Цепь регулируемого регулятора скорости сверлильного станка

Предлагаемая схема регулятора переменной скорости сверления поддерживает постоянную (регулируемую) скорость вращения двигателя бурового станка независимо от нагрузки.

Одним из наиболее часто используемых электроинструментов является дрель. Несмотря на бесчисленные преимущества, у дрели есть один серьезный недостаток - постоянная высокая скорость для многих применений.

Даже при двухскоростных конфигурациях нижний предел составляет около 300-750 об / мин, что все еще очень быстро для тонких работ, таких как сверление кирпичной кладки или использование фрез для листового металла.

Наша версия регулятора скорости в дрели позволяет изменять скорость от 0 до 75% от полной скорости. Кроме того, он также позволяет работать с нормальной скоростью без отсоединения контроллера от дрели.

Даже при изменениях нагрузки контроллер оснащен встроенной компенсацией для сохранения значительно однородных скоростей.

Как это устроено

Типичная характеристика электродвигателя заключается в том, что он создает обратное напряжение, которое противодействует питанию во время работы.

Это состояние называется обратной ЭДС. Противоположное напряжение пропорционально скорости электродвигателя. Контроллер скорости сверления SCR использовал этот эффект для обеспечения определенной компенсации зависимости скорости от нагрузки.

Этот контроллер развертывает Выпрямитель с кремниевым управлением (SCR) для управления полуволновой мощностью двигателя сверла. Основы проводимости SCR:

1. Анод (клемма A) имеет положительный заряд по отношению к катоду (клемма K).
2. Когда на затворе (вывод G) вырабатывается минимум 0,6 В положительного напряжения по отношению к катоду.
3. Через клемму затвора проходит ток около 10 мА.

Время, когда SCR включается в каждом положительном полупериоде можно эффективно регулировать, контролируя уровень сигнала напряжения на затворе. В заключение, мы можем полностью контролировать количество энергии, подаваемой на дрель.

Резисторы R1 и R2 и потенциометр RV1 становятся делитель напряжения который обеспечивает регулируемое полуволновое напряжение на затвор тиристора. Если двигатель неподвижен, на катоде SCR будет 0 В, и он почти полностью включится. По мере увеличения скорости сверла на сверле возникает напряжение.

Этот дополнительный потенциал снижает эффективное напряжение затвор-катод. Таким образом, когда двигатель ускоряется, подаваемая мощность уменьшается до тех пор, пока двигатель не станет стабильным на скорости, регулируемой конфигурацией RV1.

Допустим, на сверло прикладывается нагрузка. Это приведет к замедлению сверла и одновременно к падению напряжения на сверле. Затем на двигатель подается больше мощности из-за автоматически увеличивающегося времени срабатывания SCR.

Таким образом, скорость сверления сохраняется после установки независимо от нагрузки. Диод D2 предназначен для уменьшения вдвое мощности, рассеиваемой в R1, R2 и RV1, посредством ограничения тока через них только положительными полупериодами.

Диод D1 защищает затвор SCR от чрезмерного обратного напряжения.

SW1 легко закорачивает SCR в положении полной скорости. В результате RV1 не работает, и все сетевое питание подается на дрель.

Строительство

Самое главное, очень важно знать, что цепь регулятора скорости сверла напрямую подключена к сети без разделительного трансформатора.

Поэтому во время сборки необходимо принять меры предосторожности, чтобы не произошло серьезных или смертельных травм.

Использование бирки или печатной платы не требуется, потому что используется лишь небольшое количество электронных компонентов. Необходимы только два соединения «в воздухе», и они должны быть надежно изолированы во избежание короткого замыкания.

Для этого проекта используется SCR с креплением на шпильках. Этот компонент устанавливается с помощью прилагаемого к нему наконечника для пайки и припаивается к центральному выступу переключателя.

Радиаторы не требуются для нагрузок до 3 А. Если у вас есть SCR в пластиковом корпусе, вы можете просверлить отверстие в проушине переключателя и прикрутить SCR прямо.

Тем не менее, рекомендуется поместить кусок алюминия размером 25 мм x 15 мм между SCR и переключающим наконечником, чтобы он работал как радиатор.

Крайне важно не забыть выполнить заземление всех внешних компонентов, поскольку блок работает от 240 В переменного тока. Для кейса мы использовали пластиковый отсек с металлической крышкой.

Кроме того, используется зажим для кабеля, прикрепленный металлическим винтом через боковую часть пластикового корпуса.

Не забудьте подготовить заземление для этого винта, крышки и клеммы заземления выходной розетки.

Важно использовать только непрерывную проводку, поскольку заземляющие кабели проходят от одной точки заземления к другой без промежуточных звеньев. Можно припаять два заземляющих кабеля к одной клемме заземления, но никогда не закрепляйте два провода одним винтом.

