Содержание

Регулятор оборотов дрели

Регулирование оборотов дрели. Как сделать регулятор.

Как ни странно, но ручная электрическая дрель может использоваться не только по своему прямому назначению, но и несколько нестандартно. Так, при помощи этого инструмента можно сделать самодельные станки. К примеру, сверлильный станок, циркулярный, шлифовальный и так далее. Однако следует отметить, что не все электрические дрели имеют такую функцию, как регулирование частоты оборотов. А ведь в самодельных станках регулирование оборотов является неотъемлемой функцией.

Конечно, большинство современных дрелей снабжены регуляторами оборотов. Так, на корпусе дрели есть специальный курок, который изменяя положение, увеличивает или уменьшает частоту оборотов. Но, практически все встроенные регуляторы фиксируют частоту лишь при максимальном нажатии. При этом на средних и малых оборотов фиксации нет, что и является существенным недостатком. Также, дрель может находиться в неудобном рабочем положении, из-за чего регулирование будет сложным.

Достаточно эффективным и простым решением этой задачи будет изготовление выносного регулятора оборотов. Такой регулятор оборотов дрели можно сделать своими руками, причем достаточно просто. В качестве такого регулятора можно использовать диммер – устройство для регулировки степени освещенности. При изготовлении необходимо задействовать и другие предметы, а именно вилку и розетку. Схематически, вы можете увидеть данное устройство на рисунке, представленном ниже.

Заметим, что исполнение такого регулятора можно выполнить несколькими способами. Наиболее простыми являются два: с применением автоматического выключателя, и без него. Стоит учесть, что такое устройство является самодельным, а имея дело с электрической сетью, будьте осторожны при его изготовлении и использовании.

Теперь, немного подробнее об изготовлении. Исполняя первый вариант, возьмите в руки розетку, и прикрутите к ее концам два провода так, чтоб один при этом был длиннее. Затем, длинный конец подключите к одной из клемм на вилке. Второй провод закрепляете на присоединениях у диммера, а второй его вывод соединяете со второй клеммой электрической вилки. При использовании второго варианта, необходимо внести несколько изменений в схему, а именно, расположить на проводе между вилкой и диммером автоматический выключатель. Как правило, в диммерах установлены обычные выключатели, но нам нужен автоматический, который в случае чего отключит наше устройство от сети.

Таким образом, регулятор оборотов дрели готов, и для удобства его можно поместить в специальный корпус, или же закрепить на деревянной панели.

Еще несколько хороших статей:

— Сравнительный анализ дрелей и перфораторов

— Стойки и направляющие для дрели

— Универсальный станок из дрели

— Сверлильный станок из дрели

— Циркулярная пила из дрели

— Насадки на дрель

— Ленточный шлифовальный станок из дрели

Регулятор Оборотов Дрели

Из дрели при помощи дополнительных устройств можно сделать различные приспособления, которые будут заменять различные станки, такие как сверлильный, токарный, шлифовальный и другие. Но если у станков из дрели нет возможности регулировать частоту вращения, то работать на них будет не очень удобно.

Современные дрели часто снабжены регулятором оборотов в виде курка. В этом случаи частота вращения зависит от степени нажатия. При этом фиксатор курка, фиксирует курок при выбранной частоте вращения далеко не во всех моделях дрелей, а фиксирует курок только при максимальном нажатии, то есть при максимальных оборотах, что может свести на нет такой регулятор оборотов. Еще один недостаток встроенного регулятора в том, что когда дрель вставлена в какое либо устройство, она может находится в таком положении, при котором пользоваться регулятором оборотов неудобно, даже если в нем отсутствуют другие недостатки.

Для станков из дрели удобнее пользоваться выносным регулятором в котором исключены недостатки описанные выше. Можно сделать такой регулятор из диммера (регулятора освещения) и розетки. Принципиальная схема такого регулятора следующая:

Исполнение этой схемы может быть различным. Мы приведем два варианта, не самых лучших с точки зрения безопасности. Конечно же регулятор должен быть сделан так чтобы внутренняя часть была закрыта со всех сторон, а не так как сделано на рисунках.

Пользоваться таким регулятором частоты вращения очень удобно, вилка регулятора вставляется в розетку сети, а вилка дрели в розетку регулятора. Курок дрели фиксируется в нажатом до предела положении, а частота вращения управляется поворотом ручки диммера. Только необходимо чтобы мощность дрели не превышала мощности диммера. Такой регулятор можно использовать не только для регулирования частоты вращения но и для управления нагревом паяльника или кипятильника.

