Ρυθμιζόμενο κύκλωμα ελεγκτή ταχύτητας μηχανής τρυπανιών

Το προτεινόμενο κύκλωμα ελεγκτή μεταβλητής ταχύτητας τρυπανιού διατηρεί σταθερή (ρυθμιζόμενη) ταχύτητα πάνω από τον κινητήρα του τρυπανιού, ανεξάρτητα από το φορτίο.

Ένα από τα πιο χρησιμοποιημένα ηλεκτρικά εργαλεία είναι το μηχάνημα ηλεκτροκίνησης. Παρά τα αναρίθμητα πλεονεκτήματά του, το τρυπάνι ισχύος έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα - σταθερή υψηλή ταχύτητα για πολλές εφαρμογές.

Ακόμα και όταν υπάρχουν διαμορφώσεις διπλής ταχύτητας, το κατώτερο όριο καλύπτει περίπου 300-750 σ.α.λ., το οποίο εξακολουθεί να είναι πολύ γρήγορο για λεπτές εργασίες, όπως διάτρηση τοιχοποιίας ή χρήση κοπτικών σε λαμαρίνα.

Η έκδοση του ελεγκτή ταχύτητας στο τρυπάνι δύναμης επιτρέπει μεταβολή των ταχυτήτων από 0 έως 75% της πλήρους ταχύτητας. Επιπλέον, επιτρέπει επίσης τη λειτουργία κανονικής ταχύτητας χωρίς να αποσυνδέεται ο ελεγκτής από το τρυπάνι.

Ακόμα και όταν υπάρχουν αλλαγές στο φορτίο, ο ελεγκτής είναι εξοπλισμένος με ενσωματωμένη αντιστάθμιση για να διατηρεί τις σημαντικά ομοιόμορφες ταχύτητες.

Πως δουλεύει

Το τυπικό χαρακτηριστικό ενός ηλεκτροκινητήρα είναι ότι παράγει μια αντίστροφη τάση που αντιτίθεται στην τροφοδοσία κατά τη λειτουργία.

Αυτή η κατάσταση ονομάζεται πίσω EMF. Η αντίθετη τάση βρίσκεται ανάλογη με την ταχύτητα του ηλεκτροκινητήρα. Ο ελεγκτής ταχύτητας τρυπανιού SCR χρησιμοποίησε αυτό το εφέ για να προσφέρει ένα καθορισμένο ποσό αντιστάθμισης ταχύτητας έναντι φορτίου.

Αυτός ο ελεγκτής αναπτύσσει ένα Ανορθωτής ελεγχόμενου πυριτίου (SCR) για την πύλη ισχύος μισού κύματος στον κινητήρα τρυπανιού. Οι βασικές αρχές της αγωγιμότητας ενός SCR είναι:

1. Η άνοδος (ακροδέκτης Α) έχει θετικό φορτίο σε σχέση με την κάθοδο (ακροδέκτης Κ).
2. Όταν η πύλη (ακροδέκτης G) αναπτύσσεται τουλάχιστον 0,6 V θετική σε σχέση με την κάθοδο.
3. Περίπου 10 mA ρεύματος ρέει στον τερματικό πύλης.

Ο χρόνος κατά τον οποίο Το SCR ανάβει σε κάθε θετικό μισό κύκλο μπορεί να ρυθμιστεί αποτελεσματικά ελέγχοντας το επίπεδο κυματομορφής τάσης στην πύλη. Συμπερασματικά, μπορούμε να ελέγξουμε τέλεια την ποσότητα ισχύος που παρέχεται στο τρυπάνι.

Οι αντιστάσεις R1 και R2 και το ποτενσιόμετρο RV1 γίνονται α διαχωριστικό τάσης που παρέχει τάση μισού κύματος ρυθμιζόμενης τιμής στην πύλη του SCR. Εάν ο κινητήρας είναι ακίνητος, η κάθοδος του SCR θα είναι στα 0 V και θα ενεργοποιηθεί σχεδόν τελείως. Καθώς η ταχύτητα του τρυπανιού αυξάνεται, σχηματίζεται τάση κατά μήκος του τρυπανιού.

