31.03.21

[Домашняя]

При работе с электроинструментом часто возникает необходимость регулировать его обороты. В качестве такого регулятора для дрели можно использовать промышленный диммер (регулятор освещения) соответствующей мощности (не меньшей, чем мощность дрели). Схема регулятора (рис.1) получается простейшей.

Вилка устройства вставляется в розетку сети, а вилка дрели — в розетку регулятора. Частота вращения управляется поворотом ручки диммера. В большинстве случаев в элект­роинструментах, применяются универсальные коллекторные электродвигатели. Они хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. Но снижать для регу­лировки оборотов питающее напряжение не имеет смысла, так как двигатель резко уменьшает обороты, теряет мощность и останавливается. Оптимальным вариантом регу­лировки является изменение напряжения с обратной связью по току нагрузки двигателя. Одна из простых схем такого рода приведена на рис.2.

Резистивно - емкостная цепь R2-R-C2 обеспечивает формирование опорного напряжения определяющего скорость вращения электродвигателя. При увеличении нагрузки скорость вращения электродвигателя падает, снижается и его крутящий момент. Противо-ЭДС, возникающая на электродвигателе и приложенная между катодом тиристора VS1 и его управляющим электродом, уменьшается. Вследствие этого напряжение на управляющем электроде тиристора возрастет пропорционально уменьшению противо-ЭДС. Дополнительное напряжение на управляющем электроде тиристора заставляет его включаться при меньшем фазовом угле (угле отсечки) и пропускать на электродвигатель больший так, компенсируя тем самым снижение скорости вращения под нагрузкой. Существует как бы баланс импульсного напряжения на управляющем электроде тирис­тора, составленного из напряжения питания и напряжения самоиндукции двигателя. Переключатель SA1 позволяет при необходимости перейти на питание полным напряже­нием, без регулировки. Вторая схема (рис.3) имеет аналогичный принцип регулировки.

Ее можно использовать для управления мощными электродвигателями, применяемыми в деревообрабатывающих станках, шлифмашинах и пр. Тиристор в данной схеме следует установить на радиатор площадью не менее 25 см2. Схему на рис.4 можно использовать, когда в электродвигателе есть доступ к обмотке возбуждения.

Мостовой выпрямитель на диодах VD1…VD4 формирует пульсирующий сигнал, а тиристор является переключателем, управляемым фазой. Это устройство обеспечивает плавное вращение двигателя на малых оборотах. Выпрямительные диоды VD1...VD4 — мощные, типов Д233Б, Д234Б, Д247Б; диоды VD5 и VD6 — любые, рассчитанные на обратное напряжение не менее 500 В. Тиристор VS1 можно заменить на КУ201Л или аналогичный по электрическим характеристикам. Когда требуется регулировать обороты электродвигателей с большим крутящим моментом на валу, например, в электролебедке, может пригодиться двухполупериодная мостовая схема (рис.5), обеспечивающая пол­ную мощность на электродвигателе (в предыдущих работает только одна полуволна питающего напряжения).

Диоды VD2 и VD6 и гасящий резистор R2 используются для питания схемы запуска. Задержка открывания тиристоров по фазе обеспечивается зарядом конденсатора С1 через резисторы R3 и R4 от напряжения, задаваемого стабилитроном VD8. При зарядке конденсатора С1 до порога срабатывания однопереходного транзистора VT1 он открывается и формирует импульс запуска, от которого срабатывает тот тиристор, на аноде которого присутствует положительное напряжение. Сопротивление R5=2/Im (где Iм—максимальный ток нагрузки электродвигателя) зависит от типа электродвигателя и желаемой глубины обратной связи. Устройство, схема которого показана на рис.6, позволяет изменять частоту вращения двигателя электродрели и других инструментов.

Принцип его работы основан на двухполупериодном фазовом управлении симистором VS1, что обеспечивает двигателю электродрели полную потребляемую мощность. Поскольку в дрели установлен коллекторный электродвигатель, ток в цепи симистора из-за индуктивной нагрузки прерывается, возникает ЭДС самоиндукции, что приводит к неустойчивой работе симистора. Для устранения этого эффекта параллельно симистору включена цепочка R8-C3. Выпрямительный мост VD1...VD4 и стабилитрон VD5 обеспечивают питание узла управления симистором VS1 пульсирующим напряжением. Резистор R1 гасит избыточное напряжение сети. Задержку открывания симистора по фазе определяет время зарядки конденсатора С1 через резисторы R2 и R3. При некотором пороговом напряжении на конденсаторе С1 однопереходный транзистор открыва­ется, и на его нагрузочном резисторе R5 появляется импульс напряжения, который транзистор VT2 усиливает до уровня, необходимого для включения симистора. Симистор остается открытым до тех пор, пока ток, текущий через него, не уменьшится до порога его выключения. После выключения симистора конденсатор С1 снова заряжается, т.е. начинается следующий цикл работы узла управления симистором. Резистор R7 образует цепь ОС по току нагрузки. Действие ОС иллюстрируют кривые, снятые при неиз­менном положении движка переменного резистора R2 и работе электродрели на холостом ходу (рис.7а) и под нагрузкой (рис.7б).

Здесь t1 — время зарядки конденсатора С1, t2 — время, в течение которого симистор находится в открытом состоянии. С увеличением нагрузки на вал электродвигателя частота вращения снижается, что приводит к увеличению потребляемого тока и падения напряжения (при включенном симисторе) на резисторе R7. Когда суммарное падение напряжения на симисторе и резисторе R7 превысит напряжение закрывания однопереходного транзистора VT1, конденсатор С1 начинает заряжаться, в результате чего в новом цикле работы устройства время его зарядки до напряжения открывания транзистора VT1 становится меньше. Поэтому симистор при каждом полупериоде будет находиться в открытом состоянии дольше, мощность на валу двигателя соответственно увеличится и восстановится прежняя частота вращения. В регуляторе использованы постоянные резисторы МЛТ, переменный резистор—СП4-1. Резистор R7 намотан нихромовым проводом ø0,3 мм на резисторе МЛТ-2 сопротивлением не менее 100 Ом. Конденсатор С1 — КМ-6, СЗ — МБГП, С2 — К50-6. Транзистор VT2 — КТ603А или любой из серий КТ312, КТ315. Диоды Д223А можно заменить на Д220 или КД521А. Трансформатор Т1 — МИТ-4 или самодельный, выполненный на кольцевом магнитопроводе типоразмера К16х10х4,5 мм из феррита 2000НМ. Обмотки содержат по 100 витков провода ПЭЛШО ø0,12 мм. Налаживание правильно собранного регулятора сводится к подбору сопротивления R7, добиваясь устойчивой работы устройства. В случае использования регулятора для работы с электродрелями устаревших моделей придется, возможно, увеличить емкость конденсатора СЗ до 0,47 мкФ.

Радиомир №12 2012г стр. 20