Steuerung der Wasserpumpendrehzahl

Wie können Sie die Drehzahl einer AC-Wasserpumpe steuern? Insbesondere diese .

Ich vermute, dass PWM bei einem Wechselstrommotor nicht funktioniert? Ich habe gehört, dass die Steuerung der Spannung ihre Geschwindigkeit ändert ... ist das wahr? Wenn ja, wie kann ich die Spannung über einen Mikrocontroller (wahrscheinlich Arduino) steuern?

Verwenden Sie den Lüfterregler, um die Drehzahl des Wasserpumpenmotors zu steuern.

Antworten (4)

AC-Motoren lassen sich nicht so einfach drehzahlsteuern wie DC-Motoren; ihr Drehmoment hängt sowohl von der angelegten Spannung als auch von der angelegten Frequenz ab. Dies ist als Volt:Hz-Verhältnis bekannt. Um das Drehmoment bei einer anderen Drehzahl als der Nenndrehzahl aufrechtzuerhalten, müssen Sie die Frequenz proportional zur Spannung anpassen.

Wenn Sie es richtig machen wollen, richten Sie den Wechselstrom in einen Gleichstrombus gleich und verwenden dann IGBTs, um den Bus (mit PWM) zu zerhacken, um eine Wechselstromwellenform mit der gewünschten Frequenz und Durchschnittsspannung zu erzeugen. Das ist nicht ganz so einfach, wie es klingt, und Einphasen-Wechselstrommotoren haben Kondensatoren, die die eingeschworenen Feinde aktiver Geräte wie IGBTs sind.

Damit ist aber noch nicht alles verloren: Wer mit dem Drehmomentabfall leben kann, kann die am Motor anliegende Spannung einfach per Triac zurückphasen. Verwenden Sie einen Optokoppler, um zu erkennen, wann die AC-Welle Null durchquert, und verwenden Sie diesen dann als Referenzpunkt, um einen Timer anzusteuern, der steuert, wo in der AC-Welle Sie den Triac einschalten. Dies ist eine klassische Phasenanschnittsteuerung oder Phasenanschnittsteuerung und funktioniert für allgemeine Dimmeranwendungen für Beleuchtung und Heizung.

Sie haben etwas zu Ihren Gunsten: Die meisten Wasserpumpen sind eine würfelförmige Ladung; die Drehmomentanforderungen fallen drastisch ab, wenn die Drehzahl der Pumpe sinkt. Wenn Sie eine Wasserpumpe mit positiver Verdrängung (Kolbenpumpen) haben, werden Sie nicht so viel Glück haben, aber Zentrifugal- und Impellerpumpen lassen sich ziemlich leicht verlangsamen. Sie sollten in der Lage sein, sich einer Geschwindigkeitsreduzierung von 2: 1 zu nähern und immer noch Wasser zu bewegen, aber nicht mehr. Denken Sie auch daran, dass Sie möglicherweise nicht in der Lage sind, die statischen Druckanforderungen Ihres Systems zu erfüllen, wenn Sie zu stark verlangsamen; Die Pumpe wird einfach nicht in der Lage sein, den erforderlichen Kopfdruck zu erzeugen. Sie werden nichts kaputt machen, aber es funktioniert möglicherweise nicht so gut, wie Sie es möchten.

All dies sollte mit einem Arduino oder einem anderen kleinen Mikrocontroller SEHR machbar sein. Früher habe ich dreiphasige Motorsteuerungen mit den Ende der 90er Jahre verfügbaren PIC-Mikrocontrollern entwickelt. Denken Sie nur daran, dass Sie mit Netzspannung spielen werden; Verwenden Sie sowohl zum Erkennen von Nulldurchgängen als auch zum Ansteuern des Thyristors eine optische Trennung, und arbeiten Sie beim Testen langsam und überlegt.

Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie nur einen Knopf zum Herunterdrehen der Pumpe wünschen, dies ohne Mikrocontroller mit einem Diac und einem Triac tun können. Suchen Sie im Internet nach Widerstandsheizungsreglern oder Lötkolben-Temperaturreglern oder "Phasenwinkel" -Triac-Reglern. Tonnen von Beispielen online.

klingt komplex ... was wäre, wenn ich einfach auf einen Gleichstrommotor umsteigen würde? Kann ich ein SS-Relais und PWM verwenden? Was ist der beste Weg, um beispielsweise eine 24-V-Gleichstrompumpe zu steuern?
H-Brücken-Transistorkonfiguration und PWM sind die bevorzugte Methode zur Steuerung von Gleichstrommotoren. Wenn Sie es nicht brauchen, um in beide Richtungen zu laufen, können Sie mit einem großen Transistor und einer PWM-Steuerung davonkommen.
Es ist gar nicht so kompliziert; Suchen Sie nach AC-Lichtdimmerschaltungen oder Lötkolben-Wärmereglern für die Grundidee.
Andrew Kohlsmith – Ohmsche Lasten (z. B. Lampen, ein Lötkolben) unterscheiden sich stark von induktiven Lasten (z. B. ein Motor). Es gibt keine wirkliche Gemeinsamkeit zwischen dem, was benötigt wird, um sie zu kontrollieren.
@FakeName für den Motortyp, den er beschreibt, wird eine einfache Schaltung wie die von mir vorgeschlagene keine großen Probleme haben. Sie haben Recht, induktive Lasten sind schwieriger anzusteuern, aber die Probleme des nacheilenden Leistungsfaktors bei kleinen Motoren sind in den meisten Fällen einfach nicht groß genug, um sich Sorgen zu machen.

Angenommen, der Grund für die Änderung der Drehzahl eines Pumpenmotors ist die Durchflussregelung, warum nicht einfach ein Ventil am Ausgang anbringen und den Durchfluss durch Einstellen des Ventils regulieren?

Ich erwäge beide Optionen: chiphacker.com/questions/4373/computer-controled-water-valve Es fällt mir schwer, ein Ventil zu finden, das leicht gesteuert werden kann.

Ich habe die GS1- und GS3-Antriebe von Automation Direct erfolgreich zur Steuerung von AC-Motoren eingesetzt. Sie haben eine einfache Schaltflächenschnittstelle, um die Geschwindigkeit manuell einzustellen.

Automation Direct GS-Antriebe -

Ich habe auch viel Gutes über VFD-Laufwerke von Baldor und Yaskawa gehört.

Es ist ein einphasiger 4A-Motor. Ich kenne nicht viele VFDs, die mit Einphasenmotoren arbeiten können. Trotzdem denke ich, dass ein VFD für diese Anwendung völlig übertrieben wäre.
@AndrewKohlsmith, ich habe auch nur einen VFD für drei Phasen gesehen.

Das Silicon Chip Magazin hat gerade eine Schaltung veröffentlicht, die den STGIPS20K60 IGBT als Kern verwendet. Es funktioniert sowohl mit einphasigen als auch mit dreiphasigen Induktionsmotoren. Es ist für die 230 V RMS ausgelegt, die wir in Down Under haben, sollte aber leicht anpassbar sein. http://www.siliconchip.com.au/cms/A_112812/article.html