Αυτό το πρόσθετο δυναμικό μειώνει τις πραγματικές τάσεις καθόδου πύλης. Έτσι, όταν ο κινητήρας επιταχύνεται, η τροφοδοσία μειώνεται έως ότου ο κινητήρας σταθεροποιηθεί με ταχύτητα που ρυθμίζεται από τη διαμόρφωση του RV1.

Ας υποθέσουμε ότι τοποθετείται ένα φορτίο στο τρυπάνι. Αυτό τείνει να επιβραδύνει το τρυπάνι και ταυτόχρονα προκαλεί πτώση της τάσης στο τρυπάνι. Στη συνέχεια, παρέχεται περισσότερη ισχύ στον κινητήρα λόγω του αυτόματου προχωρημένου χρόνου ενεργοποίησης του SCR.

Επομένως, η ταχύτητα του τρυπανιού διατηρείται μόλις ρυθμιστεί ανεξάρτητα από το φορτίο. Η δίοδος D2 λειτουργεί για να μειώσει κατά το ήμισυ την ισχύ που διαλύεται στα R1, R2 και RV1 μέσω του περιορισμού του ρεύματος μέσω αυτών σε θετικούς μισούς κύκλους μόνο.

Η δίοδος D1 προστατεύει την πύλη SCR από ακραία αντίστροφη τάση.

Το SW1 κλείνει εύκολα το SCR στη θέση πλήρους ταχύτητας. Ως αποτέλεσμα, το RV1 δεν λειτουργεί και ολόκληρη η παροχή ρεύματος εφαρμόζεται στο τρυπάνι.

Κατασκευή

Το πιο σημαντικό, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι το κύκλωμα ελέγχου ταχύτητας τρυπανιού συνδέεται απευθείας με το δίκτυο χωρίς μετασχηματιστή απομόνωσης.

Επομένως, κατά τη συναρμολόγηση πρέπει να λαμβάνονται προληπτικά μέτρα ώστε να μην προκύψει σοβαρός ή θανατηφόρος τραυματισμός.

Η χρήση μιας ταινίας ετικέτας ή ενός PCB δεν απαιτείται επειδή χρησιμοποιούνται μόνο μια χούφτα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Απαιτούνται μόνο δύο αρμοί 'μεσαίου αέρα' και αυτοί πρέπει να είναι μονωμένοι με ασφάλεια για να αποφευχθεί τυχόν βραχυκύκλωμα.

Για αυτό το έργο χρησιμοποιείται ένας τύπος τοποθέτησης SCR. Αυτό το εξάρτημα τοποθετείται χρησιμοποιώντας την προεξοχή συγκόλλησης που συνοδεύει και συγκολλάται στην κεντρική προεξοχή του διακόπτη.

Δεν απαιτούνται ψύκτρες για φορτία έως και 3 A. Εάν έχετε SCR πλαστικής συσκευασίας, μπορείτε να ανοίξετε μια τρύπα μέσω της προεξοχής του διακόπτη και να βιδώσετε την SCR ευθεία.

Παρ 'όλα αυτά, συνιστάται ένα κομμάτι αλουμινίου, με διάσταση 25 mm x 15 mm, να τοποθετηθεί μεταξύ του SCR και του διακόπτη να λειτουργήσει ως ψύκτρα.

Είναι θεμελιώδες να θυμάστε να κάνετε συνδέσεις γείωσης για όλα τα εξωτερικά εξαρτήματα, επειδή η μονάδα λειτουργεί στα 240 Vac. Για την περίπτωση, χρησιμοποιήσαμε ένα πλαστικό διαμέρισμα με μεταλλικό καπάκι.

Επιπλέον, χρησιμοποιείται ένας σφιγκτήρας καλωδίων συνδεδεμένος με μια μεταλλική βίδα μέσω της πλευράς της πλαστικής θήκης.

Θυμηθείτε να προετοιμάσετε τη σύνδεση γείωσης για αυτήν τη βίδα, το καπάκι και τον ακροδέκτη γείωσης της υποδοχής εξόδου.

Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε μόνο συνεχή καλωδίωση καθώς τα καλώδια γείωσης μεταβαίνουν από το ένα σημείο γείωσης στο άλλο χωρίς ενδιάμεσους συνδέσμους. Είναι εντάξει η συγκόλληση δύο καλωδίων γείωσης σε μία γείωση, αλλά ποτέ δεν στερεώνετε δύο καλώδια με μία βίδα.

Το κάλυμμα αλουμινίου στο κουτί UB3 δεν είναι ανθεκτικό για αυτήν την εφαρμογή, ιδίως όταν κόβεται η οπή για την υποδοχή εξόδου.

Επομένως, φροντίστε να κατασκευάσετε ένα νέο καπάκι από χάλυβα 18 gauge ή υλικό αλουμινίου 16 gauge.

Ως πρόσθετη προφύλαξη ασφαλείας, συνιστάται η χρήση μικρής ποσότητας κόλλας, βερνικιού ή ακόμη και βερνικιού νυχιών στις εγκοπές της βίδας που θα ασφαλιστεί μέσα στη μονάδα. Αυτό εγγυάται ασφαλή εφαρμογή.

Ενδέχεται να παρατηρήσετε σε ορισμένα SCR, το ρεύμα ενεργοποίησης που παρέχεται από τα R1 και R2 είναι ανεπαρκές. Για να το ξεπεράσετε, προσθέστε μια επιπλέον αντίσταση 10k παράλληλα με κάθε αντίσταση.

Τρόπος χρήσης

Αρχικά, συνδέστε το κύκλωμα ελέγχου ταχύτητας τρυπανιού στην παροχή δικτύου και το τρυπάνι στον ελεγκτή.

Στη συνέχεια, επιλέξτε την ταχύτητα που επιθυμείτε - πλήρη ή μεταβλητή ταχύτητα. Μπορεί να παρατηρήσετε ότι δεν υπάρχει διακόπτης ON ή OFF επειδή η λειτουργία εναλλαγής παρέχεται από τον ίδιο τον διακόπτη του τρυπανιού.

Σε πλήρη ταχύτητα, το τρυπάνι λειτουργεί κανονικά και ο έλεγχος ταχύτητας στον ελεγκτή έχει μηδενικό αποτέλεσμα.

Εάν επιλεγεί μεταβλητή ταχύτητα, το χειριστήριο θα ρυθμίσει την ταχύτητα μεταξύ 0 και 75% της πλήρους ταχύτητας. Είναι πιθανό να υπάρχουν νεκρές ζώνες με άκρα χαμηλής ταχύτητας και υψηλής ταχύτητας του χειριστηρίου.

Αυτό είναι πολύ φυσιολογικό και συμβαίνει λόγω των ιδιοτήτων τρυπανιού και των ανοχών εξαρτημάτων μέσα στον ελεγκτή.

Σε εξαιρετικά χαμηλές ταχύτητες, μπορεί να παρατηρήσετε τα τρυπάνια χωρίς φορτίο. Αλλά τη στιγμή που εισάγεται ένα φορτίο, το τραχύ μειώνεται και τελικά εξαφανίζεται.

Εφόσον το τρυπάνι χρησιμοποιείται σε λιγότερο από την πλήρη ταχύτητα, το φαινόμενο ψύξης του κινητήρα θα μειωθεί σημαντικά.

Αυτό συμβαίνει επειδή ο ανεμιστήρας ψύξης είναι προσαρτημένος στον άξονα οπλισμού και περιστρέφεται επίσης πιο αργά. Επομένως, το τρυπάνι θα γίνει πιο ζεστό όταν χρησιμοποιείται σε χαμηλές ταχύτητες, οπότε είναι σημαντικό να μην χρησιμοποιείτε το τρυπάνι σε αυτήν τη λειτουργία για μεγάλο χρονικό διάστημα.

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΜΕΡΩΝ
R1, R2 = Αντίσταση 10k 1W 5%
RV1 = Ποτενσιόμετρο 2,5k Lin
D1, D2 = Δίοδοι 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 ή BT151 (8A / 10A, 400V)
SW1 = Μεταγωγέας
3-βαθμός flex και βύσμα
Σφιγκτήρας καλωδίου
Πρίζα 3 ακίδων

Ενδέχεται να διαπιστώσετε ότι ορισμένα SCR έχουν ρεύμα ενεργοποίησης πάνω από την κανονική τιμή, γεγονός που μπορεί να εμποδίσει τη λειτουργία των μονάδων. Σε τέτοιες περιπτώσεις μπορείτε να προσθέσετε SCR παράλληλα, μαζί με την αντίσταση 10k με επιπλέον αντίσταση 10k για να διασφαλίσετε ότι υπάρχει επαρκές ρεύμα για την ενεργοποίηση της πύλης SCR.

