Електроинструмент с плавен старт. Мелница с плавен старт и контрол на скоростта
Случайните повреди на ръчните електроинструменти - шлайфмашини, електрически бормашини и прободни триони често са свързани с големия им стартов ток и значителни динамични натоварвания на частите на скоростната кутия, възникващи при рязко стартиране на двигателя.
устройство плавен стартОписаният колекторен двигател е сложен по дизайн, има няколко прецизни резистора и изисква старателна настройка. Използвайки чипа на фазовия регулатор KR1182PM1, беше възможно да се произведе много по-просто устройство с подобна цел, което не изисква настройка. Може да се свърже без никакви модификации към всеки ръчен електроинструмент, захранван от еднофазна мрежа 220 V, 50 Hz. Двигателят се пуска и спира от превключвателя на електроинструмента, а в изключено състояние устройството не консумира ток и може да остане включено към мрежата за неопределено време.
Схемата на предложеното устройство е показана на фигурата. Щепселът XP1 е включен електрически контакти вкарайте щепсела на електроинструмента в контакт XS1. Можете да инсталирате и свържете паралелно няколко гнезда за редуващи се инструменти.
Когато веригата на двигателя на електроинструмента е затворена от собствен превключвател, напрежението се подава към фазовия регулатор DA1. Започва зареждането на кондензатора C2, напрежението върху него постепенно се увеличава. В резултат на това забавянето на включването на вътрешните тиристори на регулатора, а с тях и триака VSI във всеки следващ полупериод мрежово напрежениенамалява, което води до плавно увеличаване на тока, протичащ през двигателя, и в резултат на това увеличаване на скоростта му. С капацитета на кондензатора C2, посочен на диаграмата, ускоряването на електродвигателя до максимална скорост отнема 2 ... 2,5 s, което практически не създава забавяне в работата, но напълно елиминира термичните и динамични удари в механизма на инструмента.
След като двигателят се изключи, кондензаторът C2 се разрежда през резистор R1. и след 2...3 сек. всичко е готово за рестартиране. Замяна постоянен резистор R1 е променлив, можете плавно да регулирате мощността, подадена към товара. Тя намалява с намаляване на съпротивлението.
Резисторът R2 ограничава тока на управляващия електрод на триака, а кондензаторите C1 и C3 са елементи на типична схема за включване на фазовия регулатор DA1.
Всички резистори и кондензатори са запоени директно към щифтовете на чипа DA1. Заедно с тях се поставя в алуминиев корпус от стартера флуоресцентна лампаи запълнен с епоксидна смола. Изведени са само два проводника, свързани към изходите на триака. Преди изливането в долната част на тялото беше пробит отвор, в който беше поставен винт M3 с външна резба. С този винт модулът е фиксиран към радиатора на триак VS1 с площ от 100 cm 2. Този дизайн се оказа доста надежден при работа в условия на висока влажност и прах.
Устройството не изисква никаква настройка. Може да се използва всеки триак с клас на напрежение най-малко 4 (т.е. с максимално работно напрежение от най-малко 400 V) и с максимален ток 25 50 A. Поради плавния старт на двигателя, стартовият ток не надвишава номиналния ток. Резервът е необходим само в случай на блокиране на инструмента.
Уредът е тестван с електроинструменти до 2,2 nkW. Тъй като регулаторът DA1 осигурява протичането на ток във веригата на управляващия електрод на триака VS1 по време на цялата активна част от полупериода, няма ограничение за минималната мощност на натоварване. Авторът дори свърза електрическа самобръсначка "Харков" към произведеното устройство.
К. Мороз, Надим, ЯНАО
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюков С. Автоматичен софтстартер колекторни електродвигатели- Радио 1997, N* 8. с. 40 42
2. Немич А. Чип KR1182PM1 - контролер на мощността на фазата - Радио 1999, N "7, p. 44-46.
Ако имате стар ъглошлайф в арсенала си, не бързайте да го отписвате. С помощта на прост електрическа схема, устройството може лесно да бъде надстроено чрез добавяне на функция за промяна на скоростта към него. Благодарение на прост регулатор, който наистина можете да сглобите със собствените си ръце за няколко часа, функционалността на устройството ще се увеличи значително. Чрез намаляване на скоростта на въртене мелницата може да се използва като машина за шлайфане и заточване различни видовематериали. Има нови възможности за използване на допълнителни дюзи и оборудване.
