ソフトスタート電動工具。 ソフトスタートと速度制御グラインダー
ハンドヘルド電動工具（グラインダー、電気ドリル、ジグソーパズル）の時折の故障は、エンジンの急激な始動中に発生するギアボックスの部品への高い始動電流と大きな動的負荷に関連していることがよくあります。
デバイス ソフトスタートで説明されているコレクターモーターは設計が複雑で、いくつかの高精度抵抗があり、入念な調整が必要です。 位相調整チップKR1182PM1を使用することで、調整を必要としない、同様の目的のはるかに単純なデバイスを製造することができました。 を搭載したハンドヘルド電動工具に変更を加えることなく接続できます 単相ネットワーク 220 V、50Hz。 エンジンは動力工具スイッチによって始動および停止され、オフ状態ではデバイスは電流を消費せず、ネットワークに無期限に接続されたままになります。
提案されたデバイスのスキームを図に示します。 XP1プラグはに含まれています メインソケット、および動力工具のメインプラグをソケットXS1に挿入します。 交互に動作するツール用に、複数のソケットを並列にインストールして接続できます。
動力工具のモーター回路が独自のスイッチで閉じられると、DA1位相レギュレーターに電圧が供給されます。 コンデンサC2の充電が始まり、コンデンサC2の両端の電圧が徐々に増加します。 その結果、レギュレータの内部サイリスタをオンにするのが遅れ、その後の各半サイクルでトライアックVSIがオンになります。 主電源電圧減少し、モーターを流れる電流がスムーズに増加し、その結果、モーターの速度が増加します。 図に示されているコンデンサC2の静電容量により、電気モーターの最大速度への加速には2〜2.5秒かかります。これにより、動作の遅延は実質的に発生しませんが、ツールメカニズムの熱的および動的な衝撃が完全に排除されます。
エンジンが停止した後、コンデンサC2は抵抗R1を介して放電されます。 そして2...3秒後。 すべてを再起動する準備ができています。 交換 固定抵抗器 R1は可変で、負荷に供給する電力をスムーズに調整できます。 抵抗が減少するにつれて減少します。
抵抗R2はトライアック制御電極の電流を制限し、コンデンサC1とC3は位相レギュレータDA1をオンにするための一般的な回路の要素です。
すべての抵抗とコンデンサは、DA1チップのピンに直接はんだ付けされています。 それらと一緒に、それはスターターからアルミニウムハウジングに配置されます 蛍光灯エポキシで満たされています。 トライアック出力に接続されている2本のワイヤーだけが引き出されます。 注ぐ前に、本体の下部に穴を開け、そこにM3ネジを外向きのネジで挿入しました。 このネジを使用すると、アセンブリは100 cm2の面積でトライアックVS1のヒートシンクに固定されます。この設計は、高湿度およびほこりの多い条件で動作する場合に非常に信頼できることが証明されました。
デバイスはセットアップを必要としません。 電圧クラスが4以上（つまり、最大動作電圧が400 V以上）の任意のトライアックを使用できます。 最大電流 25 50 A.モーターのスムーズな始動により、始動電流は定格電流を超えません。 予備は工具が詰まった場合にのみ必要です。
このデバイスは、最大2.2nkWの動力工具でテストされています。 レギュレータDA1は、半サイクルのアクティブ部分全体でトライアックVS1の制御電極回路に電流が流れることを保証するため、最小負荷電力に制限はありません。 著者は、電気かみそり「ハルキウ」を製造されたデバイスに接続しました。
K.モロス、ナディム、YNAO
文学
1.BiryukovS.自動ソフトスターター コレクター電気モーター-ラジオ1997、N *8.p。4042
2. Nemich A. Chip KR1182PM1-位相電力コントローラー-Radio1999、N "7、p。 44-46。
武器庫に古いアングルグラインダーがある場合は、急いで書き留めないでください。 シンプルな 配線図、速度を変更する機能を追加することで、簡単にアップグレードできます。 数時間で実際に自分の手で組み立てることができるシンプルなレギュレーターのおかげで、デバイスの機能が大幅に向上します。 回転速度を落とすことで、研削砥石として使用できます。 いろいろな種類材料。 追加のノズルと機器を使用するための新しい機会があります。