Стабилизированный регулятор оборотов электродрели

Для качественного сверления отверстий плат необходимо использовать электродрель со стабилизатором крутящего момента и оборотов. Транзисторный стабилизированный блок имеет большие потери мощности на регулируемом транзисторе. Большой вес и габариты трансформатора и радиаторов не позволяют выполнить переносной вариант прибора.

Тиристорные регуляторы напряжения выгодно отличаются малым весом и техническими возможностями стабилизации оборотов и крутящего момента электродвигателя. Падение напряжения на силовом тиристоре в импульсном режиме незначительно и при небольшой мощности отпадает потребность в радиаторе.

Характеристики: Напряжение сети 220Вольт Мощность 300 Ватт Ток нагрузки 10 Ампер

Читать еще: Какие жиклеры на к 151д устройство регулировка

Схема регулятора оборотов электродрели стабилизирует крутящий момент введением положительной обратной связи с электродвигателя М1 через RC цепь R12C2 VD2R6R1C1 на эмиттер однопереходного двухбазового транзистора VT1 Диод VD2 позволяет подавать на эмиттер транзистора VT1 только импульсы положительной полярности со щёток электродвигателя дрели М1. Переменный резистор R6 работает как регулятор оборотов, и в тоже время стабилизирует их при изменении нагрузки: Без Обратной связи 0,6А 22,2 В 13ватт 260 об. мин С Обратной связью 2,8 А 21 В 58,8 ватт 520 об.мин

С обратной связью обороты падают незначительно, при холостом ходе в 600 оборотов.

Характеристики двухбазовых транзисторов:

Входная вольт-амперная характеристика транзистора К117:

Однопереходные двухбазовые транзисторы предназначены для работы в генераторах периодических и однократных импульсов Сопротивление между выводами транзисторов зависят от тока управляющего эмиттерного перехода. На входной вольтамперной характеристике однопереходных транзисторов имеется участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. При некотором напряжении на эмиттере происходит отпирание транзистора и быстрое нарастание тока через базу. Процесс происходит лавинообразно. Однопереходный транзистор относится к семейству тиристоров. Однопереходный транзистор входит в транзисторно – тиристорную сборку КУ106А-Г и представляет собой гибридный прибор, состоящий из однопереходного транзистора и триодного тиристора.

Схема: Отпирающий импульс с однопереходного транзистора VT1 поступает на управляющий электрод тиристора VS1,который переходит в проводящее состояние и остаётся в нём пока текущий через тиристор VS1 прямой ток больше тока удержания.

Напряжение с резистора R3 цепи катода VS1 через резисторы R7R9 поступает на управляющий электрод мощного тиристора VS2 и приводит его в открытое состояние.

Порог включения тиристора VS2 устанавливается резистором R9. ввиду большого разброса входных характеристик.Анод силового тиристора непосредственно связан с электромотором электродрели М1. Импульсы отрицательной полярности возникшие при вращении электродвигателя устраняютCя диодом VD3. Часть напряжения с коллектора двигателя поступает на стабилизацию вращения – в эммитер двухбазового транзистора VT1.

Светодиод HL1 индицирует напряжение на электродвигателе элекродрели и снижает импульсные помехи напряжением более 300 Вольт.

Диод VD3 обеспечивает протекание обратного тока якоря электродвигателя в то время, когда тиристор заперт. В начале каждого полупериода напряжение выпрямителя через диод VD2 и резисторы R1,R6 поступает на зарядку конденсатора С1, противо –э.д.с в этот момент еще отсутствует. Далее напряжение на аноде тиристора VS2 будет равно разнице напряжения диодного моста VD4-VD7 и противо- э.д.с якоря, то есть от скорости вращения.

Уменьшение скорости при увеличении момента нагрузки на валу снижает противо-э.д.с и ускоряет зарядку конденсатора С1, уменьшает угол задержки отпирания тиристора -снижение скорости почти полностью компенсируется. Импульсы напряжения с резистора R3 поступают на управляющий электрод маломощного тиристора VS1 для предварительного усиления, далее через резисторы установки порога включения R7,R9 на управляющий электрод мощного силового тиристора VS2.Цепь VD1,R9 снижает влияние сетевого напряжения и нагрузки на работу релаксационного генератора на транзисторе VT1.

Ток тиристора VS1 ограничен номиналом резистора R4,снижать его значение не рекомендуется, так как будет нарушено восстановление управляемости, то есть снизится интервал между переходом тока и напряжения тиристора через ноль в отрицательную полярность и обратно в положительную.

