Mazda4you.ru

Мазда №4
46 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема регулятора оборотов дрели

Схема регулятора оборотов дрели

На рисунке ниже рассмотрена схема регулятора оборотов электродвигателя дрели, собранного в виде отдельного внешнего блока и подходящего для любых дрелей мощностью до 1,8 кВт, а также для других подобных устройств, в которых используется коллекторный двигатель переменного тока, допустим, в болгарках. Детали регулятора на схеме подобраны для типовой дрели мощностью около 270 Вт, 650 об/мин, напряжение 220В.

Тиристор типа КУ202Н с целью его нормального охлаждения смонтирован на радиаторе. Чтобы задать нужную частоту вращения электродвигателя шнур регулятора подсоединяют в сетевую розетку 220 В, а дрель включают уже в нее. Затем, двигая ручку переменного сопротивления R задают требуемые обороты для старой дрели.

При работе с дрелью переодически нужно плавно изменять его обороты, но простое снижение пиатющего напряжения приводит как к снижению оборотов так и к потери мощности, предложенная ниже схема лишена этого недостатка, так как в ней применяется регулирование с обратной связью по току электродвигателя, в результате с ростом нагрузки, увеличивается крутящий момент на валу ЭД.

В схеме применяются конденсаторы с рабочим напряжением не менее 400 В, все сопротивления мощностью не меньше 1 Вт.

Представленная схема достаточно проста для повторения даже начинающим радиолюбителем. Необходимые для сборки компоненты и детали дешевы и легко доступны. Рекомендуется сборка конструкции в отдельном коробе с розеткой. Такое устройство можно применять в роли переноски с типовым регулятором мощности

Принцип работы этой радиолюбительской самоделки следующий, когда нагрузка небольшая, то ток течет маленький, а как только нагрузка возрастает, обороты плавно повышаются.

Схема регулятора оборотов самодельной микродрели

Микросборку LM317 требуется установить на радиатор. Диоды 1N4007 можно заменить на аналогичные рассчитанные на ток не ниже 1А. Печатная плата сделана на одностороннем стеклотекстолите. Сопротивление R5 мощностью не ниже 2Вт, или проволочное.

Источник питания на напряжение 12В должен иметь небольшой запас по току. Резистором R1 задаем необходимую частоту вращения на холостом ходу. Сопротивление R2 необходимо для установки чувствительности по отношению к нагрузке, им задается требуемый момент увеличения числа оборотов микродрели. Если увеличить емкость C4, то растет время задержки высоких оборотов.

Представленная ниже схема позволяет собрать очень простой, дешевый и полезный регулятор скорости вращения 12-вольтной микродрели для сверления отверстий в печатных платах в радиолюбительской практике.

Микросборка LM555 используется в роли широтно-импульсного модулятора. Питающее напряжение для ШИМ понижается и стабилизируется с помощью микросхемы LM7805). Прецизионный подстроечный резистор P1 на 50 КОм позволяет регулировать скорость вращения дрели. Полевой транзистор IRL530N применяется в роли выходного приводного элемента и может коммутировать ток до 27А. Кроме того он обладает быстрым временем переключения и малым сопротивлением. Диод 1N4007 нужен для защиты от ЭДС противодействия. В качестве альтернативы можно взять диод Шоттки MBR1645.

ШИМ (широтно-импульсная модуляция), используемая в этой конструкции, является эффективным методом изменения скорости и мощности для всех двигателей постоянного тока.

Как сделать плавный пуск для болгарки своими руками

Регулятор оборотов для болгарки своими руками: особенности применения, принципиальная схема, монтаж внутри корпуса. Что такое плавный пуск и как его подключить. Временные диаграммы регулятора оборотов и плавного пуска.