Защо мелницата ниска скорост?
Вградената функция за контрол на скоростта на диска ви позволява деликатно да обработвате материали като пластмаса или дърво. При ниски скорости комфортът и безопасността на работа се повишават. Тази функция е особено полезна в електрическата и радиоинсталационната практика, в автосервизите и реставрационните работилници.
В допълнение, сред професионалните потребители на електрически инструменти има силно мнение, че колкото по-просто е устройството, толкова по-надеждно е то. И е по-добре да вземете допълнителната услуга „кайма“ извън захранващия блок. При този сценарий ремонтът на оборудването е значително опростен. Ето защо някои компании специално произвеждат дистанционни отделни електронни регулатори, които се свързват към захранващия кабел на машината.
Контролер на скоростта и плавен старт - за какво сте?
В съвременните ъглошлайфи се използват две важни функции, които повишават надеждността и безопасността на инструмента:
- регулатор на скоростта - устройство, предназначено да променя броя на оборотите на двигателя в различни режими на работа;
- мек старт - схема, която осигурява бавно увеличаване на оборотите на двигателя от нула до максимум, когато устройството е включено.
Те се използват в електромеханични инструменти, в дизайна на които се използва колекторен двигател. Те спомагат за намаляване на износването на механичната част на уреда при включване. Намалете натоварването на електрическите елементи на механизма, като ги стартирате постепенно.
Както показват изследванията на свойствата на материалите, най-интензивното развитие на възлите на триене се случва по време на рязък преход от състояние на покой към режим на бързо движение. Например едно стартиране на двигателя вътрешно горенев автомобил е еквивалентен по отношение на износването на буталната група на 700 км пробег.
При включване на захранването има рязък преход от състояние на покой към въртене на диска със скорост 2,5-10 хиляди оборота в минута. Тези, които са работили с ъглошлайф, са добре запознати с усещането, че машината просто се „издърпва от ръцете им“. Именно в този момент се случват по-голямата част от повреди, свързани с механичната част на устройството.
Намотките на статора и ротора също изпитват не по-малко натоварване. Колекторният двигател стартира в режим на късо съединение, електродвижеща силавече избутва вала напред, но инерцията все още не му позволява да се върти. Има скок в стартовия ток в намотките на електродвигателя. И въпреки че са структурно проектирани за такава работа, рано или късно идва момент (например по време на пренапрежение в мрежата), когато изолацията на намотката не може да издържи и възниква късо съединение между завъртания.
Когато вериги за плавен старт и промени в оборотите на двигателя са включени в електрическата верига на инструмента, всички горепосочени проблеми автоматично изчезват. Наред с други неща, проблемът с „отпадането“ на напрежението в общата мрежа по време на стартиране на ръчния инструмент се решава. А това означава, че хладилникът, телевизорът или компютърът няма да бъдат изложени на риск от "прегаряне". И предпазните прекъсвачи на измервателния уред няма да работят и да изключат тока в къщата или апартамента.
Веригата за плавен старт се използва в мелници от средни и високи ценови категории, блокът за управление на скоростта се използва главно в професионални модели ъглошлайфи.
Регулирането на скоростта ви позволява да обработвате меки материали с мелница, да извършвате фино шлайфане и полиране - при висока скорост дървото или боята просто ще изгорят.
Допълнителните схеми на свързване увеличават цената на инструмента, но увеличават експлоатационния живот и нивото на безопасност по време на работа.
Как да сглобите регулаторна верига със собствените си ръце
Най-простият регулатор на мощността, подходящ за мелница, поялник или електрическа крушка, е лесен за сглобяване със собствените си ръце.
Електрическа схема
За да се съберат най-простият регулаторобороти за мелачката, трябва да закупите частите, показани на тази диаграма.
електрическа схемарегулатор на скоростта
- R1 - резистор, със съпротивление 4,7 kOhm;
- VR1 - резистор за настройка, 500 kOhm;
- C1 - кондензатор 0,1 uF x 400 V;
- DIAC - триак (симетричен тиристор) DB3;
- TRIAC - триак BT-136/138.
