Цены снижены! Бесплатная доставка контурной маркировки по всей России

Как сделать регулятор оборотов: Как сделать регулятор частоты оборотов болгарки своими руками

Содержание

Как сделать регулятор частоты оборотов болгарки своими руками

Автор Ангел Плодородия На чтение 8 мин. Просмотров 11.5k. Опубликовано

Если в вашем арсенале есть старенькая угловая шлифовальная машина, не спешите списывать её со счетов. Используя несложную электрическую схему, прибор можно легко модернизировать, добавив к нему функцию изменения частоты оборотов. Благодаря простому регулятору, который реально собрать своими руками за несколько часов, функциональность аппарата значительно возрастёт. Снизив частоту вращения, болгарку можно применить как шлифовальный и заточный станок для различных видов материалов. Появляются новые возможности для применения дополнительных насадок и оснастки.

Для чего болгарке низкие обороты?

Встроенная функция регулирования скорости диска позволит деликатно обрабатывать такие материалы, как пластмасса или древесина. На низких оборотах повышается комфортность и безопасность работы. Особенно полезна такая функция в электро- и радиомонтажной практике, в автосервисах и реставрационных мастерских.

Кроме того, среди профессиональных пользователей электроинструмента существует устойчивое мнение, что чем проще устроен аппарат, тем он надёжнее. А дополнительный сервисный «фарш» лучше вынести за пределы силового агрегата. При таком раскладе ремонт техники значительно упрощается. Поэтому некоторые компании специально выпускают выносные отдельные электронные регуляторы, которые подключаются к сетевому шнуру машины.

Регулятор оборотов и плавный пуск — для чего нужны

В современных болгарках применяют две важные функции, повышающие надёжность и безопасность инструмента:

  • регулятор оборотов — прибор, предназначенный для изменения количества оборотов двигателя в различных режимах работы;
  • плавный пуск — схема, обеспечивающая медленное увеличение оборотов двигателя от нуля до максимального при включении устройства.

Применяются в электромеханических инструментах, в конструкции которых используется коллекторный двигатель. Способствуют уменьшению износа механической части агрегата во время включения. Снижают нагрузку на электрические элементы механизма, запуская их в работу постепенно.

Как показали исследования свойств материалов, наиболее интенсивная выработка трущихся узлов происходит во время резкого перехода из состояния покоя в режим быстрого движения. К примеру, один запуск двигателя внутреннего сгорания в автомобиле приравнивается по износу поршневой группы к 700 км пробега.

При включении питания происходит скачкообразный переход от состояния покоя до вращения диска со скоростью 2,5–10 тысяч оборотов в минуту. Тем, кто работал с болгаркой, хорошо известно ощущение, что машинка просто «вырывается из рук». Именно в этот момент и происходит подавляющее количество поломок, связанных с механической частью агрегата.

Не меньшую нагрузку испытывают и обмотки статора и ротора. Коллекторный двигатель стартует в режиме короткого замыкания, электродвижущая сила уже толкает вал вперёд, но инерция ещё не позволяет ему вращаться. Возникает скачок пускового тока в катушках электромотора. И хотя конструктивно они рассчитаны на такую работу, рано или поздно наступает момент (например, при скачке напряжения в сети), когда изоляция обмотки не выдерживает и происходит межвитковое замыкание.

При включении в электрическую схему инструмента схем плавного пуска и изменения частоты вращения двигателя, все вышеизложенные проблемы автоматически исчезают. Кроме всего прочего, решается проблема «провала» напряжения в общей сети в момент запуска ручного инструмента. А это значит, что холодильник, телевизор или компьютер не будут подвержены опасности «перегорания». А предохранительные автоматы на счётчике не будут срабатывать и отключать ток в доме или квартире.

Схема плавного пуска используется в болгарках средней и высокой ценовой категорий, блок регулировки оборотов — преимущественно в профессиональных моделях УШМ.

Регулировка оборотов позволяет обрабатывать болгаркой мягкие материалы, выполнять тонкую шлифовку и полировку — на большой скорости дерево или краска просто сгорят.

Дополнительные электросхемы повышают стоимость инструмента, но увеличивают срок службы и уровень безопасности при работе.

Как собрать схему регулятора своими руками

Простейший регулятор мощности, подходящий для болгарки, паяльника или лампочки, легко собрать своими руками.

Принципиальная электрическая схема

Для того чтобы собрать простейший регулятор оборотов для болгарки, необходимо приобрести детали, изображённые на этой схеме.

Принципиальная схема регулятора оборотов

Где:

  • R1 — резистор, сопротивлением 4,7 кОм;
  • VR1 — подстроечный резистор, 500 кОм;
  • C1 — конденсатор 0,1 мкФ х 400 В;
  • DIAC — симистор (симметричный тиристор) DB3;
  • TRIAC — симистор BT-136/138.

Работа схемы

Подстроечный резистор VR1 изменяет время заряда конденсатора C1. При подаче напряжения на схему, в первый момент времени (первый полупериод входной синусоиды) симисторы DB3 и TRIAC закрыты. Напряжение на выходе равно нулю. Конденсатор C1 заряжается, напряжение на нём возрастает. В определённый момент времени, задаваемый цепочкой R1-VR1, напряжение на конденсаторе превышает порог открытия симистора DB3, симистор открывается. Напряжение с конденсатора передаётся на управляющий электрод симистора TRIAC, который также открывается. Через открытый симистор начинает протекать ток. В начале второго полупериода синусоиды симисторы закрываются до тех пор, пока конденсатор C1 не перезарядится в обратную сторону. Таким образом, на выходе получается импульсный сигнал сложной формы, амплитуда которого зависит от времени работы цепи C1-VR1-R1.

Порядок сборки

Сборка этой схемы не затруднит даже начинающего радиолюбителя. Запчасти доступны, купить их можно в любом магазине. В том числе и выпаять со старых плат. Порядок сборки регулятора на тиристорах следующий:

  1. На печатной плате или навесным монтажом собирается электрическая схема.Тиристоры монтируются на медном или алюминиевом радиаторе
  2. Проводится тестирование готового регулятора при помощи лампочки накаливания. Если всё работает правильно, накал лампочки будет изменяться в соответствии с поворотом регулятора.Лампа накаливания 40–60 Вт плавно зажигается
  3. Собранное устройство устанавливается непосредственно на болгарку.Регулятор монтируется в заранее подготовленное место
  4. Если испытания на болгарке прошли успешно, регулятор скорости крепится и закрывается кожухом.

Как подключить прибор к болгарке, варианты

Подключение регулятора зависит от того, какой вид прибора выбран. Если используется простая схема, достаточно вмонтировать её в канал сетевого питания электроинструмента.

Установка самодельной платы

Не существует готовых рецептов по монтажу. Каждый, кто решил оборудовать УШМ регулятором, располагает его сообразно своим целям и модели инструмента. Кто-то вставляет прибор в ручку держателя, кто-то в специальную дополнительную коробку на корпусе.

В различных моделях пространство внутри корпуса болгарки может быть разным. В некоторых достаточно свободного места для установки управляющего блока. В других приходится выносить его на поверхность и крепить иным способом. Но хитрость в том, что, как правило, в задней части инструмента всегда существует определённая полость. Предназначена она для циркуляции воздуха и охлаждения.

Полость в задней части аппарата

Обычно именно здесь и располагается заводской регулятор оборотов. Сделанную своими руками схему можно поместить в это пространство. Чтобы регулятор не перегорел, тиристоры следует установить на радиатор.

Видео: плавный пуск плюс и регулировка оборотов двигателя

 

Особенности монтажа готового блока

При покупке и установке заводского регулятора внутрь болгарки, чаще всего приходится модифицировать корпус — прорезать в нём отверстие для вывода регулировочного колеса. Но это может неблагоприятно отразиться на жёсткости кожуха. Поэтому предпочтительной является установка прибора снаружи.

Регулировочное колесо изменяет обороты

Цифры на регулировочном колесе обозначают количество оборотов шпинделя. Значение это не абсолютное, а условное. «1» — минимальные обороты, «9» — максимальные. Остальные цифры служат для ориентировки при регулировании. Расположение колеса на корпусе бывает различным. Например, на УШМ Bosch PWS 1300–125 CE, Wortex AG 1213–1 E или Watt WWS-900, оно расположено у основания рукояти. В других моделях, таких как Makita 9565 CVL, регулировочное колесо находится в торце кожуха.

Схема подключения регулятора к болгарке не сложная, но иногда не так просто протянуть кабели к кнопке, которая располагается на другом конце корпуса прибора. Задача может решиться подбором оптимального сечения провода или выводом его на поверхность кожуха.

Регулятор подключается согласно схеме

Хороший вариант — установка регулятора на поверхности прибора или крепление к сетевому кабелю. Не всегда всё получается с первой попытки, иногда прибор приходится протестировать, после чего внести некоторые коррективы. А это легче делать, когда доступ к его элементам открыт.

Важно! Если отсутствует опыт работы с электротехническими схемами, целесообразнее приобрести готовый заводской регулятор или УШМ, оснащённую этой функцией.

Крепление к сетевому шнуру

Руководство по эксплуатации устройства

Основное правило при эксплуатации болгарки с самодельным регулятором оборотов — соблюдение режима работы и отдыха. Дело в том, что двигатель, работающий на «отрегулированном» напряжении, особенно сильно греется. При шлифовании на пониженных оборотах важно делать частые перерывы, чтобы обмотки коллектора не сгорели.

Также крайне не рекомендуется включать инструмент, если регулятор оборотов выставлен на минимум — пониженного напряжения не хватит на прокрутку ротора, ламели коллектора останутся в режиме короткого замыкания, обмотки начнут перегреваться. Открутите переменный резистор на максимум, затем, включив УШМ, снизьте обороты до нужной величины.

Соблюдение правильного порядка включения и регулировки позволит эксплуатировать болгарку неограниченно долгое время.

Кроме того, следует понимать, что регулировка скорости оборотов на болгарке происходит по принципу водопроводного крана. Прибор не увеличивает количество оборотов, он может только понижать их. Из этого следует, что если максимальная паспортная скорость 3000 об/мин,то при подключении регулятора оборотов, болгарка будет работать в диапазоне ниже, чем максимальная скорость.

Внимание! Если УШМ уже содержит в себе электронные схемы, например, уже оборудована регулятором оборотов, то тиристорный регулятор работать не будет. Внутренние схемы прибора просто не включатся.

Видео: самодельный регулятор оборотов УШМ

Оснащение болгарки схемой регулировки оборотов двигателя, повысит эффективность использования прибора. и расширит его функциональный диапазон. Также это сэкономит технологический ресурс шлифовальной машины и увеличит срок её службы.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

электрическая схема датчика, как сделать, уменьшить, снизить, подключить, убрать, поставить в домашних условиях

УШМ (болгарка) BOSCH GWS 9-125 S с регулировкой оборотов. Фото 220Вольт

Болгарка в классическом варианте исполнения уже обладает широкими возможностями для применения. Оснащение дополнительными опциями еще больше повышает ее функционал, делая работу с ней более комфортной и безопасной. Самыми распространенными являются устройства плавного пуска, поддержка постоянных оборотов под нагрузкой, защита от вибраций и случайного пуска, регулировка скорости вращения. Если на болгарке отсутствуют такие возможности, то пользователь может установить их самостоятельно. Так, например, блоком регулировки оборотов некоторые пользователи дорабатывают УШМ, на которые производитель его не ставил.

Что это за функция, принцип работы, электрическая схема, плюсы УШМ с регулятором

Болгарка, не укомплектованная устройством регулировки оборотов, работает исключительно на максимальной скорости вращения. Оснащенная данной опцией позволяет снизить частоту вращения до величины, позволяющей качественно выполнить обработку материалов, которая невозможна на максимальном режиме.

В основе электронного блока регулятора оборотов заложен доработанный принцип диммера, где изменение мощности происходит ручным изменением величины переменного резистора. При помощи электронного контроля силы тока на рабочем валу шпинделя поддерживается крутящий момент, обеспечивающий работоспособность болгарки. Главными рабочими элементами такой схемы могут быть либо полупроводниковый прибор симистор, либо более продвинутый вариант с интегральной схемой.