Схема регулятора оборотов

Практически у всех моделей болгарок нижнего ценового диапазона отсутствуют такие полезные опции, как регулировка скорости вращения шпинделя и плавный пуск. При наличии желания и некоторых навыков регулятор оборотов для болгарки можно изготовить своими руками, хотя гораздо проще приобрести готовый электронный блок за несколько сотен рублей. Регулировка частоты вращения расширяет возможности УШМ и позволяет выполнять с помощью нее обработку мягких материалов на пониженных скоростях резания. Помимо регулятора числа оборотов для УШМ очень полезной функцией является плавный пуск, который сглаживает резкое нарастание тока в обмотках электродвигателя в момент подачи на него напряжения. Этим предотвращается скачкообразное увеличение крутящего момента и «проседание» питающей сети. Кроме того, плавный пуск снижает ударные нагрузки на двигатель и редуктор болгарки, что защищает их от преждевременного износа.

Для чего нужно регулировать обороты на УШМ

Любая болгарка конструктивно «заточена» на работу только с отрезным или зачистным кругом определенного диаметра. Всего существует шесть самых распространенных диаметров в интервале от 115 до 300 мм, которым соответствует шесть групп скоростей вращений шпинделя на холостом ходу. К примеру, болгарки с кругами Ø125 мм имеют частоту вращения порядка 11÷12 тыс. об/мин, а с кругами Ø150 мм — 9÷10 тыс. об/мин. Такие значения числа оборотов шпинделя обусловлены тем, что отрезные диски предназначены для высокопроизводительной обработки твердых материалов (металл, камень, керамика) на скоростях резания до 80 м/сек.

Однако при резке и в особенности шлифовке мягких и вязких материалов требуются совсем другие параметры резания и, соответственно, применение инструмента с регулятором скорости. Причем это касается не только древесины и пластмасс, но также сталей, сплавов титана и алюминия. Например, обработка пластиков и мягких сортов дерева происходит на скоростях резания от 8 до 12 м/сек, шлифовка сплавов титана и нержавейки — в пределах 15÷20 м/сек, и даже обычную сталь шлифуют не более чем при 30 м/сек. Поэтому скорость вращения шлифовальных насадок у болгарок должна быть меньше паспортной в несколько раз. При этом необходимо отметить, что в основной массе регуляторы оборотов УШМ по своей сути являются регуляторами мощности, подаваемой на электродвигатель болгарки. То есть снижение числа оборотов достигается уменьшением мощности источника на величину до 15 % от номинальной. Но для шлифовки и резки мягких материалов это не имеет большого значения, т. к. в этом случае изначально требуется небольшая мощность.

Принципиальная схема регулятора оборотов

Схема регулятора оборотов

Зависимость мощности, подаваемой на двигатель болгарки

Что такое плавный пуск

Электронная схема, обеспечивающая плавный пуск болгарки, построена на том же принципе, что схема регулятора оборотов. Здесь также используется симистор, ограничивающий подачу мощности на электродвигатель. Но в отличие от регулятора скорости вращения управляющие импульсы на симистор формируются не ручным заданием сопротивления в RC-цепочке, а электронной схемой, формирующей последовательность импульсов с уменьшающейся длительностью задержки. Ниже на диаграмме показано, как сокращается время сдвига импульса и нарастает мощность, подаваемая на двигатель болгарки.

Плавный пуск

Поскольку плавный пуск и регулятор оборотов работают на одной схемотехнике, выпускаются электронные блоки, сочетающие в себе функции обоих этих устройств.

Способы подключения регулятора внутрь корпуса болгарки

Блок регулятора числа оборотов

В хватовой части (задней ручке) болгарки для установки регулятора с такими габаритами места более чем достаточно. У маломощных УШМ свободное место находится обычно ближе к его концу, а у более мощных — между ручкой и двигателем или в самой ручке (см. фото ниже). Особых навыков для установки такого регулятора не требуется, т. к. его просто нужно включить в разрыв цепи питания электродвигателя болгарки.

