fon2

Регуляторы оборотов электроинструмента своими руками.

При работе с электроинструментом часто возникает необходимость регулировать его обороты.
В качестве такого регулятора оборотов для дрели можно использовать промышленный диммер (регулятор освещения) соответствующей мощности (не меньшей, чем мощность дрели). Схема регулятора (рис.1) получается простейшей.
regulyator oborotov1 Вилка устройства вставляется в розетку сети, а вилка дрели — в розетку регулятора. Частота вращения управляется поворотом ручки диммера. В большинстве случаев в электроинструментах, применяются универсальные коллекторные электродвигатели. Они хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. Но снижать для регулировки оборотов питающее напряжение не имеет смысла, так как двигатель резко уменьшает обороты, теряет мощность и останавливается. Оптимальным вариантом для регулятора электроинструмента является изменение напряжения с обратной связью по току нагрузки двигателя.
Одна из простых схем такого рода регулятора электроинструментов приведена на рис.2.
regulyator oborotov2 Резистивно - емкостная цепь R2-R-C2 обеспечивает формирование опорного напряжения определяющего величину оборотов электродвигателя. При увеличении нагрузки величина оборотов электродвигателя падает, снижается и его крутящий момент. Противо-ЭДС, возникающая на электродвигателе и приложенная между катодом тиристора VS1 и его управляющим электродом, уменьшается.
Вследствие этого питание на управляющем электроде тиристора возрастет пропорционально уменьшению противо-ЭДС, что заставляет его включаться при меньшем фазовом угле (угле отсечки) и пропускать на двигатель электроинструмента больший ток, компенсируя тем самым снижение оборотов под нагрузкой. Получается как бы баланс импульсного напряжения на управляющем электроде тиристора, составленного из напряжений питания и самоиндукции двигателя.
Переключатель SA1 в регуляторе позволяет при необходимости перейти на питание без регулятора оборотов.
Вторая схема регулятора оборотов электроинструмента (рис.3) имеет аналогичный принцип регулировки.
regulyator oborotov3 Ее можно использовать для управления в мощных электроинструментах, таких как - в деревообрабатывающих станках, шлифмашинах и пр. Тиристор в данной схеме следует установить на радиатор площадью не менее 25 см2.
Схему регулятора, как на рис.4, можно использовать, когда в двигателе есть доступ к обмотке возбуждения.
regulyator oborotov4 Мостовой выпрямитель на диодах VD1…VD4 формирует пульсирующий сигнал, а тиристор является переключателем, управляемым фазой. Этот регулятор обеспечивает плавное вращение двигателя на малых оборотах.
Выпрямительные диоды VD1...VD4 — мощные, типов Д233Б, Д234Б, Д247Б; диоды VD5 и VD6 — любые, рассчитанные на 500 В и более.
Тиристор VS1 можно заменить на КУ201Л или аналогичный по электрическим характеристикам.
Когда требуется регулировать обороты электродвигателей с большим крутящим моментом на валу, например, в электролебедке, может пригодиться двухполупериодная мостовая схема регулятора (рис.5), обеспечивающая полную мощность на двигателе электроинструмента (в предыдущих работает только одна полуволна питания).
regulyator oborotov5 Диоды VD2 и VD6 и гасящий резистор R2 используются для питания схемы запуска. Задержка открывания тиристоров по фазе обеспечивается зарядом конденсатора С1 через R3 и R4, задаваемого стабилитроном VD8.
При зарядке конденсатора С1 до порога срабатывания однопереходного транзистора VT1 он открывается и формирует импульс запуска, от которого срабатывает тот тиристор, на аноде которого присутствует положительное напряжение.
Сопротивление R5=2/Iм (где Iм—максимальный ток нагрузки электродвигателя) зависит от типа электродвигателя и желаемой глубины обратной связи.
Регулятор, схема которого показана на рис.6, позволяет изменять обороты дрели и других электроинструментов.
regulyator oborotov6 Принцип работы регулятора основан на двухполупериодном фазовом управлении симистором VS1, что обеспечивает двигателю электродрели полную потребляемую мощность.
Поскольку в дрели установлен коллекторный электродвигатель, ток в цепи симистора из-за индуктивной нагрузки прерывается, возникает ЭДС самоиндукции, что приводит к неустойчивой работе симистора. Для устранения этого эффекта параллельно VS1 включена цепочка R8-C3. Выпрямительный мост VD1...VD4 и стабилитрон VD5 обеспечивают узел управления VS1 пульсирующим питанием.
Задержку открывания VS1 по фазе определяет время зарядки конденсатора С1 через резисторы R2 и R3. При некотором пороговом напряжении на С1 однопереходный транзистор открывается, и на его нагрузочном резисторе R5 появляется импульс, который транзистор VT2 усиливает до уровня, необходимого для включения VS1. Симистор остается открытым до тех пор, пока ток, текущий через него, не уменьшится до порога его выключения. После выключения симистора С1 снова заряжается, т.е. начинается следующий цикл работы узла управления симистором.
Резистор R7 образует цепь ОС по току нагрузки. Действие ОС иллюстрируют кривые, снятые при неизменном положении движка переменного резистора R2 и работе электродрели на холостом ходу (рис.7а) и под нагрузкой (рис.7б).
regulyator oborotov7 Здесь t1 — время зарядки конденсатора С1, t2 — время, в течение которого симистор находится в открытом состоянии.
С увеличением нагрузки на вал электродвигателя обороты снижаются, что приводит к увеличению потребляемого тока и падения напряжения (при включенном симисторе) на R7. Когда суммарное падение на VS1 и R7 превысит напряжение закрывания однопереходного транзистора VT1, конденсатор С1 начинает заряжаться, в результате чего в новом цикле работы устройства время его зарядки до напряжения открывания транзистора VT1 становится меньше. Поэтому VS1 при каждом полупериоде будет находиться в открытом состоянии дольше, мощность на валу двигателя соответственно увеличится и восстановятся прежние обороты.

В регуляторе оборотов использованы постоянные резисторы МЛТ; переменный резистор—СП4-1.
Резистор R7 намотан нихромовым проводом ø 0,3 мм на резисторе МЛТ-2 сопротивлением не менее 100 Ом.
Конденсатор С1 — КМ-6, СЗ — МБГП, С2 — К50-6.
Транзистор VT2 — КТ603А или любой из серий КТ312, КТ315.
Диоды Д223А можно заменить на Д220 или КД521А.
Трансформатор Т1 — МИТ-4 или самодельный, выполненный на кольцевом магнитопроводе типоразмера К16х10х4,5 мм из феррита 2000НМ. Обмотки содержат по 100 витков провода ПЭЛШО ø0,12 мм.
Налаживание правильно собранного регулятора оборотов электроинструмента сводится к подбору сопротивления R7, добиваясь устойчивой работы устройства.
В случае использования регулятора для работы с электродрелями устаревших моделей придется, возможно, увеличить емкость конденсатора СЗ до 0,47 мкФ.

А. Кашкаров

Радиомир 2012/12

<< Предыдущая Cледующая >>

Вверх

radionet