なぜ低速でグラインダーするのですか？
内蔵のディスク速度制御機能により、プラスチックや木材などの素材を繊細に加工することができます。 低速では、作業の快適性と安全性が向上します。 この機能は、電気および無線の設置作業、自動車サービス、および修復ワークショップで特に役立ちます。
また、動力工具のプロユーザーの間では、デバイスがシンプルであるほど信頼性が高いという強い意見があります。 そして、パワーユニットの外で追加サービス「ミンチ肉」を利用することをお勧めします。 このシナリオでは、機器の修理が大幅に簡素化されます。 したがって、一部の企業は、マシンの電源コードに接続するリモートの個別の電子レギュレーターを特別に製造しています。
スピードコントローラーとソフトスタート-あなたは何のためにいますか？
最新のアングルグラインダーでは、ツールの信頼性と安全性を高める2つの重要な機能が使用されています。
- スピードコントローラー-さまざまな動作モードでエンジンの回転数を変更するように設計されたデバイス。
- ソフトスタート-デバイスの電源がオンになったときに、エンジン速度をゼロから最大までゆっくりと増加させるスキーム。
それらは、コレクターモーターが使用される設計の電気機械ツールで使用されます。 これらは、電源を入れたときのユニットの機械部分の摩耗を減らすのに役立ちます。 メカニズムの電気要素への負荷を減らし、徐々に動作を開始します。
材料の特性の研究が示しているように、摩擦ノードの最も集中的な発達は、静止状態から急速な動きのモードへの急激な移行中に発生します。 たとえば、1つのエンジン始動 内燃機関車の場合、ピストングループの摩耗は700kmの走行に相当します。
電源を入れると、静止状態からディスクが毎分2.5〜1万回転の速度で回転するようになります。 アングルグラインダーを使った経験のある人は、マシンが単に「手から引き抜かれている」という感覚をよく知っています。 ユニットの機械部分に関連する故障の大部分が発生するのはこの瞬間です。
固定子と回転子の巻線にも負荷がかかります。 コレクターモーターは短絡モードで始動し、 起電力すでにシャフトを前方に押していますが、慣性によってまだ回転できません。 電気モーターのコイルの始動電流にジャンプがあります。 そして、それらはそのような作業のために構造的に設計されていますが、遅かれ早かれ（たとえば、ネットワークの電力サージ中に）巻線の絶縁が耐えられなくなり、ターン間短絡が発生する瞬間があります。
ソフトスタート回路とエンジン回転数の変化がツールの電気回路に含まれている場合、上記の問題はすべて自動的に解消されます。 とりわけ、ハンドツールの起動時の一般的なネットワークの電圧の「障害」の問題は解決されています。 そしてこれは、冷蔵庫、テレビ、またはコンピューターが「燃え尽き」のリスクにさらされないことを意味します。 また、メーターの安全回路ブレーカーが機能せず、家やアパートの電流がオフになります。
ソフトスタート回路は中価格帯と高価格帯のアングルグラインダーで使用され、速度制御ユニットは主にプロのアングルグラインダーモデルで使用されます。
速度を調整すると、グラインダーで柔らかい材料を処理し、微粉砕と研磨を実行できます。高速では、木材や塗料が燃え尽きるだけです。
追加の配線図はツールのコストを増加させますが、動作中の耐用年数と安全性のレベルを増加させます。
自分の手でレギュレータ回路を組み立てる方法
グラインダー、はんだごて、電球に適した最もシンプルなパワーレギュレーターは、自分の手で簡単に組み立てることができます。
回路図
収集するために 最も単純なレギュレーターグラインダーの回転数は、この図に示されている部品を購入する必要があります。
回路図速度制御器
- R1-抵抗、4.7kオームの抵抗;
- VR1-チューニング抵抗、500 kOhm;
- C1-コンデンサ0.1uFx 400 V;
- DIAC-トライアック（対称サイリスタ）DB3;
- トライアック-トライアックBT-136/138。
回路動作