Время восстановления зависит от многих факторов: прямого и обратного тока, амплитуды запираемого напряжения и напряжения на управляющем электроде. Кстати, радиопомехи создает обратный ток, который почти мгновенно спадает на этапе запирания тиристора с очень большой скоростью и может вызвать перенапряжения.

Принудительная коммутация создаётся установкой диода VD3 и позволяет прервать ток в тиристоре VS2 на время достаточное для запирания.

Практические испытания регулятора оборотов электродрели в разных режимах с изменением номиналов радиокомпонентов подтвердили теоретические обоснования в использовании положительной обратной связи для стабилизации скорости и оборотов электродвигателя: Обороты холостого хода не превышали 600 об/мин, нагрузка на вал электродвигателя в обоих случаях была около 4 кг силы, электродвигатель типа ДПР 72-Ф6-06 постоянного тока, длина корпуса 80мм, диаметр 40 мм.

Крутящий момент возрос при наличии обратной связи, обороты упали незначительно.

Радиодетали в схеме не дефицитные: резисторы на мощность 0,25 ватт типа МЛТ, двухбазовый транзистор VT1 и тиристор VS1 можно заменить сборкой КУ106В-Г, тип силового тиристора и трансформатора зависит от напряжения и мощности используемого электродвигателя. Хорошо работают в схеме трансформаторы типа ТН-54 с четырьмя обмотками по 6,3 вольта и ток более трех ампер, соединённых в последовательную цепь. Кремневая диодная сборка типа PBL405 имеет небольшое падение напряжения и не требует радиатора.

На плоский тиристор VS2 установить небольшой радиатор 60*40*50.

Регулировка схемы регулятора оборотов электродрели заключается в следующем: при минимальном значении сопротивления резистора R6 (обороты) установить порог включения тиристора VS2 изменением номинала резистора R9, далее увеличением сопротивления резистора R6 установить требуемые обороты электродвигателя. На рисунке печатного монтажа расположены почти все радиодетали кроме цепей коммутации, силового трансформатора и диодного моста, регулятор оборотов и светодиодный индикатор HL1 установлены на верхней крышке корпуса, на боковой стороне закреплены предохранитель FU1, выключатель SA1 и вывод силового шнура.

Литература: 1. Тиристоры. Технический справочник 1971г. Перевод с английского. Издательство «Энергия». 2.Регулятор оборотов электродрели. В.Новиков. « Радиомир» №5 2006 г. стр.19

3.Резисторы,конденсаторы,трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. Справочник. Минск « Беларусь» 1994 г.

Регулятор оборотов минидрели

Сверление печатных плат — настоящая головная боль для электронщика, но наше новое устройство поможет ее немного смягчить. Это простое и компактное дополнение к минидрели позволит продлить жизнь двигателю и сверлам. Схема, плата, инструкции по настройке, видео — все в статье!

Читать еще: Как на весте регулировать яркость подсветки приборов

Для чего нужен регулятор оборотов

Обычно минидрели строятся на базе обычных двигателей постоянного тока. А обороты таких двигателей зависят от нагрузки и приложенного напряжения. В результате на холостых оборотах двигатель раскручивается очень сильно, а в моменты сверления обороты двигателя плавают в большом диапазоне.

Если снижать напряжение на двигателе, когда не нем нет нагрузки, можно добиться увеличения ресурса как свёрл, так и самих двигателей. Кроме того, даже точность сверления повышается. Самый простой способ добиться этого — измерение тока, потребляемого двигателем.

В интернете много схем подобных регуляторов, но большинство из них используют линейные регуляторы напряжения. Они массивные и требуют охлаждения. В соавторстве с TinyElectronicFriends нам захотелось сделать компактную плату на базе импульсного стабилизатора, чтобы она могла быть просто «надета» на двигатель.

Схема

ШИМ-регулятор со встроенным ключом MC34063 регулирует напряжение на двигателе. Напряжение на шунте R7,R9,R11 усиливается операционным усилителем и через компаратор подается на вход обратной связи ШИМ-контроллера.

Если ток меньше определенного значения, то на двигатель подается напряжение, зависящее от настройки сопротивления RV1. То есть на холостых оборотах на двигатель будет подаваться только часть мощности, а подстроечный резистор RV1 позволит отрегулировать обороты при этом.

Если сигнал на выходе ОУ превысит напряжение на компараторе, то на двигатель будет подано полное напряжение питания. То есть при сверлении двигатель будет включаться на максимальную мощность. Порог включения задается резистором RV2.
Для питания ОУ используется линейный стабилизатор.

