te krijgen. Dit is alles wat nodig is om de nuldetectie te maken.

Als je op het schema kijkt zie je dat er op pen 7 van de IRF4427 een puls staat die om de 10 ms plaats vindt, dit is nodig om ook de negatieve sinus te detecteren. Als dat om de 20 ms zou zijn dan mis je de negatieve sinus en wordt de sinus daar ook niet aangesneden door de triac. Deze puls wordt nu aangeboden op een ingang van de controller en verder verwerkt door de software. Maar daarover straks meer.

De controller stuurt op zijn beurt via een 1 kΩ weerstand een MOC3021 aan. Dit is een opto-triac zonder nuldetectie, als deze een nuldetectie zou hebben zou het ook niet werken. Over de LED in de MOC staat nog een pull down weerstand van 10 kΩ.

Bij de uitgang van de controller zie je ook een signaal staan, dit signaal is in breedte te regelen van 0 tot 9 ms. Dit signaal kun je regelen met de potmeter, die ingelezen wordt door de controller. De MOC3021 stuurt via een weerstand van 360 Ω een BTA16. Deze triac regelt het vermogen van de motor. Over de triac staat nog een RC filter met een waarde van 100 nF en 500 Ω.

De formule om de weerstand RG uit te rekenen staat in het schema, voor IG heb ik een waarde van 1A genomen (dat mag de MOC maximaal schakelen) maar die stroom zal er nooit gaan lopen. De uitkomst van RG is dan 324 Ω, ik heb voor 360 Ω gekozen.

Signalen

We gaan nu kijken hoe de signalen van de nuldetectie en de fase aansnijding eruit zien.

Signalen nuldetectie en fase-aansnijdingSignalen nuldetectie en fase-aansnijding

In het voorbeeld kun je de plaats zien van de nuldetectie puls, zoals je ziet is dat precies op het snijpunt. De puls is precies 1 ms breed, en start precies een halve ms voor de nuldoorgang tot een halve ms na de nul doorgang.

In het onderste gedeelte zie je de aansnijding van de sinus, zowel positief als negatief. Als je naar het uitgangssignaal kijkt zie dat er even gewacht wordt voordat de triac ontstoken wordt, naarmate de puls opschuift zie dat de triac eerder ontstoken wordt en daardoor langer in geleiding is. Je kunt ook zien dat als de sinus van positief naar negatief gaat dat de triac even uit geleiding gaat en een stukje verder weer ontstoken wordt.

In het midden van het voorbeeld (waar de pulsbreedte 4 ms is) zie je dat de triac 90 graden geleid, en dat klopt precies want 0,5 ms + 0,5 ms + 4 ms = 5 ms en dat is precies een halve positieve en negatieve sinus. Hier geleid de triac dus voor 50 %, en hier zal de uitgangsspanning dus ± 115 V AC zijn.

Deze regeling kun je dus gebruiken om of een motor of bijvoorbeeld een lamp mee te regelen. Alleen bij een spleetpool motor, een 1-fase kortsluitanker motor of een condensator motor zal je de slip regelen zoals eerder gezegd. Als je er een serie motor mee regelt, dan zal het koppel daarvan een stuk hoger zijn dan van de andere drie motoren. De LOAD in het schema is trouwens de motor of een andere belasting.

Software

Hier hoort natuurlijk nog een stukje software bij, hieronder het programma voor de regeling.

Device 16F887                     ; Processor type

Xtal 10                           ; Cristal 10Mhz

Asm                               ; Config settings
CONFIG_REQ            
__CONFIG _CONFIG1, HS_OSC & WDT_OFF & DEBUG_OFF & FCMEN_OFF & LVP_OFF & IESO_OFF & BOR_OFF & CPD_OFF & CP_OFF & MCLRE_OFF & PWRTE_ON 
__CONFIG _CONFIG2, WRT_OFF & BOR40V 
EndAsm

All_Digital true                  ; Alle poorten digitaal

Declare Adin_Res = 10             ; resolutie 8 bits
Declare Adin_Tad = frc            ; set RC osc
Declare Adin_Stime = 50           ; sample tijd 5

Symbol PULS_IN = PORTC.0          ; Ingang nuldetectie
Symbol TRIGGER = PORTC.2          ; Uitgang trigger puls triac

