Auto-noginsk.ru

Авто Ногинск
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Регулировка оборотов электродвигателей

Регулировка оборотов электродвигателей

С вопросом регулировки оборотов приходится сталкиваться при работе с электроинструментом, приводом швейных машин и прочих приборов в быту и на производстве Регулировать обороты, просто понижая питающее напряжение, не имеет смысла — электродвигатель резко уменьшает обороты, теряет мощность и останавливается Оптимальным вариантом регулировки оборотов является регулирование напряжения с обратной связью по току нагрузки двигателя В большинстве случаев в электроинструменте и других приборах применены универсальные коллекторные электродвигатели с последовательным возбуждением. Они хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. Особенностью работы коллекторного электродвигателя является то, что при коммутации обмоток якоря на ламелях коллектора во время размыкания возникают импульсы противо-ЭДС самоиндукции. Они равны питающим по амплитуде, но противоположны им по фазе. Угол смещения противо-ЭДС определяется внешними характеристиками электродвигателя, его нагрузкой и другими факторами. Вредное влияние противо-ЭДС выражается в искрении на коллекторе, потере мощности двигателя, дополнительном нагреве обмоток. Некоторая часть противо-ЭДС гасится конденсаторами, шунтирующими щеточный узел.

Рассмотрим процессы, протекающие в режиме регулирования с ОС, на примере универсальной схемы (рис 1). Резистивно-емкостная цепь R2-R3-C2 обеспечивает формирование опорного напряжения, определяющего скорость вращения электродвигателя. При увеличении нагрузки скорость вращения 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 напряжение на управляющем электроде тиристора возрастает пропорционально уменьшению противо-ЭДС. Дополнительное напряжение на управляющем электроде тиристора заставляет его включаться при меньшем фазовом угле (угле отсечки) и пропускать на электродвигатель больший ток, компенсируя тем самым снижение скорости вращения под нагрузкой. Существует как бы баланс импульсного напряжения на управляющем электроде тиристора, составленного из напряжения питания и напряжения самоиндукции двигателя. Переключатель SA1 позволяет при необходимости перейти на питание полным напряжением, без регулировки Особое внимание следует уделить подбору тиристора по минимальному току включения, что обеспечит лучшую стабилизацию скорости вращения электродвигателя

Вторая схема (рис 2) рассчитана на более мощные электродвигатели, применяемые в деревообрабатывающих станках, шлифмашинах, дрелях. В ней принцип регулировки остается прежним. Тиристор в данной схеме следует установить на радиатор площадью не менее 25 см 2 .

Для маломощных электродвигателей и при необходимости получить очень малые скорости вращения, можно с успехом применить схему на ИМС (рис 3). Она рассчитана на питание 12 В постоянного тока. В случае более высокого напряжения следует запитать микросхему через параметрический стабилизатор с напряжением стабилизации не выше 15В. Регулировка скорости осуществляется путем изменения среднего значения напряжения импульсов, подаваемых на электродвигатель. Такие импульсы эффективно регулируют очень малые скорости вращения, как бы непрерывно «подталкивая» ротор электродвигателя. При высоких скоростях вращения электродвигатель работает обычным образом.

Весьма несложная схема (рис 4) позволит избежать аварийных ситуаций на линии железной дороги (игрушечной) и откроет новые возможности управления составами. Лампа накаливания во внешней цепи предохраняет и сигнализирует о коротком замыкании на линии, ограничивая при этом выходной ток.