Все компоненты схемы будут рассеивать очень мало тепла и можно собрать ее полностью на SMD-компонентах. Работать она может при большом диапазоне питающих напряжений (в зависимости от сопротивления R6), не требует контроллеров и датчиков оборотов.

Печатная плата

Вся схема умещается на двухсторонней печатной плате диаметром 30мм. На ней всего несколько штук переходных отверстий и ее легко можно изготовить «в домашних условиях». Ниже в статье будут файлы для скачивания файла печатной платы для SprintLaout.

Перечень компонентов

Вот полный список всего, что потребуется для сборки:

Печатная плата (ссылка на файлы для изготовления в конце статьи)
U1 — MC34063AD, импульсный стабилизатор, SOIC-8
U2 — LM358, операционный усилитель, SOIC-8
U3 — L78L09, стабилизатор, SOT-89
D1,D3 — SS14, диод Шоттки, SMA — 2шт
D2 — LL4148, диод выпрямительный, MiniMELF
C1 — конденсатор, 10мкФ, 50В, 1210
C2 — конденсатор, 3.3нФ, 1206
C3,C4 — конденсатор, 4.7мкФ, 1206 — 2шт
C5 — конденсатор, 22мкФ, 1206
R1-R3,R7,R9,R11 — резистор 1 Ом, 1206 — 6шт
R4,R10 — резистор 22кОм, 1206 — 2шт
R5 — резистор 1кОм, 1206
R6 — резистор 10-27кОм, 1206. Сопротивление зависит от номинального напряжения используемого двигателя. 12В — 10кОм, 24В — 18кОм, 27В — 22кОм, 36В — 27кОм
R8 — резистор 390 Ом, 1206
RV1,RV2 — резистор подстрочный, 15кОм, типа 3224W-1-153 — 2шт
XS1 — клемма, 2 конт, шаг 3,81мм

Сборка и настройка

Собирается все достаточно просто. Контактные площадки нарисованы под ручную пайку.
Стоит начинать сборку самой платы с установки всех компонентов на стороне платы без подстроечных резисторов, а затем на обратной стороне. Клемму проще устанавливать в последнюю очередь. Номинал R6 подбирается в соответствии с номинальным напряжением вашего двигателя. В этом устройстве важно контролировать положение ключа на микросхемах и полярность диодов. Все остальные компоненты не полярные.

Между платой и двигателем над установить проставку, чтобы плата не касалась двигателя. Сама плата надевается прямо на ламели двигателя. Несколько раз проверьте полярность подключения двигателя, чтобы он крутился в правую сторону, а затем припаяйте контакты.

Контакты для подачи напряжения, на вход платы подписаны «GND» и «+36V». Минус источника входного напряжения подключается к контакту «GND», а плюс к «+36V». Напряжение источника питания должно совпадать с номинальным напряжением двигателя.

Настройка регулятора очень проста:

Установить резистором RV2 порог срабатывания регулятора на максимум
Установить резистором RV1 оптимальные обороты двигателя в режиме холостого хода
Установить резистором RV2 такой порог срабатывания, чтобы при появлении малейшей нагрузки, увеличивалось напряжение на двигателе

Видео

Эффект от использования сложно оценить по видео, но мы теперь всегда сверлим только с регулятором! Требуется лишь немного привыкнуть и следить чтобы сверла были хорошо заточены. И, конечно, его можно в любой момент просто включить на максимум на всегда.

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:

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».

Читать еще: Мощный блок питания lm317 с регулировкой тока и напряжения

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).

Регулировка вращения и реверс мотора от стиральной машины

Сейчас мы рассмотрим как управлять вращением мотора стиральной машины, скоростью и направлением. Этот материал является продолжением темы подключения моторов от СМА, поднятой по многочисленным просьбам посетителей сайта 2 Схемы.

Сразу заметим, что это коллекторный двигатель, для которого не нужен пусковой конденсатор. Этот двигатель, как правило, оснащен тахометром, который являясь частью обратной связи стабилизирует частоту вращения. Без него мотор может чрезмерно увеличить обороты, вплоть до отказа двигателя. Электродвигатели этого типа быстродействующие, могут выдавать даже несколько тысяч оборотов в минуту, что может быть помехой в некоторых устройствах.

Прежде всего по наклейке на корпусе двигателя необходимо прочитать, какая мощность у него. В качестве альтернативы проверьте ваттметром, вставленным в розетку электросети, чтобы узнать сколько энергии потребляет мотор. Эти типы двигателей обычно потребляют несколько сотен ватт мощности. В разных источниках указано энергопотребление от 120 до 360 Вт.