Работа по веригата
Тримерният резистор VR1 променя времето за зареждане на кондензатора C1. Когато напрежението се приложи към веригата, в първия момент от време (първия полупериод на входната синусоида), триаците DB3 и TRIAC са затворени. Изходното напрежение е нула. Кондензаторът C1 се зарежда, напрежението върху него се повишава. В определен момент от време, зададен от веригата R1-VR1, напрежението на кондензатора надвишава прага на отваряне на триака DB3, триакът се отваря. Напрежението от кондензатора се предава към управляващия електрод на триак триак, който също се отваря. През отворен триак започва да тече ток. В началото на втория полупериод на синусоидата триаците се затварят, докато кондензаторът C1 се презареди в обратна посока. По този начин изходът е импулсен сигнал със сложна форма, чиято амплитуда зависи от времето на работа на веригата C1-VR1-R1.
Ред на сглобяване
Сглобяването на тази схема няма да затрудни дори начинаещ радиолюбител. Налични са резервни части, можете да ги закупите от всеки магазин. Включително запояване от стари платки. Редът за монтаж на регулатора на тиристори е както следва:
Как да свържете устройството към ъглошлайфа, опции
Свързването на регулатора зависи от това кой тип устройство е избрано. Ако се използва проста схема, достатъчно е да го монтирате в канала мрежово захранванеелектроинструмент.
Инсталиране на домашна дъска
Няма готови рецепти за монтаж. Всеки, който реши да оборудва ъглошлайфа с регулатор, го има според целите и модела на инструмента. Някой вкарва устройството в дръжката на държача, някой в специална допълнителна кутия на кутията.
AT различни моделипространството вътре в тялото на ъглошлайфа може да бъде различно. В някои има достатъчно свободно място за инсталиране на контролния блок. В други трябва да го извадите на повърхността и да го поправите по различен начин. Но номерът е, че по правило винаги има определена кухина в задната част на инструмента. Предназначен е за циркулация на въздуха и охлаждане.
Кухина в задната част на машината
Обикновено това е мястото, където се намира фабричният регулатор на скоростта. В това пространство може да се постави ръчно изработена схема. За да предотвратите изгарянето на регулатора, тиристорите трябва да бъдат монтирани на радиатор.
Видео: мек старт плюс и контрол на оборотите на двигателя
Характеристики на монтаж на готовия блок
Когато купувате и инсталирате фабричен регулатор в мелница, най-често трябва да модифицирате корпуса - изрежете дупка в него, за да извадите регулиращото колело. Но това може да повлияе неблагоприятно на твърдостта на корпуса. Поради това е за предпочитане устройството да се монтира навън.
Регулиращото колело променя скоростта
Цифрите на регулиращото колело показват броя на оборотите на шпиндела.Стойността не е абсолютна, а условна. "1" - минимална скорост, "9" - максимална. Останалите цифри служат като ръководство за настройка. Местоположението на колелото върху тялото е различно. Например при ъглошлайфа Bosch PWS 1300-125 CE, Wortex AG 1213-1 E или Watt WWS-900 той се намира в основата на дръжката. При други модели, като например Makita 9565 CVL, регулиращото колело се намира в края на корпуса.
Схемата за свързване на регулатора към ъглошлайфа не е сложна, но понякога не е толкова лесно да прекарате кабелите до бутона, който се намира в другия край на кутията на устройството. Проблемът може да бъде решен чрез избор на оптимално сечение на проводника или извеждане на повърхността на корпуса.
Регулаторът е свързан съгласно схемата
Добър вариант е да инсталирате регулатора на повърхността на устройството или да го прикрепите към мрежов кабел. Не винаги всичко се получава от първия опит, понякога устройството трябва да бъде тествано, след което трябва да се направят някои настройки. И това е по-лесно да се направи, когато достъпът до неговите елементи е отворен.
важно! Ако няма опит с електрически вериги, по-целесъобразно е да закупите готов фабричен регулатор или ъглошлайф, оборудван с тази функция.
Приставка за захранващ кабел
Ръководство за експлоатация на устройството
Основното правило при работа на мелница с домашен регулатор на скоростта е спазването на режима на работа и почивка. Факт е, че двигател, работещ на „регулирано“ напрежение, е особено горещ. При смилане на ниски обороти е важно да правите чести почивки, за да не изгорят колекторните намотки.