Схема подключения без регулятора мощности

Электрическая схема обычных бытовых болгарок без дополнительных опций представлена на рисунке:

Электрическая схема болгарки. Источник фото здесь

Здесь две, не связанные между собой обмотки статора, через выключатель, имеющий в конструкции работающую от руки кнопку пуска, соединены с источником напряжения (бытовая сеть). Дальше каждая из обмоток с помощью специальных контактов соединяется с графитовыми щетками, которые с помощью пружин прижимаются к поверхности коллектора. В свою очередь концы обмоток ротора подключаются к ламелям коллектора, образуя замкнутую электрическую цепь.

Регулятор оборотов подключается в разрыв цепи между кнопкой включения/выключения и обмотками статора при расположении внутри корпуса болгарки. В случае исполнения в виде отдельного блока он часто

может находиться в разрыве сетевого кабеля.

Для решения каких задач необходима УШМ с регулировкой оборотов

УШМ AEG 451410 WS13-125XE в работе. Фото 220Вольт

Преимущества болгарки с регулятором оборотов проявляются при выполнении следующих работ:

  • обработка пластика или тонких листов из стали и других металлов, не допуская расплавления или коробления материала;
  • при обработке камня или керамической плитки помогает избежать сколов на поверхностях этих материалов;
  • алмазный обрабатывающий инструмент на пониженных оборотах не будет перегреваться, и дольше времени будет эксплуатироваться;
  • выполнение шлифовки и полировки некоторых материалов на оптимальных оборотах для получения качественного результата.

Как сделать регулировку для УШМ в домашних условиях, самодельные варианты

Относительно простую схему регулировки на полупроводниковых приборах некоторые пользователи, имеющие навык работы с электротехническими технологиями, могут сделать самостоятельно. Однако, она не сможет эффективно подстраивать силу тока при снижении оборотов, и величина крутящего момента на рабочем валу может быть недостаточной. Это не будет большим препятствием при проведении работ по полировке, резке тонколистового металла или обработке мягких материалов (пластика и подобных ему).

Если изготовление схемы собственными руками вызывает затруднения или характер работ с болгаркой, например с камнем или керамикой, требует

использовать более сложную систему с микросхемой, возможен вариант приобретения готового блока и установки его на болгарку.

Авторы представленных ниже видео предлагают свои подходы к решению оснастить болгарку регулировкой оборотов.

Стандартный диммер для изменения яркости освещения нашел применение в эксплуатации болгарки в следующем видео.

Важно: мощность диммера должна быть минимум не меньше мощности болгарки. Качество полировальных работ и меньшее количество выделяемой пыли при их проведении определяют целесообразность доработки электрической части болгарки с использованием стандартного диммера. Данная конструкция требует разумной дозировки ручной нагрузки при проведении работ, так как не исключается перегрев двигателя и есть риск выхода его из строя.

Готовый полупроводниковый регулятор мощности можно купить в интернет-магазинах. Автор следующего видео приобрел в Aliexpress китайский экземпляр, при чем достаточно большой мощности – 4 кВт. Такая величина позволяет

повысить универсальность его применения. Много бытовых приборов (болгарка, дрель, нагревательные элементы в виде ТЭНов) эксплуатируются в рядах мощностей, где такой регулятор может достаточно эффективно работать. Основной недостаток таких регуляторов — невозможность поддерживать нагрузку длительное время (электроинструмент быстро перегревается и требуется его остановка для охлаждения).

Управление частотой вращения некоторых электрических инструментов можно осуществлять не только вручную с помощью поворотного колесика. Некоторыми устройствами удобнее управлять с помощью педалей. В следующем видео автор демонстрирует такой способ управления. Здесь взят регулятор оборотов выполненный в виде педали со швейной машинки и адаптирован для управления электрическим лобзиком. Ничего не мешает сделать такой вариант управления болгаркой, однако необходимость этого должна быть обоснована характером проводимых работ.

Без потери мощности

Регулятор, который изменяет обороты, не теряя мощности, самостоятельно изготовить практически невозможно. Такие устройства с обратной связью по отслеживанию величины оборотов и корректировкой на их основании силы тока выпускаются только производителями болгарок. Изготовить или установить самостоятельно можно только регуляторы на полупроводниковых схемах, которые не гарантируют 100% сохранения мощности при изменении частоты вращения шпинделя болгарки.

Как уменьшить/увеличить скорость вращения диска

Готовую недорогую китайского производства плату можно смонтировать, как сделал автор следующего видео, в отдельном пластиковом корпусе, подключенного к кабелю с вилкой и установленном на нем розеткой. Подключив вилку к электрической сети, а болгарку к нему через розетку, можно изменяя регулировочным колесиком величину переменного сопротивления, устанавливать на УШМ требуемые обороты. Полировка поверхности таким электроинструментом будет производиться намного качественнее.

Как поставить, подключить

Пользователи болгарок придумали много разных способов компоновки регулятора оборотов и болгарки, для которой он предназначен. Он может находиться в качестве автономного элемента вне корпуса болгарки, так и встраиваться внутрь. Ниже представлены видео с такими вариантами.

В качестве внешнего управляющего устройства в следующем видео автор использует переноску с кнопкой включения/выключения. Как раз вместо этой самой кнопки вставляется готовая китайская плата на полупроводниках. Технология электромонтажных работ выполнена на хорошем техническом уровне. Такую переноску будет удобно использовать во время выполнения болгаркой работ, требующих применения низких оборотов.

Разместить дополнительные устройства внутри корпуса болгарки бывает достаточно сложной проблемой. Часто требуется принятие нетривиальных решений, как, например, в следующем видео. Здесь, чтобы поместить плату с регулировкой оборотов и плавным пуском, пришлось поменять кнопки

, задействованные в работе рычага включения/выключения. В освободившееся пространство удалось разместить симистор с радиатором охлаждения регулятора оборотов и плату с микросхемой плавного пуска болгарки.

Как отключить, убрать датчик напряжения

В следующем видео у автора на одной из моделей болгарки вышел из строя регулятор оборотов. Попытки его отремонтировать не увенчались успехом. Автор описывает, как можно убрать поломанный регулятор и собрать электрическую схему без него (просто подключить обмотки статора напрямую через выключатель). Болгарка будет функционировать, только на одних лишь максимальных оборотах.

Где купить

Приобрести устройство регулятора оборотов возможно у сотрудников компаний, которые собраны в соответствующем разделе. Кроме этого, исполнителей может заинтересовать угловые шлифмашины, оснащенные функцией регулировки скорости вращения. Продажей таких электроинструментов занимаются предприятия из отдельного раздела.

Как сделать регулятор оборотов для болгарки своими руками

Привет всем любителям самоделок! Сегодня хочу показать, как можно самостоятельно усовершенствовать УШМ сделав для этого регулятор оборотов. В более дорогих моделях его встраивают с завода, а более дешевые можно легко доработать. Так же при помощи этой самоделки, можно регулировать подсветку лампочек накаливания.


Для изготовления регулятора потребуется уже готовая плата, которую можно легко и недорого купить на китайском сайте, так же они продаются и в магазинах электроники. Выглядят данные платы вот так, как на фото ниже.


Плата регулятора оборотов



Изготовление корпуса для регулятора оборотов



Корпус для данной платы я использовал из двух самых обычных розеток. В одной из них вытащил все внутренности и вставил туда плату.


Сбоку пропаял отверстие для вывода регулятора.


Затем приступаем к подключению проводов.


На плате все подписано, куда нужно подводить входное напряжение и откуда будет выходить выходное. Перед подключением провода желательно залудить.


Саму плату я посадил на горячий клей.


Далее подключаем вторую розетку.


Розетки между собой я скрепил на болтиках.


Радиатор платы немного не давал закрыть крышку от розетки и поэтому пришлось выпилить небольшое отверстие и как показала практика, оно еще и будет служить для лучшего охлаждения радиатора, так как в процессе использования от долгой работы он нагревается.
Почти все готово, осталось посадить на место колесико регулятора.


Теперь можно испытать данный регулятор. Для начала подключил обычную лампочку накаливания.


А затем и «болгарку». Работает все отлично и со своей задачей регулятор справляется хорошо. Максимальная нагрузка составляет 2 киловатта, а оптимальная 1,5кв. 

Видео по изготовлению регулятора оборотов для УШМ

Более наглядно работу регулятора можно посмотреть в видео:

Всем большое спасибо за внимание и до новых самоделок!

Регулятор оборотов для болгарки своими руками

Хотя создание регулятора оборотов для болгарки мало, кому необходимо, все же встречаются модели, которые имеют сделанную ручную регулировку оборотов диска. Регулирование угловой шлифовальной машины значительно отличается от электрического шуруповерта или дрели, потому что:

  1. На протяжении работы используется абсолютно другой хват.
  2. Проводить регулировку в течение работы запрещено. Регулирование должно проводиться только тогда, когда аппарат выключен.

Необходимость регулировки скорости вращения диска

Существует несколько причин:

  1. Когда производится резка металла (в независимости от толщины материала), результат проводимой работы находится в зависимости от скорости вращения диска. Если производится резка металла большой толщины, то скорость должна быть наиболее максимальной. Если вы работаете с материалом, у которого толщина небольшая, то скорость необходимо снизить, так как при большой скорости происходит быстрое замыливание поверхности диска.
  2. Если производится резка кафеля на большой скорости, то это представляет определенную опасность. Также диск, крутясь с огромной скоростью, начинает отбивать маленькие кусочки материала, тем самым, делая его поверхность щербатой. Так как камень имеет разнообразные типы, используется для каждого вида своя определенная скорость. Для многих минералов применяются высокие обороты.
  3. Если проводится шлифовка или полировка, то регулировка оборотов болгарки просто необходима. Если обороты выставлены неправильно, то поверхность материала будет испорчена. Например, может быть испорчен материал, который имеет лакокрасочное покрытие.
  4. Если постоянно применяются диски, которые имеют различный диаметр, то регулятор оборотов для болгарки обязательно должен быть в наличии. Если вы меняете диск болгарки на другой, у которого диаметр больше, скорость оборотов необходимо снизить. Нельзя удержать в руках шлифовальную машину, у которой диск с огромным диаметром.
  5. Выбор скорости оборотов при полировке бетонного материала находится в зависимости от применения определенного вида коронок. При снижении скорости вращения момент кручения не должен уменьшаться.
  6. Если вы применяете алмазный диск, то число его оборотов необходимо снизить, иначе поверхность из-за перегрева начнет выходить из строя. Конечно, если вы используете угловую шлифовальную машину для резки труб, уголков или профилей, то наличие регулятора не нужно. Но если болгарка используется для разнообразных целей, то регулятор оборотов для УШМ просто необходим. Все эти причины показывают, что наличие регулятора болгарки обязательно.

Описание регулятора болгарки

Регулятор угловой шлифовальной машины – это реостат (переменный резистор), который уменьшает напряжение (все осуществляется регулирующим устройством). Нужен контроль силы тока, потому что при уменьшении количества оборотов будет снижение мощности строительного аппарата. Следовательно, будет уменьшаться крутящий момент. В итоге, станет маленькая величина напряжения, и при определенном сопротивлении у электрического двигателя не получится повернуть вал. Поэтому необходимо следовать определенной схеме: Схема угловой шлифовальной машины складывается из модуля плавного пуска и непосредственно регулятора оборотов.

Современные продвинутые модели имеют отличительную электронную систему, и не каждый человек сможет позволить себе приобрести его.

Самостоятельное создание регулятора

Как сделать регулятор своими самостоятельно? Стремление пристроить обыкновенное электронное устройство, предназначенное для изменения электрической мощности (диммер) заканчивается ничем. В первую очередь, диммер для болгарки рассчитан на иную нагрузку. Также диммер не имеет совмещения с управлением обмоткой электрического мотора. Поэтому нужно проводить монтаж отдельной схемы. Также необходимо придумать, где она будет располагаться внутри корпуса болгарки.

Важный момент: если вы вообще не имеете какого-либо опыта работы с электрическими схемами, лучше всего купить готовый фирменный регулятор для болгарки либо угловую шлифовальную машину с наличием данной функции.

Простой полупродниковой прибор (тиристорный регулятор) можно соорудить своими руками. Для данной процедуры будет необходимо 5 радиоэлементов. Радиоэлементы можно купить на радиорынке. Благодаря компактности можно спокойно провести размещение приготовленную схему в болгарке, не повредив эргономику и надежность. Однако сохранение крутящего момента не происходит при уменьшении оборотов на болгарку. Данный вариант лучше всего подойдет для обработки мягких металлов, а также жести, которая имеет маленькую толщину.