Когда требуется регулировать обороты электродвигателей с большим крутящим моментом на валу, например в электролебедке, может пригодиться двухполупериодная мостовая схема (рис 5), обеспечивающая полную мощность на электродвигателе, что существенно отличает ее от предыдущих, где работала только одна полуволна питающего напряжения. Диоды VD2 и VD6 и гасящий резистор R2 используются для питания схемы запуска. Задержка открывания тиристоров по фазе обеспечивается зарядом конденсатора С1 через резисторы R3 и R4 от источника напряжения, уровень которого определяется стабилитроном VD8 Когда конденсатор С1 зарядится до порога срабатывания однопереход-ного транзистора VT1, он открывается и запускает тот тиристор, на аноде которого присутствует положительное напряжение. Когда конденсатор разряжается, однопереходный транзистор выключается. Номинал резистора R5 зависит от типа электродвигателя и желаемой глубины обратной связи. Его величина подсчитывается по формуле R5=2/Iм, где Iм — эффективное значение максимального тока нагрузки для данного электродвигателя Предлагаемые схемы хорошо повторяемы, но требуют подбора некоторых элементов в зависимости от характеристик применяемого двигателя (практически невозможно найти подобные по всем параметрам электродвигатели даже в пределах одной серии).

Читайте так же:
Через сколько км пробега регулируют клапана

Литература
1. Electronics Todays. Int N6
2. RCA Corp Manual
3. IOI Electronic Projects. 1977 p 93
5. G. E. Semiconductor Data Hand book 3. Ed
6 .Граф P. Электронные схемы. -М Мир, 1989
7. Семенов И. П. Регулятор мощности с обратной связью. — Радиолюбитель, 1997, N12, С 21.

Научный форум dxdy

Как регулируется скорость вращения шуруповёрта?

Последний раз редактировалось AAA1111 26.02.2017, 16:56, всего редактировалось 1 раз.

«Пусковой механизм совмещает пусковую кнопку и регулятор мощности. Регулятор выполнен на базе транзистора и изменяет силу тока, подающего на контактные щетки электродвигателя. За счет изменения входного тока обеспечивается регулирование скоростью вращения электродвигателя. Кнопка пуска выполнена так, что изменение усилия ее нажатия приводит к изменению сигнала на транзистор регулятора мощности.» ©

Вопрос к последнему предложению. Интересует поподробнее, как так сделана кнопка, и какой конкретно это сигнал?

Резистор там стоит переменный, который изменяет напряжение на базе транзистора ( или управляющем электроде тиристора, тут могут быть вариации), а вообще у качественного шуруповёрта сложная электронная схема запуска двигателя.

ШИМ-контроллер, управляющий мощным МОП-транзистором. Как-то так:
Изображение

Последний раз редактировалось AAA1111 27.02.2017, 10:23, всего редактировалось 1 раз.

Чтобы руки не сжечь себе. Ну и немного ради экономии энергии. Если у нас контакт замкнут, сопротивление нулевое, на контакте потерь нет. Если разомкнут — ток нулевой, тоже нет. А если для регулировки поставим реостат, то на нём будет выделяться тепло. $W=I^2R$
Если отрегулировали так, что половина мощности на реостате, половина на двигателе выделяется — а двигатель киловаттный, но нам сейчас надо половина — то на реостате полкиловатта. Небольшой электроутюг. То есть поставить такой регулятор внутри шуруповёрта — это работать, держа рукой горячий утюг. Можно вынести вовне, что неудобно, дополнительный провод, необходимость отходить от места работы для регулировки, излишний нагрев, но руки спасёт. Однако энергии на половинной мощности будет тратиться столько же, сколько на полной (это я сильно упрощаю и огрубляю, но точная теория тут, ИМХО, излишня, а вообще надо смотреть тип двигателя, схему возбуждения и его характеристики, тяговую и мощностную), что даёт бессмысленный расход на обогрев Вселенной. Регулятор без потерь это выключатель, см. первый абзац. Но у него лишь два положения — «слишком много, полная мощность» и «не работаем». Зато в обоих К.П.Д. почти 100% и ничего не раскаляется. Поэтому включаем и выключаем его на очень короткое время, а регулируем, соотнося длительности периодов «включено» и «выключено».