Читать еще:  Регулировка корзины сцепления маз 5551

Подключение регулятора

В видеоролике ниже показана реанимация старой болгарки с оснащением ее регулятором скорости вращения. Интересно кнопочное управление числом оборотов с запоминанием значения после выключения напряжения питания.

Подключение плавного пуска

Блок плавного пуска можно приобрести в торговых сетях и самостоятельно смонтировать внутри корпуса любой УШМ. В видеоролике ниже показана его установка на новую мощную болгарку, приобретенную автором для зачистных работ. Это видео также интересно тем, что его автор с помощью стрелочного прибора демонстрирует величину скачка тока при включении болгарки сначала без плавного пуска, а затем уже с этим устройством.

Самым совершенным устройством управления болгаркой является система поддержания оборотов под нагрузкой, которая также выполняет функции регулятора скорости вращения и обеспечивает плавный пуск. В Интернете можно найти схему изготовления такого устройства на микросхеме U2010B, но она достаточно сложна даже для тех, кто обладает начальными навыками радиолюбителя. А можно ли приобрести готовый блок поддержания оборотов и сколько он стоит? Если кто-нибудь может ответить на этот вопрос, пожалуйста, поделитесь информацией в комментариях.

Схема регулятора частоты вращения для электродрели 220В

Многие электродрели, особенно старых выпусков, не имеют регулятора частоты вращения (РЧВ), что является не только неудобством в эксплуатации электроинструмента, но и приводит к травматизму.

РЧВ можно собрать по несложной схеме и снабдить им старенькую дрель. А если вышел из строя РЧВ (штатный) у новой дрели, то взамен дефектного (хотя бы временно) можно использовать самодельный РЧВ. Об этом пойдет речь в данной статье.

Современный ручной электроинструмент снабжают РЧВ. Однако, как показывает практика эксплуатации таких инструментов, штатные РЧВ довольно часто выходят из строя. Причин выхода из строя РЧВ имеется несколько.

Во-первых, изменения сетевого напряжения частот выходят за границы каких-то разумных пределов. Чем дальше от областного центра предстоит работа с электроинструментом, тем шире диапазон изменения сетевого напряжения. Нынче изменение в пределах 170. 250 В многие уже не считают худшим вариантом.

Но быстрее выводят из строя технику всплески сетевого напряжения, превышающие 300 В. Именно из-за них чаще всего и выходят из строя штатные РЧВ.

Во-вторых, малогабаритные РЧВ, которыми снабжены коллекторные двигатели электроинструмента, не так надежны, как хотелось бы. К примеру, надежность самодельного РЧВ на дискретных элементах не столь зависит от всплесков сетевого напряжения, особенно при использовании кондиционных (проверенных) компонентов. Важнее всего, чтобы коммутирующий силовой элемент (симистор или тиристор) имел надлежащий запас по напряжению.

В-третьих, участились случаи комплектации электроинструментов заводами-изго-товителями менее мощными экземплярами РЧВ. К примеру, электродрель 1035 Э-2 У2 мощностью 600 Вт укомплектована РЧВ от дрели ИЭ-1036Э мощностью 350 Вт. После непродолжительной эксплуатации (как еще владельцу повезет, может и через минуту нагрузки на полной мощности) штатный РЧВ выходит из строя.

В-четвертых, нарушение правил эксплуатации электроинструмента. Работа в жару требует перерывов в эксплуатации. Перегрев приводит не только к дефекту РЧВ, но и к неисправности двигателя и редуктора.

У инструмента выпуска прошлых лет вообще не предусмотрено использование РЧВ, то есть двигатель всегда работает на полной мощности. Старые дрели очень надежны, поэтому есть смысл снабдить их РЧВ, тем самым продлив срок службы и обезопасив себя от травм.

Самый простой способ уменьшения числа оборотов — использование ЛАТРа или любого автотрансформатора, способного обеспечить требуемую мощность в нагрузке (дрели). Удобно использовать дрель от трансформатора безопасности (коэффициент трансформации 1:1). Так фактически можно исключить вероятность поражения электрическим током.

