Поддержание постоянных оборотов под нагрузкой

Поддержка постоянных оборотов в УШМ — качественная обработка любого материала

Содержание:

Угловые шлифовальные машины, которые многим известны как «болгарки», — незаменимый инструмент в строительстве. Они также используются для ремонтных работ, в мастерских по обработке дерева и металла, и для многих других целей. Популярность УШМ привела к появлению большого разнообразия этого инструмента. Сегодня существует большое количество разных по своим техническим характеристикам и функциям УШМ.

Производители стараются сделать УШМ как можно более эффективными и экономичными. Для этого они разрабатывают новые функции и системы, упрощающие применение инструмента. В усовершенствованных моделях хорошо себя зарекомендовала функция поддержки оборотов. Она дает возможность сократить количество используемых расходников, а также повышает качество работы. При ее использовании инструмент не теряет мощность.

Что такое функция поддержки оборотов и зачем она нужна?

Если вы когда-нибудь работали болгаркой, то знаете, что для шлифовки разных материалов нужно разное количество оборотов диска УШМ. Лучше всего, если частота вращения на протяжении всего процесса обработки не будет сильно отличаться от нормы. Однако на практике достигнуть стабильных оборотов не получается. Когда оператор прижимает болгарку к поверхности, двигатель тратит часть энергии на преодоление сопротивления трения. В результате, число оборотов в минуту изменяется в зависимости от нажима. Если нужно работать на низких оборотах, диск может остановиться даже под весом УШМ. В свою очередь, при работе инструментом на высоких оборотах вы получите некачественный результат, вызванный перегревом материала.

Функция стабилизации оборотов справляется с этой проблемой, позволяя работать под нагрузкой на конкретной стабильной скорости. Вы можете сколько угодно надавливать на инструмент, торможение двигателя будет исключено. Это помогает добиться равномерной обработки поверхности. Как показывает практика, УШМ с поддержкой оборотов чрезвычайно сложно «задавить». Инструмент будет выдавать достаточно оборотов даже при значительном усилии оператора.

Как работает функция поддержания постоянных оборотов?

В УШМ установлен датчик Холла. Он способен отслеживать изменения индукционного поля в электрическом инструменте, определяя скорость вращения диска. При падении или изменении оборотов датчик передает это значение на электронную плату, после чего запускается механизм стабилизации. При падении оборотов система стабилизации повышает ток в электродвигателе, выравнивая скорость вращения. Если же диск вращается быстрее необходимого, происходит снижение оборотов.

Преимущества функции стабилизации оборотов

Вы сможете использовать болгарку даже при повышенной нагрузке. Это касается не только УШМ, но и любого другого электроинструмента. Константная электроника как бы создает резервную мощность, которую можно использовать при перегрузке. Чересчур усиленная нагрузка может привести к быстрому износу двигателя УШМ, редуктора и подшипников.
Даже если приходится обрабатывать неоднородный материал, количество оборотов не будет «прыгать», все время оставаясь стабильным. Это значит, что вы сможете добиться ровной поверхности при шлифовке или ровно разрезать деталь.
Если в сети происходят скачки напряжения, это скажется потерей потребляемой мощности. Система поддержки оборотов защищает от этого эффекта, повышая или понижая напряжение. Даже если в сети возникнет повышение напряжения, система сразу отреагирует на него. Это позволяет сохранить работоспособность инструмента и продлить срок его эксплуатации.
Колебания напряжения в сети могут привести к рывку инструмента. Система поддержки оборотов компенсирует это, не позволяя скорости диска превысить норму.
Вращение диска со стабильной скоростью позволяет ему медленнее стачиваться. Функция поддержки оборотов защищает от перепадов скорости, которые приводят к деформации диска или его разрушению.
Материал не портится из-за неравномерной скорости вращения диска. Он не перегревается и не подвергается лишним нагрузкам. Это позволяет сделать рез ровнее или получить однородную поверхность при шлифовании.

Кому подойдет УШМ с поддержкой постоянных оборотов?