トリマ抵抗VR1はコンデンサC1の充電時間を変更します。 回路に電圧が印加されると、最初の瞬間（入力正弦波の最初の半サイクル）で、トライアックDB3とトライアックが閉じます。 出力電圧はゼロです。 コンデンサC1が充電され、その両端の電圧が上昇します。 R1-VR1チェーンによって設定された特定の時点で、コンデンサの電圧がトライアックDB3の開放しきい値を超え、トライアックが開きます。 コンデンサからの電圧は、トライアックトライアックの制御電極に送信され、トライアックトライアックも開きます。 開いたトライアックに電流が流れ始めます。 正弦波の後半の半サイクルの開始時に、コンデンサC1が反対方向に再充電されるまでトライアックが閉じます。 したがって、出力は複雑な形状のパルス信号であり、その振幅は回路C1-VR1-R1の動作時間に依存します。
組立注文
この回路の組み立ては、初心者のアマチュア無線家にとっても難しいことではありません。 スペアパーツもご用意しておりますので、どの店舗でもお買い求めいただけます。 古いボードからのはんだ付けを含みます。 サイリスタのレギュレータの組み立て順序は次のとおりです。
デバイスをアングルグラインダーに接続する方法、オプション
レギュレーターの接続は、選択したデバイスのタイプによって異なります。 使用する場合 簡単な回路、チャンネルにマウントするだけで十分です 主電源有力な手法。
自家製ボードの取り付け
インストール用の既製のレシピはありません。 アングルグラインダーにレギュレーターを装備することを決定した人は誰でも、目標とツールモデルに従ってそれを持っています。 誰かがデバイスをホルダーのハンドルに挿入し、誰かがケースの特別な追加ボックスに挿入します。
で 各種モデルアングルグラインダーの本体内部のスペースは異なる場合があります。 コントロールユニットを取り付けるのに十分な空き容量がある場合もあります。 他の人では、それを表面に持ってきて、別の方法で修正する必要があります。 しかし、秘訣は、原則として、機器の背面には常に特定の空洞があるということです。 空気循環と冷却用に設計されています。
機械の後ろの空洞
通常、これは工場出荷時の速度コントローラーが配置されている場所です。 このスペースに手作りの回路を配置することができます。 レギュレーターの焼損を防ぐために、サイリスタをラジエーターに取り付ける必要があります。
ビデオ：ソフトスタートプラスとエンジン速度制御
完成したブロックの取り付けの特徴
ファクトリーレギュレーターを購入してグラインダー内に取り付ける場合、ほとんどの場合、ケースを変更する必要があります。ケースに穴を開けて、調整ホイールを引き出します。 ただし、これはケーシングの剛性に悪影響を与える可能性があります。 したがって、デバイスを屋外に設置することをお勧めします。
調整ホイールが速度を変更します
調整ホイールの数字は、スピンドルの回転数を示しています。値は絶対値ではなく、条件付きです。 「1」-最低速度、「9」-最高速度。 残りの図は、調整のガイドとして機能します。 ボディのホイールの位置が異なります。 たとえば、アングルグラインダーBosch PWS 1300-125 CE、Wortex AG 1213-1 E、またはWatt WWS-900では、ハンドルのベースにあります。 マキタ9565CVLなどの他のモデルでは、調整ホイールはケーシングの端にあります。
レギュレーターとアングルグラインダーの接続図は複雑ではありませんが、デバイスケースの反対側にあるボタンにケーブルを配線するのはそれほど簡単ではない場合があります。 この問題は、最適なワイヤーセクションを選択するか、ケーシングの表面に配置することで解決できます。
レギュレータは図のように接続されています
レギュレーターをデバイスの表面に取り付けるか、ネットワークケーブルに接続することをお勧めします。 最初の試行ですべてがうまくいくとは限りません。デバイスをテストする必要がある場合もあります。その後、いくつかの調整を行う必要があります。 そして、これは、その要素へのアクセスが開いているときに行うのが簡単です。
重要！ 電気回路の経験がない場合は、既製のファクトリーレギュレーターまたはこの機能を備えたアングルグラインダーを購入する方が便利です。
電源コードの取り付け
デバイス取扱説明書
自家製のスピードコントローラーでグラインダーを操作するときの基本的なルールは、仕事と休息の体制を順守することです。 事実、「調整された」電圧で動作しているエンジンは特に高温です。 低速で研削する場合は、コレクター巻線が焼損しないように頻繁に休憩を取ることが重要です。