Dim WAARDE As Word                ; Variabele waarde


Clear                             ; Wis geheugen 

         ;543210                  ; Hulpregel poort A
PORTA  = %000000                  ; Maak poort A laag
TRISA  = %111111                  ; Poort_A I/O

         ;543210                  ; Hulpregel poort B
PORTB  = %000000                  ; Maak poort B laag
TRISB  = %111111                  ; Poort_B I/O

         ;76543210                ; Hulpregel poort C
PORTC  = %00000000                ; Maak poort C laag
TRISC  = %00000001                ; Poort_C I/O

         ;76543210                ; Hulpregel poort D
PORTD  = %00000000                ; Maak poort D laag
TRISD  = %00000000                ; Poort_D I/O

         ;210                     ; Hulpregel poort E 
PORTE  = %000                     ; Maak poort E laag
TRISE  = %111                     ; Poort_E I/O

         ;76543210                ; Hulpregel analoog
ADCON0 = %00000001                ; ADCON0 register analoog

         ;76543210                ; Hulpregel analoog
ADCON1 = %10000000                ; ADCON! register analoog

         ;543210                  ; Hulpregel analoog poort_B
ANSELH = %000000                  ; ANSEL register analoog poort_B

;-----------------------------------------
; INLEZEN POTMETER OP ANALOGE INGANG NUL.
; TRIGGER PULS VOOR TRIAC OP NUL ZETTEN.
; WAARDE VERGELIJKEN EN NAAR RUN LUS GAAN.
;-----------------------------------------

START:

    WAARDE = ADIn 0

    TRIGGER = 0

    If WAARDE < 1023 Then
     GoSub RUN
    EndIf
GoTo START

;---------------------------------------------------
; INLEZEN POTMETER OP ANALOGE INGANG NUL.
; WAARDE VERGELIJKEN EN NAAR START LUS GAAN.
; WAARDE VERMENIGVULDIGEN MET ACHT.
; NULDETECTIE PULS LEZEN EN TRIGGER PULS UITSTUREN.
;---------------------------------------------------

RUN:

    WAARDE = ADIn 0
    
    If WAARDE > 1022 Then 
     Return
    EndIf 
    
    WAARDE = WAARDE * 8 
    
    If PULS_IN = 1 Then
     TRIGGER = 0
      DelayMS 1
       DelayUS WAARDE
     TRIGGER = 1
    EndIf  
GoTo RUN  

End

Zoals je ziet heb je maar een paar regels code nodig om dit goed te laten werken. In de eerste lus wordt de potmeter ingelezen en een waarde vergeleken. En in de tweede lus wordt weer de waarde van de potmeter ingelezen, een waarde vergeleken, een waarde vermenigvuldigt, een trigger puls gegenereerd en een wachttijd bepaald. Dat is alles wat je nodig hebt.

Dit is één manier van regelen, maar het kan ook via een frequentieregeling. Daar gaan we op de volgende pagina naar kijken.

Frequentieregelaar

Schema frequentieregelaarSchema frequentieregelaar

Op deze manier heb ik de regeling opgebouwd en getest. Een controller stuurt een H-brug aan en de H-brug op zijn beurt een transformator van 120 W. De transformator transformeert de pulserende 12 V DC spanning omhoog naar 230 V AC, en gaat via een 230 V AC filter naar de condensator motor. Het voorbeeld is met een condensator motor, maar alle hier besproken motoren zijn hier mee getest. Behalve de serie motor en de 3-fase motor. De H-brug die ik gebruikt heb staat beschreven in het artikel Werken met mosfets. Door nu de H-brug op een bepaalde manier aan te sturen kun je de spanning en de frequentie regelen.

Dit werkt met een voedingsspanning van 12 V DC. Dit heb ik gedaan voor de veiligheid, omdat je op deze manier verder niets met het lichtnet (230 V AC) te maken hebt. De 12 V DC komt uit een zware labvoeding. Met de potmeter is de frequentie in te stellen tussen de ± 8,5Hz en 55 Hz, en de spanning wordt geregeld tussen ± 50 V AC en 230 V AC. Het maximale uitgangssignaal is geen echte sinus maar een getrapte blokgolf, maar de motoren lopen er prima op en zijn prima te regelen. Rond 8,5 Hz hoor je de motor licht tokkelen, maar dat wordt snel minder als de frequentie hoger wordt.

