Схема регулятора частоты вращения для электродрели 220В

Схема регулятора частоты вращения для электродрели 220В

Многие электродрели, особенно старых выпусков, не имеют регулятора частоты вращения (РЧВ), что является не только неудобством в эксплуатации электроинструмента, но и приводит к травматизму.

РЧВ можно собрать по несложной схеме и снабдить им старенькую дрель. А если вышел из строя РЧВ (штатный) у новой дрели, то взамен дефектного (хотя бы временно) можно использовать самодельный РЧВ. Об этом пойдет речь в данной статье.

Современный ручной электроинструмент снабжают РЧВ. Однако, как показывает практика эксплуатации таких инструментов, штатные РЧВ довольно часто выходят из строя. Причин выхода из строя РЧВ имеется несколько.

Во-первых, изменения сетевого напряжения частот выходят за границы каких-то разумных пределов. Чем дальше от областного центра предстоит работа с электроинструментом, тем шире диапазон изменения сетевого напряжения. Нынче изменение в пределах 170. 250 В многие уже не считают худшим вариантом.

Но быстрее выводят из строя технику всплески сетевого напряжения, превышающие 300 В. Именно из-за них чаще всего и выходят из строя штатные РЧВ.

Во-вторых, малогабаритные РЧВ, которыми снабжены коллекторные двигатели электроинструмента, не так надежны, как хотелось бы. К примеру, надежность самодельного РЧВ на дискретных элементах не столь зависит от всплесков сетевого напряжения, особенно при использовании кондиционных (проверенных) компонентов. Важнее всего, чтобы коммутирующий силовой элемент (симистор или тиристор) имел надлежащий запас по напряжению.

В-третьих, участились случаи комплектации электроинструментов заводами-изго-товителями менее мощными экземплярами РЧВ. К примеру, электродрель 1035 Э-2 У2 мощностью 600 Вт укомплектована РЧВ от дрели ИЭ-1036Э мощностью 350 Вт. После непродолжительной эксплуатации (как еще владельцу повезет, может и через минуту нагрузки на полной мощности) штатный РЧВ выходит из строя.

В-четвертых, нарушение правил эксплуатации электроинструмента. Работа в жару требует перерывов в эксплуатации. Перегрев приводит не только к дефекту РЧВ, но и к неисправности двигателя и редуктора.

У инструмента выпуска прошлых лет вообще не предусмотрено использование РЧВ, то есть двигатель всегда работает на полной мощности. Старые дрели очень надежны, поэтому есть смысл снабдить их РЧВ, тем самым продлив срок службы и обезопасив себя от травм.

Самый простой способ уменьшения числа оборотов — использование ЛАТРа или любого автотрансформатора, способного обеспечить требуемую мощность в нагрузке (дрели). Удобно использовать дрель от трансформатора безопасности (коэффициент трансформации 1:1). Так фактически можно исключить вероятность поражения электрическим током.

Чтобы не потерять в мощности дрели, желательно использовать трансформатор с двойным запасом мощности. Иначе при включении дрели несколько снижается напряжение вторичной обмотки трансформатора (особенно при мощности дрели 600 Вт). Хороший результат получается при эксплуатации перемотанного ТС-270 (намоточные данные приведены в [4]).

Все вторичные обмотки сматывают и наматывают новые проводом 00,9. 1 мм. На каждой катушке ТС-270 размещают по 300 витков (в сумме 600 витков). В этом варианте во вторичной обмотке можно сделать десяток отводов для управления мощностью.

Трансформатор безопасности особенно необходим при работе в сырых помещениях (гаражах, сараях, подвалах).

Обезопасить дрель от неисправности по причине увеличения напряжения в электросети можно также несложным способом, проверенным на практике [1,2]. Суть его заключается в параллельном включении надежных сетевых феррорезонансных стабилизаторов.

Принцип работы и разновидности коллекторных двигателей

Каждый электродвигатель состоит из коллектора, статора, ротора и щёток. Принцип его работы довольно прост:

1. Ток подаётся на статор и ротор, соединённые друг с другом.
2. Образуется магнитное поле.
3. Из-за воздействия магнитного напряжения, ротор начинает вращаться.
4. Щётки (обычно их изготавливают из графита) передают напряжение на ротор.
5. При изменении направления тока в статоре или роторе, вращение вала происходит в другую сторону.