また、速度制御が最小に設定されている場合は、ツールをオンにすることを強くお勧めします-電圧の低下はローターをスクロールするのに十分ではなく、コレクターラメラは短絡モードのままになり、巻線が過熱し始めます。 ネジを緩めます 可変抵抗器最大にした後、アングルグラインダーをオンにして、速度を目的の値に下げます。
スイッチを入れて調整する正しい順序に準拠することで、アングルグラインダーを無期限に操作できます。
さらに、アングルグラインダーの回転速度の調整は、水道の原理に従って行われることを理解する必要があります。 この装置は回転数を増やすのではなく、下げることしかできません。 このことから、パスポートの最高速度が3000 rpmの場合、スピードコントローラーを接続すると、アングルグラインダーは最高速度よりも低い範囲で動作します。
注意！ アングルグラインダーにすでに含まれている場合 電子回路たとえば、すでに速度コントローラが装備されている場合、サイリスタコントローラは機能しません。 デバイスの内部回路は単にオンになりません。
ビデオ：自家製アングルグラインダースピードコントローラー
グラインダーにエンジン回転数制御回路を装備することで、装置の使用効率が向上します。 そしてその機能範囲を拡大します。 また、研削盤の技術リソースを節約し、その耐用年数を延ばします。
小型で安価なアングルグラインダーの欠点は、ソフトスタートと速度制御がないことです。 ネットワーク内の強力な電化製品をオンにしたすべての人は、その瞬間にネットワーク照明の明るさがどのように低下するかに気づきました。 これは、起動時に強力な電化製品がそれぞれ巨大な電流を消費し、ネットワークの電圧が低下するという事実によるものです。 楽器自体が故障する可能性があります。特に、巻線の信頼性が低い中国の楽器は故障する可能性があります。
ソフトスタートシステムは、ネットワークとツールの両方を保護します。 また、電源を入れた瞬間に強いキックバック（ショック）はありません。 また、スピードコントローラーを使用すると、ツールに過負荷をかけることなく長時間作業できます。
提示されたスキームは、工業デザインからコピーされ、高価なデバイスにインストールされています。 グラインダーだけでなく、コレクターモーターを備えたドリルやフライス盤などにも使用できます。 為に 誘導電動機回路は機能しません、それは周波数変換器を必要とします。
最初に描いた プリント回路基板ソフトスタートシステム用、速度制御コンポーネントなし。 なぜなら、これは意図的に行われているからです。 いずれの場合も、レギュレーターは配線する必要があります。 ダイアグラムがあれば、誰もが何をどこに接続するかを理解できます。
この回路では、調整要素はデュアルオペアンプLM358であり、トランジスタVD1を介してパワートライアックBTA20-600を制御します。 私はそれを店で手に入れず、BTA28（より強力）を入れました。 最大1kWの工具には、電圧が600Vを超え、電流が10〜12Aのトライアックが適しています。 なぜなら 回路はソフトスタートし、その後 開始電流そのようなトライアックは燃えません。 動作中、トライアックは加熱されるため、ラジエーターに取り付ける必要があります。
自己誘導の現象は既知であり、これは回路が次のように開かれたときに観察されます。 誘導性負荷。 私たちの回路では、R1-C1回路は、グラインダーがオフになると自己誘導を消滅させ、トライアックを故障から保護します。 R1は47〜68オーム、電力は1〜2Wです。 フィルムコンデンサ400V。
抵抗R2は、制御回路の低電圧部分に電流制限を提供します。 この部分自体は負荷であり、ある程度は安定化リンクでもあります。 このため、抵抗器以降は電力を安定させることができません。 追加のツェナーダイオードを備えた同じ回路の変形がありますが。 私はそれをインストールしませんでした。 したがって、マイクロ回路の供給電圧は正常範囲内です。
低電力トランジスタの可能な代替品を図の下に示します。
レギュレータの調整はマルチターン抵抗R14を使用して行われ、メイン調整は抵抗R5を使用して行われます。 この回路は、0からではなく、30〜100％の電力調整を行います。 0からのより単純で強力なレギュレーターが必要な場合は、長年にわたって証明されているバリアントを組み立てることができます。 確かに、アングルグラインダーの場合、最小のパワーを得るのは無意味です。