Също така е силно обезкуражено да включвате инструмента, ако контролът на скоростта е настроен на минимум - намаленото напрежение няма да е достатъчно за превъртане на ротора, колекторните ламели ще останат в режим на късо съединение, намотките ще започнат да прегряват. Развийте променлив резистордо максимум, след това, като включите ъглошлайфа, намалете скоростта до желаната стойност.
Спазването на правилния ред на включване и настройка ще ви позволи да работите с ъглошлайфа за неопределено време.
Освен това трябва да се разбере, че регулирането на скоростта на въртене на ъглошлайфа се извършва на принципа на водния кран. Уредът не увеличава броя на оборотите, той може само да ги намали. От това следва, че ако максималната паспортна скорост е 3000 об / мин, тогава, когато регулаторът на скоростта е свързан, ъглошлайфът ще работи в диапазон, по-нисък от максималната скорост.
внимание! Ако ъглошлайфът вече съдържа електронни схеми, например, вече е оборудван с регулатор на скоростта, тогава тиристорният контролер няма да работи. Вътрешните вериги на устройството просто няма да се включат.
Видео: домашен регулатор на скоростта на ъглошлайф
Оборудването на мелницата с верига за управление на скоростта на двигателя ще увеличи ефективността на използването на устройството. и разширяване на функционалния му диапазон. Освен това ще спести технологичния ресурс на шлифовъчната машина и ще увеличи експлоатационния й живот.
Недостатъкът на малките евтини ъглошлайфи е липсата на мек старт и контрол на скоростта. Всеки, който включи мощен електрически уред в мрежата, забеляза как яркостта на осветлението на мрежата пада в този момент. Това се дължи на факта, че мощните електрически уреди по време на стартиране консумират огромен ток, съответно напрежението в мрежата пада. Самият инструмент може да се провали, особено китайските с ненадеждни намотки.
Системата за плавен старт ще защити както мрежата, така и инструмента. Освен това няма да има силен откат (удар) в момента на включване. А регулаторът на скоростта ще ви позволи да работите дълго време, без да претоварвате инструмента.
Представената схема е копирана от промишлен дизайн, инсталиран на скъпи устройства. Може да се използва не само за мелница, но и за бормашина, фреза и др., където има колекторен двигател. За асинхронни двигателиверигата няма да работи, изисква честотен преобразувател.
първо теглене печатна електронна платказа система за плавен старт, без компоненти за контрол на скоростта. Това се прави нарочно, т.к. Във всеки случай регулаторът трябва да бъде свързан. Имайки диаграма, всеки ще разбере какво да свърже къде.
Във веригата регулиращият елемент е двойният операционен усилвател LM358, който управлява захранващия триак BTA20-600 през транзистора VD1. Не го взех в магазина и сложих BTA28 (по-мощен). За инструмент до 1kW е подходящ всеки триак с напрежение над 600V и ток 10-12A. защото тогава веригата има мек старт стартови токоветакъв триак няма да гори. По време на работа триакът се нагрява и трябва да се монтира на радиатор.
Известно е явлението самоиндукция, което се наблюдава при отваряне на веригата с индуктивен товар. В нашата схема веригата R1-C1 гаси самоиндукцията, когато мелницата е изключена и предпазва триака от повреда. R1 от 47 до 68 ома, мощност 1-2W. Филмов кондензатор 400V.
Резистор R2 осигурява ограничаване на тока за частта с ниско напрежение на управляващата верига. Самата тази част е едновременно товар и до известна степен стабилизираща връзка. Поради това, след резистора, не можете да стабилизирате мощността. Въпреки че има вариант на същата схема с допълнителен ценеров диод. Не го инсталирах, т.к. захранващото напрежение на микросхемата, така че е в рамките на нормалния диапазон.
Възможните заместители на транзистори с ниска мощност са посочени под диаграмата.
Настройката на регулатора се извършва с помощта на многооборотен резистор R14, а основната настройка се извършва с резистор R5. Веригата не дава настройка на мощността от 0, а само от 30 до 100%. Ако имате нужда от по-прост мощен регулатор от 0, тогава можете да сглобите вариант, който е доказан през годините. Вярно е, че за ъглошлайф получаването на минималната мощност е безсмислено.