Главная функция угловых шлифовальных машин — обработка различных материалов. Для каждого из них необходимо установить определенную скорость вращения диска:

Для шлифовки металла лучше всего подойдет скорость от 2000 до 3000 оборотов в минуту.
Шлифовка дерева выполняется на скорости от 2000 до 4000 об/мин (точное значение зависит от плотности породы).
Для резки металла или керамогранита нужны максимальные обороты. Например, для отрезания металлического болта диаметром 15 мм, нужно выставить скорость вращения диска около 8000 об/мин.

Если не соблюдать подходящий диапазон, можно испортить деталь. Дерево, с которым работают на чересчур высокой скорости, почернеет. Сам диск тоже может прийти в негодность. А вот работа с твердыми материалами на низкой скорости будет очень неэффективна.

Функция поддержания постоянных оборотов (константная электроника) очень важна для УШМ. Лучше уточнять о ее наличии при покупке инструмента, чтобы приобрести необходимую модель.

Источник: dnipro-m.ua

Регулятор оборотов электродвигателя без потери мощности

Плата регулировки оборотов коллекторных электродвигателей на микросхеме TDA1085, позволяет управлять двигателями без потери мощности.Обязательным условием при этом является наличие таходатчика (тахогенератор) на электродвигателе, который позволяет обеспечить обратную связь мотора с платой регулировки, а именно с микросхемой. Если говорить более простым языком, что бы было понятно всем, происходит примерно следующее. Мотор вращается с каким-то количеством оборотов, а установленный таходатчик на валу электромотора эти показания фиксирует. Если вы начинаете нагружать двигатель, частота вращения вала естественно начнет падать, что так же будет фиксировать таходатчик. Теперь рассмотрим дальше. Сигнал с этого таходатчика поступает на микросхему, она видит это и дает команду силовым элементам, добавить напряжение на электромотор.Таким образом, когда вы надавили на вал (даете нагрузку), плата автоматически прибавила напряжение и мощность на этом валу возросла. И наоборот, отпусти вал двигателя (сняли с него нагрузку), она увидела это и убавила напряжение. Таким образом обороты остаются не низменными, а момент силы (крутящий момент)постоянным. И самое что важное, вы можете регулировать частоту вращения ротора в широком диапазоне, что очень удобно в применении и конструировании различных устройств. Поэтому этот продукт, так и называется “Плата регулировки оборотов коллекторных двигателей без потери мощности”.

Но мы увидели одну особенность, что эта плата применима только для коллекторных электродвигателей (с электрическими щетками). Конечно такие моторы в быту встречаются намного реже чем асинхронные. Но они нашли широкое применение в стиральных машинах автомат. Вот именно по этому была изготовлена эта схема. Специально для электродвигателя от стиральной машины автомат. Их мощность достаточно приличная, от 200 до 800 ватт. Что позволяет достаточно широко применить их в быту.

Данный продукт, уже нашел широкое применение в хозяйстве людей и широко охватил лиц занимающихся различным хобби и профессиональной деятельностью.

Отвечая на вопрос – Куда можно применить двигатель от стиральной машины? Был сформирован некоторый список. Самодельный токарный станок по дереву; Гриндер; Электропривод для бетономешалки; Точило; Электропривод для медогонки; Соломорезка; Самодельный гончарный круг; Электрическая газонокосилка; Дровокол и много другое где необходимо механическое вращение каких либо механизмов или предметов. И во всех этих случаях нам помогает эта плата “Регулировки оборотов электродвигателей с поддержанием мощности на TDA1085”.

Краш-тест платы регулировки оборотов

Источник: elektroplata.ru

Описание регулятора оборотов электродвигателя без потери мощности

Каждый из нас дома имеет какой-то электроприбор, который работает в доме не один год. Но со временем мощность техники слабеет и не выполняет своих прямых предназначений. Именно тогда стоит обратить внимание на внутренности оборудования. В основном проблемы возникают с электродвигателем, который отвечает за функциональность техники. Тогда стоит обратить свое внимание на прибор, который регулирует обороты мощности двигателя без снижения их мощности.

Виды двигателей

Регулятор оборотов с поддержанием мощности — изобретение, которое вдохнет новую жизнь в электроприбор, и он будет работать как только что приобретенный товар. Но стоит помнить о том, что двигатели бывают разных форматов и у каждого своя предельная работа.