Чтобы не потерять в мощности дрели, желательно использовать трансформатор с двойным запасом мощности. Иначе при включении дрели несколько снижается напряжение вторичной обмотки трансформатора (особенно при мощности дрели 600 Вт). Хороший результат получается при эксплуатации перемотанного ТС-270 (намоточные данные приведены в [4]).

Все вторичные обмотки сматывают и наматывают новые проводом 00,9. 1 мм. На каждой катушке ТС-270 размещают по 300 витков (в сумме 600 витков). В этом варианте во вторичной обмотке можно сделать десяток отводов для управления мощностью.

Трансформатор безопасности особенно необходим при работе в сырых помещениях (гаражах, сараях, подвалах).

Обезопасить дрель от неисправности по причине увеличения напряжения в электросети можно также несложным способом, проверенным на практике [1,2]. Суть его заключается в параллельном включении надежных сетевых феррорезонансных стабилизаторов.

Принципиальная схема

Так решается проблема малой мощности таких стабилизаторов. Приобрести в наше время фабричный (си-мисторный) сетевой стабилизатор по цене хорошего компьютера большинству из нас недоступно. Рассмотрим практическую конструкцию РЧВ, схема которого показана на рис.1.

Принципиальная схема регулятора оборотов вала электродрели с питанием от 220В

Рис. 1. Принципиальная схема регулятора оборотов вала электродрели с питанием от 220В.

Основа схемы взята из [3], так как сама схема на практике оказалась неработоспособной. Проблемы заключаются в номиналах элементов схемы и их разбросе. Чтобы «оживить» эту схему, необходимо сначала заменить стабилитрон VD5 типа КС156А стабилитроном типа Д814Д (то есть низковольтный заменить высоковольтным).

Чаще всего (но не всегда) схема «оживает», но нестабильна в работе. Чтобы РЧВ устойчиво работал на любых оборотах и при разной нагрузке на валу, нужно в несколько раз (!) увеличить некоторые номиналы резисторов. Облегчить и ускорить налаживание схемы позволяет замена резисторов R5 и R6 подстроечными. С указанными на рис.1 номиналами резисторов схема работает всегда, независимо от разброса параметров комплектующих.

В схему рис.1 дополнительно введены два тумблера SA1 и SA2. Первый из них предназначен для оперативного отключения самого РЧВ, второй — для выключения режима стабилизации оборотов.

Тумблер SA1 позволяет работать с дрелью при неисправности РЧВ, SA2 — когда стабилизация оборотов мешает работе (например, при намотке катушек индуктивности). Для повышения стабильности работы симистора VS1 в схему введен конденсатор С4 (в оригинале его нет).

Преимуществом данного РЧВ является то, что он выполнен двухполюсником (в разрыв цепи питания электроинструмента), поэтому его легко подключить и отключить.

При замыкании резисторов R9 и R10 РЧВ превращается в обычный регулятор без стабилизации оборотов, так как эти резисторы являются датчиком обратной связи. Режим с обратной связью неприменим при намотке катушек тонким эмальпроводом (0,07. 0,1 мм).

Детали

Резисторы R2 и R3 могут быть любого типа (регулировочная характеристика А), но лучше использовать повышенной надежности, ведь крутить их приходится часто. Автор использовал ПП2-12, ППБ-2А, ППБ-3. Резисторы R1 и R8 типа МЛТ-2, R7 — МЛТ-0,125.

Резисторы R9, R10 могут быть любого типа и исполнения, важно, чтобы они выдерживали режим максимальной мощности электроинструмента: Р=I2R, где I — максимальный ток, потребляемый дрелью, а R — сопротивление параллельной пары R9, R10. Стабильность их сопротивления гарантирует и стабильность числа оборотов РЧВ.