Помимо стандартного устройства также существуют:

• Электродвигатели последовательного возбуждения — обладают большей устойчивостью к перегрузкам (чаще всего используются в бытовых устройствах).
• Изделия параллельного возбуждения — имеют большее количество витков и небольшое сопротивление.
• Однофазные двигатели — лёгкость в изготовлении и широкий диапазон для применения, но низкий КПД.

Типовая схема регулятора оборотов

Вот так выглядит плата регулятора оборотов в сборе

Регулятор оборотов двигателя – это не просто переменный резистор, понижающий напряжение. Необходим электронный контроль величины силы тока, иначе с падением оборотов будет пропорционально снижаться мощность, а соответственно и крутящий момент. В конце концов, наступит критически малая величина напряжения, когда при малейшем сопротивлении диска электродвигатель просто не сможет повернуть вал.
Поэтому, даже самый простой регулятор необходимо рассчитать и выполнить в виде проработанной схемы.

А более продвинутые (и соответственно дорогие) модели оснащаются регуляторами на основе интегральной микросхемы.

Интегральная схема регулятора. (наиболее продвинутый вариант)

Если рассматривать электрическую схему болгарки в принципе, то она состоит из регулятора оборотов и модуля плавного пуска. Электроинструменты, оснащенные продвинутыми электронными системами, существенно дороже своих простых собратьев. Поэтому далеко не каждый домашний мастер в состоянии приобрести такую модель. А без этих электронных блоков останется лишь обмотка электромотора и клавиша включения.

Надежность современных электронных компонентов УШМ превосходит ресурс обмоток двигателя, поэтому не стоит бояться приобретения электроинструмента, оснащенного такими приспособлениями. Ограничителем может быть лишь цена изделия. Мало того, пользователи недорогих моделей без регулятора рано или поздно приходят к самостоятельной его установке. Блок можно приобрести в готовом виде или изготовить самостоятельно.

Электрическая схема

Когда к разъему P3 подключен выключатель SW1 и времязадающая RC цепочка устройство работает в режиме плавного включения лампы или электродвигателя. Время плавного включения зависит от емкости конденсатора C3, а время плавного выключения — от сопротивления резистора R2. Подберите нужный для вас режим.

Для использования устройства в качестве фотореле с плавным регулированием мощности — вместо выключателя можно подключить фотоэлемент.

При подключении к разъему P3 переменного резистора устройство работает как регулятор мощности.

Как заменить щетки: работа за пару минут

Но дрель может не работать и из-за банальных неисправностей – например, из-за щеток внутри двигателя. А значит, без ремонта щеток здесь не обойтись, при этом работа эта достаточно простая – вам даже не нужно обладать специальными знаниями и инструментами. Для этого разбираем устройство, извлекаем из него щеткодержатели и меняем детали, которые поломаны. К слову, существуют модели, корпус которых можно не разбирать – в них нужно просто удалить специальные заглушки через установочное окошко, после чего сменяем щетки.

Приобрести эти детали можно в любом строительном магазине, есть также и некоторые модели, которые продаются вместе с комплектом дополнительных щеток. Важно, чтобы вы не дожидались полного износа щеток – проверяйте их время от времени. А все за счет того, что возникает риск образования зазора между щетиной и коллектором. В итоге эта деталь начнет перегреваться и со временем отпадет – значит, вам придется менять целый якорь, что выйдет значительно дороже и сложнее, и не факт, что вы сможете самостоятельно решить этот вопрос.

Как отремонтировать кнопку шуруповерта

Неполадки с включением и управлением режимами могут возникать из-за набившейся в устройство пыли или грязи.

Корпус устройства, даже достаточно качественно собранного, будет постепенно пропускать мелкие загрязнения в местах контакта с кнопкой, выводя устройство из строя.

Поэтому во многих случаях для ремонта достаточно вынуть кнопку и прочистить её.

Упрощенная схема

Последовательность действий при проверке/ремонте:

• корпус нужно аккуратно разобрать, предварительно отключив аккумулятор (или вытащив из розетки сетевой шнур, если используется не автономная модель). Винты выкручиваются крестовой отверткой, может также потребоваться снять декоративные элементы или резиновые вставки;
• для исключения неполадок в моторе нужно приложить идущие от него провода напрямую к клеммам АКБ. Если при поданном питании двигатель не заработал, дело в нем, а не в кнопке (или аккумулятор давно не был в зарядном устройстве). После проверки двигатель нужно снова отключить;
• плоской отверткой (лучше взять потоньше) следует аккуратно разъединить корпус, в котором движется кнопка. Обычно они соединены защелками, которые проще всего открывать движением по кругу;

• иногда может потребоваться отпаять крепление, удерживающее крышку;
• саму кнопку нужно аккуратно достать, удерживая пружину. Если окажется, что пружина лопнула или уже не обеспечивает прижатие, надо заменить её на аналогичную, иначе конструкция будет работать нестабильно;
• обнаруженную внутри корпуса грязь нужно аккуратно вычистить. Также нужно обратить внимание на состояние контактных площадок. Если они окислились, их нужно зачистить и протереть спиртом. При этом не рекомендуется шлифовать шкуркой износившиеся поверхности, лучше воспользоваться ватой.