Двигатели разные по характеристикам. Это значит то, что та или иная техника работает на разных частотах оборота вала, запускающего механизм. Мотор может быть:

В основном трехфазные электромоторы встречаются на заводах или крупных фабриках. В домашних условиях используются однофазные и двухфазные. Данного электричества хватает на работу бытовой техники.

Регулятор оборотов мощности

Принципы работы

Регулятор оборотов электродвигателя 220 В без потери мощности используется для поддержки первоначальной заданной частоты оборотов вала. Это один из основных принципов данного прибора, который называется частотным регулятором.

С помощью него электроприбор работает в установленной частоте оборотов двигателя и не снижает ее. Также регулятор скорости двигателя влияет на охлаждение и вентиляцию мотора. C помощью мощности устанавливается скорость, которую можно как поднять, так и снизить.

Вопросом о том, как уменьшить обороты электродвигателя 220 В, задавались многие люди. Но данная процедура довольно проста. Стоит только изменить частоту питающего напряжения, что существенно снизит производительность вала мотора. Также можно изменить питание двигателя, задействуя при этом его катушки. Управление электричеством тесно связано с магнитным полем и скольжением электродвигателя. Для таких действий используют в основном автотрансформатор, бытовые регуляторы, которые уменьшают обороты данного механизма. Но стоит также помнить о том, что будет уменьшаться мощность двигателя.

Вращение вала

Двигатели делят на:

Регулятор скорости вращения асинхронного электродвигателя зависит от подключения тока к механизму. Суть работы асинхронного мотора зависит от магнитных катушек, через которые проходит рамка. Она поворачивается на скользящих контактах. И когда при повороте она развернется на 180 градусов, то по данным контактам связь потечет в обратном направлении. Таким образом, вращение останется неизменным. Но при этом действии нужный эффект не будет получен. Он войдет в силу после внесения в механизм пары десятков рамок данного типа.

Коллекторный двигатель используется очень часто. Его работа проста, так как пропускаемый ток проходит напрямую — из-за этого не теряется мощность оборотов электродвигателя, и механизм потребляет меньше электричества.

Двигатель стиральной машины также нуждается в регулировке мощности. Для этого были сделаны специальные платы, которые справляются со своей работой: плата регулировки оборотов двигателя от стиральной машины несет многофункциональное употребление, так как при ее применении снижается напряжение, но не теряется мощность вращения.

Схема данной платы проверена. Стоит только поставить мосты из диодов, подобрав оптрон для светодиода. При этом еще нужно поставить симистор на радиатор. В основном регулировка двигателя начинается от 1000 оборотов.

Если не устраивает регулятор мощности и не хватает его функциональности, можно сделать или усовершенствовать механизм. Для этого нужно учитывать силу тока, которая не должна превышать 70 А, и теплоотдачу при использовании. Поэтому можно установить амперметр для регулировки схемы. Частота будет небольшой и будет определена конденсатором С2.

Далее стоит настроить регулятор и его частоту. При выходе данный импульс будет выходить через двухтактный усилитель на транзисторах. Также можно сделать 2 резистора, которые будут служить выходом для охладительной системы компьютера. Чтобы схема не сгорела, требуется специальный блокиратор, который будет служить удвоенным значением тока. Так данный механизм будет работать долго и в нужном объеме. Регулирующие приборы мощности обеспечат вашим электроприборам долгие годы службы без особых затрат.

Источник: instrument.guru

15 лучших болгарок (УШМ)

Критерии выбора хорошей болгарки

Диаметр диска

Диск – главный расходный материал для УШМ. Именно он режет, шлифует, чистит. При выборе диаметра важно учитывать, что «полезная площадь» диска, а значит, и глубина резки, примерно вчетверо меньше его диаметра. То есть, режет только крайняя 1/3-1/4 часть диска. Существуют диски 5 диаметров:

115 мм – самый маленький диск. Он не подходит для основной резки из-за малой глубины пропила (менее 25 мм), но хорош для мелких работ и шлифовки. Существуют еще машинки с дисками на 100 мм, предназначенные исключительно для шлифовки и полировки, но они узко специализированы и мало распространены в быту.
125 мм – наиболее популярный размер диска бытовой УШМ с глубиной пропила около 40 мм. С дисками разного назначения позволяет резать практически все материалы;
150 мм удобен для резки бетона, кирпича, металлических труб;
180 мм пригодится тем, кто затеял ремонт или строительство;
230 мм – диски для профессиональных болгарок с глубиной пропила до 70 мм, редко используются для домашних нужд. Как правило, чем больше диск, на который рассчитана болгарка, тем больше вес инструмента в сборе.