Плавен стартза българи със собствените си ръце
Евтиният ъглошлайф е достатъчно лесен за надграждане, за да се увеличи значително експлоатационният му живот, така че скоростната кутия да не се задръства и да не изгаря намотаващи се проводницикотви. Обикновено тези проблеми са характерни за рязкото стартиране на евтин ъглошлайф.
Цялата модернизация се състои само в сглобяване на проста схема във външна кутия.
Дизайнът на прототипа на фигурата по-долу беше използван за регулиране на нажежаемостта на лампите, тоест за работа върху чисто резистивен товар.
Основата на дизайна е чипът K1182PM1R. Тя е тясно специализирана и колкото и странно да звучи днес, местно производство. Ако е необходимо, началното време може да се увеличи чрез настройка голям капацитеткондензатор C3. Докато този кондензатор се зарежда, електродвигателят плавно увеличава скоростта до максимум. Резисторът от 68 kΩ е оптимално избран за нашата схема. Ако искате да направите регулатор на мощността, тогава трябва да замените съпротивлението R1 с променливи. Съпротивление от 100 kOhm или повече.
В ролята на отличен случай, изработен от изолационен материал, типичен разклонителна кутия. Към него се завинтва гнездо и се свързва кабел с щепсел, което прави този дизайн много подобен на удължителен кабел „направи си сам“.
Ако искате, можете да съберете малко повече сложна схемаплавен старт. Характерно е за модула XS-12. Той е инсталиран в електроинструмента по време на фабричното производство на много компании.
Ако искате да контролирате скоростта на свързания електродвигател, тогава дизайнът става малко по-сложен: тъй като е инсталиран резистор за настройка с 100 kOhm и съпротивление за регулиране с 50 kOhm.
За да спестите пари, можете да оборудвате типичен ъглошлайф с регулатор на скоростта. Такъв регулатор за шлайфане на корпуси на различно електронно оборудване е незаменим инструмент в арсенала на радиолюбител.
Поради конструктивните характеристики, стартирането на ъглошлайфа е свързано с високи динамични натоварвания. Поради масата на работния диск, в началото на въртенето, върху оста на скоростната кутия действат инерционни сили. Това води до някои отрицателни точки:
- Натоварванията на осите по време на рязък старт създават инерционен удар, който при голям диаметър и маса на диска може да издърпа електроинструмента от ръка;
- При рязко подаване на работно напрежение към двигателя възниква свръхток, който преминава след набор от номинални скорости;
- Голям въртящ момент с рязък набор от обороти преждевременно износва зъбните колела на скоростната кутия на ъглошлайфа;
- Претоварванията, които работният диск възприема, могат да го унищожат при стартиране на двигателя.
ВАЖНО! Когато стартирате мелницата, винаги дръжте инструмента с две ръце и бъдете готови да го държите. В противен случай може да се нараните. Това предупреждение е особено важно за тежки диамантени или стоманени остриета.
В резултат на това четките се износват и двете намотки на електродвигателя прегряват. При постоянно включен и изключен електроинструмент прегряването може да разтопи изолацията на намотките и да доведе до късо съединение с последващи скъпи ремонти.
В някои случаи е възможно счупване на зъбите и блокиране на скоростната кутия.
Следователно наличието на защитно покритие е задължително.
ВАЖНО! По време на стартирането на мелницата отвореният сектор на корпуса трябва да бъде насочен встрани от оператора.
За да разберете по-добре механиката на работа, разгледайте устройството за мелница на чертежа. Всички елементи, които са претоварени при рязък старт, са ясно видими.
Схематичен чертеж на разположението на работните органи и системите за управление в мелницата
За да се намалят вредните ефекти от внезапното стартиране, производителите произвеждат ъглошлайфи с контрол на скоростта и плавен старт.
Контролът на скоростта се намира на дръжката на инструмента.
Но само средни и високи модели са оборудвани с такова устройство. ценова категория. Много домашни занаятчии придобиват ъглошлайф без регулатор и забавяне на началната скорост. Това важи особено за мощни екземпляри с диаметър на режещия диск над 200 мм. Освен че е трудно да държите такава мелница в ръцете си по време на стартиране, износването на механиката и електрическите части е много по-бързо.
Има само един изход - сами да инсталирате мелница с плавен старт. Има готови фабрични устройства с регулатор на скоростта и бавен старт на двигателя при стартиране.