Алюминиевая крышка коробки UB3 не является прочной для этого применения, особенно когда вырезано отверстие для выходного гнезда.

Поэтому убедитесь, что изготовлена ​​новая крышка из стали 18-го калибра или алюминия 16-го калибра.

В качестве дополнительной меры предосторожности рекомендуется нанести небольшое количество клея, лака или даже лака для ногтей на канавки винта, который будет закрепляться внутри устройства. Это гарантирует надежную установку.

Вы можете заметить, что на некоторых SCR ток триггера, обеспечиваемый R1 и R2, недостаточен. Чтобы преодолеть это, просто добавьте дополнительный резистор 10 кОм параллельно каждому резистору.

Как пользоваться

Сначала подключите схему регулятора скорости сверла к электросети, а сверло - к контроллеру.

Затем выберите желаемую скорость - полную или регулируемую. Вы можете заметить, что нет переключателя ВКЛ или ВЫКЛ, потому что функция переключения обеспечивается самим переключателем дрели.

На полной скорости дрель работает нормально, и регулировка скорости на контроллере не имеет никакого эффекта.

Если выбрана переменная скорость, регулятор будет регулировать скорость от 0 до 75% от полной скорости. Возможно, что есть мертвые зоны на низких и высоких скоростях управления.

Это очень нормально, и это происходит из-за свойств сверления и допусков компонентов в контроллере.

На очень низких скоростях вы можете заметить рывки сверла без нагрузки. Но в момент введения нагрузки рывок уменьшается и в конечном итоге исчезает.

Пока дрель используется на скорости ниже полной, охлаждающий эффект двигателя будет значительно снижен.

Это происходит потому, что охлаждающий вентилятор прикреплен к валу якоря и также медленнее вращается. Поэтому сверло нагревается при использовании на малых оборотах, поэтому важно не использовать сверло в этом режиме в течение длительного периода.

СПИСОК ДЕТАЛЕЙ
R1, R2 = резистор 10к 1Вт 5%
RV1 = потенциометр 2.5k Lin
D1, D2 = диоды 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 или BT151 (8A / 10A, 400 В)
SW1 = распределительная коробка
3-жильный шлейф и вилка
Кабельный зажим
3-контактная розетка

Вы можете обнаружить, что у некоторых тиристоров ток срабатывания превышает нормальное значение, что может препятствовать работе блока. В таких случаях вы можете добавить тиристоры параллельно, вместе с двумя резисторами 10 кОм с дополнительным резистором 10 кОм, чтобы обеспечить наличие достаточного тока для запуска затвора тиристора.

Использование управления фазой симистора

Практически все регуляторы скорости бурения имеют несколько отрицательных моментов. Например, недостаточная стабильность скорости, слишком большая шаткость на пониженных скоростях и большое рассеивание мощности на последовательном резисторе, используемом для определения тока двигателя.

Схема, описанная в этой статье, не имеет этих недостатков и, кроме того, невероятно проста. Входное напряжение сети переменного тока выпрямляется D1 и понижается R1.

Ток, потребляемый T1, можно регулировать через P1, тем самым также управляя напряжением постоянного тока, которое присутствует на C2, то есть на базе T2. T2 подключен как эмиттерный повторитель, и напряжение, развивающееся на катоде D3, примерно на 1,5 В ниже базового напряжения T2.

Предположим, что двигатель переключается, но симистор выключен, назад э.д.с. создано через двигатель будет развиваться на выводе T1 симистора.

Пока это напряжение выше катодного напряжения D3, симистор будет оставаться выключенным, однако по мере замедления двигателя это напряжение будет падать, и симистор активируется.

В случае, если нагрузка на двигатель возрастает, в результате чего двигатель буровой установки замедляется, обратная ЭДС. будет падать быстрее, и симистор сработает быстрее, в результате чего двигатель снова наберет скорость.

Поскольку симистор может быть активирован только на положительных полупериодах сигнала переменного тока, контроллер скорости бурения не будет постоянно регулировать скорость двигателя от нуля до скорости дросселирования, а для стандартной работы на полной скорости включен S1, который активирует trlac на целиком.

Тем не менее, схема показывает очень хорошие характеристики управления скоростью в критически важном диапазоне пониженных скоростей. L1 и C1 доставляют радиочастоты. подавление помех, вызванных прерыванием фазы симистора.

L1 может быть легко доступным без рецепта RF. дроссель-подавитель индуктивностью в несколько микрогенри.

Номинальный ток L1 должен составлять от двух до четырех ампер относительно номинального тока двигателя буровой установки. Практически любой 600 В 6 А симистор будет очень хорошо работать в схеме.