Если вы проводите обработку камня, то необходимо установить диск, который имеет размер 180 миллиметров. Далее нужно создать более усложненную схему регулятора. В данной схеме модулем управления будет являться микросхема КР1182ПМ1. Данная схема имеет контроль над силой тока при различных оборотах, а также делает потерю крутящего момента минимальной при уменьшении оборотов. При использовании такой схемы эксплуатация двигателя увеличивается.

Если угловая шлифовальная машина используется в качестве циркулярки, то нужно болгарку оснастить точкой подключения. Благодаря такой точки, осуществляется подключение, и регулировать обороты можно дистанционно. У вас получится отличный самодельный регулятор оборотов.

От того, как вы сделали регулятор, не зависит то, что это обязательный компонент угловой шлифовальной машины, который делает возможности работы шире и позволяет комфортно использовать данный строительный инструмент. Также после установки регулятора необходимо провести пробный запуска УШМ, чтобы проверить: не вырывается ли строительный инструмент из рук. Внешний регулятор оборотов для болгарки своими руками можно сделать.

устройство и принцип работы регулятора оборотов

Болгарка — довольно популярный инструмент, который обладает обширными функциональными возможностями. Чаще всего их применяют для разрезки металлических изделий. Однако подходят они и для работы с другими материалами. Стоит отметить, что во время использования этого электроинструмента придется периодически менять скорость вращения круга. Поэтому рекомендуется заранее разобраться, как уменьшить обороты на болгарке.


Болгарка — инструмент, который часто используется для разрезания металлических конструкций

Что это за функция, принцип работы, электрическая схема, плюсы УШМ с регулятором

Большинство моделей болгарок не имеют встроенного регулятора оборотов, как на пылесосах. Такие устройства работают только на максимальной скорости вращения. Однако если встроить в них специальный регулятор, человек сможет понизить обороты до такого уровня, чтобы можно было более качественно обрабатывать тот или иной материал.

Для какой цели УШМ невысокие обороты

Многих людей интересует, для чего нужно регулировать обороты на болгарке. Чаще всего люди решают уменьшать скорость вращения круга, чтобы более бережно обрабатывать пластик или древесину.

Также при пониженной скорости возрастает безопасность использования такого электроинструмента. Дело в том, что при небольших оборотах болгарка меньше вибрирует и намного лучше сидит в руке.

Дополнительная информация! Многие профессионалы, которые регулярно пользуются болгарками от Деволт или Интерскол в домашних условиях, рекомендуют выводить регуляторы скорости за пределы устройства. Это в разы упрощает обслуживание инструмента. К тому же, болгарку не придется разбирать, если модуль настройки вращения сломается.

Для чего болгарке плавный пуск и регулятор оборотов

Регулятор вращения — позволяет самостоятельно устанавливать обороты во время использования электроинструмента

В современных моделях углошлифовальных устройств применяются две технологии, которые увеличивают безопасность и характеристики электроинструмента:

  • Регулятор скорости вращения. Это устройство устанавливается для того, чтобы человек смог переключать режимы работы мотора.
  • Плавный пуск. Чаще всего данная функция встречается в дорогих моделях от Диммер. При использовании плавного спуска работа мотора будет постепенно увеличиваться от нулевой отметки до максимального значения.

Вышеперечисленные технологии очень полезны. Дело в том, что с их помощью удается снизить изнашиваемость инструмента и увеличить срок его работы. Поэтому людям, которые решили приобрести себе болгарку, рекомендуется искать модели со встроенным плавным спуском и регулятором вращения.

Схема подключения без регулятора мощности

Схема подключения — может понадобиться во время подсоединения модуля настройки мощности

Люди, которые решили самостоятельно подключить устройство для настройки оборотов, должны заранее ознакомиться со схемой болгарки. Это поможет понять, как в ней все устроено.

Главным элементом всей схемы является статор. У него есть две на связанные между собой обмотки. Они подключены к источнику напряжения через отдельный выключатель. Именно в нем установлена кнопка пуска, которая отвечает за начало работы болгарки.

Каждая из имеющихся обмоток подключена к графитовым щеткам при помощи специальных контактов, которые надежно соединены с поверхностью коллектора. При этом концы обмотки подключены к коллекторным ламелям. В результате этого получается замкнутая электрическая цепь.

Как сделать регулировку для УШМ в домашних условиях, самодельные варианты

Если человеку хочется получить бесплатную регулировку для болгарки, можно попытаться сделать ее самостоятельно. Однако перед этим необходимо ознакомиться с тем, как правильно ее изготовить.

Без потери мощности

Многие люди мечтают о том, чтобы создать самодельное устройство для регулирования оборотов без дальнейшей потери мощности. Однако на самом деле изготовить их практически невозможно. Дело в том, что подобные регуляторы должны оснащаться специальными датчиками. Они самостоятельно отслеживают, насколько быстро вращается круг и при необходимости корректируют скорость. Делать такие устройства могут только производители болгарок.

Важно! В домашних условиях удастся изготовить регуляторы на полупроводниковых схемах. Они не гарантируют полное сохранение мощности при изменении частоты оборотов.

Тестирование электронного устройства

Подключение обычной лампочки — поможет протестировать работоспособность регулятора

Люди, которым удалось самостоятельно собрать регулятор, должны его протестировать прежде чем подключить к болгарке. Это нужно обязательно сделать, чтобы убедиться в работоспособности изготовленного модуля.

Чтобы проверить исправность регулятора в домашних условиях, понадобится накладная электрическая розетка. В нее устанавливается два проводка, один из которых подключается к плате. Второй необходимо подсоединить к сетевому кабелю.

Когда все провода будут подсоединены, получится последовательная электрическая цепь. Для проверки регулятора к цепи надо подключить лампочку и попробовать уменьшить ее мощность. Если ее яркость начала уменьшаться, значит электронное устройство работает и его можно поставить в болгарку.

Как уменьшить/увеличить скорость вращения диска

Бывают ситуации, когда необходимо не только убавить, но и увеличить скорость вращения. В данном случае не обязательно разбираться в том, как сделать болгарку с регулировкой оборотов своими руками. Намного проще купить универсальный китайский регулятор, с помощью которого можно будет изменять обороты вращения.

Такие устройства продаются в отдельных пластиковых коробках. Они оснащаются розеткой для подсоединения болгарки и шнуром с вилкой для подключения устройства к источнику питания.

Дополнительная информация! Пользоваться подобными модулями довольно удобно. Необходимо просто подсоединить через установку болгарку и выбрать режим работы на регуляторе.

Как поставить, подключить

Сетевой фильтр — часто используется для размещения платы управления мощностью болгарки

Устройство для уменьшения и увеличения оборотов можно подключать различными способами. Есть два метода, которые используются чаще всего при подсоединении регулятора:

  • В качестве внешнего управляющего устройства. Рекомендуется размещать такие модули вне корпуса электроинструмента. Довольно часто люди устанавливают платы на полупроводниках для регулирования мощности болгарки в сетевые переноски.
  • Установка внутрь корпуса инструмента. Этот способ используется крайне редко. Дело в том, что вмонтировать устройство в корпус достаточно проблематично из-за небольшого количества свободного места. Также такой метод не популярен из-за того, что в корпусе болгарки регулятор будет часто перегреваться.

Дополнительная информация! Если не удается самостоятельно подсоединить регулятор, необходимо доверить эту работу профессионалу.

Как отключить, убрать датчик напряжения

Чтобы отключить внешний датчик, его необходимо просто вытащить из розетки

Бывают ситуации, когда необходимо избавиться от подключенного модуля для настройки оборотов. Чаще всего такое случается, если устройство выходит из строя и из-за этого не удается воспользоваться болгаркой. В таком случае остается только одно — отсоединить датчик.

Отключить регулятор достаточно просто. Если он вмонтирован в инструмент, придется снять корпус и осторожно отсоединить все провода. При использовании наружного модуля все еще проще. Необходимо отсоединить его от розетки и болгарки.

Тонкости работы болгарки с самодельным регулятором

Перегруженная сеть — одна из причин появления неисправностей у болгарок

Каждый человек, который собирается пользоваться болгаркой с дополнительным регулятором, должен ознакомиться с основными тонкостями работы такого инструмента.

  • Модифицированную болгарку нельзя перегружать, так как долгая непрерывная работа может негативно сказаться на обмотке коллектора. Поэтому рекомендуется выделять время на отдых. Делается это раз в 30-40 минут. Однако если количество оборотов в минуту понижено до 1500, устройство можно не отключать в течение 1-2 часов.
  • Еще один фактор, за которым надо обязательно следить — момент включения. Понижать скорость вращения можно только в тех случаях, когда инструмент уже работает. Не стоит включать его сразу на сниженных оборотах, так как из-за этого мощности может не хватить для раскручивания мотора.

Важно! Нельзя подключать модифицированный электроинструмент в перегруженную сеть.

Многим владельцам болгарок хотелось бы регулировать обороты во время работы. Сделать это можно при помощи специального модуля правления вращения. Прежде чем им воспользоваться, надо разобраться как сделать регулятор оборотов для болгарки своими руками и каким образом его можно подключить к инструменту.

Как сделать плавный пуск и регулятор оборотов для болгарки

Все бюджетные варианты УШМ имеют несколько недостатков. Во-первых, не имеется системы плавного пуска. Это очень важная опция. Наверняка все из вас включали этот мощный электроинструмент в сеть, и при запуске наблюдали, как падает накал лампочки, которая также подключена к этой сети.

Такое явление происходит по той причине, что мощные электродвигатели в момент запуска потребляют огромные токи, из-за которых проседает напряжение сети. Это может вывести из строя сам инструмент, особенно китайского производства с ненадежными обмотками, которые могут в один прекрасный день сгореть во время пуска.

То есть система мягкого старта защитит и сеть, и инструмент. К тому же в момент запуска инструмента происходит мощная отдача или толчок, а в случае внедрения системы мягкого старта такого, разумеется, не будет.

Во-вторых, отсутствует регулятор оборотов, который позволит долго работать инструментом, не нагружая его.

Схема, представленная ниже, от промышленного образца:

Она внедряется производителем в дорогие приборы.

 

К схеме можно подключать не только «болгарку», но и, в принципе, любые приборы – дрель, фрезерные и токарные станки. Но с учетом того, что в инструменте должен стоять именно коллекторный двигатель.

С асинхронными двигателями такое не пройдет. Там необходим частотный преобразователь.

Итак, необходимо сделать печатную плату и приступить к сборке.

 

Скачать плату можно по следующей ссылке, что внизу статьи.

В качестве регулирующего элемента задействован сдвоенный операционный усилитель LM358, который с помощью транзистора VT1 управляет силовым симистором.

Итак, силовым звеном в этой схеме является мощный симистор типа BTA20-600.

Такого симистора не оказалось в магазине и пришлось купить BTA28. Он чуть мощнее того, что по схеме. В общем, для двигателей с мощностью до 1 кВт можно использовать любой симистор с напряжением не ниже 600 В и током от 10-12 А. Но лучше иметь некоторый запас и взять симисторы на 20 А, все равно они стоят копейки.

Во время работы симистор будет греться, поэтому на него необходимо установить теплоотвод.

Чтобы не было вопросов по поводу того, что двигатель при пуске может потреблять токи, которые значительно превышают максимальный ток симистора, и последний может попросту сгореть, помните, что схема имеет мягкий старт, и пусковые токи можно не принимать во внимание.

Наверняка всем знакомо явление самоиндукции. Этот эффект наблюдается при размыкании цепи, к которой подключена индуктивная нагрузка.

То же самое и в этой схеме. Когда резко прекращается подача питания на двигатель, ток самоиндукции с него может спалить симистор. А снабберная цепь гасит самоиндукцию.

Резистор в этой цепи имеет сопротивление от 47 до 68 Ом, а мощность от 1 до 2 Вт. Конденсатор пленочный на 400 В. В данном варианте самоиндукция как побочный эффект.

Резистор R2 обеспечивает токогашение для низковольтной цепи управления.