Signalen

Hieronder de signalen die uit de regelaar komen bij 8,5 Hz.

Signalen frequentieregelaar bij 8,5 HzSignalen frequentieregelaar bij 8,5 Hz

In het bovenste gedeelte van het voorbeeld zijn de signalen te zien die door de controller gegenereerd worden, in het onderste gedeelte kun je het uitgangssignaal van de transformator zien. Dit is het signaal van 8,5 Hz, de laagste frequentie dus. Je kan op het onderste gedeelte van het voorbeeld zien dat de puls kort is in verhouding met de ingetekende sinus, de transformator wordt hierdoor maar kort aangestuurd waardoor de gemiddelde spanning laag is. De pulsbreedte is 6 ms en die verandert niet, maar dat is in het andere voorbeeld weer te zien. Ik heb verder alle tijden erbij gezet in milliseconden, ik hoop dat dit duidelijk is.

Hieronder de signalen die uit de regelaar komen bij 55 Hz.

Signalen frequentieregelaar bij 55 HzSignalen frequentieregelaar bij 55 Hz

In het bovenste gedeelte van het voorbeeld zie je weer de signalen staan die door de controller gegenereerd worden. Hier kun je duidelijk zien dat de frequentie een stuk hoger is dan bij het eerste voorbeeld. Je kunt ook zien dat de pulsbreedte nog steeds 6 ms is, zoals ik al eerder zei. Op het onderste gedeelte van het voorbeeld kun je zien dat de sinus bijna helemaal gevuld is, de motor loopt nu op ± 55Hz. Verder staan alle tijden er weer bij.

Als je op deze manier een motor regelt zal je merken dat het koppel vele malen hoger is dan de regeling via de fase aansnijding die eerder besproken is. Bij 8,5 Hz merk je dat nog niet zo erg, maar rond 15 Hz hebben de motoren al een redelijk koppel. Plus dat de motor nu wel onbelast geregeld kan worden, de motor gaat dus niet voluit draaien bij bijvoorbeeld 100 V AC. De motor remt ook af als je de frequentie terug draait, dit is dus een veel betere regeling dan de fase aansnij regeling. Maar voor bijvoorbeeld een ventilator of een pompje is de fase aansnijding ook prima te gebruiken.

Software

Bij deze regeling hoort ook een stukje software, ik heb het heel simpel gehouden, daar zou misschien nog wel wat in verbeterd kunnen worden. Maar ik had in eerste instantie niet verwacht dat het zo goed zou werken.

'*  Name    : FREQUENTIEREGELAAR CONDENSATORMOTOR MET H-BRUG.                                      
'*  Author  : H.van Zwieten.                                    
'*  Notice  : Copyright (c) 2014 H.v.Z.                         
'*          : All Rights Reserved                               
'*  Date    : 3-3-2014                                          
'*  Version : 1.0                                               
'*  Notes   : FREQUENTIEREGELAAR VOOR CONDENSATORMOTOR.
; MOTOR SPANNING WORDT GEREGELD TUSSEN DE 50 EN 230VAC.
; FREQUENTIE REGELBAAR TUSSEN 8 EN 55Hz.
; FREQUENTIE IS INSTELBAAR VIA EEN POTMETER OF EEN SPANNING VAN 0 TOT 5VDC.                                                                                                    

Device 16F887                     ; Processor type

Xtal 10                           ; Cristal 10Mhz

Asm                               ; Config settings
CONFIG_REQ            
__CONFIG _CONFIG1, HS_OSC & WDT_OFF & DEBUG_OFF & FCMEN_OFF & LVP_OFF & IESO_OFF & BOR_OFF & CPD_OFF & CP_OFF & MCLRE_OFF & PWRTE_ON 
__CONFIG _CONFIG2, WRT_OFF & BOR40V 
EndAsm
     
All_Digital true                  ; Alle poorten digitaal

Declare Adin_Res = 8              ; resolutie 8 bits
Declare Adin_Tad = frc            ; set RC osc
Declare Adin_Stime = 50           ; sample tijd 5