Получаем регулятор плавный, но, в отличие от реостата, без потерь. Но для этого надо переключать очень быстро, что рукой не получится, и даже механически сложно. На схеме для этого контроллер, обозначенный GS069, который принимает от связанного с кнопкой переменного сопротивления сигнал (ток через это сопротивление очень мал, и не греет) и сообразно сигналу управляет скважностью, то есть соотношением длины периодов «вкл» и «выкл», управляющих транзистором, который работает в режиме ключа (то есть либо всё пропускает, либо ничего не пропускает). Это широтно-импульсная модуляция (ШИМ).

Читайте так же:
Схема регулировки оборотов коллекторных двигателей

Как сделать регулятор частоты оборотов болгарки своими руками

Регулятор оборотов для болгарки

Как пользоваться бытовой техникой

Если в вашем арсенале есть старенькая угловая шлифовальная машина, не спешите списывать её со счетов. Используя несложную электрическую схему, прибор можно легко модернизировать, добавив к нему функцию изменения частоты оборотов. Благодаря простому регулятору, который реально собрать своими руками за несколько часов, функциональность аппарата значительно возрастёт. Снизив частоту вращения, болгарку можно применить как шлифовальный и заточный станок для различных видов материалов. Появляются новые возможности для применения дополнительных насадок и оснастки.

Для чего болгарке низкие обороты?

Встроенная функция регулирования скорости диска позволит деликатно обрабатывать такие материалы, как пластмасса или древесина. На низких оборотах повышается комфортность и безопасность работы. Особенно полезна такая функция в электро- и радиомонтажной практике, в автосервисах и реставрационных мастерских.

Кроме того, среди профессиональных пользователей электроинструмента существует устойчивое мнение, что чем проще устроен аппарат, тем он надёжнее. А дополнительный сервисный «фарш» лучше вынести за пределы силового агрегата. При таком раскладе ремонт техники значительно упрощается. Поэтому некоторые компании специально выпускают выносные отдельные электронные регуляторы, которые подключаются к сетевому шнуру машины.

Регулятор оборотов и плавный пуск — для чего нужны

В современных болгарках применяют две важные функции, повышающие надёжность и безопасность инструмента:

  • регулятор оборотов — прибор, предназначенный для изменения количества оборотов двигателя в различных режимах работы;
  • плавный пуск — схема, обеспечивающая медленное увеличение оборотов двигателя от нуля до максимального при включении устройства.

Применяются в электромеханических инструментах, в конструкции которых используется коллекторный двигатель. Способствуют уменьшению износа механической части агрегата во время включения. Снижают нагрузку на электрические элементы механизма, запуская их в работу постепенно.

Как показали исследования свойств материалов, наиболее интенсивная выработка трущихся узлов происходит во время резкого перехода из состояния покоя в режим быстрого движения. К примеру, один запуск двигателя внутреннего сгорания в автомобиле приравнивается по износу поршневой группы к 700 км пробега.

При включении питания происходит скачкообразный переход от состояния покоя до вращения диска со скоростью 2,5–10 тысяч оборотов в минуту. Тем, кто работал с болгаркой, хорошо известно ощущение, что машинка просто «вырывается из рук». Именно в этот момент и происходит подавляющее количество поломок, связанных с механической частью агрегата.

Не меньшую нагрузку испытывают и обмотки статора и ротора. Коллекторный двигатель стартует в режиме короткого замыкания, электродвижущая сила уже толкает вал вперёд, но инерция ещё не позволяет ему вращаться. Возникает скачок пускового тока в катушках электромотора. И хотя конструктивно они рассчитаны на такую работу, рано или поздно наступает момент (например, при скачке напряжения в сети), когда изоляция обмотки не выдерживает и происходит межвитковое замыкание.

При включении в электрическую схему инструмента схем плавного пуска и изменения частоты вращения двигателя, все вышеизложенные проблемы автоматически исчезают. Кроме всего прочего, решается проблема «провала» напряжения в общей сети в момент запуска ручного инструмента. А это значит, что холодильник, телевизор или компьютер не будут подвержены опасности «перегорания». А предохранительные автоматы на счётчике не будут срабатывать и отключать ток в доме или квартире.