Сама схема в какой-то мере является и нагрузкой, и стабилизирующим звеном. Благодаря этому после резистора можно не стабилизировать питание. Хотя в сети есть такие же схемы с дополнительным стабилитроном, использовать его бессмысленно, поскольку напряжение на выводах питания операционного усилителя в пределах нормы.

Возможные варианты замен для маломощных транзисторов можно увидеть на следующей картинке:

Печатная плата, которая упоминалась ранее, представляет собой только плату для устройства плавного пуска, и в ней нет компонентов для регулировки оборотов. Это сделано специально, поскольку в любом случае регулятор нужно выводить с помощью проводов.

 

Настройка регулятора выполняется с помощью многооборотного подстроечного резистора на 100 кОм.

А основная регулировка уже с помощью резистора R5. Стоит сказать, что схема такого рода не позволит осуществлять регулировку от нуля, только от 30 до 100%.

Если нужен более мощный регулятор, то его можно собрать по следующей схеме:

Эта схема позволяет регулировать мощность практически от нуля, но для «болгарки» это не имеет смысла.

Вначале схема обязательно проверяется на работоспособность путем подключения в качестве нагрузки лампочки на 40-60 Вт 220 В.

 

Если все в порядке, то после отключения от сети сразу же нужно проверить симистор на ощупь – он должен быть холодным.

Далее, плата подключается к «болгарке» и производится запуск.

Если все работает нормально – «болгарка» запускается плавно, и регулируются обороты, — то пора приступать к тестам под нагрузкой.

Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ 

Автор: Аркадий Минаев, Пятигорск.


 

Регулятор оборотов своими руками | Подробное описание создания самодельного прибора (120 фото)

В большинстве вращающихся электронных проборов используется коллекторный двигатель. Он позволяет получить необходимый в некоторых случаях высокий пусковой момент. Принцип его работы основан на вращении ротора под воздействием магнитного поля статора, на который подается напряжение.

Для того чтобы получить подходящую скорость вращения без потери мощности необходимо устройство контроля за скоростью вращения. Поэтому в данной статье будет разобрано, как сделать регулятор оборотов двигателя своими руками.

Содержимое обзора:

Сложности и особенности

Сложность создания регулятора оборотов коллекторного двигателя  заключается в том, что устройство потребляет не только активную, но и реактивную мощность, которая увеличивается при повышении оборотов. Главной задачей является выравнивание и сокращение разрыва между двумя этими характеристиками.

Мощность коллекторного двигателя это произведение потребляемого им тока, на напряжение сети. Общее ее значение складывается из активной и реактивной.

В домашних условиях довольно тяжело привести к пустые потери к нуля. Для этого необходимо, чтобы прибор испытывал только активную нагрузку, что можно получить, только используя полупроводниковые резисторы.

Принцип работы

Для сборки лучше всего выбрать тиристорный преобразователь, он позволит осуществлять изменение режима работы без существенных потерь.


К тому же, благодаря нему будут настроены такие функции как:

  • Разгон-торможение.
  • Жесткое регулирование характеристик.
  • Переключение на реверсивное движение.

К тому же у него импульсно-фазовое управление. Которое, позволяет не терять момент вращения ротора, не увеличивая потери на реактивной характеристике.

Схема регулятора оборотов будет состоять из следующих ключевых узлов:

  • Управляемый выпрямитель сигнала.
  • Блок регулирования.
  • Система обратной связи.
  • Регулятор мощности сети.

Двигатель

В зависимости от принципа управления и характеристик, существуют различные типы двигателей. Остановиться стоит только на двух, в одном используется обмотка возбуждения, а в другом постоянный магнит. В зависимости от выполняемой работы нужно правильно подобрать тип агрегата.

Если необходимо регулировать частоту вращения от минимального до конкретного значения, например в дрели. То лучше выбирать схему с постоянным магнитом.

В тех же случаях, когда минимальное значение вращения будет равняться 0 оборотов, лучше использовать обмотку возбуждения. Такая схема подойдет для регуляторов оборотов кулера компьютера.

Двигатель конструктивно состоит из следующих узлов:

  • Якорь, он же ротор, на котором имеется обмотка.
  • Коллектор, который выпрямляет ток.
  • Статор, обмоткой которого создается магнитное поле.

Регулятор

Закончив с двигателем и разобравшись с его показателями и режимом работы можно делать регулятор оборотов асинхронного двигателя своими руками.

Необходимо добиться следующих целей:

  • Регулировка должна осуществляться от нуля оборотов до максимально возможных значений.
  • На низких скоростях крутящий момент должен быть самым высоким.
  • Нужно добиться плавного изменения количества оборотов.

Особенности подключения

При подключении проводов и соединении основных узлов между собой следует придерживаться следующим рекомендаций:

  • Провода не должны быть слишком длинными. Особенно если речь идет о регуляторе оборотов бесколлекторного двигателя.
  • Обмотка не должна быть повреждена.
  • Места соединения должны быть надежно запаяны и изолированы друг от друга.

Пошаговая инструкция

Классическая схема синистора работает по принципу зарядки конденсатора через мало ёмкий резистор. После того, как напряжение между обкладками достигнет нужного значения, симистор начинает пропускать ток к нагрузке.

Таким образом, можно контролировать емкость конденсатора, изменяя напряжение, которое пойдет на нагрузку.  Для этого отлично подойдет реостат, который устанавливается на место резистора.

К сожалению, такая схема быстро нагревается из-за чего нужно устанавливать дополнительный радиатор позволяющий эффективно отводить тепло.

Более подходящей схемой, позволяющей сохранить потерянную мощность и точнее контролировать работу, является коммутация с силовыми резисторами. Их работа основана многократном открытии и закрытии за один период электрической синусоиды.


Данная установка может осуществлять работу от внутреннего накопителя с напряжением 12 В и внешнего 220 В. Однако в таком случае требуется гасящая схема.

В таком режиме работы можно изменять пороговую мощность, это напрямую влияет на мощность работы ротора. Силовые резисторы выставляются на определенные показания входящего тока, собирая его в нужных объемах.

Фото регулятора оборотов своими руками


Также рекомендуем просмотреть:

Как сделать схему регулятора скорости двигателя постоянного тока (50 В, 15 А)

Всем привет! сегодня мы собираемся построить схему регулятора скорости двигателя постоянного тока, способную управлять двигателем постоянного тока 50 В, 15 А. Принципиальная схема, работа и компоненты, используемые при создании этого проекта, подробно объясняются. Это самый полный регулятор скорости двигателя постоянного тока, который вы найдете в Интернете.

Вы можете посмотреть это видео по рабочей части проекта

Технические характеристики этого регулятора скорости двигателя постоянного тока:
  • Этот регулятор скорости принимает входное напряжение от 6В до 50В .
  • МАКС. выходной ток составляет 15 А при использовании надлежащего радиатора,
  • Имеют защиту от перенапряжения затвора и
  • Защита от обратного хода или скачков напряжения.

После подключения требуемого входа напряжения и двигателя к выходной клемме скорость двигателя можно увеличить или уменьшить с помощью потенциометра.

Схема контроллера скорости двигателя постоянного тока Схема контроллера скорости двигателя постоянного тока

Требуемые компоненты:
  • LM317 регулятор напряжения
  • 555 таймер
  • IRF3205S N-канал MOSFET
  • 330 UF конденсатор (63 В)
  • 220 UF конденсатор UF (63V)
  • 47 UF конденсатор (63 В)
  • 10NF керамические конденсаторы x 3
  • 1k резисторы X 2
  • 330-омный резистор
  • 6.Резистор 2 KOHM
  • 100-омный резистор
  • 1N4007 Diodes x 3
  • 16 a Schottky Diode
  • 100K-потенциометр
  • 33 ohmm резистор
  • 33V ZENER DIODE
  • 10V ZENER DIOODE

Упрощение регулятора скорости двигателя постоянного тока

Сначала эта схема может показаться очень сложной, поэтому упростим ее. Эта схема разделена на три основные части:

Регулятор напряжения или понижающий преобразователь

Генератор ШИМ.

Цепь переключения.

Теперь давайте разберемся с каждой частью по отдельности. Я использую настольный блок питания для питания схемы. И установите напряжение около 12 В в качестве входного напряжения для регулятора скорости. Я использую осциллограф для анализа сигналов.

Для лучшего понимания я сначала прохожу схему коммутации:

КОММУТАЦИОННАЯ ЦЕПЬ Схема переключения регулятора скорости двигателя постоянного тока

Схема переключения используется для включения и выключения выхода на очень высокой частоте.Здесь Mosfet используется для выполнения этой работы.

МОП-транзистор может переключать высокое выходное напряжение между стоком и истоком, если на его затвор подается пороговое напряжение. Это пороговое напряжение, как правило, очень меньше, чем напряжение, которое Mosfet способен переключать, или напряжение между его стоком и истоком.

Кроме того, по мере того, как напряжение на затворе МОП-транзистора превышает пороговое напряжение затвора, все больше и больше тока протекает через сток к истоку.

Предостережение здесь : Пороговое напряжение — это напряжение, при котором МОП-транзистор начинает немного проводить.Чтобы полевой МОП-транзистор работал достаточно, чтобы управлять значительной нагрузкой, ему также требуется некоторое дополнительное напряжение.

Таким образом, если двигатель постоянного тока подключен между затвором и истоком MOSFET, напряжение на нем и, следовательно, скорость можно контролировать, контролируя напряжение затвора. А для этого нам нужно переменное напряжение на воротах. Теперь на помощь приходит ШИМ-генератор .

ЦЕПЬ ГЕНЕРАТОРА ШИМ Цепь ШИМ-генератора регулятора скорости двигателя постоянного тока

Требуемое переменное напряжение на затворе может быть легко обеспечено с помощью напряжения ШИМ.ШИМ или широтно-импульсная модуляция — это метод, используемый для получения любого напряжения от 0 до максимума входного напряжения. Это достигается коммутацией входного напряжения с определенной частотой и определенной скважностью.

Предположим, у нас есть входное напряжение 5v. Это может быть либо 5 В, либо 0. Теперь, если его включать и выключать с очень высокой частотой, мы получаем прямоугольную форму волны.

Допустим, время включения составляет 50 % от общего времени. Эти 50% называются рабочим циклом волны ШИМ, что дает нам конечное напряжение 2.5 вольт. По мере увеличения этого времени включения или рабочего цикла общее напряжение увеличивается.

И когда рабочий цикл достигает 100% мы получаем 5 вольт на выходе. Точно так же, когда он равен 0%, мы получаем 0 вольт на выходе. Это называется ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, поскольку мы модулируем ширину импульса для получения переменного напряжения.

Узнайте больше о ШИМ здесь: ШИМ в деталях

Форма сигнала ШИМ

Схема регулятора скорости здесь генерирует волну ШИМ с помощью таймера 555 IC .Эта ИС обеспечивает требуемое переменное напряжение на затворе MOSFET, работая в нестабильном режиме.

Теперь существует определенный предел входного напряжения ИС, который наверняка меньше предела напряжения этого регулятора скорости.

Следовательно, чтобы обеспечить подходящее рабочее напряжение для ИС таймера 555, используется схема регулятора напряжения, которая обеспечивает фиксированное напряжение для ИС. Для этой цели в этой схеме используется регулятор напряжения LM317 .

ЦЕПЬ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ Цепь регулятора напряжения регулятора скорости двигателя постоянного тока

Здесь используется стабилизатор напряжения LM317.Он обеспечивает переменное напряжение от 1,25 до 37 вольт. Он используется здесь из-за его нескольких преимуществ по сравнению с другими регуляторами напряжения, такими как Программируемое выходное напряжение , Высокий выходной ток , лучшая линия и регулирование нагрузки.

Узнайте больше о регуляторах напряжения здесь: Регуляторы напряжения в деталях

Как работает эта схема регулятора скорости?

Конденсатор емкостью 330 мкФ подключен к клеммам входного питания для сглаживания постоянного тока.За ним следует последовательно резистор 330 Ом с конденсатором 47 мкФ , образующим фильтр нижних частот, который затем питает регулятор напряжения LM317.

Этот регулятор напряжения запрограммирован с помощью двух резисторов (R3 и R2) для получения постоянного напряжения 9 вольт.

Стоит отметить, что для получения этого выхода 9 В, падение напряжения должно быть больше 2,5 В или входное напряжение должно быть не менее 11,5 В. Чтобы получить выходное напряжение, отличное от этого, вы должны изменить значения этих резисторов в соответствии с частотной формулой, указанной в техническом описании.

VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2)

Загрузите техническое описание LM317 отсюда: техническое описание LM317

Здесь R2 равен 6,2k, а R1 равен 1k. С г. Яприл. находится в диапазоне мкА, просто игнорируйте его здесь. Это дает нам выходное напряжение 9 вольт. Затем эти 9 вольт питают таймер 555 . Здесь мы используем таймер 555 в нестабильном режиме или в качестве ШИМ-генератора.

PWM Напряжение, генерируемое таймером 555

Номер контакта.1 микросхемы заземлен. 2 и 6 соединены вместе, аналогично 4 и 8. Конденсатор 220 мкФ сглаживает поступающие 9 вольт.

Теперь резистор 1K , 2 диода 1N4007 , потенциометр 100k и конденсатор 10nF образуют RC-цепь зарядки-разрядки, вызывая ШИМ-выход на третьем выводе таймера 555.

Этот выход ШИМ управляет затвором MOSFET. Если вы хотите узнать больше о таймере 555 и о том, как он генерирует волну ШИМ, я предлагаю вам просмотреть множество отличных статей, доступных в Интернете.

Подробнее о таймерах 555 читайте здесь: Таймер 555 подробно

Около 555 проектов таймера с подробным объяснением: 555 проектов таймера

Цепь зарядки-разрядки RC

Наиболее важным аспектом волны ШИМ является ее частота, и вот формула частоты таймера 555 для нее. Вы также можете рассчитать частоту выхода ШИМ с помощью онлайн-калькуляторов.

Частота = 1,44 / (R1+2×R2) × C1 Гц

Загрузите техническое описание таймера 555 отсюда: техническое описание таймера 555

Калькулятор частоты ШИМ с таймером 555: Калькулятор частоты с таймером 555

Размещение значения R1 (1 кОм), емкости (около 7 нФ из-за допуска и других факторов) и значения потенциометра, которое в моем случае составляет примерно 91 кОм, в формулу дает нам частоту 1100 Гц.

Теперь, конечно, это не точно из-за нескольких других факторов, влияющих на схему. Фактическая частота составляет 1,3 кГц, что является почти постоянной величиной от 0 до 100% рабочего цикла выхода ШИМ.

Этот выход ШИМ управляет затвором MOSFET , подключенным через резистор 33 Ом. IRF3205S может выдерживать ток до 110 ампер при правильной системе охлаждения и достаточном напряжении затвора. Ограничение напряжения между стоком и истоком составляет максимум 55 В. тогда как напряжение от затвора до источника составляет максимум 20 В.

Исток полевого МОП-транзистора заземлен, а сток подключен к одной клемме выхода, а другая клемма к 12 В. Таким образом, двигатель подключается между + ve источника питания 12 В и стоком MOSFET .

Теперь для защиты МОП-транзистора от скачков напряжения, вызванных двигателем, диод Шоттки подключается параллельно двигателю или между стоком и +ve источника питания 12 В.

Узнайте больше об обратноходовых диодах здесь: Основы обратноходовых диодов

Диоды Шоттки

, как правило, предпочтительнее в устройствах с обратноходовыми диодами, потому что они имеют самый низкий прямой перепад (~ 0,000).2 В, а не > 0,7 В для малых токов) и способны быстро реагировать на обратное смещение (когда катушка индуктивности повторно запитывается) или, другими словами, диоды Шоттки имеют мгновенное обратное время восстановления, поэтому подходят для высокочастотных Приложения.

Контроллер скорости двигателя постоянного тока в действии Регулятор скорости двигателя постоянного тока в действии

Потенциометр управляет скоростью двигателя. А форма сигнала ШИМ, сгенерированная таймером 555, рисуется на осциллографе.Также могут быть измерены такие измерения, как рабочий цикл и Vpk-pk .

Важные моменты

Для защиты от перенапряжения используйте стабилитрон между затвором и истоком МОП-транзистора, как указано на схеме.

Двигатель, которым я здесь управляю, рассчитан на 12 В и потребляет до 2 А при максимальной нагрузке, что не так уж и много. Следовательно, частота ШИМ 1 кГц здесь подходит, но для больших двигателей частота должна быть выше 15 кГц. А чтобы отрегулировать частоту ШИМ, измените значение потенциометра или конденсатора, чтобы получить желаемую выходную частоту.Так что имейте это в виду при использовании больших нагрузок.

Учебное пособие по контроллеру скорости двигателя

— инженерное мышление

Изучите основы регулятора скорости электродвигателя. В этой статье мы узнаем, как спроектировать простой ШИМ-регулятор скорости для двигателя постоянного тока, изучая, как протекает ток в цепи и что делает каждый компонент. Вы даже можете построить схему самостоятельно!

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube.

Это простой контроллер скорости с широтно-импульсной модуляцией для двигателя постоянного тока, в котором используется один из них, таймер 555, и мы собираемся показать вам, как работает схема, как ее спроектировать и даже превратить в профессионально выглядящую печатную модель. печатная плата.Вы даже можете скачать копию нашей печатной платы и собрать свой собственный ЗДЕСЬ.

Проектирование схемы

Сердцем нашей системы является таймер 555. Это компонент интегральной схемы, а это означает, что внутри него находится несколько более мелких компонентов, объединенных в один корпус, что значительно облегчает нашу работу как дизайнеров. Мы увидим, как этот компонент работает, когда будем строить схему.

Теперь мы собираемся использовать Altium Designer для этого проекта, который любезно спонсировал эту статью.Все наши зрители могут получить бесплатную пробную версию программы ЗДЕСЬ.

Мы начинаем новый проект и создаем нашу схему, а также файл платы. Затем нам нужно начать добавлять наши компоненты, мы можем использовать встроенный инструмент, но мы собираемся использовать надстройку, которая, по нашему мнению, немного упростит задачу. Находим компонент на сайте поставщиков, мы используем mouser, но вы можете использовать кого хотите.

Мы нашли таймер 555, поэтому мы берем номер детали, вставляем его в загрузчик библиотеки и нажимаем «Поиск», он находит компонент, поэтому мы нажимаем «Добавить в дизайн».

Таймер 555 может выдерживать максимальную нагрузку около 200 миллиампер. Мы собираемся управлять одним из этих двигателей постоянного тока от источника питания 12 В, и мы видим, что при 12 В он потребляет ток около 1,4 А, и это без нагрузки, что уже больше, чем может выдержать таймер 555. Поэтому нам нужно будет использовать полевой МОП-транзистор, который представляет собой тип электронного переключателя.

Кстати, мы подробно рассмотрели, как работают двигатели постоянного тока, в нашей предыдущей статье ЗДЕСЬ .

Мы собираемся использовать полевой МОП-транзистор IRFZ24N, потому что он может работать как с напряжением, так и с током, а также имеет низкое сопротивление сток-исток в открытом состоянии.Итак, мы находим этот компонент и добавляем его в схему. Двигатель будет подключен к выводу стока MOSFET, а вывод истока соединится с землей.

МОП-транзистор обычно блокирует ток, поэтому двигатель не вращается. Однако, если мы подадим небольшое напряжение на вывод затвора, это позволит протекать некоторому току. Чем выше приложенное напряжение, тем больший ток может протекать, и поэтому двигатель вращается быстрее.

Таймер 555 подает напряжение на контакт затвора MOSFET с контакта 3.Чтобы изменить напряжение и контролировать скорость двигателя, он будет посылать его в виде импульсов. Каждый импульс длится определенный период времени, в течение которого будет сегмент, когда сигнал включен, поэтому подается напряжение, и сегмент, когда сигнал выключен, поэтому напряжение не подается. Таким образом, МОП-транзистор будет испытывать среднее напряжение для каждого периода времени. Чем шире импульс включения, тем выше будет среднее напряжение. Это широтно-импульсная модуляция, расчеты для которой вы можете увидеть далее в статье.

Ток на вывод затвора очень мал, но мы поместим резистор 1 кОм между выводом затвора MOSFET и выводом 3 таймера 555, это защитит компонент, ограничив ток, если MOSFET выйдет из строя, и позволит току выйти из строя. вытекать из ворот.

Заряд электронов будет накапливаться на контакте затвора MOSFET, и нам нужно разрядить его, чтобы выключить его, поэтому мы размещаем еще один резистор на 1 кОм и подключаем его к земле, которая обеспечивает путь разряда.

Я хочу подключить двигатель и источник питания снаружи от печатной платы, поэтому теперь я добавлю клемму для входа и еще одну для подключения двигателя.Я также хочу, чтобы встроенный переключатель включал и выключал контроллер, поэтому я нашел подходящий переключатель и добавил его. Теперь мы подключим входную клемму к земле, а затем подключим источник питания к переключателю. Затем мы подключаем выход переключателя к клемме двигателя. Затем подключите клемму двигателя к сливному штырьку MOSFET.

Электродвигатель состоит из витков проволоки, поэтому мы можем считать его катушкой индуктивности. Когда катушки индуктивности включены, они накапливают энергию в своем магнитном поле, когда мощность отключается, это магнитное поле разрушается, и катушка индуктивности выталкивает электроны через цепь.Это вызывает очень большой и внезапный всплеск энергии, который может повредить нашу цепь. Поэтому мы добавляем обратноходовой диод, который обеспечивает путь для безопасной циркуляции и уменьшения энергии. Для этого мы используем диод 1N4007, который выдерживает большой пиковый ток. Итак, мы добавляем это в схему.

Мы подробно рассмотрели катушки индуктивности, диоды и транзисторы в наших предыдущих статьях ЗДЕСЬ — Катушки индуктивности, диоды, транзисторы.

Теперь мы можем подключить контакт 8 таймера 555, который является источником питания компонентов, и мы подключаем его к плюсу.Затем подключаем контакт 1 к земле.

Внутри таймера у нас есть три резистора по 5 кОм между контактами 1 и 8, напряжение уменьшается на одну треть (1/3) после каждого резистора. Поскольку у нас есть 12 вольт на контакте 8, напряжение уменьшится до 8 вольт после первого резистора, а затем до 4 вольт после второго резистора. Таймер 555 использует их в качестве эталона.

К резисторам подключены два компаратора. Компаратор имеет положительный и отрицательный вход, а также один выход. Первый компаратор подключен к резисторам через отрицательный вход.Положительный вход подключен к контакту 6, пороговому контакту. Компаратор 2 подключен к резисторам через положительный вход. Его отрицательный вход подключен к контакту 2, триггерному контакту.

Теперь компараторы подключены к двум разным напряжениям, поэтому он может их сравнивать. Если положительное входное напряжение выше отрицательного, он выдает высокий сигнал или положительное напряжение. Если отрицательное входное напряжение равно или выше положительного входного напряжения, на выходе будет низкий сигнал или нулевое напряжение.

Мы соединим контакты 2 и 6 вместе, чтобы напряжение было одинаковым. Выход компараторов подключается к другому внутреннему компоненту, называемому триггером. Первый компаратор подключается к входу «сброс», второй компаратор подключается к входу «установка». Существует также вывод с именем «не Q». Когда триггер получает высокий уровень сигнала от компаратора 1, он выдает высокий уровень сигнала. Когда триггер получает высокий сигнал от компаратора 2, он выдает низкий сигнал.Если оба компаратора обеспечивают низкий уровень сигнала, триггер остается неизменным и продолжает работу. Затем он проходит через другой компонент, называемый инвертором, который просто инвертирует полученный сигнал.

Если это кажется запутанным, не волнуйтесь, это станет понятным через мгновение, когда мы пройдемся по схеме.

Если подать небольшое напряжение, скажем, 3,9 В на контакты 2 и 6, компаратор 1 выдаст низкий уровень сигнала, а компаратор 2 выдаст высокий сигнал. Это устанавливает временной интервал для начала.Триггер выдает низкий сигнал. Инвертор выдает высокий уровень сигнала.

Как повышаем напряжение, например до 6 вольт. Компаратор 1 и 2 будут выдавать сигнал низкого уровня, триггер остается неизменным, отсчет времени продолжается. Но при напряжении 8 вольт компаратор 1 выдает высокий сигнал, а компаратор 2 выдает низкий сигнал. Выход триггера теперь меняется на противоположный, и на выходе высокий уровень. Это сбрасывает время.