Читать еще:  Регулировка рулевой рейки мицубиси лансер

Автор использовал как ПЭВ-7,5 (2 шт. по 9,1 Ом для дрели мощностью 350 Вт), так и С5-35, С5-36, С5-37 и др. Хорошо себя зарекомендовали и самодельные резисторы, изготовленные из кусков нихромового провода, намотанные на негодном резисторе ПЭВ.

При эксплуатации дрели удобно, когда в схеме установлены два переменных резистора R2 (1,5 кОм) и R3 (6,8 кОм). Неизвестный фабричным РЧВ режим стабилизации оборотов таит в себе скрытые возможности его применения (например, точная установка требуемого числа оборотов на валу двигателя при увеличении механической нагрузки).

Плата (рис.2) рассчитана на установку подстроечных резисторов типа СП3-1б или СП3-27а, б, конденсаторов типа МБМ (С1, С3), К50-16 (С2), К73-17 на напряжение 63 В (С4).

Печатная плата для схемы регулировки частоты вращения двигателя электродрели 220В

Рис. 2. Печатная плата для схемы регулировки частоты вращения двигателя электродрели 220В.

Диоды VD1-VD4, VD6 можно заменить другими выпрямительными, например КД105 (с любым буквенным индексом), КД102, КД104 (с обратным напряжением более 100 В). Хорошо подходят импортные малогабаритные 1N4004-1N4007.

В данной схеме транзистор КТ117 своим биполярным вариантом (КТ315+КТ361, КТ3102+КТ3107) не заменялся, поэтому рекомендаций в этом плане автор не дает.

У многих возникали вопросы из-за неверной цоколевки КТ117, которая приведена в схемах телевизора 3-4УСЦТ, поэтому на рис.1 приведена правильная цоколевка. Транзистор VT2 можно заменить любым биполярным структуры n-p-n кремниевым с икэ.макс>15 В и h21 >50.

Импульсный трансформатор намотан на ферритовом кольце М2000НМ1 типоразмера К20х10х5. Наматывать его двойным проводом стоит только в том случае, если используется провод с двойной изоляцией, например, ПЭЛШО 00,25. 0,3 мм. Для обычного эмальпровода (ПЭЛ, ПЭВ и др.) лучше, если обмотки хорошо изолированы между собой.

Сначала наматывают одну обмотку, затем прокладывают несколько слоев лакоткани, и только тогда — вторую обмотку. Обе обмотки содержат по 100 витков. О расчете тороидальных катушек на ферритовых сердечниках рассказано в [5].

Налаживание

Несмотря на наличие нескольких подстроечных элементов, проблем при наладке не бывает. Сначала переводят тумблер SA2 в замкнутое положение. Движки подстроечных резисторов R5 и R6 устанавливают в среднее положение.

Движки переменных резисторов R2 и R3 устанавливают в положение, соответствующее минимальному сопротивлению. Уменьшая сопротивление подстроечного резистора R4, добиваются устойчивой работы РЧВ. В некотором положении движка R4 наступает срыв работы задающего генератора и РЧВ, поэтому движок возвращают немного назад, чтобы иметь запас устойчивости.

Проверяют работу РЧВ и при максимальном сопротивлении резисторов R2 и R3. К сожалению, конденсаторы типа МБМ не обладают долговременной стабильностью емкости и имеют не очень хорошую термостабильность. Поэтому если электроинструмент будет использоваться не в помещении, то в качестве С1 лучше сразу поставить К73-17.

Далее движки резисторов R5 и R6 устанавливают в такое положение, при котором в режиме стабилизации оборотов (контакты SA2 разомкнуты) дрель устойчиво работает и на малых и на больших оборотах. Неправильно настроенная схема приводит к «рывкам» при работе дрели, особенно на малых оборотах.