Χρησιμοποιώντας το Triac Phase Control

Σχεδόν όλοι οι ελεγκτές ταχύτητας τρυπανιών πλήττονται από πολλές αρνητικές πτυχές. Για παράδειγμα, ανεπαρκής σταθερότητα ταχύτητας, υπερβολική αστάθεια σε μειωμένες ταχύτητες και μεγάλη απορρόφηση ισχύος από τη σειρά αντιστάσεων που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του ρεύματος του κινητήρα.

Το κύκλωμα που εξηγείται σε αυτό το άρθρο δεν περιλαμβάνει τίποτα από αυτά τα μειονεκτήματα, και επιπλέον είναι απίστευτα απλό. Η είσοδος εναλλασσόμενου ρεύματος διορθώνεται από το D1 και χαμηλώνεται από το R1.

Το ρεύμα που καταναλώνεται από τον Τ1 θα μπορούσε να διέπεται από το Ρ1, επομένως επίσης να χειρίζεται την τάση DC που εμφανίζεται σε όλη τη C2, έτσι στη βάση του Τ2. Το T2 συνδέεται ως ακόλουθος εκπομπής και η τάση που αναπτύσσεται στην κάθοδο του D3 είναι περίπου l.5 V κάτω από την τάση βάσης T2.

Ας υποθέσουμε ότι ο κινητήρας αλλάζει αλλά ότι το triac είναι απενεργοποιημένο, το πίσω e.m.f. δημιουργήθηκε μέσω του κινητήρα θα αναπτυχθεί στον πείρο T1 του triac.

Όσο αυτή η τάση είναι υψηλότερη από την τάση καθόδου D3, το triac θα παραμείνει απενεργοποιημένο, ωστόσο καθώς ο κινητήρας επιβραδύνει αυτή η τάση θα πέσει και το triac θα ενεργοποιηθεί.

Σε περίπτωση αύξησης της φόρτωσης στον κινητήρα, με αποτέλεσμα να επιβραδύνεται ο κινητήρας τρυπανιού, το πίσω e.m.f. θα πέσει γρηγορότερα και το triac θα ενεργοποιηθεί γρηγορότερα, με αποτέλεσμα το μοτέρ να ανεβαίνει προς τα πίσω στην ταχύτητα.

Επειδή το triac θα μπορούσε να ενεργοποιηθεί μόνο σε θετικούς μισούς κύκλους της κυματομορφής AC, ο ελεγκτής ταχύτητας τρυπανιού δεν πρόκειται να προσαρμόζει συνεχώς την ταχύτητα του κινητήρα από μηδέν σε ταχύτητα πεταλούδας και για την τυπική λειτουργία πλήρους ταχύτητας ενσωματώνεται το S1, το οποίο ενεργοποιεί το trlac εντελώς.

Παρ 'όλα αυτά, το κύκλωμα εμφανίζει πολύ καλά χαρακτηριστικά ελέγχου ταχύτητας σε όλο το κρίσιμο εύρος μειωμένης ταχύτητας. Οι L1 και C1 παρέχουν r.f. καταστολή παρεμβολών που προκαλείται από τον τεμαχισμό φάσης τριακ.

Το L1 θα μπορούσε να είναι εξωχρηματιστηριακά εύκολα διαθέσιμο r.f. καταπιεστής πνιγμού αρκετών επαγωγικών μικροενισχυμάτων.

Η τρέχουσα βαθμολογία του L1 πρέπει να είναι μεταξύ δύο έως τεσσάρων ενισχυτών, σε σχέση με την τρέχουσα βαθμολογία του κινητήρα τρυπανιού. Σχεδόν οποιοδήποτε 600V 6 A triac θα λειτουργήσει εξαιρετικά καλά στο κύκλωμα.