Выход триггера остается неизменным до тех пор, пока напряжение не упадет примерно до 4 вольт, где компаратор 1 выдает низкий сигнал, а компаратор 2 выдает высокий сигнал, это снова запускает таймер.

Итак, мы видим, что по мере увеличения и уменьшения напряжения на контактах 2 и 6 изменяется выход таймера 555. Итак, чтобы контролировать напряжение и, следовательно, временной интервал, мы подключаем контакты 2 и 6 к конденсатору.

Когда мы подключаем конденсатор к источнику питания, он мгновенно достигает напряжения батареи. Но если мы подключим его через резистор, резистор замедлит время зарядки. Чем больше резистор, тем больше времени требуется, чтобы зарядить напряжение.

Итак, чтобы зарядить наш конденсатор, мы будем использовать фиксированный резистор на 1 кОм и потенциометр на 100 кОм.Потенциометр представляет собой переменный резистор, поэтому мы можем изменять время зарядки конденсатора. Нам также потребуется разрядить конденсатор, чтобы перезапустить таймер. Итак, мы добавим два диода, чтобы создать отдельный путь заряда и разряда. Ток в этой части цепи очень мал, так как резисторы находятся в килоомном диапазоне. Мы будем использовать два диода 1N4148, которые имеют прямой ток около 300 миллиампер, что подойдет для этого приложения.

Конденсатор будет керамическим конденсатором емкостью 10 нанофарад, через мгновение мы поймем, почему.Итак, мы добавляем эти компоненты в схему, затем подключаем диоды к постоянному резистору, а диоды к контактам 1 и 3 потенциометра. Затем подключаем конденсатор к земле, а также к контактам 2 и 6 таймера 555, а также к контакту 2 потенциометра.

Контакт 7 — это контакт разрядки, который подключен к нашему конденсатору времени. Внутри таймера 555 выход триггера соединяется с выводом затвора внутреннего транзистора. Это контролирует поток тока от конденсатора к земле.Когда на выходе триггера низкий уровень, транзистор закрыт, поэтому конденсатор заряжается, и напряжение начинает увеличиваться. Когда напряжение увеличивается настолько, что на выходе триггера появляется высокий уровень, открывается транзистор, который разряжает конденсатор, и, таким образом, напряжение уменьшается. Когда оно достигает 4 Вольт, конденсатор снова начинает заряжаться, когда он достигает 8 Вольт, он разряжается.

Вы можете узнать, как работают конденсаторы в нашей предыдущей статье ЗДЕСЬ

У нас также есть контакт 5, который является управляющим напряжением.Мы можем использовать это, чтобы переопределить компаратор 1. Нам это не нужно для этой схемы, поэтому мы подключаем его к земле через керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ. Заземление этого вывода предотвращает случайное переопределение, а конденсатор отфильтровывает любой шум или частоту.

У нас также есть контакт 4, контакт сброса, который мы соединим с плюсом схемы. Мы могли бы использовать это, чтобы переопределить и сбросить триггер, отключив питание. Нам это не нужно для этой схемы, поэтому она подключена к плюсу.

Итак, при зарядке ток течет через резистор, диод и левую сторону потенциометра к конденсатору. На выходе триггера низкий уровень, поэтому разрядный транзистор закрыт. Контакт 3 выводит высокий сигнал.

Как только конденсатор заряжается до 8 В, на выходе триггера становится высокий уровень, который включает транзистор, и конденсатор разряжается через правую часть потенциометра и диода. Контакт 3 выводит сигнал низкого уровня.

Транзистор остается открытым, поэтому конденсатор разряжается до тех пор, пока не достигнет 4 В, после чего триггер снова меняет направление, отключая транзистор, что снова запускает отсчет времени.Этот цикл повторяется непрерывно. Конденсатор заряжается и разряжается, создавая пилообразную волну, а таймер 555 выдает прямоугольную волну с широтно-импульсной модуляцией.

Мы можем рассчитать производительность следующим образом.

Конденсатор заряжается через резистор R1 и левую часть потенциометра. Таким образом, время зарядки рассчитывается по этой формуле. Если предположить, что потенциометр был на 50%. Тогда мы получим 0,35 миллисекунды.

Конденсатор разряжается через правую часть потенциометра, поэтому время разрядки рассчитывается по этой формуле.Это дает нам 0,34 миллисекунды.

Каждый цикл — это время включения и выключения, поэтому 0,35 плюс 0,34 дает нам 0,69 миллисекунды.

Частота равна 1, деленной на время цикла, что дает нам 1428 Герц

Рабочий цикл рассчитывается таким образом, поэтому выход включен примерно 50% времени.

Мы используем конденсатор емкостью 10 нанофарад, потому что он обеспечивает очень высокую частоту, а двигатель постоянного тока лучше всего работает на высокой частоте. Если бы мы использовали очень большой конденсатор, например 100 микрофарад, частота падала бы до 0.14 Гц, и каждый цикл занимает 7 секунд. Таким образом, вы можете использовать конденсаторы других размеров, но учтите, как это повлияет на скорость двигателя.

Итак, теперь я создам простой прототип на макетной плате, чтобы проверить, все ли работает. Вроде нормально, скорость можно регулировать, так что будем доделывать дизайн печатной платы.

Добавляем аннотации. Затем мы импортируем компоненты в файл проекта печатной платы и тратим некоторое время на перестановку компонентов на плате. Когда все будет готово, мы обрисовываем доску и преобразуем ее в «защиту».Затем определите форму платы. Мы добавляем текст на клеммы, чтобы знать полярность цепи, когда будем ее использовать. Затем мы будем использовать функцию автоматического маршрута, чтобы соединить все. Как только он будет завершен, мы увеличим ширину маршрутов, которые будут нести более высокое напряжение и ток. Увеличение до 1 мм должно быть в порядке. Вероятно, нам нужно будет переместить некоторые маршруты в лучшее место, так что проверьте свой дизайн. После того, как мы удовлетворены, мы создаем наш полигон. И, наконец, мы можем экспортировать наши файлы gerber.

Производство печатной платы

Итак, мы готовы к печати нашей печатной платы.

Мы собираемся использовать JLC PCB для печати нашей печатной платы, которая также любезно спонсировала это видео. Они предлагают исключительную ценность с 5 печатными платами всего за 2 доллара. Обязательно посмотрите их, я оставлю для вас ссылку в описании видео.

Не забудьте, что вы можете скачать мои файлы дизайна, снова ссылки в описании видео для этого.

Итак, мы просто авторизуемся и загрузим наш gerber-файл.Через несколько секунд он генерирует предварительный просмотр схемы на экране. Затем мы можем настроить дизайн с помощью различных цветов и материалов и т. д. Но я оставлю их по умолчанию и сохраню в корзину. Затем мы идем к кассе, заполняем наши почтовые данные, а затем выбираем вариант почтовых расходов. Я лично хочу, чтобы это было очень быстро, поэтому я выбираю экспресс-почту, которая дороже, вы можете выбрать более медленные методы, чтобы сэкономить на расходах. Затем отправляем заказ и оплачиваем.

Через несколько дней наша плата приходит по почте.Доски выглядят отлично, я очень доволен результатом.

Итак, начинаем припаивать компоненты к плате. Я начинаю с центра и продвигаюсь вперед. Я использую держатель для таймера 555, который предотвратит повреждение компонента от перегрева и позволит нам легко заменить компонент в случае неисправности. С такими сложными компонентами, как этот, мы можем использовать ленту, чтобы держать их на месте, пока мы их припаиваем.

Таким образом, мы припаиваем все компоненты на свои места, используя ленту везде, где это необходимо. И через несколько минут у нас должна получиться идеально выглядящая печатная плата.

Теперь для теста подключаем стендовый блок питания и двигатель к плате. Затем включите питание. Я включаю плату, чтобы подать на нее питание, а затем, когда я настраиваю потенциометр, вал двигателя начинает вращаться. Скорость вращения может быть увеличена или уменьшена очень легко. Итак, у нас есть очень простой контроллер скорости двигателя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией.

Посмотрите один из видеороликов на экране, чтобы продолжить изучение электроники, и я застану вас на следующем уроке.Не забудьте подписаться на нас в Facebook, Instagram, LinkedIn, а также на Engineering mindset.com


(последний) Как сделать регулятор скорости двигателя постоянного тока в домашних условиях

Dipankar Das 30 октября 2021 г. Проект

Привет и добро пожаловать, ребята, сегодня в этом посте я расскажу вам, как вы можете сделать регулятор скорости двигателя постоянного тока в домашних условиях. . Если вы ищете профессиональный ШИМ-контроллер двигателя постоянного тока, это правильное место для вас.

Для создания этого проекта вам необходимо знать о некоторых моментах, о которых я упоминал ниже этого блока.просто следуйте приведенным ниже инструкциям шаг за шагом, и вы сможете сделать свой собственный ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока у себя дома.

Чтобы облегчить вашу работу, я предоставлю вам бесплатный Gerber-файл ШИМ-контроллера двигателя постоянного тока, который я разработал. На этой печатной плате вы можете использовать управление двигателем до 10А. Чтобы сделать этот контроллер двигателя, просто выполните следующие шаги.

Купить

Компоненты для контроллера скорости двигателя постоянного тока

9
Комплекты
1 1nf керамический конденсатор X 2 Купить
2
2 5mm LED X 1 Купить
100K Cost x 1 Купить
4 IRFZ44N x 1 Купить
5 1K резистор x 4 купить
6 6
7 1n4148 диод x 2 Купить
8 IN4007 Diode X 1 КУПИТЬ
9 3-контактный мини-ползунковый переключатель x 1 КУПИТЬ
10 ack x 1 КУПИТЬ

Принципиальная схема контроллера скорости двигателя постоянного тока

Разработанная печатная плата контроллера скорости двигателя постоянного тока

Скачать схему

Скачать файл Gerber

How 9 Watch on 9 06B

Купить бесплатно make ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока

Прочтите наши другие Руководство по созданию проекта ELectronics

Часто задаваемые вопросы о ШИМ-контроллере скорости двигателя постоянного тока

Как вы контролируете скорость двигателя постоянного тока?

Просто создайте схему ШИМ-контроллера двигателя постоянного тока, подключите его к двигателю постоянного тока и управляйте им.В этом посте я объяснил, как сделать контроллер двигателя постоянного тока в домашних условиях.

Как сделать схему управления двигателем?

С помощью этой статьи очень просто сделать схему управления двигателем. В этом посте я объяснил все о том, как сделать схему контроллера двигателя.

Как сделать регулятор скорости двигателя в домашних условиях?

Следуйте приведенным выше инструкциям, чтобы сделать регулятор скорости двигателя постоянного тока в домашних условиях. Сделать контроллер двигателя постоянного тока очень просто.

Проверьте также

В этом посте я расскажу вам, как сделать зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов на …

555 Таймер ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока

В этом уроке мы узнаем, как сделать ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока, используя микросхему таймера 555. Мы подробно рассмотрим, как работает схема ШИМ-генератора 555 Timer, как использовать ее для управления скоростью двигателя постоянного тока и как сделать для нее собственную печатную плату.

Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменный учебник ниже.

Обзор

Мы можем управлять скоростью двигателя постоянного тока, контролируя входное напряжение двигателя. Для этой цели мы можем использовать ШИМ или широтно-импульсную модуляцию.

ШИМ-регулятор скорости двигателя постоянного тока

PWM — это метод, с помощью которого мы можем генерировать переменное напряжение, быстро включая и выключая питание, подаваемое на электронное устройство. Среднее напряжение зависит от рабочего цикла сигнала или количества времени, в течение которого сигнал включен, по сравнению с количеством времени, в течение которого сигнал выключен за один период времени.

555 Цепь ШИМ-генератора таймера

Таймер 555 способен генерировать ШИМ-сигнал при установке в нестабильном режиме. Если вы не знакомы с таймером 555, вы можете проверить мой предыдущий учебник, где я подробно объяснил, что внутри и как работает микросхема таймера 555.

Вот базовая схема таймера 555, работающего в нестабильном режиме, и мы можем заметить, что выход имеет ВЫСОКИЙ уровень, когда конденсатор C1 заряжается через резисторы R1 и R2.