Регулировка резисторами R5 и R6 имеет определенную взаимозависимость, поэтому может понадобиться повторение процедуры настройки. Конечно, после наладки подстроечные резисторы R4-R6 лучше заменить постоянными, так как при вибрации дрели контакты движков со временем начнут сбоить.

Из-за вибрации необходимо повышенное качество сборки РЧВ. Наилучший вариант, когда РЧВ расположен как можно ближе к самой дрели для оперативной регулировки оборотов.

Многолетняя эксплуатация данных РЧВ совместно с дрелями разных типов и мощности подтвердила их высокую надежность и удобство в работе. Особенно ценным оказался режим стабилизации оборотов при выполнении отверстий большого диаметра.

Регулировка оборотов схема принципиальная

Тиристоры часто используются в устройствах плавного регулирования мощности таких активных нагрузок, как нагревательные элементы (для управления температурой нагревателя); коллекторные двигатели (для изменения скорости вращения); лампы накаливания (для изменения яркости свечения и цветовой температуры, а также для плавного включения с целью увеличения срока службы). Несмотря на присущие тиристорным регуляторам недостатки (несинусоидальность выходного напряжения; высокий уровень помех), они имеют простое устройство и низкую стоимость. Лучшие показатели могут быть получены в устройствах регулировки с ШИМ с ключами на транзисторах. Но для работы с сопоставимыми по мощности нагрузками, потребуется несопоставимо более сложная схема, содержащая ключевой транзистор, цена которого на данный момент в несколько раз превышает цену тиристора, способного управлять аналогичной нагрузкой.

Принцип действия регулятора мощности

Структурная схема тиристорного регулятора мощности.

Рис. %img:i1

Основная идея тиристорного управления мощностью в цепи переменного тока состоит в том, что в каждом периоде питающего переменного тока, тиристор находится в открытом (проводящем) состоянии только часть времени. Ток через нагрузку течёт только при открытом тиристоре и, средняя за период мощность оказывается тем меньше, чем меньшую часть периода тиристор открыт. Открывается тиристор импульсом на управляющем электроде, который подаётся с задержкой относительно начала периода (за начало периода принимаем начало положительной полуволны питающего напряжения). Величина задержки как раз определяет, какую часть периода тиристор будет находиться в открытом состоянии, а значит и среднюю мощность нагрузки. Большинство используемых типов тиристоров являются незапираемыми, т.е. с помощью управляющего вывода их можно только открыть; в закрытое состояние они переходят при приложении обратного напряжения между анодом и катодом или уменьшении прямого тока ниже определённого уровня. Это может произойти, например, при переходе питающего напряжения через нулевое значение. То есть, в данном случае, закрывается тиристор сам, в конце полупериода. На протяжении тех полупериодов, когда тиристор смещён в обратном направлении, он всё время находится в закрытом состоянии (предполагается использование триодного тиристора, не проводящего в обратном направлении — это наиболее распространённый тип тиристоров).

Диаграммы работы тиристорного регулятора мощности.

Рис. %img:i2

На рис. %img:i2 изображены временные диаграммы, поясняющие процессы в тиристорном регуляторе мощности. Зелёным пунктиром показан график питающего напряжения; красной линией — график напряжения на нагрузке. Ниже (в другом масштабе напряжений) показана форма управляющего сигнала, в данном случае он имеет вид коротких прямоугольных импульсов. При коммутации тока с промышленной частотой, можно пренебречь инерционностью тиристора и считать, что включение происходит по нарастающему фронту управляющего сигнала; импульсы самого управляющего сигнала могут быть достаточно короткими, в качестве нижней границы их длительности можно принять время включения тиристора.

В структурной схеме на рис. %img:i1, тиристор образует управляемый однополупериодный выпрямитель. В результате, через нагрузку течёт выпрямленный (пульсирующий) ток, а максимальная мощность на нагрузке не может превышать половину от мощности при непосредственном включении нагрузки в сеть. Если это не то, что нам требуется, следует выбрать другую схему. Возможные варианты: дополнить схему мостовым выпрямителем, превращающим ключ с односторонней проводимостью в ключ с двусторонней проводимостью (рис. %img:i3); использовать два встречно включённых тиристора, каждый с собственной схемой управления (рис. %img:i4); использовать специально предназначенные для подобных случаев триаки (они же симисторы), рис %img:i5.