Мощность

Она обеспечивает стабильную работу инструмента при нагрузках и позволяет работать длительное время без перерыва на отдых инструмента. Мощность болгарок варьируется от 0,5 до 2,6 кВт и не привязана жестко к размеру диска, то есть, можно встретить машинку с диском на 125 мм мощностью как 600 Вт, так и 1,5 кВ. Для бытовых целей достаточно УШМ на 600-900 Ватт. Для длительных и сложных работ с тяжелыми кругами стоит выбирать вариант с мощностью 1,5 кВт и больше.

Число оборотов

Показывает скорость вращения шпинделя, на котором устанавливается диск и может быть до 7000-9000 у моделей с большими дисками и до 12000 об/мин у моделей с маленькими дисками. У хороших болгарок для регулирования числа оборотов есть ручной регулятор, который позволяет при необходимости снизить скорость вращения.

Количество ручек

От этого параметра зависит удобство и безопасность работы. УШМ бывают одноручные и двуручные. Первый вариант распространен среди сравнительно легких моделей, как бытовых, так и профессиональных. Легкую болгарку можно просто поддерживать второй рукой за корпус. Двуручные болгарки – тяжелые профессиональные и полупрофессиональные модели, эффективная и безопасная работа с которыми требует физической силы и надежного захвата. Хорошо, если ручка/ручки любой углошлифовальной машинки имеют прорезиненное покрытие или систему гашения вибрации.

Дополнительные особенности

Качественные ушм имеют полезные функции, облегчающие работу и продлевающие срок службы болгарки. Их наличие говорит о профессиональном назначении инструмента и значительно влияет на цену. Встречаются они и в хорошем бытовом инструменте:

«мягкий пуск» (запуск без рывков);
автоотключение щеток при кратковременных отключениях электричества;
автобалансировка диска (снижает биение диска при неравномерном стирании, а значит, и вибрацию в руках);
возможность фиксации кнопки включения для длительной работы;
возможность смены кожуха без инструмента;
автоматическое (электронное) регулирование скорости вращения диска;
улучшенная пылезащита статора и якоря;
система удаления пыли (наличие специальной форсунки для подключения строительного пылесоса).

Какой производитель болгарок лучший?

Самые качественные углошлифовальные машины производятся в Германии, США, Японии. Лидерами рынка болгарок по праву считаются Hitachi (Япония), Bosch (Германия), Makita (Япония). Наилучшим образом зарекомендовали себя и такие бренды, как: DeWalt (США), DWT (Швейцария), «Интерскол» (Россия). Лестных отзывов заслуживает и продукция производителя Sparky (Болгария) – первопроходца в производстве ушм.
Что касается популярности – в тройке лидеров Интерскол, Bosch и Makita. УШМ этих производителей сочетают в себе невысокую цену и достойное качество. Для дома особенно часто покупают болгарки Интерскол – они немного дешевле.
Отечественные марки болгарок заметно подтянулись к европейским и японским, и при невозможности или нежелании тратить большую сумму на ушм, смело берите российскую болгарку.

Рейтинг лучших углошлифовальных машин

«Эксперт Цен» выбрал 12 лучших болгарок 2019 года, имеющих выдающиеся характеристики в своем классе.

Источник: www.expertcen.ru

Регулятор оборотов с обратной связью для коллекторных двигателей переменного тока

Большинство мировых производителей профессиональных угловых шлифовальных машинок (болгарок) таких как Bosch, Metabo, Makita, DeWalt и других используют два типа регуляторов оборотов с обратной связью.