Symbol UIT_1 = PORTC.0            ; Uit_1 is puls uitgang
Symbol UIT_2 = PORTC.1            ; Uit_2 is puls uitgang
Symbol UIT_3 = PORTC.2            ; Uit_3 is vrijgave

Dim WAARDE As Byte                ; Variabele waarde

DelayMS 500                       ; Pauze 0.5 seconden

Clear                             ; Wis geheugen 

         ;543210                  ; Hulpregel poort A
PORTA  = %000000                  ; Maak poort A laag
TRISA  = %111111                  ; Poort_A I/O

         ;543210                  ; Hulpregel poort B
PORTB  = %000000                  ; Maak poort B laag
TRISB  = %000000                  ; Poort_B I/O

         ;76543210                ; Hulpregel poort C
PORTC  = %00000000                ; Maak poort C laag
TRISC  = %00000000                ; Poort_C I/O

         ;76543210                ; Hulpregel poort D
PORTD  = %00000000                ; Maak poort D laag
TRISD  = %00000011                ; Poort_D I/O




         ;210                     ; Hulpregel poort E 
PORTE  = %000                     ; Maak poort E laag
TRISE  = %111                     ; Poort_E I/O

         ;76543210                ; Hulpregel analoog
ADCON0 = %00000001                ; ADCON0 register analoog

         ;76543210                ; Hulpregel analoog
;adcon1 = %10000000               ; ADCON1 register analoog

         ;543210                  ; Hulpregel analoog poort_B
ANSELH = %000000                  ; ANSEL register analoog poort_B

;-----------------------------------
; ZET UIT_1, UIT_2, EN UIT_3 OP NUL.
;-----------------------------------

UIT_1 = 0                         
UIT_2 = 0                         
UIT_3 = 0 

;-------------------------
; CODE FREQUENTIEREGELAAR.
;------------------------- 

;---------------------------------------
; LEES ANALOGE INGANG ADIN 0.
; DEEL WAARDE DOOR VIJF.
; VERGELIJK WAARDE.
; VRIJGAVE UIT_3 = 1 OF 0.
; UITSTURING 6 MILISECONDEN PULS.
; REGELING FREQUENTIE TUSSEN 8 EN 55Hz.
;---------------------------------------

RUN:                              

    WAARDE = ADIn 0               
    
    WAARDE = WAARDE / 5           
    
    If WAARDE > 48 Then           
     UIT_3 = 0                    
      Else                        
     UIT_3 = 1                    
    EndIf  
                      

    UIT_1 = 0                     
    UIT_2 = 0                     
     DelayMS 3                     
     DelayMS WAARDE                
      UIT_1 = 1                     
      UIT_2 = 0                     
       DelayMS 6                     
      UIT_1 = 0                     
      UIT_2 = 0                     
     DelayMS 3                     
     DelayMS WAARDE                
    UIT_1 = 0                     
    UIT_2 = 1
    DelayMS 6
GoTo RUN

End

Zoals je kunt zien stelt het programma niet veel voor, het zijn eigenlijk maar een paar regels. Ik denk dat hier verder niet veel uitleg nodig is.

Met het bovengenoemde schema kunnen de genoemde motoren ook nog anders aangestuurd worden. Op de H-brug zit ook een vrijgave ingang, als daar een PWM-signaal op gezet wordt en op de andere twee ingangen een puls met een frequentie van 50 Hz, dan kunnen de motoren ook geregeld worden. Alleen is het dan geen frequentieregeling meer, maar een soort fase aansnijding. De gegenereerde 50 Hz sinus wordt dan gevuld met een PWM signaal dat de uitgangsspanning bepaald. Maar op deze manier wordt ook weer de slip in de motoren geregeld, en niet de frequentie.

Op deze manier kun je dus verschillende motoren regelen. Ik hoop dat ik het een beetje begrijpelijk heb uitgelegd. En dat het ook voor de niet elektronici een te begrijpen stukje is. En als men wil kan men hier zelf ook mee experimenteren natuurlijk.

Dit artikel is geschreven door Lambiek.

Foto kooiankermotor: Zureks / CC-BY-SA-3.0