Читать еще:  Карбюратор 2109 регулировка оборотами

(Мост + тиристор) как ключ с двусторонней проводимостью.

Рис. %img:i3

Два встречно включенных тиристора как ключ с двусторонней проводимостью.

Рис. %img:i4

Структурная схема симисторного регулятора мощности.

Рис. %img:i5

Диаграммы работы симисторного регулятора мощности.

Рис. %img:i6

Вариант на рис. %img:i5 с симистором является оптимальным для большинства случаев. Ток через нагрузку получается несинусоидальным, но не содержит значительной постоянной составляющей; мощность может регулироваться от 0 до значения, практически равного мощности при непосредственном подключении нагрузки к сети; схема содержит минимум деталей. Зачастую в подобных схемах симистор используется совместно с маломощной симисторной оптопарой (рис. %img:i7), которая обеспечивает гальваническую развязку цепей управления от сети, попутно решает все вопросы с полярностью импульсов на управляющем выводе симистора и обеспечивает дополнительное усиление управляющего сигнала.

Управление симистором через оптосимистор.

Рис. %img:i7

Здесь резистор R1 ограничивает ток через управляющий вывод симистора TRIAC; R2 обеспечивает нулевое напряжение на управляющем выводе при закрытой оптопаре IC1.

Пример схемы 1 (регулятор мощности пылесоса LG)

В качестве примера реальной схемы (рис. %img:i8) приведём схему регулятора мощности в пылесосе LG TurboX 1600W; 400W Suction Power; V-C4566HTU. В целом, это достаточно хорошая схема, обеспечивает плавное регулирование мощности в достаточно широких пределах; максимально допустимая мощность нагрузки составляет около 1.5 кВт; схема проста и надёжна. В отличие от схемы, приведённой в следующем примере, может использоваться как образец для собственных разработок.

Схема регулятора мощности в пылесосе LG TurboX 1600W; 400W Suction Power; V-C4566HTU.

Рис. %img:i8

На выводы ACW печатной платы подаётся напряжение сети; к выводам MOTOR подключается коллекторный электродвигатель пылесоса. Роль основного силового элемента в схеме играет симистор TRIAC. Демпферная цепь R1, C1 ограничивает скорость нарастания и величину выбросов напряжения на симисторе и тем самым защищает его от ложных включений. Необходимость демпферной цепи обусловлена тем, что электродвигатель как нагрузка может иметь реактивную (индуктивную) составляющую, на которой происходят выбросы напряжения в моменты коммутации — и внешней, и внутренней, связанной с работой щёточно-коллекторного узла. Управляется симистор через оптосимистор IC1. Схема управления питается через понижающий трансформатор с выходным переменным напряжением 12 В. Таким образом, схема управления имеет гальваническую развязку от сети, что обеспечивает безопасность пользователя при регулировке мощности пылесоса с помощью переменного резистора, встроенного в рукоятку шланга.