Читайте так же:
Регулировка корзины сцепления т 150 с двигателем ямз 236

Схема плавного пуска используется в болгарках средней и высокой ценовой категорий, блок регулировки оборотов — преимущественно в профессиональных моделях УШМ.

Регулировка оборотов позволяет обрабатывать болгаркой мягкие материалы, выполнять тонкую шлифовку и полировку — на большой скорости дерево или краска просто сгорят.

Дополнительные электросхемы повышают стоимость инструмента, но увеличивают срок службы и уровень безопасности при работе.

Как собрать схему регулятора своими руками

Простейший регулятор мощности, подходящий для болгарки, паяльника или лампочки, легко собрать своими руками.

Принципиальная электрическая схема

Для того чтобы собрать простейший регулятор оборотов для болгарки, необходимо приобрести детали, изображённые на этой схеме.

Схема регулятора оборотов двигателя для болгарки

  • R1 — резистор, сопротивлением 4,7 кОм;
  • VR1 — подстроечный резистор, 500 кОм;
  • C1 — конденсатор 0,1 мкФ х 400 В;
  • DIAC — симистор (симметричный тиристор) DB3;
  • TRIAC — симистор BT-136/138.

Работа схемы

Подстроечный резистор VR1 изменяет время заряда конденсатора C1. При подаче напряжения на схему, в первый момент времени (первый полупериод входной синусоиды) симисторы DB3 и TRIAC закрыты. Напряжение на выходе равно нулю. Конденсатор C1 заряжается, напряжение на нём возрастает. В определённый момент времени, задаваемый цепочкой R1-VR1, напряжение на конденсаторе превышает порог открытия симистора DB3, симистор открывается. Напряжение с конденсатора передаётся на управляющий электрод симистора TRIAC, который также открывается. Через открытый симистор начинает протекать ток. В начале второго полупериода синусоиды симисторы закрываются до тех пор, пока конденсатор C1 не перезарядится в обратную сторону. Таким образом, на выходе получается импульсный сигнал сложной формы, амплитуда которого зависит от времени работы цепи C1-VR1-R1.

Порядок сборки

Сборка этой схемы не затруднит даже начинающего радиолюбителя. Запчасти доступны, купить их можно в любом магазине. В том числе и выпаять со старых плат. Порядок сборки регулятора на тиристорах следующий:

    На печатной плате или навесным монтажом собирается электрическая схема.

Самодельный регулятор скорости

Проверка работы регулятора

Установка регулятора на болгарку

Как подключить прибор к болгарке, варианты

Подключение регулятора зависит от того, какой вид прибора выбран. Если используется простая схема, достаточно вмонтировать её в канал сетевого питания электроинструмента.

Установка самодельной платы

Не существует готовых рецептов по монтажу. Каждый, кто решил оборудовать УШМ регулятором, располагает его сообразно своим целям и модели инструмента. Кто-то вставляет прибор в ручку держателя, кто-то в специальную дополнительную коробку на корпусе.

В различных моделях пространство внутри корпуса болгарки может быть разным. В некоторых достаточно свободного места для установки управляющего блока. В других приходится выносить его на поверхность и крепить иным способом. Но хитрость в том, что, как правило, в задней части инструмента всегда существует определённая полость. Предназначена она для циркуляции воздуха и охлаждения.

Установка регулятора скорости в УШМ

Обычно именно здесь и располагается заводской регулятор оборотов. Сделанную своими руками схему можно поместить в это пространство. Чтобы регулятор не перегорел, тиристоры следует установить на радиатор.

Видео: плавный пуск плюс и регулировка оборотов двигателя

Особенности монтажа готового блока

При покупке и установке заводского регулятора внутрь болгарки, чаще всего приходится модифицировать корпус — прорезать в нём отверстие для вывода регулировочного колеса. Но это может неблагоприятно отразиться на жёсткости кожуха. Поэтому предпочтительной является установка прибора снаружи.