С другой стороны, выход IC имеет НИЗКИЙ уровень, когда конденсатор C1 разряжается, но только через резистор R2.Таким образом, мы можем заметить, что если мы изменим значения любого из этих трех компонентов, мы получим разные времена включения и выключения или другой рабочий цикл прямоугольного выходного сигнала. Простой и быстрый способ сделать это — заменить резистор R2 потенциометром и дополнительно добавить в схему два диода.

В этой конфигурации время включения будет зависеть от резистора R1, левой стороны потенциометра и конденсатора C1, а время выключения будет зависеть от конденсатора C1 и правой стороны потенциометра.Мы также можем заметить, что в этой конфигурации период одного цикла, а значит, и частота, всегда будут одинаковыми, потому что общее сопротивление при зарядке и разрядке останется одним и тем же.

Обычно сопротивление R1 намного меньше сопротивления потенциометра, например, 1К по сравнению со 100К потенциометра. Таким образом, мы имеем 99% контроль над сопротивлением зарядки и разрядки в цепи. Управляющий контакт таймера 555 не используется, но он подключен к конденсатору емкостью 100 нФ, чтобы устранить любые внешние помехи от этого вывода.Сброс, вывод номер 4, имеет активный низкий уровень, поэтому он подключен к VCC, чтобы предотвратить любой нежелательный сброс выхода.

Выход таймера 555 может потреблять или подавать на нагрузку ток 200 мА. Поэтому, если двигатель, которым мы хотим управлять, превышает этот номинал, нам нужно использовать транзистор или полевой МОП-транзистор для управления двигателем. В этом примере я использовал транзистор Дарлингтона (TIP122), который может выдерживать ток до 5 А.

Выход ИМС нужно соединить с базой транзистора через резистор, и в моем случае я использовал резистор 1к.Для предотвращения скачков напряжения, создаваемых двигателем, необходимо использовать обратный диод, который подключается параллельно двигателю.

Разработка печатной платы для ШИМ-регулятора скорости двигателя постоянного тока

Теперь мы можем двигаться дальше и разработать собственную печатную плату для этой схемы. Для этой цели я буду использовать бесплатное онлайн-программное обеспечение EasyEDA. Здесь мы можем начать с поиска и размещения компонентов на чистом холсте. В библиотеке сотни тысяч компонентов, поэтому у меня не возникло проблем с поиском всех необходимых компонентов для этой схемы ШИМ-регулятора скорости двигателя постоянного тока.

После вставки компонентов нам нужно создать контур платы и приступить к размещению компонентов. Два конденсатора должны быть размещены как можно ближе к таймеру 555, в то время как другие компоненты могут быть размещены где угодно, но все же в логическом порядке согласно принципиальной схеме.

С помощью инструмента отслеживания нам нужно соединить все компоненты. Инструмент отслеживания довольно интуитивно понятен и с ним легко работать. Мы можем использовать как верхний, так и нижний слой, чтобы избежать пересечений и сделать пути короче.

Контактные площадки компонентов, которые должны быть подключены к заземлению, устанавливаются на заземление через вкладку Свойства контактных площадок, где нам нужно ввести GND в метку «Сеть», когда контактная площадка выбрана.

Мы можем использовать слой Шелк, чтобы добавить текст на доску. Также мы можем вставить файл изображения, поэтому я добавляю изображение логотипа моего веб-сайта для печати на доске. В конце, используя инструмент Copper Area, нам нужно создать область земли на печатной плате.

Файлы проекта EasyEDA этого проекта можно найти здесь.

Когда мы закончим с дизайном, нам просто нужно нажать кнопку «Вывод Gerber», сохранить проект, и мы сможем загрузить файлы Gerber, которые используются для изготовления печатной платы. Мы можем заказать печатную плату у JLCPCB, которая является службой изготовления печатных плат EasyEDA, а также является спонсором этого видео.

Здесь мы можем просто перетащить загруженный zip-файл с файлами gerber. После загрузки мы можем еще раз просмотреть нашу плату в программе просмотра Gerber.Если все в порядке, мы можем выбрать до 10 печатных плат и получить их всего за 2 доллара.

Сборка платы ШИМ-контроллера скорости двигателя постоянного тока

Тем не менее, через неделю печатные платы прибыли, и я должен признать, что очень приятно иметь собственный дизайн печатной платы. Качество печатных плат отличное, все точно так же, как и в дизайне.

Хорошо, теперь мы можем перейти к установке компонентов на печатную плату.

Компоненты, необходимые для этого примера, можно получить по ссылкам ниже:

Раскрытие информации: Это партнерские ссылки.Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.

Сначала я вставил меньшие компоненты, резисторы, диоды и конденсаторы.

Я согнул их выводы с другой стороны, чтобы они оставались на месте, когда я переворачиваю плату для пайки. Что касается более крупных компонентов, я использовал клейкую ленту, чтобы удерживать их на месте при переворачивании платы.

Вот окончательный вид платы и осталось подключить двигатель постоянного тока и подходящий блок питания к нему.

Я использовал двигатель постоянного тока с высоким крутящим моментом 12 В, который я питал от литий-ионных аккумуляторов 3,7 В, соединенных последовательно, которые дают около 12 В. Итак, теперь, используя потенциометр, мы можем управлять скоростью двигателя постоянного тока или ШИМ-сигналом, создаваемым микросхемой таймера 555.

Надеюсь, вам понравился этот урок и вы узнали что-то новое. Не стесняйтесь задавать любые вопросы в разделе комментариев ниже.

Как сделать регулятор скорости двигателя постоянного тока с помощью таймера NE555 IC

Что такое регулятор скорости двигателя постоянного тока?

Контроллер скорости двигателя постоянного тока представляет собой простую электронную схему, которая используется для линейного управления скоростью подключенного привода/двигателя постоянного тока путем простого вращения присоединенного потенциометра.Управление скоростью двигателя постоянного тока может быть достигнуто с помощью широкого набора электронных конфигураций. В этой статье мы сосредоточимся на том, как сделать регулятор скорости двигателя постоянного тока с использованием метода широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Управление двигателем постоянного тока с помощью ШИМ имеет неотъемлемое преимущество, заключающееся в том, что потери мощности в переключающем транзисторе всегда малы из-за того, что транзистор либо полностью «ВКЛ», либо полностью «ВЫКЛ». В результате переключающий транзистор имеет уменьшенную рассеиваемую мощность, что обеспечивает линейный тип управления, что приводит к лучшей стабильности скорости.Еще одним преимуществом является то, что двигатель может вращаться намного медленнее, не останавливаясь. Поскольку амплитуда двигателя всегда остается постоянной

Сердцем этой схемы является микросхема точного таймера NE555. ИС таймера 555 имеет частоту колебаний в диапазоне от 670 до 680 Гц. Здесь микросхема таймера NE555 работает в нестабильном режиме, чтобы генерировать свободно работающий прямоугольный сигнал ШИМ. Вы можете прочитать нашу предыдущую статью о нестабильных мультивибраторах, чтобы узнать больше об их работе.

JLCPCB — передовая компания по производству и производству прототипов печатных плат в Китае, предоставляющая нам лучший сервис, который мы когда-либо испытывали в отношении (качество, цена, сервис и время). Мы настоятельно рекомендуем заказывать печатные платы у JLCPCB, все, что вам нужно сделать, это просто скачать файл Gerber и загрузить его на веб-сайт JLCPCB после создания учетной записи, как указано в видео выше, посетите их веб-сайт, чтобы найти больше! .

Аппаратные компоненты

Для сборки этого проекта вам понадобятся следующие детали:

555 Распиновка таймера

P75NF75 Распиновка

Полезные шаги

1) Припаять все резисторы

Купить изготовленные на заказ печатные платы по невероятно низкой цене 2 доллара за 5 печатных плат Посетите: www.jlcpcb.com

2) После этого припаяйте все диоды на плате Veroboard/PCB.

3) Теперь припаяйте все необходимые перемычки.

4) После этого припаиваем конденсаторы на плате.

5) Припаяйте микросхему таймера 555 и потенциометр 100K к плате.

6) Припаяйте силовой MOSFET P75NF75 на плате.

7) Припаяйте разъемы входного блока 12 В пост. тока и разъемы выходного блока двигателя постоянного тока.

8) Теперь включите питание и проверьте схему, используя батарею постоянного тока 12 В.

Принципиальная схема контроллера скорости двигателя постоянного тока

Рабочее объяснение

Работа этой схемы довольно проста. Здесь сигнал прямоугольной формы (ШИМ) используется для управления скоростью двигателя постоянного тока. Этот сигнал ШИМ генерируется при работе микросхемы таймера NE555 в режиме нестабильного мультивибратора. Предустановленный потенциометр 100K управляет активным временем выходного ШИМ-сигнала. Среднее выходное напряжение двигателя постоянного тока зависит от рабочего цикла ШИМ-сигнала.

Выходные импульсы ШИМ микросхемы таймера служат управляющим сигналом для входа затвора силового полевого МОП-транзистора P75NF75. Затем МОП-транзистор реагирует и управляет подключенным двигателем постоянного тока в соответствии с настройкой предустановленного потенциометра 100K. Это позволяет МОП-транзистору управлять двигателем постоянного тока при высоком токе.

приложений

  • Используется в таких приложениях, как конвейерные ленты и эскалаторы, для устранения потерь мощности, когда система находится в состоянии простоя.
  • Также используется в таких устройствах, как насосы и воздуходувки, для управления потоком и энергией.

Чтобы купить изготовленные на заказ печатные платы по удивительно низкой цене 2 доллара за 5 печатных плат Посетите: www.jlcpcb.com

См. также: Умный дверной замок с использованием пары ИК-светодиодов и серводвигателя | Контроллер двигателя/драйвер H-Bridge | Схема светодиодного прожектора на транзисторах

Как работает электронный регулятор скорости бесколлекторного двигателя постоянного тока? И что нужно учитывать при выборе подходящего?

Существует несколько методов управления скоростью вращения бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC) в зависимости от решаемых проблем.Проблемы управления скоростью двигателя BLDC различаются в зависимости от конкретного применения. В этой статье обсуждается, как регуляторы скорости для бесколлекторных двигателей постоянного тока регулируют скорость вращения, их типичные методы, преимущества и основные области применения.

Основы управления скоростью бесщеточного двигателя постоянного тока

В бесщеточном двигателе постоянного тока соотношение между приложенным напряжением и крутящим моментом нагрузки определяет скорость вращения. Это означает, что при использовании двигателя вы можете управлять скоростью вращения двигателя, изменяя приложенное напряжение.

Каждый бесщеточный двигатель постоянного тока имеет цепь привода для вращения двигателя, а скорость бесщеточного двигателя постоянного тока изменяется путем управления цепью привода.

Управление напряжением с обратной связью является типичным методом управления скоростью двигателей постоянного тока

Метод управления напряжением широко используется для управления скоростью двигателей постоянного тока.

Схематически управление напряжением двигателя постоянного тока состоит из схемы привода двигателя, контроллера и датчика скорости. Сигнал от датчика скорости возвращается к контроллеру для управления скоростью двигателя на уровне заданной (опорной) скорости или близкой к ней.

Принципиальная схема управления скоростью двигателя постоянного тока с помощью управления напряжением

Два типа управления напряжением привода двигателей постоянного тока

Существует несколько методов изменения напряжения привода двигателя постоянного тока — PWM и PAM.

Метод ШИМ

PWM расшифровывается как широтно-импульсная модуляция. Этот метод подает напряжение на двигатель постоянного тока в виде импульсов. Путем модуляции ширины импульса (величины нагрузки) изменяется напряжение (среднее напряжение), управляющее двигателем.

PWM реализован с относительно простой конфигурацией схемы и обычно используется в двигателях постоянного тока.

Метод PAM

PAM расшифровывается как импульсно-амплитудная модуляция. Этот метод изменяет напряжение, подаваемое на двигатель, путем модуляции уровня напряжения импульсов.

Метод PAM имеет более сложную конфигурацию схемы, чем метод PWM. Он часто используется в двигателях постоянного тока большого размера, которые приводятся в действие высоковольтными двигателями или двигателями постоянного тока со скоростью 100 000 об/мин или выше, чтобы повысить эффективность этих двигателей.

Проблемы, о которых следует помнить при выполнении управления скоростью двигателей постоянного тока

Проблема при проектировании устройства или продукта с двигателем постоянного тока заключается в том, насколько близко вы можете достичь и поддерживать заданную скорость во время работы устройства или продукта.