Готово устройство за настройка на софт стартер
Такива блокове се монтират вътре в кутията, ако има свободно място. Повечето потребители на ъглошлайф обаче предпочитат сами да направят схема за плавен старт за мелницата и да я свържат към прекъсването на захранващия кабел.
Как да направите схема за плавен старт за ъглошлайф със собствените си ръце
Популярната схема е реализирана на базата на чипа за контрол на фазата KR118PM1, а силовата част е направена на триаци. Такова устройство е доста просто монтирано, не изисква допълнителни настройки след сглобяване и следователно може да го направи майстор без специализирано образование, достатъчно е да можете да държите поялник в ръцете си.
Електрическата верига за регулиране на мекия старт на мелницата
Предлаганото устройство може да бъде свързано към всеки електроинструмент, проектиран за променливо напрежение от 220 волта. Не се изисква отделно отстраняване на бутона за захранване, модифицираният електроинструмент се включва със стандартен ключ. Веригата може да се монтира както в тялото на мелницата, така и в прекъсването на захранващия кабел в отделен корпус.
Най-практичното е да свържете мекия стартер към контакт, който захранва електрическия инструмент. Входът (XP1 конектор) се захранва от 220 волта. Към изхода (конектор XS1) е свързана букса за консуматив, в която се включва щепселът на ъглошлайфа.
Когато бутонът за стартиране на мелницата е затворен, напрежението се прилага към микросхемата DA1 чрез обща захранваща верига. На контролния кондензатор има плавно увеличение на напрежението. Като се зарежда, достига работна стойност. Поради това тиристорите в микросхемата не се отварят веднага, а със закъснение, времето на което се определя от заряда на кондензатора. Triac VS1, управляван от тиристори, се отваря със същата пауза.
Вижте видеото с подробно обяснение как се прави и по каква схема се прилага
Във всеки полупериод на променливотоковото напрежение закъснението намалява в аритметична прогресия, в резултат на което напрежението на входа на електроинструмента нараства плавно. Този ефект определя плавността на стартиране на двигателя на мелницата. Следователно скоростта на диска се увеличава постепенно и валът на скоростната кутия не изпитва инерционен удар.
Времето за достигане на работната стойност се определя от капацитета на кондензатора C2. Стойност от 47 uF осигурява плавен старт за 2 секунди. При такова забавяне няма особен дискомфорт при започване на работа с инструмента и в същото време самият електроинструмент не е подложен на прекомерни натоварвания от внезапно стартиране.
След изключване на ъглошлайфа кондензаторът C2 се разрежда от съпротивлението на резистора R1. При номинална стойност от 68 kOhm времето за разреждане е 3 секунди. След това софтстартерът е готов за нов цикъл на стартиране на мелницата.
С малко усъвършенстване веригата може да бъде надстроена до регулатор на скоростта на двигателя. За да направите това, резисторът R1 се заменя с променлива. Чрез регулиране на съпротивлението ние контролираме мощността на двигателя, като променяме скоростта му.
По този начин в един корпус е възможно да се направи регулатор на скоростта на двигателя и мек стартер за електроинструмент.
Останалите детайли на веригата работят както следва:
- Резисторът R2 контролира количеството ток, протичащ през контролния вход на триака VS1;
- Кондензаторите C1 и C2 са контролните компоненти на чипа KR118PM1, използвани в типична превключваща верига.
За простота и компактност на инсталацията резисторите и кондензаторите са запоени директно към краката на микросхемата.
Triac VS1 може да бъде всичко със следните характеристики: максимално напрежениедо 400 волта, минимален пропускателен ток 25 ампера. Силата на тока зависи от мощността на ъглошлайфа.
Благодарение на плавния старт на мелницата, токът няма да надвишава номиналната работна стойност за избрания електроинструмент. За спешни случаи, например заклинване на диска на ъглошлайфа, е необходим текущ запас. Следователно стойността на номиналната стойност в ампери трябва да се удвои.
Номиналните стойности на радиокомпонентите, използвани в предложената електрическа верига, са тествани на ъглошлайф с мощност 2 kW. Има резерв на мощност до 5 kW, това се дължи на особеностите на работата на микросхемата KR118PM1.
Схемата работи, многократно изпълнявана от домашни майстори.