С помощью таходатчика

На конце якоря мотора установлен кольцевой магнит с прорезью или срезом, а на плате регулятора установлена катушка индуктивности или датчик Холла. Такой регулятор обеспечивает максимально точную стабилизацию оборотов двигателя при изменении нагрузки.

На основе измерения падения напряжения на электродвигателе

В этом случае измеряется падение напряжения на двигателе, и схема управления изменяет длительность открытия силового ключа. Такой регулятор, если он правильно настроен, обеспечивает также хорошую стабилизацию оборотов двигателя при изменении нагрузки.

Все промышленные регуляторы, собранные на микроконтроллерах, полностью залитые эпоксидной смолой и в итоге они не пригодны для ремонта, а цена за новый регулятор достаточно большая, и составляет примерно 20-30% от стоимости самого электроинструмента.

В поиске специализированных микросхем для решения данной задачи мне приглянулись регуляторы Phase Control фирмы Atmel. Например, простой вариант регулятора на микросхеме U2008B. Рассмотрим схему регулятора на ИМС U2008B приведенную на рис.1. В данном регуляторе можно использовать обратную связь по току или режим плавного пуска, однако в нём нет защиты от перегрузки. Если использовать плавный пуск тогда нужны только элементы С1, R4 и перемычку Х1 не ставим, а если нужна обратную связь — тогда все наоборот.

Так как ИMC U2008B не может одновременно работать в режиме плавного пуска и обратной связи, она не подходит для нашей задачи. На рис.2 показана схема регулятора на микросхеме U2010B, у которой есть обратная связь по току, защита от перегрузки и плавный старт одновременно. Светодиод D2 индицирует перегрузку электродвигателя. Переключатель SA1 «Mode» обеспечивает возможность выбора действий при перегрузке на двигателе в трех режимах: Положение А — индикация перегрузки и последующий сброс на минимальные обороты. Для восстановления рабочих оборотов, необходимо выключить инструмент.

Положение В — индикация перегрузки, последующий сброс на минимальные обороты, после снятие нагрузки с инструмента, восстанавливаются установленные обороты, т.е. происходит авто старт.

Положение С — только индикация перегрузки, без остановки двигателя и защиты.

Подбором ёмкости конденсатора СЗ от 1 до 10 мкФ можно изменять длительность и плавность пуска двигателя.

Настройка регулятора.

В техническом описании к ИМС U2010B в схеме подключения обозначено только падение напряжение на R6 в 250 мВ и не указано, каким именно должен быть этот резистор.

Рассчитать сопротивление R6 можно исходя из мощности двигателя по формуле:

где:
U_R₆ — напряжение на R6 (250 мВ),
Р_двиг — мощность двигателя,
U_ПИТ — напряжение питания сети.

Например, для двигателя мощностью 750 Вт рассчитываем: R6= 0,25/(750/220) = 0,07 Ом.

Номиналы резисторов R6 и R11, в зависимости от мощности электродвигателя, приведены в таблице.

R11 Мощность, Вт	R6*, Ом	Нихром, D 1 мм	Нихром, D 0,8 мм	R11*, кОм
250	0,22	30	19	180-270
300	0,18	27	17	180-220
550	0,1	25	16	180
700	0,08	20	14	160
850	0,07	17	11	150
1000	0,055	15	10	100-120
1200	0,047	13	9	90-110
1500	0,04	12	8	80-100
1800	0,03	10	7	70-100
2000	0,028	8	6	65-90
2200	0,025	7	5	65-90

Главное правильно подбирать резистор R6 под мощность двигателя. Выше представленная формула правильная, но на практике может потребоваться некоторая коррекция по поведению двигателя под нагрузкой. Если резистор великоват, то двигатель довольно резко стартует (т.е. происходит большая компенсация нагрузки, чем надо), а потом отключается, а если резистор будет мал, то не будет обеспечиваться компенсация нагрузки.

В Datasheet к ИМС U2010B ёмкость конденсатора С2 указана 0,01 мкФ, но она рассчитана на 60-герцовую сеть, и при использования ИМС в сети 50 Гц за период выдавалось несколько импульсов управления. В итоге, обороты электродвигателя практически не регулировались и двигатель работал на полную мощность. Для сети с частотой 50 Гц нужно ёмкость конденсатора С2 увеличить до 0,015 мкФ.

