Einstellbarer Drehzahlregler der Bohrmaschine

Die vorgeschlagene Schaltung zur Steuerung der variablen Bohrgeschwindigkeit hält unabhängig von der Last eine konstante (einstellbare) Geschwindigkeit über dem Bohrmaschinenmotor aufrecht.

Eines der am häufigsten verwendeten Elektrowerkzeuge ist die Bohrmaschine. Trotz ihrer unzähligen Vorteile hat die Bohrmaschine einen großen Rückschlag - konstant hohe Geschwindigkeit für viele Anwendungen.

Selbst bei Konfigurationen mit zwei Geschwindigkeiten liegt die Untergrenze bei 300 bis 750 U / min, was für subtile Arbeiten wie das Bohren von Mauerwerk oder die Verwendung von Fliegenschneidern auf Blech immer noch sehr schnell ist.

Unsere Version des Drehzahlreglers in der Bohrmaschine ermöglicht eine Variation der Drehzahlen von 0 bis 75% der vollen Drehzahl. Darüber hinaus ermöglicht es auch einen Betrieb mit normaler Geschwindigkeit, ohne die Steuerung vom Bohrer zu lösen.

Auch bei Lastwechseln ist die Steuerung mit einer eingebauten Kompensation ausgestattet, um die deutlich gleichmäßigen Geschwindigkeiten zu erhalten.

Wie es funktioniert

Das typische Merkmal eines Elektromotors ist, dass er eine Sperrspannung erzeugt, die der Versorgung im laufenden Betrieb entgegenwirkt.

Dieser Zustand wird als Gegen-EMK bezeichnet. Die Gegenspannung ist proportional zur Drehzahl des Elektromotors. Der SCR-Bohrgeschwindigkeitsregler nutzte diesen Effekt, um einen bestimmten Betrag für die Kompensation von Geschwindigkeit und Last zu erzielen.

Dieser Controller stellt a bereit Siliziumgesteuerter Gleichrichter (SCR) Halbwellenleistung an den Bohrmotor anschließen. Die Grundlagen der Leitfähigkeit eines SCR sind:

1. Die Anode (Anschluss A) ist gegenüber der Kathode (Anschluss K) positiv geladen.
2. Wenn sich das Gate (Anschluss G) in Bezug auf die Kathode mindestens 0,6 V positiv entwickelt.
3. In den Gate-Anschluss fließen ca. 10 mA Strom.

Die Zeit, zu der die SCR schaltet sich ein in jeder positiven Halbwelle kann effizient geregelt werden, indem der Pegel der Spannungswellenform zum Gate gesteuert wird. Zusammenfassend können wir die dem Bohrer zugeführte Leistung perfekt steuern.

Die Widerstände R1 und R2 und das Potentiometer RV1 werden a Spannungsteiler Dies liefert eine Halbwellenspannung mit einstellbarem Wert an das Gate des SCR. Wenn der Motor nicht bewegt wird, liegt die Kathode des SCR bei 0 V und schaltet sich fast vollständig ein. Mit zunehmender Bohrgeschwindigkeit bildet sich am Bohrer eine Spannung.

Dieses zusätzliche Potential reduziert die effektiven Gate-Kathoden-Spannungen. Wenn der Motor beschleunigt, nimmt die zugeführte Leistung ab, bis der Motor bei einer Geschwindigkeit stabil wird, die durch die Konfiguration von RV1 reguliert wird.

Angenommen, der Bohrer wird belastet. Dies führt dazu, dass der Bohrer abgebremst wird und gleichzeitig die Spannung am Bohrer abfällt. Dann wird dem Motor aufgrund der automatisch vorgerückten Zündzeit des SCR mehr Leistung zugeführt.

Daher bleibt die einmal eingestellte Bohrgeschwindigkeit unabhängig von der Last erhalten. Die Diode D2 dient dazu, die in R1, R2 und RV1 verbrauchte Leistung zu halbieren, indem der Strom durch sie nur auf positive Halbzyklen beschränkt wird.

Die Diode D1 schützt das SCR-Gate vor extremer Sperrspannung.

SW1 schließt den SCR in der Position mit voller Geschwindigkeit leicht kurz. Infolgedessen funktioniert RV1 nicht und die gesamte Netzversorgung wird an den Bohrer angelegt.

Konstruktion

Vor allem ist es wichtig zu wissen, dass der Bohrdrehzahlregler ohne Trenntransformator direkt an das Stromnetz angeschlossen ist.

Daher müssen während der Montage Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, damit keine schweren oder tödlichen Verletzungen auftreten.

Die Verwendung eines Etikettenstreifens oder einer Leiterplatte ist nicht erforderlich, da nur eine Handvoll elektronischer Komponenten verwendet werden. Es sind nur zwei Luftverbindungen erforderlich, die sicher isoliert sein müssen, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Für dieses Projekt wird ein SCR-Typ mit Bolzenbefestigung verwendet. Diese Komponente wird mit der mitgelieferten Lötfahne platziert und auf die mittlere Lasche des Schalters gelötet.

Für Lasten bis 3 A sind keine Kühlkörper erforderlich. Wenn Sie einen SCR mit Kunststoffverpackung haben, können Sie ein Loch in die Schalteröse bohren und den SCR gerade verschrauben.

Es wird jedoch empfohlen, ein Stück Aluminium mit einer Abmessung von 25 mm x 15 mm zwischen SCR und Schaltfahne zu platzieren, um als Kühlkörper zu fungieren.

Denken Sie unbedingt daran, Erdungsverbindungen für alle externen Komponenten herzustellen, da das Gerät mit 240 VAC betrieben wird. Für den Fall verwendeten wir ein Kunststofffach mit einem Metalldeckel.

Weiterhin wird eine Kabelklemme verwendet, die mit einer Metallschraube an der Seite des Kunststoffgehäuses befestigt ist.

Denken Sie daran, den Erdungsanschluss für diese Schraube, den Deckel und die Erdungsklemme der Ausgangsbuchse vorzubereiten.

Es ist unbedingt erforderlich, nur durchgehende Kabel zu verwenden, da Erdungskabel ohne Zwischenverbindungen von einem Erdungspunkt zum anderen verlaufen. Es ist in Ordnung, zwei Erdungskabel an eine Erdungsöse zu löten, aber niemals zwei Drähte unter einer einzigen Schraube zu befestigen.

Die Aluminiumabdeckung der UB3-Box ist für diese Anwendung nicht robust, insbesondere wenn das Loch für die Ausgangsbuchse geschnitten ist.

Stellen Sie daher sicher, dass Sie einen neuen Deckel aus 18 Gauge Stahl oder 16 Gauge Aluminium herstellen.

Als zusätzliche Sicherheitsvorkehrung wird empfohlen, eine kleine Menge Kleber, Lack oder sogar Nagellack auf die Rillen der Schraube zu verwenden, die im Gerät befestigt werden. Dies garantiert eine sichere Montage.

Bei einigen SCRs stellen Sie möglicherweise fest, dass der von R1 und R2 bereitgestellte Auslösestrom nicht ausreicht. Um dies zu überwinden, fügen Sie einfach parallel zu jedem Widerstand einen zusätzlichen 10k-Widerstand hinzu.

Wie benutzt man

Schließen Sie zunächst den Stromkreis des Bohrgeschwindigkeitsreglers an die Netzversorgung und den Bohrer an den Regler an.

Wählen Sie dann die gewünschte Geschwindigkeit aus - volle oder variable Geschwindigkeit. Möglicherweise stellen Sie fest, dass es keinen EIN- oder AUS-Schalter gibt, da die Umschaltfunktion vom Bohrerschalter selbst bereitgestellt wird.

Bei voller Geschwindigkeit läuft der Bohrer normal und die Geschwindigkeitsregelung am Regler hat keine Auswirkung.

Wenn die variable Geschwindigkeit ausgewählt ist, regelt die Steuerung die Geschwindigkeit zwischen 0 und 75% der vollen Geschwindigkeit. Es ist möglich, dass es Totzonen bei niedriger und hoher Geschwindigkeit der Steuerung gibt.

Dies ist sehr normal und geschieht aufgrund der Bohrereigenschaften und Komponententoleranzen innerhalb der Steuerung.

Bei extrem niedrigen Geschwindigkeiten können Sie feststellen, dass die Bohrer im Leerlauf ruckeln. Aber sobald eine Last eingeführt wird, wird der Ruck reduziert und verschwindet schließlich.

Solange der Bohrer mit weniger als der vollen Drehzahl verwendet wird, wird der Kühleffekt des Motors erheblich verringert.

Dies geschieht, weil der Lüfter an der Ankerwelle angebracht ist und sich auch langsamer dreht. Daher wird der Bohrer bei niedrigen Geschwindigkeiten heißer. Daher ist es wichtig, den Bohrer in diesem Modus nicht über einen längeren Zeitraum zu verwenden.

LISTE DER EINZELTEILE
R1, R2 = Widerstand 10k 1W 5%
RV1 = Potentiometer 2,5 kLin
D1, D2 = Dioden 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 oder BT151 (8A / 10A, 400 V)
SW1 = Schaltkasten
3-Kern Flex und Plug
Kabelklemme
3-polige Steckdose

Möglicherweise haben einige SCRs einen Auslösestrom über dem Normalwert, der den Betrieb des Geräts beeinträchtigen kann. In solchen Fällen können Sie SCRs parallel hinzufügen, zusammen mit den beiden 10k-Widerständen mit zusätzlichem 10k-Widerstand, um sicherzustellen, dass genügend Strom für die SCR-Gate-Triggerung verfügbar ist.

Verwenden der Triac-Phasensteuerung

Fast alle Bohrgeschwindigkeitsregler sind von mehreren negativen Aspekten betroffen. Zum Beispiel unzureichende Drehzahlstabilität, zu starkes Wackeln bei reduzierten Drehzahlen und große Verlustleistung von dem zur Erfassung des Motorstroms verwendeten Vorwiderstand.

Die in diesem Artikel erläuterte Schaltung enthält keine dieser Nachteile und ist außerdem unglaublich einfach. Der Netz-Wechselstromeingang wird durch D1 gleichgerichtet und durch R1 abgesenkt.

Der von T1 verbrauchte Strom könnte durch P1 gesteuert werden, wodurch auch die Gleichspannung manipuliert wird, die sich über C2 und damit an der T2-Basis darstellt. T2 ist als Emitterfolger angeschlossen, und die in der Kathode von D3 entstehende Spannung liegt etwa 1,5 V unter der T2-Basisspannung.

Angenommen, der Motor schaltet, aber der Triac ist ausgeschaltet zurück e.m.f. durch den Motor erstellt wird sich auf dem T1-Pin des Triac entwickeln.

Solange diese Spannung höher als die D3-Kathodenspannung ist, bleibt der Triac ausgeschaltet. Wenn der Motor jedoch abbremst, fällt diese Spannung ab und der Triac wird aktiviert.

In dem Fall, dass die Belastung des Motors ansteigt, wodurch der Bohrmotor langsamer wird, wird der hintere e.m.f. fällt schneller ab und der Triac wird schneller ausgelöst, was dazu führt, dass der Motor wieder schneller wird.

Da der Triac nur bei positiven Halbzyklen der Wechselstromwellenform aktiviert werden konnte, passt der Bohrdrehzahlregler die Motordrehzahl nicht kontinuierlich von Null auf Drosseldrehzahl an, und bei Standardarbeit mit voller Geschwindigkeit ist S1 eingebaut, wodurch der Trlac aktiviert wird ganz auf.

Trotzdem zeigt die Schaltung über den entscheidenden reduzierten Geschwindigkeitsbereich sehr gute Geschwindigkeitsregelungsattribute. L1 und C1 liefern rf. Interferenzunterdrückung durch Triac-Phasen-Chopping.

L1 könnte eine rezeptfreie, leicht verfügbare HF sein. Suppressor-Drossel einer Induktivität von mehreren Mikrohenries.

Die Nennstromstärke von L1 muss in Bezug auf die Nennstromstärke des Bohrmotors zwischen zwei und vier Ampere liegen. Fast jeder 600 V 6 A Triac wird sehr gut in der Schaltung funktionieren.