Вот примеры проблем с регулированием скорости двигателей постоянного тока.

Изменения момента нагрузки

Момент нагрузки изменяется при изменении состояния нагрузки или внешних/внутренних условий (температура, влажность, старение двигателя).Эти изменения повлияют на фактическую скорость двигателя.

Остаточное отклонение

Остаточное отклонение — это разница между заданной скоростью и фактической скоростью, которая может возникнуть, даже если скорость постоянно контролируется.

Это становится проблемой, когда требуется высокая точность скорости.

Отзывчивость (латентность)

Момент инерции двигателя вызывает разность фаз, при которой скорость вращения реагирует на крутящий момент привода с задержкой.Когда вы увеличиваете входное напряжение, чтобы получить более высокую скорость вращения, скорость изменяется с задержкой из-за этой характеристики.

Это становится проблемой, когда фактическая скорость должна быстрее достичь заданной скорости.

Высокоточные методы управления для решения проблем управления скоростью двигателей постоянного тока

Ниже приведены методы более точного контроля напряжения, их преимущества, рекомендации и области применения. Какой метод применить, зависит от проблемы, которую вы должны решить.

Аппаратное управление скоростью

Аппаратное управление скоростью двигателей постоянного тока реализовано в конфигурации схемы с использованием ИС и использует два типа обратной связи: обратную связь по скорости и обратную связь по фазе.

Обратная связь по скорости применяет сервопривод FG или дискриминатор скорости. Оба выполняют управление с обратной связью, вычисляя разницу между скоростью, измеренной датчиком, и заданной скоростью.

PLL — это типичный метод управления фазовой обратной связью. PLL расшифровывается как Phase Locked Loop.Он определяет приложенное напряжение путем оценки разности фаз между импульсным сигналом положения, обнаруженным датчиком, и импульсным сигналом целевого положения.

Причина, по которой аппаратное управление использует как обратную связь по скорости, так и обратную связь по фазе, заключается в том, что остаточное отклонение все еще слишком велико при использовании только обратной связи по скорости. Поэтому фазовая обратная связь включена для уменьшения остаточного отклонения.

Сигналы обратной связи по скорости/фазе преобразуются в аналоговое напряжение с помощью контурного фильтра, и напряжение подается на двигатель методом ШИМ или PAM.Контурный фильтр также отвечает за определение характеристик управления, а характеристики регулируются аппаратными компонентами, составляющими схему фильтра, такими как резисторы и конденсаторы. Таким образом, характеристики управления являются фиксированными и должны быть заранее правильно отрегулированы для продукта, в котором используется двигатель.

Этот метод управления можно использовать только в приложениях, где регулируемая переменная задана заранее. Поскольку этот метод может быть реализован при относительно низких затратах, он используется в большинстве продуктов на рынке, которые не регулируют регулируемую переменную индивидуально.

приложений
Устройства, работающие с постоянной скоростью, такие как копировальные аппараты и т. д.

Блок-схема управления PLL с сервоприводом FG или дискриминатором скорости

Программное управление скоростью

При программном управлении скоростью контроллер, сконфигурированный с микрокомпьютером, выполняет ПИД-регулирование. ПИД — это аббревиатура от «Пропорциональный, интегральный и дифференциальный». Он возвращает три управляющих элемента — разницу между фактической скоростью и заданной скоростью, ее интеграл и дифференциал.Интеграл соответствует разности положений (разнице фаз) и играет роль в уменьшении остаточного отклонения. Дифференциал соответствует разнице ускорений и работает на улучшение реакции. Использование микрокомпьютера означает, что характеристики управления являются переменными. Поэтому вы можете настроить их на каждом отдельном устройстве, использующем двигатель.

Двигатель с этим методом стоит относительно дорого, поскольку в нем используется микрокомпьютер. Однако в последние годы стали широко доступны недорогие микрокомпьютеры, и многие двигатели используют этот метод.

приложений
Устройства, требующие дополнительной настройки параметров. Роботы и др.

Блок-схема ПИД-регулятора

Выберите бесщеточный двигатель постоянного тока, который имеет методы управления скоростью, подходящие для вашей проблемы и области применения

Как уже говорилось, существует множество методов управления скоростью бесщеточных двигателей постоянного тока. Выберите двигатель с соответствующими методами управления скоростью, принимая во внимание требования к скорости (максимальная/минимальная, изменения, точность и т. д.).), нагрузки, условия окружающей среды и стоимость двигателя.

Создание контроллера щеточного двигателя постоянного тока: обзор

Андрей Соловьев

Соучредитель и технический директор Integra Sources Кандидат физико-математических наук

Контроллер играет важную роль в работе двигателя постоянного тока; его важность еще выше для мотора с расширенным функционалом. Моторы попроще могут обойтись и без этого устройства, но в этой статье мы о них говорить не будем.

Здесь мы более подробно рассмотрим контроллер щеточного двигателя постоянного тока (BDC), который представляет собой простое и легкое в сборке устройство.

Принципы работы двигателя BDC и его контроллера

К основным компонентам любого двигателя постоянного тока относятся подвижная часть — ротор (или якорь) и статор, который всегда находится в состоянии покоя. Статор коллекторного двигателя постоянного тока может иметь либо обмотку (последовательные, шунтирующие, составные двигатели BDC), либо постоянные магниты (двигатели BDC с постоянными магнитами). Третьим важным компонентом двигателя BDC является коммутатор со щетками, который соединяет ротор с источником питания постоянного тока.

Ток, протекающий через ротор, создает вокруг него электромагнитное поле.Когда ротор начинает двигаться, одинаковые полюса магнитных полей, создаваемых вокруг статора и ротора, отталкивают друг друга и обеспечивают движение. Когда их противоположные полюса встречаются, коммутатор переключает ток, подаваемый на ротор. Это создает обратную полярность магнитного поля, и движение продолжается.

Коллекторный двигатель постоянного тока может использовать контроллер для запуска и остановки вращения, изменения его направления, управления скоростью и крутящим моментом. Для выполнения этих функций контроллер двигателя BDC регулирует ток и напряжение, подаваемые на двигатель.Коллекторные двигатели постоянного тока просты, экономичны и просты в управлении. Они идеально подходят для простых маломощных приложений.

Проектирование контроллера двигателя BDC

Для проектирования контроллера двигателя BDC можно выбрать H-мост, который является традиционной схемой для устройств такого типа. Эта электронная схема имеет четыре переключателя размыкания/замыкания, которые поочередно подают положительное и отрицательное напряжение.

При замыкании переключателей верхнего и нижнего плеча по диагонали двигатель вращается в одном направлении.Направление вращения изменится, как только эти переключатели разомкнутся, а противоположные переключатели замкнуты.

Если вам нужен двигатель с однонаправленным вращением, вы можете построить контроллер, используя более простую схему только с одним переключателем открытия/закрытия. Выбирая транзисторный ключ, убедитесь, что он соответствует требуемым параметрам двигателя, например, максимальному току. В противном случае транзистор сгорит.

В качестве низковольтного контроллера можно выбрать мощные полевые МОП-транзисторы, которые обеспечивают высокую скорость переключения и высокий КПД по низкой цене.Создавая сильноточный контроллер двигателя BDC, вы можете использовать IGBT, которые обеспечивают высокий уровень тока и хорошо подходят для сложных систем силовой электроники.

Еще один вариант, который вы можете выбрать для своего проекта, — GaN-транзистор, устойчивый к высоким температурам и работающий в очень высоких диапазонах частот и напряжений. Тем не менее, стоимость его производства по-прежнему очень высока, поэтому это также повысит стоимость вашей схемы.

Можно использовать либо интегральную схему (ИС), либо дискретные компоненты.С точки зрения разработчика, микросхема контроллера двигателя постоянного тока является более простым и удобным решением. С дискретной схемой вам потребуется время и усилия для сборки и пайки компонентов.

У вас есть те же параметры для драйверов затвора, которые действуют как посредники между микроконтроллером (MCU) и коммутаторами. Интегрированный драйвер H-моста представляет собой схему со встроенными силовыми транзисторами. Несмотря на простоту и надежность конструкции, микросхема драйвера затвора предназначена для низковольтных и маломощных приложений.Кроме того, такие драйверы затворов не являются взаимозаменяемыми. Если они будут сняты с производства, вам придется переделывать схему вместе с печатной платой.

Схема контроллера двигателя BDC может иметь различные конфигурации. Сооружая собственное устройство, следует учитывать технические требования и характеристики мотора.

Кратко пробежимся по аспектам дизайна, заслуживающим вашего внимания.

Тип сигнала

Вы можете создать цифровой или аналоговый контроллер.Основное различие между ними заключается в том, что первый включает в себя оборудование и прошивку на основе MCU. Вы можете комбинировать эти два типа сигналов и разработать устройство, которым можно будет управлять с помощью обоих.

Тип регулирования мощности

Контроллер двигателя BDC регулирует скорость и крутящий момент, изменяя мощность, подаваемую на двигатель. Этого можно добиться, используя либо линейный, либо импульсный регулятор напряжения. Линейный стабилизатор обеспечивает стабильное выходное напряжение и сохраняет его величину постоянной, независимо от входного напряжения, подаваемого источником питания.

Импульсный стабилизатор использует метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и подает напряжение импульсами, изменяя его скважность (отношение импульса к периоду импульса). Таким образом, вы можете регулировать скорость двигателя, регулируя различные рабочие циклы. Импульсный регулятор имеет более высокий КПД и меньшие потери мощности.

Тип управления

Некоторые типы контроллеров двигателей постоянного тока могут получать обратную связь от двигателей, обнаруживать ошибки и исправлять их, приводя значения в соответствие с заданными значениями.Они называются регуляторами с обратной связью или обратной связью. В качестве альтернативы, контроллер без обратной связи или без обратной связи не может повлиять на ситуацию, даже если произойдет сбой, поскольку он не обнаружит его. Вы можете найти такие контроллеры двигателей в простых системах, которые не нуждаются в автоматическом управлении.

Характеристики двигателя

В зависимости от напряжения, необходимого для работы двигателя, вы можете выбрать регулятор низкого или высокого напряжения. Импульсный регулятор хорошо подходит для контроллеров с широким диапазоном рабочего напряжения.Линейный регулятор лучше подходит для низковольтного контроллера двигателя постоянного тока, поскольку чрезмерное входное напряжение может вызвать потерю мощности и даже тепловую перегрузку.

Мощность двигателя зависит от тока, подаваемого источником питания. Таким образом, маломощный двигатель BDC нуждается в маломощном контроллере и наоборот.

Проблемы создания контроллера двигателя BDC

Доступность и простота реализации двигателей BDC и их контроллеров делают их подходящим решением для многих проектов. Несмотря на простоту, конструкция контроллера щеточного двигателя постоянного тока все же может быть сопряжена с некоторыми проблемами.

Например, переключатели H-моста нельзя включать и выключать одновременно. Всегда будет момент, когда все транзисторы открыты. Это может привести к потере напряжения и мощности или даже к короткому замыканию, если включены противоположные верхний и нижний выключатели.

Чтобы избежать этой ситуации, вы можете ввести мертвое время, то есть время, когда все переключатели схемы Н-моста замкнуты.

Частота ШИМ (количество импульсов в секунду) является важным параметром, который необходимо правильно настроить.Слишком низкая или слишком высокая частота ШИМ приведет к неисправности контроллера и, следовательно, двигателя.

Чрезмерные электромагнитные помехи, вызванные постоянным включением механического коммутатора, являются распространенной проблемой щеточного двигателя постоянного тока, и с ней тоже следует справляться.

Подробнее о контроллере двигателя BDC читайте здесь .

Теги
Похожие статьи
Знакомство с высокоскоростными печатными платами (PCB) Зачем нам срочно нужен Web 3.0? Развертывание по пятницам или нет. Понимание современной архитектуры ЦП (часть 2): микроархитектура 10 ведущих компаний, занимающихся разработкой электроники, о которых вы должны знать в 2022 году Как я создал цифровую гитару и превратил ее в бизнес Готов ли ваш продукт к сертификации: основные моменты электроники Сертификация в США и ЕС Гиперконвергентная инфраструктура: «Все взгляды в одной корзине» .

alexxlab / 06.07.1995 / Разное

Добавить комментарий

Почта не будет опубликована / Обязательны для заполнения *