Первый пуск

Переменный резистор Р1 (регулятор оборотов) нужно установить на минимальные обороты двигателя, по схеме движок потенциометра должен быть повернут в сторону резистора R13. Затем подстроенный резистор R10 (компенсация нагрузки) установить в среднее положение, а на место R11 (перегрузка) временно подпаять постоянный резистор сопротивлением 62 кОм. Потом включить регулятор в сеть 220 В / 50 Гц и подстроенным резистором R8 выставить самые минимальные обороты двигателя.

Нужно сделать так, чтобы при включении двигатель начинал вращаться на минимальных оборотах. Если настроить устройство так, чтобы совсем не было напряжения на электродвигателе, то тогда становится слишком нелинейная зависимость управления резистором Р1 — при его повороте сначала двигатель не крутится, а потом резко стартует без плавного пуска.

Далее нужно подключить вольтметр с диапазоном измерения 300 В к выводам двигателя, включить двигатель и на средних оборотах, зажимая вал или привод двигателя через тряпку рукой, выставить такое положение резистора R10, чтобы обороты электродвигателя не менялись при изменении нагрузки на его валу. Одновременно с этим нужно смотреть на вольтметр, подключенный к двигателю. При увеличении нагрузки на валу электродвигателя регулятор прибавляет напряжение, и двигатель крутится с одинаковыми оборотами, независимо от нагрузки.

И вот в последнюю очередь настраивается резистор R11 (перегрузка). Постоянный резистор номиналом 62 кОм выпаиваем и вместо него ставим подстроенный или переменный резистор номиналом 220 кОм. На оборотах двигателя чуть больше минимальных, сильно зажимая вал или привод двигателя, стараемся почти заклинить вал двигателя, и по степенно изменяем величину резистора R11, пока не начнет срабатывать защита, и не станет светиться VD2. Затем измерьте сопротивление переменного резистора тестером и запаяйте в устройство соответствующий резистор. В таблице указано приблизительные значения сопротивления R11,

Детали регулятора

Купить микросхемы U2008B, U2010B можно через сайт AliExpress (www.ru.aliexpress.com) в Китае с бесплатной доставкой на Украину, а далее посылка бесплатно отправляется через «Укрпочту» в любое почтовое отделение на территории Украины. Доставка на Украину производится на протяжении 25-40 дней. Например, цена 1 шт. микросхемы U2010B зависит от корпуса исполнения, примерно 0,9 USD в корпусе S016 и 1,2 USD в корпусе DIP16, а симистора ВТА24-800 — 0,4 USD.

Печатная плата устройства изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм.

Симистор VS1 лучше использовать с изолированной площадкой под радиатор серии ВТА, например BTA12-800, BTA16-800, BTA24-800, или применить другие. При мощности двигателя до 400 Вт, VS1 можно не устанавливать на радиатор. Все SMD детали типоразмера 1206, их можно запаять обычным паяльником с тонким жалом.

Подстроенные резисторы — типа СП3-19а или другой малогабаритный. Переменный резистор Р1 любой на 47-50 кОм, можно малогабаритные СП4-1, СП3-9. Резистор R1 мощностью не менее 2 Вт, например, типа MЛT-2 или др. Резистор R6 изготовлен из нихромовой проволоки диаметром 0,7 — 1 мм. Автор использовал нихромовый провод из старого блока сопротивлений для зажигания автомобилей ГАЗ с маркировкой 1402.3729. Все электролитические конденсаторы на напряжение не менее 50 В. Диод D1 — типа 1N4007 или КД208, также можно использовать диод в SMD исполнении. Светодиод D2 любой малогабаритний диаметром 3-5 мм красного света. Переключатель SA1 любой малогабаритный 3-х позиционный. Если нужен только один режим перегрузки, тогда вместо него можно установить перемычку.

Литература:

Бирюков С. Автомат плавного пуска коллекторных электродвигателей. // Радио. — 1997. — №7. — С.40-42.

Печатная плата для схемы показанной на рисунке 2:

Автор: Валентин Шипляк, г. Ужгород

Источник: meandr.org