Схема управления работает следующим образом. На выходе мостового выпрямителя DB1, подключённого к вторичной обмотке трансформатора, формируется пульсирующее напряжение (сглаживающий фильтр отсутствует). Делитель R6, R7 и диод D5 обеспечивают смещение на базе транзистора Q2; эмиттер транзистора подключён к конденсатору C5, входящему в состав RC-цепи (R9, переменный резистор регулировки оборотов, C5). С помощью переменного резистора регулировки оборотов можно изменять постоянную времени данной RC-цепи: чем больше сопротивление переменного резистора, тем медленнее будет заряжаться конденсатор. В начале каждой полуволны питающего напряжения конденсатор C5 разряжен, транзисторы Q1, Q2 закрыты. Во время каждой полуволны напряжения происходит заряд конденсатора и в тот момент, когда напряжение на конденсаторе C5 превысит напряжение смещения на базе Q2, транзистор Q2 откроется, его коллекторный ток откроет транзистор Q1, который через оптопару включит симистор. При этом ток через светодиод оптопары IC1 вызовет падение напряжения на резисторе R8, в результате чего упадёт напряжение смещения на базе транзистора Q1, а его коллекторный ток ещё более увеличится, увеличивая и коллекторный ток транзистора Q1. То есть, Q1 и Q2 образуют схему с положительной обратной связью, которая после срабатывания, "защёлкивается": Q1 переходит в состояние насыщения, напряжение на базе Q2 становится практически равным 0. Конденсатор достаточно быстро разряжается через резистор малого сопротивления R10, после чего транзисторы Q2 и Q1 закрываются. Напряжение смещения на базе Q2 восстанавливается, конденсатор C5 снова начинает заряжаться. Таким образом, схема формирует импульс запуска симистора IC1 (который открывает симистор TRIAC), причём временем запаздывания момента формирования импульса относительно начала полупериода мы можем управлять (изменяя сопротивление переменного резистора).

Кстати, до конца полупериода схема успевает сформировать ещё несколько импульсов запуска, но они уже ни на что не влияют: открытые первым импульсом симисторы остаются открытыми до конца полупериода. В следующем полупериоде все процессы повторяются.

Для управления регулятором мощности используется переменный резистор, а точнее приведённая на рис. %img:i9 схема, построенная на основе сдвоенного переменного резистора.

Управление регулятором мощности.

Рис. %img:i9

Немного о резисторах R12, R12-1, назначение которых, с первого взгляда, может показаться неочевидным. Ведь судя по схеме, они не входят в состав какого-либо контура, следовательно, ток через них не течёт, а значит, их можно было бы исключить. Кроме того, они создают гальваническую связь между низковольтной частью схемы и сетью, которые так тщательно развязывались с помощью оптопары и трансформатора. На самом деле резисторы необходимы и служат именно для искусственного введения гальванической связи между электрически изолированными частями схемы. При работе пылесоса, связанной с формированием интенсивных потоков воздуха, содержащих множество пылевых частиц, может происходить накопление значительных зарядов статического электричества на отдельных узлах агрегата. В частности, это могло бы происходить на всей схеме управления в целом, особенно с учётом того, что провод от схемы управления до переменного резистора для регулировки оборотов проложен внутри всасывающего шланга пылесоса. По мере накопления заряда возможен пробой трансформатора или оптопары и выход схемы из строя. Резисторы R12, R12-1 препятствуют такому накоплению заряда, а ввиду их высокого сопротивления, возможный ток утечки из сети на землю оказывается достаточно малым, чтобы устройство осталось безопасным для пользователя.

Пример схемы 2 (регулятор мощности дрели)

На следующем рисунке приведена схема регулятора оборотов дрели. Здесь уже используется тиристор, электродвигатель питается выпрямленным током. Схема предельно упрощена, отсутствует гальваническая развязка между сетью и элементами управления; сама схема формирования управляющих импульсов для тиристора построена полностью на пассивных элементах и довольно примитивна. В результате характеристики схемы оказываются весьма посредственными (регулировка не плавная, скорее грубая, скорость вращения нестабильна). Кроме того, дрель является достаточно мощным потребителем и использование однополупериодного выпрямителя, который имеет постоянную составляющую потребляемого от сети тока, нельзя признать удачным решением. Эту схему следует рассматривать не как образец для подражания, а как подтверждение того, что схема управления тиристором/симистором может быть крайне простой.

Схема електрическая принципиальная дрели ДРЭ-2 (производства завода Диффузион).

Рис. %img:i10

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector