Justerbar borrmaskinens hastighetskontrollkrets

Den föreslagna kretsen för variabel borrhastighetsregulator bibehåller en konstant (justerbar) hastighet över borrmaskinens motor, oavsett belastning.

Ett av de mest använda elverktygen är borrmaskinen. Trots sina otaliga fördelar har borrmaskinen ett stort bakslag - konstant hög hastighet för många applikationer.

Även när det finns dubbla hastighetskonfigurationer, täcker den nedre gränsen cirka 300-750 varv / min, vilket fortfarande är mycket snabbt för subtila jobb som att borra murverk eller använda flismaskiner på plåt.

Vår version av hastighetsregulatorn i kraftborrningen tillåter variationer av hastigheter från 0 till 75% av full hastighet. Dessutom möjliggör det också normal hastighetsdrift utan att lossa styrenheten från borren.

Även när det finns förändringar i belastningen är styrenheten utrustad med inbyggd kompensation för att bevara de betydligt enhetliga hastigheterna.

Hur det fungerar

Det typiska kännetecknet för en elmotor är att den producerar en omvänd spänning som motsätter matningen när den är igång.

Detta tillstånd kallas bakre EMF. Den motsatta spänningen visar sig vara proportionell mot elmotorns hastighet. SCR-borrhastighetsregulatorn använde denna effekt för att leverera en bestämd mängd hastighet mot belastningskompensation.

Denna styrenhet distribuerar en Silicon Controlled Rectifier (SCR) för att stänga halvvågskraften till borrmotorn. Grunden för ledningsförmågan hos en SCR är:

1. Anoden (terminal A) har en positiv laddning med avseende på katoden (terminal K).
2. När grinden (terminal G) utvecklas minst 0,6 V positiv med avseende på katoden.
3. Cirka 10 mA ström flyter in i grindterminalen.

Den tid då SCR slås på i varje positiv halvcykel kan regleras effektivt genom att styra spänningsvågformens nivå till grinden. Sammanfattningsvis kan vi perfekt kontrollera mängden kraft som levereras till borrmaskinen.

Motstånd R1 och R2 och potentiometer RV1 blir en spänningsdelare som ger en halvvågsspänning av justerbart värde till SCR: s grind. Om motorn är orörlig kommer katoden på SCR att vara vid 0 V och den kommer nästan att slå på. När borrhastigheten höjs bildas en spänning över borrmaskinen.

Denna ytterligare potential minskar de effektiva grindkatodspänningarna. Så när motorn accelererar minskar den tillförda effekten tills motorn blir stabil vid en hastighet som regleras av konfigurationen av RV1.

Låt oss säga att en belastning placeras på borren. Detta tenderar att bromsa borrmaskinen och samtidigt orsaka spänningen över borren att sjunka. Sedan tillförs mer kraft till motorn på grund av SCR: s automatiskt avancerade skjuttid.

Därför bibehålls borrhastigheten en gång inställd oavsett belastning. Dioden D2 fungerar för att halvera den effekt som försvinner i R1, R2 och RV1 genom att begränsa strömmen genom dem till endast positiva halvcykler.

Dioden D1 skyddar SCR-grinden från extrem omvänd spänning.

SW1 kortsluter enkelt SCR i full hastighet. Som ett resultat fungerar RV1 inte och hela nätaggregatet appliceras på borren.

Konstruktion

Viktigast är det avgörande att veta att kretsen för borrhastighetsregulator är direkt ansluten till elnätet utan en isolerande transformator.

Därför måste försiktighetsåtgärder vidtas under monteringen så att inga allvarliga eller dödliga skador uppstår.

Användning av en etikettremsa eller ett kretskort krävs inte eftersom endast en handfull elektroniska komponenter används. Endast två 'luft' -fogar är nödvändiga och dessa måste vara säkert isolerade för att undvika risk för kortslutning.

En tappmontering av SCR används för detta projekt. Den här komponenten placeras med hjälp av lödknappen som medföljer den och löds på mitten av brytaren.

Det finns inga kylflänsar nödvändiga för laster upp till 3 A. Om du har en SCR av plastförpackning, kan du borra ett hål genom omkopplaren och skruva fast SCR rakt.

Icke desto mindre rekommenderas att en bit aluminium, med dimensionen 25 mm x 15 mm, placeras mellan SCR och omkopplare för att fungera som kylfläns.

Det är viktigt att komma ihåg att göra jordanslutningar för alla externa komponenter eftersom enheten arbetar vid 240 Vac. För fallet använde vi ett plastfack med ett metalllock.

Vidare används en kabelklämma som är fäst med en metallskruv genom sidan av plasthöljet.

Kom ihåg att förbereda jordanslutningen för den här skruven, locket och jorduttaget på uttaget.

Det är viktigt att endast använda kontinuerliga ledningar eftersom jordkablar går från en jordpunkt till en annan utan mellanliggande länkar. Det är okej att löda två jordkablar till en jordklaff men fäst aldrig två ledningar under en enda skruv.

Aluminiumskyddet på UB3-lådan är inte robust för denna applikation, särskilt när hålet för utgångsuttaget är kapat.

Se därför till att tillverka ett nytt lock av ett 18 gauge stål eller 16 gauge aluminiummaterial.

Som en extra säkerhetsåtgärd rekommenderas att du använder en liten mängd lim, lack eller till och med nagellack på skruvspåren som kommer att fästas inuti enheten. Detta garanterar säker montering.

Du kanske märker att på vissa SCR: er är utlösningsströmmen som tillhandahålls av R1 och R2 otillräcklig. För att övervinna detta, lägg bara till ett extra 10k-motstånd parallellt med varje motstånd.

Hur man använder

För det första, fäst borrhastighetskontrollkretsen till elnätet och borren i styrenheten.

Välj sedan den hastighet du önskar - full eller variabel hastighet. Du kanske märker att det inte finns någon PÅ eller AV-omkopplare eftersom växlingsfunktionen tillhandahålls av borrens omkopplare själv.

Vid full hastighet kör borren normalt och hastighetskontrollen på regulatorn har ingen effekt.

Om variabel hastighet väljs reglerar kontrollen hastigheten mellan 0 och 75% av full hastighet. Det är möjligt att det finns döda zoner med låg hastighet och hög hastighet på kontrollen.

Detta är mycket normalt och det händer på grund av borregenskaperna och komponenttoleranserna i styrenheten.

Vid extremt låga hastigheter kan du märka borrstöt utan belastning. Men i det ögonblick en last införs minskar ryck och försvinner så småningom.

Så länge borren används vid mindre än full hastighet kommer motorns kyleffekt att minskas avsevärt.

Detta händer eftersom kylfläkten är fäst på ankaraxeln och snurrar också långsammare. Därför blir borren varmare när den används vid låga hastigheter, så det är viktigt att inte använda borren i detta läge under en längre period.

DELLISTA
R1, R2 = Motstånd 10k 1W 5%
RV1 = Potentiometer 2,5 k Lin
D1, D2 = dioder 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 eller BT151 (8A / 10A, 400V)
SW1 = Switchbox
3-punkts flex och plugg
Kabelklämma
3-poligt eluttag

Det kan hända att vissa SCR har utlösningsström över normalt värde, vilket kan hämma enhetens funktion. I sådana fall kan du lägga till SCRs parallellt, tillsammans med de två 10k-motståndet med ytterligare 10k-motstånd för att säkerställa att tillräcklig ström är tillgänglig för att SCR-grinden utlöses.

Använda Triac Phase Control

Nästan alla borrhastighetsregulatorer drabbas av flera negativa aspekter. Till exempel otillräcklig hastighetsstabilitet, för mycket skakning vid reducerade hastigheter och stor effektförlust från seriemotståndet som används för att detektera motorströmmen.

Kretsen som förklaras i den här artikeln innehåller inget av dessa nackdelar och är dessutom otroligt enkel. Strömförsörjningsingången rättas av D1 och sänks med R1.

Strömmen som konsumeras av T1 kunde han styras genom P1 och manipulerade därför också likspänningen som presenterar sig över C2, alltså vid T2-basen. T2 är ansluten som en emitterföljare, och spänningen som utvecklas i katoden på D3 ligger runt 1,5 V under T2-basspänningen.

Om vi ​​antar att motorn växlar men att triacen är avstängd, tillbaka e.m.f. skapas genom motorn kommer att utvecklas på T1-stiftet i triacen.

Så länge denna spänning är högre än D3-katodspänningen kommer triacen att vara avstängd, men när motorn bromsar kommer denna spänning att sjunka och triacen aktiveras.

I händelse av att belastningen på motorn ökar, vilket gör att borrmotorn saktar ner, är baksidan e.m.f. kommer att sjunka snabbare och triacen aktiveras snabbare, vilket leder till att motorn backar upp i hastighet.

Eftersom triac endast kunde aktiveras vid positiva halvcykler av växelströmsvågformen kommer inte borrhastighetsregulatorn att justera motorhastigheten kontinuerligt från noll till strypningshastighet, och för standard fullhastighetsarbete ingår S1, vilket aktiverar trlac på helt.

Ändå visar kretsen mycket bra hastighetskontrollattribut över det avgörande reducerade hastighetsområdet. L1 och C1 levererar r.f. störningsdämpning orsakad av triac-fashackning.

L1 kan vara en över-the-counter lätt tillgänglig r.f. suppressor choke av flera mikrohenries induktans.

Den aktuella värdena på L1 måste vara mellan två till fyra ampere, i förhållande till borrmotorns nuvarande betyg. Nästan alla 600V 6 A triac fungerar extremt bra i kretsen.