スムーズなスタート自分の手でブルガリア人のために
安価なアングルグラインダーは、ギアボックスが詰まったり燃え尽きたりしないように耐用年数を大幅に延ばすためにアップグレードするのに十分簡単です 巻線アンカー。 通常、これらの問題は、安価なアングルグラインダーの急激な始動の特徴です。
すべての近代化は、外部ボックスに単純な回路を組み立てることだけで構成されています。
次の図のプロトタイプ設計は、ランプの白熱光を調整するため、つまり、純粋な抵抗負荷で動作するために使用されました。
設計の基本はK1182PM1Rチップです。 それは高度に専門化されており、今日どんなに奇妙に聞こえても、国内生産です。 必要に応じて、設定することで開始時間を増やすことができます 大容量コンデンサC3。 このコンデンサが充電されている間、電気モーターはスムーズに速度を最大に上げます。 私たちの回路には68kΩの抵抗が最適に選択されています。 パワーレギュレータを作りたい場合は、抵抗R1を変数に置き換える必要があります。 100kオーム以上の抵抗。
絶縁材料で作られた優れたケースの役割で、典型的な 接続箱。 ソケットをねじ込み、プラグ付きのケーブルを接続することで、日曜大工の延長コードと非常によく似たデザインになっています。
必要に応じて、もう少し集めることができます 複雑なスキームソフトスタート。 XS-12モジュールでは一般的です。 多くの企業の工場生産時に動力工具に取り付けられます。
接続された電気モーターの速度を制御したい場合は、設計が少し複雑になります。チューニング抵抗が100 kOhm、調整抵抗が50kOhm取り付けられているためです。
お金を節約するために、あなたはスピードコントローラーを備えた典型的なアングルグラインダーを装備することができます。 さまざまな電子機器のケースを研磨するためのこのようなレギュレーターは、アマチュア無線家の兵器庫に不可欠なツールです。
設計上の特徴により、アングルグラインダーの始動は高い動的負荷に関連しています。 作業ディスクの質量により、回転の開始時に、慣性力がギアボックスの軸に作用します。 これにはいくつかの欠点があります。
- 鋭い始動時の車軸荷重は慣性ジャークを発生させ、ディスクの直径と質量が大きいため、動力工具を手に負えなくなる可能性があります。
- エンジンに動作電圧が急激に供給されると、過電流が発生します。過電流は、一連の定格速度の後に流れます。
- 鋭い回転セットを伴う大きなトルクは、アングルグラインダーギアボックスのギアを早期に摩耗させます。
- 作業ディスクが認識する過負荷は、エンジンの始動時にディスクを破壊する可能性があります。
重要！ グラインダーを始動するときは、必ず両手で工具を持ち、持っておく準備をしてください。 そうしないと、怪我をする可能性があります。 この警告は、重いダイヤモンドまたはスチールブレードに特に関係があります。
その結果、ブラシが摩耗し、電気モーターの両方の巻線が過熱します。 動力工具が絶えずオンとオフを切り替えると、過熱により巻線の絶縁が溶けて短絡が発生し、その後の修理に費用がかかる可能性があります。
場合によっては、歯を折ってギアボックスを詰まらせる可能性があります。
したがって、保護カバーの存在は必須です。
重要！ グラインダーの始動中、ケーシングの開いたセクターはオペレーターから離れる方向に向ける必要があります。
作業の仕組みをよりよく理解するために、図面のグラインダーデバイスを検討してください。 急なスタート時に過負荷になったすべての要素がはっきりと見えます。
グラインダー内の作業体と制御システムの位置の概略図
突然の始動による悪影響を減らすために、メーカーは速度制御とソフトスタートを備えたアングルグラインダーを製造しています。
速度制御はツールハンドルにあります。
しかし、中高のモデルだけがそのような装置を備えています。 価格カテゴリ。 多くの家庭の職人は、レギュレーターなしでアングルグラインダーを取得し、開始速度を遅くします。 これは、カッティングディスクの直径が200mmを超える強力な試験片に特に当てはまります。 起動時にこのようなグラインダーを手に持つのは難しいだけでなく、機械や電気部品の摩耗もはるかに速くなります。
唯一の方法は、ソフトスタートグラインダーを自分で取り付けることです。 スピードコントローラーと起動時のエンジンのスロースタートを備えた既製の工場デバイスがあります。
