Mạch điều khiển tốc độ máy khoan có thể điều chỉnh

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Mạch điều khiển tốc độ máy khoan biến đổi được đề xuất duy trì tốc độ không đổi (có thể điều chỉnh) trên động cơ máy khoan, bất kể tải.

Một trong những dụng cụ điện được sử dụng nhiều nhất là máy khoan động lực. Mặc dù có vô số ưu điểm, nhưng máy khoan động lực có một điểm hạn chế lớn - tốc độ cao không đổi cho nhiều ứng dụng.



Ngay cả khi có cấu hình tốc độ kép, giới hạn dưới bao gồm khoảng 300-750 vòng / phút, vẫn rất nhanh cho các công việc tinh vi như khoan xây hoặc sử dụng máy cắt kim loại tấm.

Phiên bản bộ điều khiển tốc độ trong máy khoan động lực của chúng tôi cho phép thay đổi tốc độ từ 0 đến 75% tốc độ tối đa. Hơn nữa, nó cũng cho phép hoạt động tốc độ bình thường mà không cần tháo bộ điều khiển khỏi máy khoan.



Ngay cả khi có những thay đổi về tải, bộ điều khiển được trang bị tính năng bù tích hợp để duy trì tốc độ đồng đều đáng kể.

Làm thế nào nó hoạt động

Đặc tính điển hình của động cơ điện là nó tạo ra một điện áp ngược ngược với nguồn cung cấp khi chạy.

Điều kiện này được gọi là EMF phía sau. Hiệu điện thế ngược chiều tỷ lệ với tốc độ của động cơ điện. Bộ điều khiển tốc độ khoan SCR sử dụng hiệu ứng này để cung cấp một lượng bù tốc độ nhất định so với tải trọng.

Bộ điều khiển này triển khai một Bộ chỉnh lưu điều khiển Silicon (SCR) cổng nguồn nửa sóng vào động cơ khoan. Các nguyên tắc cơ bản về độ dẫn điện của SCR là:

  1. Cực dương (cực A) mang điện tích dương so với cực âm (cực K).
  2. Khi cổng (đầu cuối G) phát triển dương ít nhất 0,6 V đối với cực âm.
  3. Dòng điện khoảng 10 mA chạy vào thiết bị đầu cuối cổng.

Thời điểm mà SCR bật trong mỗi nửa chu kỳ tích cực có thể được điều chỉnh hiệu quả bằng cách kiểm soát mức của dạng sóng điện áp tới cổng. Kết lại, chúng ta có thể kiểm soát hoàn hảo lượng điện cung cấp cho máy khoan.

Điện trở R1 và R2, và chiết áp RV1 trở thành một chia điện áp cung cấp điện áp nửa sóng có giá trị điều chỉnh được cho cổng SCR. Nếu động cơ không chuyển động, cực âm của SCR sẽ ở 0 V và nó sẽ gần như bật hoàn toàn. Khi tốc độ của mũi khoan tăng lên, một điện áp hình thành trên mũi khoan.

Điện thế bổ sung này làm giảm điện áp cổng-catốt hiệu dụng. Vì vậy, khi động cơ tăng tốc, công suất cung cấp giảm cho đến khi động cơ trở nên ổn định ở tốc độ được điều chỉnh bởi cấu hình RV1.

Giả sử một tải được đặt trên máy khoan. Điều này sẽ có xu hướng làm giảm tốc độ khoan và đồng thời làm giảm điện áp trên máy khoan. Sau đó, sẽ cung cấp nhiều năng lượng hơn cho động cơ do thời gian bắn nâng cao tự động của SCR.

Do đó, tốc độ khoan được duy trì khi đã thiết lập bất kể tải. Diode D2 có chức năng giảm một nửa công suất tiêu tán trong R1, R2 và RV1 bằng cách hạn chế dòng điện qua chúng chỉ ở nửa chu kỳ dương.

Diode D1 bảo vệ cổng SCR khỏi điện áp ngược cực.

SW1 dễ dàng rút ngắn SCR ở vị trí tốc độ tối đa. Do đó, RV1 không hoạt động và toàn bộ nguồn điện được cấp cho máy khoan.

Xây dựng

Quan trọng nhất, cần biết rằng mạch điều khiển tốc độ máy khoan được kết nối trực tiếp với nguồn điện mà không có biến áp cách ly.

Do đó, các biện pháp phòng ngừa phải được thực hiện trong quá trình lắp ráp để không xảy ra thương tích nghiêm trọng hoặc tử vong.

Việc sử dụng dải thẻ hoặc PCB là không bắt buộc vì chỉ một số ít linh kiện điện tử được sử dụng. Chỉ cần hai mối nối “giữa không khí” và chúng phải được cách điện an toàn để tránh bất kỳ khả năng đoản mạch nào.

Một loại SCR gắn đinh tán được sử dụng cho dự án này. Thành phần này được đặt bằng cách sử dụng vấu hàn đi kèm với nó và được hàn vào vấu trung tâm của công tắc.

Không có bộ tản nhiệt cần thiết cho tải lên đến 3 A. Nếu bạn có SCR bọc nhựa, bạn có thể khoan một lỗ qua vấu công tắc và bắt vít thẳng SCR.

Tuy nhiên, bạn nên đặt một miếng nhôm, có kích thước 25 mm x 15 mm giữa SCR và vấu chuyển đổi để hoạt động như một bộ tản nhiệt.

Điều cơ bản cần nhớ là tạo kết nối đất cho tất cả các bộ phận bên ngoài vì thiết bị đang hoạt động ở 240 Vac. Đối với trường hợp, chúng tôi sử dụng một ngăn nhựa với nắp kim loại.

Hơn nữa, một kẹp cáp gắn với một vít kim loại xuyên qua mặt bên của vỏ nhựa được sử dụng.

Hãy nhớ chuẩn bị kết nối đất cho vít này, nắp và đầu nối đất của ổ cắm đầu ra.

Điều cần thiết là chỉ sử dụng hệ thống dây liên tục vì cáp nối đất đi từ điểm nối đất này sang điểm nối đất khác mà không có liên kết trung gian. Có thể hàn hai dây cáp nối đất vào một vấu nối đất nhưng không bao giờ được buộc chặt hai dây dẫn dưới một vít duy nhất.

Nắp nhôm trên hộp UB3 không chắc cho ứng dụng này, đặc biệt khi lỗ cho ổ cắm đầu ra bị cắt.

Do đó, hãy đảm bảo chế tạo nắp mới từ vật liệu thép 18 gauge hoặc nhôm 16 gauge.

Như một biện pháp phòng ngừa an toàn bổ sung, bạn nên sử dụng một lượng nhỏ keo, sơn mài hoặc thậm chí sơn móng tay trên các rãnh của vít sẽ được giữ chặt bên trong thiết bị. Điều này đảm bảo phù hợp an toàn.

Bạn có thể nhận thấy trên một số SCR, dòng điện kích hoạt do R1 và R2 cung cấp là không đủ. Để khắc phục, chỉ cần mắc thêm một điện trở 10k song song với mỗi điện trở.

Cách sử dụng

Đầu tiên, gắn mạch điều khiển tốc độ máy khoan vào nguồn điện lưới và máy khoan vào bộ điều khiển.

Sau đó, chọn tốc độ bạn muốn - tốc độ đầy đủ hoặc tốc độ thay đổi. Bạn có thể nhận thấy không có công tắc BẬT hoặc TẮT vì chức năng bật tắt được cung cấp bởi chính công tắc của máy khoan.

Ở tốc độ tối đa, máy khoan chạy bình thường và việc kiểm soát tốc độ trên bộ điều khiển không có tác dụng.

Nếu tốc độ thay đổi được chọn, bộ điều khiển sẽ điều chỉnh tốc độ từ 0 đến 75% tốc độ tối đa. Có thể có vùng chết ở tốc độ thấp và tốc độ cao kết thúc điều khiển.

Điều này là rất bình thường và nó xảy ra do đặc tính khoan và dung sai thành phần trong bộ điều khiển.

Ở tốc độ cực thấp, bạn có thể nhận thấy mũi khoan giật khi không tải. Nhưng thời điểm một tải được đưa vào, độ giật sẽ giảm và cuối cùng biến mất.

Miễn là máy khoan được sử dụng ở tốc độ thấp hơn tối đa, hiệu quả làm mát của động cơ sẽ giảm đáng kể.

Điều này xảy ra do quạt làm mát được gắn trên trục phần ứng và cũng quay chậm hơn. Do đó, máy khoan sẽ trở nên nóng hơn khi sử dụng ở tốc độ thấp, vì vậy cần lưu ý không sử dụng máy khoan ở chế độ này trong thời gian dài.

DANH SÁCH CÁC BỘ PHẬN
R1, R2 = Điện trở 10k 1W 5%
RV1 = Chiết áp 2,5k Lin
D1, D2 = Điốt 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 hoặc BT151 (8A / 10A, 400V)
SW1 = Hộp chuyển mạch
3 -core flex và plug
Kẹp cáp
Ổ cắm điện 3 chân

Bạn có thể thấy một số SCR ​​có dòng điện kích hoạt vượt quá giá trị bình thường, điều này có thể ngăn cản hoạt động của đơn vị. Trong những trường hợp như vậy, bạn có thể thêm các SCR song song, cùng với hai điện trở 10k với điện trở 10k bổ sung để đảm bảo rằng có đủ dòng điện cho việc kích hoạt cổng SCR.

Sử dụng điều khiển pha Triac

Hầu hết tất cả các bộ điều khiển tốc độ khoan đều có một số khía cạnh tiêu cực. Ví dụ, không đủ độ ổn định tốc độ, quá nhiều rung lắc ở tốc độ giảm và tiêu tán công suất lớn từ điện trở nối tiếp được sử dụng để phát hiện dòng điện của động cơ.

Mạch được giải thích trong bài viết này không bao gồm những nhược điểm này, và hơn nữa là cực kỳ đơn giản. Đầu vào nguồn AC được chỉnh lưu bằng D1 và hạ thấp bằng R1.

Dòng điện được tiêu thụ bởi T1 có thể điều chỉnh thông qua P1, do đó cũng điều khiển điện áp một chiều tự thể hiện qua C2, do đó tại cơ sở T2. T2 được nối với vai trò là bộ theo máy phát, và điện áp phát triển trong catốt của D3 thấp hơn điện áp gốc T2 khoảng l,5 V.

Giả sử rằng động cơ đang chuyển mạch nhưng triac bị tắt nguồn, quay lại e.m.f. được tạo ra thông qua động cơ sẽ phát triển trên chân T1 của triac.

Miễn là điện áp này cao hơn điện áp catốt D3, triac sẽ vẫn ở trạng thái tắt, tuy nhiên khi động cơ giảm tốc, điện áp này sẽ giảm và triac sẽ kích hoạt.

Trong trường hợp tải trên động cơ tăng lên, do đó làm cho động cơ khoan chạy chậm lại, phần sau e.m.f. sẽ giảm nhanh hơn và triac sẽ kích hoạt nhanh hơn, do đó làm cho động cơ quay trở lại để tăng tốc độ.

Bởi vì triac chỉ có thể được kích hoạt trên nửa chu kỳ dương của dạng sóng AC, bộ điều khiển tốc độ khoan sẽ không điều chỉnh tốc độ động cơ liên tục từ 0 đến tốc độ điều chỉnh, và đối với tốc độ làm việc tiêu chuẩn, S1 được kết hợp, kích hoạt trlac trên hoàn toàn.

Tuy nhiên, mạch cho thấy các thuộc tính kiểm soát tốc độ rất tốt trong phạm vi tốc độ giảm quan trọng. L1 và C1 cung cấp r.f. triệt tiêu nhiễu do cắt pha triac.

L1 có thể là một bộ đếm có sẵn r.f. cuộn cảm áp của một số điện cảm microhenries.

Định mức hiện tại của L1 phải nằm trong khoảng từ hai đến bốn ampe so với định mức hiện tại của động cơ khoan. Chỉ về bất kỳ 600V 6 Một triac sẽ hoạt động cực kỳ tốt trong mạch.




Trước: Mạch làm mờ ánh sáng nút nhấn Tiếp theo: Giải thích 4 mạch khuếch đại PWM hiệu quả