Затем нужно собрать устройство в обратном порядке и проверить, корректно ли работает инструмент.

Неисправность элементов прибора

По отзывам покупателей самыми часто ломающимися деталями являются:

• Кнопка включения и выключения;
• Двигатель;
• Редуктор;
• Шнур питания;
• Регулятор оборотов.

Включение и выключение

Пусковая кнопка является одним из элементов, который чаще всего нуждается в ремонте. Так как постоянно функционирует. Решение проблемы может занять много времени, если попытаться устранить недочет своими руками.

Или ремонт можно выполнить за короткий срок, применив для этого такой-же элемент, только нового формата. К тому же такая деталь не много стоит, особенно в интернет-магазине.

Нередко бывают ситуации, когда кнопка просто залипает. В этом случае не нужно приобретать аналог. Достаточно будет разобрать агрегат в месте, где находится кнопка. И устранить оттуда пыль, гарь и другие загрязнения. По необходимости пространство граничащее с деталью смазывают смазкой. В итоге кнопку собирают и устанавливают на прежнее место.

Двигатель

Этот элемент носит важный характер при работе любого электрического прибора. Двигатель может сломаться полностью или может повредиться одна их его деталей. В любом случае нужно проверить данный элемент на исправность.

Для начала советуют понять есть ли в этой детали проблема, связанная с заклиниванием или же причина в другом элементе. Обнаружить заклинивание достаточно просто.

• Для этого прокручивают вал. Если деталь идет плавно и не останавливается, тогда причина поломки не в ней.
• Или наоборот вал притормаживает, тогда смотрят уже на поломку двигателя или редукторной системы.
• Для этого двигатель разбирают, отсоединяя от него редуктор.
• И прокручивая двигатель, смотрят на его работу, если происходит все без помех, тогда дело точно в редукторе.

Замена данного элемента не всегда требуется. Основной причиной неисправности может стать, попадание постороннего предмета или поломка его механизмов. В любом случае для налаживания работы, проводят тщательный осмотр с применением замены смазочного вещества.

Мультиметр – это устройство, которое даст понять, что случилось с электродвигателем. Он обнаруживает даже пробой двигателя. Это может стать следствием неисправности обмотки. Ее достаточно тяжело поменять самостоятельно, поэтому советуют сразу обратиться в ремонтную контору, где эти действия сделают быстро и качественно.

Редуктор

Этот элемент отвечает за вращение двигателя. Поэтому его неисправность является серьезной поломкой. Однако она может иметь разные причины.

• Первая из них– это заклинивание. Его устраняют своими руками, разобрав деталь и достав оттуда посторонние предметы.
• Вторая причина – стачивание пластмассовых шестеренок редуктора. Устраняют проблему, заменив деталь на новый элемент.

Шнур питания

Данная поломка является частой причиной неисправности агрегата. Шнур может не осуществлять поступление тока к устройству, если он полностью оборван, перегнут или нарушена целостность одной из его жил. Ремонтные работы в таком случае можно произвести самостоятельно. Для этого отключают агрегат. Убирают корпусную часть, использовав отвертку.

Далее освобождают крепление кнопки вместе с проводом. Устраняют поврежденный провод, зачистив от изоляции его неповрежденные элементы. И соединяют по той же системе провод с прибором, поставив корпус на место.

Совет! Повреждение провода также обнаруживают при помощи мультиметра. Бывают случаи, когда замена провода не поможет и нужно приобрести новое устройство.

Регулятор оборотов

От этого элемента зависит мощность двигателя. К таким приборам относятся УШМ или шлифовальные машины. Каждая такая деталь оснащена частотой вращения диска (находится в цифрах на регулировочном колесе). Для обнаружения недочета, регулятор соединяют напрямую с сетью.

Если элемент работает, значит есть поломка. В таком случае покупают другой регулятор, устанавливая его на место прежнего.