ソフトスターター調整用の既製のデバイス
空き容量がある場合は、ケース内に設置します。 ただし、ほとんどのアングルグラインダーユーザーは、グラインダー用のソフトスタート回路を自分で作成し、それを供給ケーブルの断線に接続することを好みます。
自分の手でアングルグラインダーのソフトスタート回路を作る方法
人気のある回路はKR118PM1位相制御制御チップをベースに実装されており、電源部分はトライアックで作られています。 このような装置は、取り付けが非常に簡単で、組み立て後に追加の設定を必要としないため、専門的な教育を受けていないマスターでも作成でき、はんだごてを手に持つことができます。
グラインダーのソフトスタートを調整するための電気回路
提案されたユニットは、220ボルトの交流電圧用に設計された任意の動力工具に接続できます。 電源ボタンを個別に取り外す必要はありません。変更された動力工具は、標準のキーでオンになります。 回路は、グラインダー本体の内部と、別のケースの電源ケーブルの断線の両方に取り付けることができます。
最も実用的なのは、ソフトスターターを動力工具に電力を供給するコンセントに接続することです。 入力（XP1コネクタ）は220ボルトで駆動されます。 消耗品ソケットは、アングルグラインダープラグが差し込まれている出力（コネクタXS1）に接続されています。
グラインダーのスタートボタンを閉じると、共通の電源回路を介してDA1マイクロ回路に電圧が印加されます。 制御コンデンサでは、電圧がスムーズに上昇します。 充電されると、動作値に達します。 このため、マイクロ回路のサイリスタはすぐには開きませんが、遅れて開きます。その時間はコンデンサの電荷によって決まります。 サイリスタによって制御されるトライアックVS1は、同じ一時停止で開きます。
作成方法と適用するスキームの詳細な説明が記載されたビデオをご覧ください
AC電圧の各半サイクルで、等差数列で遅延が減少し、その結果、動力工具への入力の電圧がスムーズに増加します。 この効果は、グラインダーのエンジンの始動の滑らかさを決定します。 その結果、ディスクの速度は徐々に増加し、ギアボックスシャフトは慣性衝撃を受けません。
動作値まで回転する時間は、コンデンサC2の静電容量によって決まります。 47 uFの値は、2秒でソフトスタートを提供します。 このような遅延により、工具の使用を開始するのに特に不快感はなく、同時に、動力工具自体が突然の始動から過度の負荷にさらされることはありません。
アングルグラインダーをオフにした後、コンデンサC2は抵抗R1の抵抗によって放電されます。 公称値68kOhmで、放電時間は3秒です。 その後、ソフトスターターはグラインダーを始動する新しいサイクルの準備が整います。
少し改良を加えるだけで、回路をエンジン速度コントローラーにアップグレードできます。 これを行うには、抵抗R1を変数に置き換えます。 抵抗を調整することで、エンジンの速度を変えて出力を制御します。
したがって、1つのハウジングで、エンジン速度コントローラーと動力工具用のソフトスターターを作成することができます。
回路の残りの詳細は次のように機能します。
- 抵抗R2は、トライアックVS1の制御入力を流れる電流の量を制御します。
- コンデンサC1とC2は、一般的なスイッチング回路で使用されるKR118PM1チップの制御コンポーネントです。
設置を簡単かつコンパクトにするために、抵抗とコンデンサはマイクロ回路の脚に直接はんだ付けされています。
Triac VS1は、次の特性を持つものであれば何でもかまいません。 最大電圧最大400ボルト、最小スループット電流25アンペア。 電流量はアングルグラインダーの出力に依存します。
グラインダーのソフトスタートにより、電流は選択した動力工具の定格動作値を超えることはありません。 アングルグラインダーディスクの詰まりなどの緊急の場合には、現在のマージンが必要です。 したがって、アンペア単位の公称値の値を2倍にする必要があります。
提案された電気回路で使用される無線コンポーネントの定格は、2kWアングルグラインダーでテストされます。 最大5kWのパワーリザーブがありますが、これはKR118PM1マイクロサーキットの動作の特殊性によるものです。
この計画は機能しており、家庭の職人によって繰り返し実行されています。