Регулятор оборотов УШМ

Цифры на регулировочном колесе обозначают количество оборотов шпинделя. Значение это не абсолютное, а условное. «1» — минимальные обороты, «9» — максимальные. Остальные цифры служат для ориентировки при регулировании. Расположение колеса на корпусе бывает различным. Например, на УШМ Bosch PWS 1300–125 CE, Wortex AG 1213–1 E или Watt WWS-900, оно расположено у основания рукояти. В других моделях, таких как Makita 9565 CVL, регулировочное колесо находится в торце кожуха.

Читайте так же:
Как отрегулировать и чем сцепление мтз 1221

Схема подключения регулятора к болгарке не сложная, но иногда не так просто протянуть кабели к кнопке, которая располагается на другом конце корпуса прибора. Задача может решиться подбором оптимального сечения провода или выводом его на поверхность кожуха.

Схема подключения регулятора оборотов УШМ,

Хороший вариант — установка регулятора на поверхности прибора или крепление к сетевому кабелю. Не всегда всё получается с первой попытки, иногда прибор приходится протестировать, после чего внести некоторые коррективы. А это легче делать, когда доступ к его элементам открыт.

Важно! Если отсутствует опыт работы с электротехническими схемами, целесообразнее приобрести готовый заводской регулятор или УШМ, оснащённую этой функцией.

Выносной регулятор скорости на УШМ

Руководство по эксплуатации устройства

Основное правило при эксплуатации болгарки с самодельным регулятором оборотов — соблюдение режима работы и отдыха. Дело в том, что двигатель, работающий на «отрегулированном» напряжении, особенно сильно греется. При шлифовании на пониженных оборотах важно делать частые перерывы, чтобы обмотки коллектора не сгорели.

Также крайне не рекомендуется включать инструмент, если регулятор оборотов выставлен на минимум — пониженного напряжения не хватит на прокрутку ротора, ламели коллектора останутся в режиме короткого замыкания, обмотки начнут перегреваться. Открутите переменный резистор на максимум, затем, включив УШМ, снизьте обороты до нужной величины.

Соблюдение правильного порядка включения и регулировки позволит эксплуатировать болгарку неограниченно долгое время.

Кроме того, следует понимать, что регулировка скорости оборотов на болгарке происходит по принципу водопроводного крана. Прибор не увеличивает количество оборотов, он может только понижать их. Из этого следует, что если максимальная паспортная скорость 3000 об/мин,то при подключении регулятора оборотов, болгарка будет работать в диапазоне ниже, чем максимальная скорость.

Внимание! Если УШМ уже содержит в себе электронные схемы, например, уже оборудована регулятором оборотов, то тиристорный регулятор работать не будет. Внутренние схемы прибора просто не включатся.

Видео: самодельный регулятор оборотов УШМ

Оснащение болгарки схемой регулировки оборотов двигателя, повысит эффективность использования прибора. и расширит его функциональный диапазон. Также это сэкономит технологический ресурс шлифовальной машины и увеличит срок её службы.

Поддержка постоянных оборотов в УШМ — качественная обработка любого материала

Угловые шлифовальные машины, которые многим известны как «болгарки», — незаменимый инструмент в строительстве. Они также используются для ремонтных работ, в мастерских по обработке дерева и металла, и для многих других целей. Популярность УШМ привела к появлению большого разнообразия этого инструмента. Сегодня существует большое количество разных по своим техническим характеристикам и функциям УШМ.

УШМ Dnipro-M

Производители стараются сделать УШМ как можно более эффективными и экономичными. Для этого они разрабатывают новые функции и системы, упрощающие применение инструмента. В усовершенствованных моделях хорошо себя зарекомендовала функция поддержки оборотов. Она дает возможность сократить количество используемых расходников, а также повышает качество работы. При ее использовании инструмент не теряет мощность.

Что такое функция поддержки оборотов и зачем она нужна?

Если вы когда-нибудь работали болгаркой, то знаете, что для шлифовки разных материалов нужно разное количество оборотов диска УШМ. Лучше всего, если частота вращения на протяжении всего процесса обработки не будет сильно отличаться от нормы. Однако на практике достигнуть стабильных оборотов не получается. Когда оператор прижимает болгарку к поверхности, двигатель тратит часть энергии на преодоление сопротивления трения. В результате, число оборотов в минуту изменяется в зависимости от нажима. Если нужно работать на низких оборотах, диск может остановиться даже под весом УШМ. В свою очередь, при работе инструментом на высоких оборотах вы получите некачественный результат, вызванный перегревом материала.

Читайте так же:
Регулировка фар prado 150

Функция стабилизации оборотов справляется с этой проблемой, позволяя работать под нагрузкой на конкретной стабильной скорости. Вы можете сколько угодно надавливать на инструмент, торможение двигателя будет исключено. Это помогает добиться равномерной обработки поверхности. Как показывает практика, УШМ с поддержкой оборотов чрезвычайно сложно «задавить». Инструмент будет выдавать достаточно оборотов даже при значительном усилии оператора.

Работа с болгаркой

Как работает функция поддержания постоянных оборотов?

В УШМ установлен датчик Холла. Он способен отслеживать изменения индукционного поля в электрическом инструменте, определяя скорость вращения диска. При падении или изменении оборотов датчик передает это значение на электронную плату, после чего запускается механизм стабилизации. При падении оборотов система стабилизации повышает ток в электродвигателе, выравнивая скорость вращения. Если же диск вращается быстрее необходимого, происходит снижение оборотов.

Преимущества функции стабилизации оборотов

  1. Вы сможете использовать болгарку даже при повышенной нагрузке. Это касается не только УШМ, но и любого другого электроинструмента. Константная электроника как бы создает резервную мощность, которую можно использовать при перегрузке. Чересчур усиленная нагрузка может привести к быстрому износу двигателя УШМ, редуктора и подшипников.
  2. Даже если приходится обрабатывать неоднородный материал, количество оборотов не будет «прыгать», все время оставаясь стабильным. Это значит, что вы сможете добиться ровной поверхности при шлифовке или ровно разрезать деталь.
  3. Если в сети происходят скачки напряжения, это скажется потерей потребляемой мощности. Система поддержки оборотов защищает от этого эффекта, повышая или понижая напряжение. Даже если в сети возникнет повышение напряжения, система сразу отреагирует на него. Это позволяет сохранить работоспособность инструмента и продлить срок его эксплуатации.
  4. Колебания напряжения в сети могут привести к рывку инструмента. Система поддержки оборотов компенсирует это, не позволяя скорости диска превысить норму.
  5. Вращение диска со стабильной скоростью позволяет ему медленнее стачиваться. Функция поддержки оборотов защищает от перепадов скорости, которые приводят к деформации диска или его разрушению.
  6. Материал не портится из-за неравномерной скорости вращения диска. Он не перегревается и не подвергается лишним нагрузкам. Это позволяет сделать рез ровнее или получить однородную поверхность при шлифовании.

Кому подойдет УШМ с поддержкой постоянных оборотов?

Главная функция угловых шлифовальных машин — обработка различных материалов. Для каждого из них необходимо установить определенную скорость вращения диска:

  • Для шлифовки металла лучше всего подойдет скорость от 2000 до 3000 оборотов в минуту.
  • Шлифовка дерева выполняется на скорости от 2000 до 4000 об/мин (точное значение зависит от плотности породы).
  • Для резки металла или керамогранита нужны максимальные обороты. Например, для отрезания металлического болта диаметром 15 мм, нужно выставить скорость вращения диска около 8000 об/мин.

Шлифовка металла болгаркой

Если не соблюдать подходящий диапазон, можно испортить деталь. Дерево, с которым работают на чересчур высокой скорости, почернеет. Сам диск тоже может прийти в негодность. А вот работа с твердыми материалами на низкой скорости будет очень неэффективна.

Функция поддержания постоянных оборотов (константная электроника) очень важна для УШМ. Лучше уточнять о ее наличии при покупке инструмента, чтобы приобрести необходимую модель.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector