Предлага се да се обмисли вариант за производство. електронен регулатор на скоростта за постоянен двигател с работно напрежение 24 V.
Предложеният дизайн на регулатора на оборотите на двигателя е предназначен да промени скоростта на въртене на инструмента върху сондажна машина, производството на която е описано в бележката "Пробивна машина - ромбоидна". Това устройство обаче може да се използва за контрол на мощността в други дизайни.
Необходимостта от регулиране на оборотите на инструмента се причинява от следните причини. Промяната на обработения материал, диаметъра и вида на инструмента изисква промяна в скоростта на рязане. Например пробиването на плексиглас или някаква термопластична пластмаса при оптимални условия за пробиване на метал ще доведе само до топене на обработения материал в зоната на рязане и залепване към свредлото. Пробиването, разширяването и противопоказанието на един и същ отвор също изисква различни обороти за висококачествена повърхностна обработка. Увеличаването на диаметъра на свредлото изисква пропорционално намаляване на броя на оборотите. Освен това, понякога се изисква обратна посока на въртене на инструмента. За елементарното изпълнение на тези условия се предлага производството на електронен регулатор на скоростта.
Изработка на регулатор на оборотите на двигателя.
1. Изходните данни.
В този пример се използва 24-волтов постояннотоков мотор (0.7A) на пробивна машина.
За работата на този електродвигател е необходим подходящ източник на енергия.
Напрежението и токът, необходими за работата на двигателя, могат да бъдат осигурени от вертикалния сканиращ трансформатор TVK-110L-1, взет от стар телевизор. Той има малки размери и маса (ШЛ 20 х 32) и от вторичната намотка е в състояние да произведе ток 1 А с напрежение 22 ... 24 V. В този случай изправеното напрежение ще бъде около 30 V, но с увеличаване на консумацията на ток, изходното напрежение ще намалее леко.
2. Производство на токоизправител.
Тъй като при възможно рязко спиране на инструмента за обработка, вероятни са пренапрежения на тока, консумиран от двигателя до 1,5 ... 2,0 A, за произведения токоизправител е необходимо да се използват диоди с ограничение на границата на тока. Препоръчително е да използвате диоди с работно напрежение над 30 V и ограничителен ток над 2,0A.
В разглежданата версия на регулатора се използват оптималните диоди KD202D (200V - 5.0A), които са под ръка.
От избраните диоди ще съберем мостов изправител и ще го свържем към вторичната намотка на трансформатора. Захранваме трансформатора от мрежата и проверяваме изходното напрежение.
3. Изработка на калъф за устройството.
Време е да поставите електрическата част на регулатора на скоростта. Възможни са следните опции. В отделен случай, независим от машината, в случай, който е постоянно инсталиран на машината и също е интегриран в структурата на машината (например в таблицата на машината).
Тъй като предлаганият дизайн е регулатор на мощността за различни устройства, като се вземат предвид перспективите за възможното му по-нататъшно използване, препоръчително е да се произведе това устройство в отделен мобилен калъф. Производството или закупуването на подходящ калъф ще зависи от вашите желания и възможности. Като алтернатива във въпросния дизайн е използвана пластмасова бутилка от химикали с общи размери 90 х 70 х 90 мм.
Контейнерът е отрязал частично горната част. Полученият прозорец е затворен с декоративен панел, изработен от метален лист с дебелина 0,4 мм. Ребрата, образувани след огъване от три страни на рафтовете на детайла, придават на панела достатъчна твърдост за работа. Когато е инсталиран в конструкция, панелът също придава на корпуса допълнителна здравина. На панела са инсталирани панел за изходно напрежение, регулатор на мощността, платка с електронна схема (отдолу).
Според размера на прозореца в кутията, от универсалната платка се изрязва работна платка, която да побере електронната верига на контролера.
4. Електрическата верига на регулатора.
В Интернет можете да намерите много опции за вериги за регулиране на скоростта на постоянен двигател. Най-простите и стабилни схеми са базирани на таймера NE555. Те изискват минимум компоненти, практически не е необходимо да бъдат конфигурирани и бързо се сглобяват. Следователно няма да се стремим към оригиналност, ще изпълним електронен регулатор на скоростта на базата на доказана верига на генератора с таймер NE555, според фигурата по-долу.
Веригата на контролера е базирана на DA1 - внесен интегриран таймер NE555 (вътрешен аналог - KR1006VI1). Дизайнът на таймера е многофункционална интегрална схема (IC). Често се използва в различни устройства (електроника, компютърни технологии, автоматизация). Основната цел на този таймер е да генерира импулси с широк диапазон от периода на повторение (от микросекунди до няколко часа).
Дадената верига на контролера на таймера NE555 ви позволява да контролирате скоростта на двигателя с помощта на импулсно-ширинна модулация (PWM).
При този метод напрежението към двигателя се подава под формата на импулси с постоянна честота на повторение, но в същото време тяхната продължителност (широчина на импулса) може да бъде контролирана. При този метод на управление предаваната мощност и скоростта на двигателя ще бъдат пропорционални на продължителността на импулса (работен цикъл на PWM сигнала - съотношението на продължителността на импулса към неговия период).
Принципът на работа на PWM сигналния генератор на таймера NE555 е многократно и подробно описан в съответните публикации, които могат да бъдат намерени в Интернет.
Генераторът на регулатора работи с честота около 500 Hz. Честотата му зависи от капацитета на кондензатора С1. Продължителността на импулса ще се регулира от променлив резистор R2. Сигналите от изхода на PWM сигналния генератор, през усилвателя на тока на транзистора VT1, управляват двигателя на машината. С увеличаване на ширината на положителния импулс, влизащ в основата на транзистора VT1, увеличаваме мощността, подавана към постояннотоковия мотор, и обратно.Продължителността на импулса и следователно оборотите на двигателя може да се променя в диапазона от 0 до 95 ... 98%.
Обратна посока на въртене на инструмента може да се извърши с помощта на превключвателя, инсталиран на панела. Но за да се опрости дизайна, тази функция се изпълнява чрез завъртане на щепсела (смяна на полюса) в гнездото на панела.
Вместо композитния n-p-n транзистор KT 829A може да се използва полев транзистор или оптрон със съответната мощност.
Регулаторът ще се захранва от 220 V мрежа и ще има 24 V изход, регулиран от мощността.Захранващото напрежение на таймера NE555 трябва да бъде в диапазона от 5 ... 16 V, във веригата той ще работи от стабилизирано напрежение 12V. Тази верига на контролера може да работи и от друг източник на енергия в рамките на 24 ... 30 V.
5. Пълният комплект на устройството.
Допълваме устройството с части съгласно горната диаграма. Изходният транзистор VT1 и стабилизаторът VR1 са инсталирани на малки радиатори. В дадения дизайн те са изработени от алуминиев ъгъл.
6. Проверка на работата на веригата на генератора.
В Интернет има много подобни варианти на генераторната верига на таймера NE555, но стойностите на частите в различни вериги се различават десетки и стотици пъти. Ето защо, за да се опрости производството и отстраняването на грешки на работна верига, препоръчително е предварително да се сглоби на универсална платка.
Ние събираме веригата на генератора. Към изхода на таймера (щифт 3) свързваме основата на n-p-n транзистор KT315. Във веригата на неговия колектор ние включваме индикаторния светодиод през 1kΩ ограничаващ резистор. Излъчвателят е свързан към минусовата верига. Ние захранваме веригата на генератора от стабилизирано 12V захранване. Избирайки стойностите на частите, ние контролираме правилната работа на генератора чрез светенето на светодиода.
Контролният светодиод също може да бъде инсталиран директно към изхода на таймера (щифт 3), но имайте предвид, че таймерът NE555 има изходен ток до 200 mA. Затварянето на вътрешния аналог KR1006VI1 позволява изходен ток до 100 mA.
7. Монтаж на веригата на регулатора на скоростта.
Извършваме оформлението на платката - поставяме частите на радиаторите, резистор за регулиране на скоростта с променлива скорост, електролитични кондензатори. Пробиваме дупки в дъската за монтаж на части и фиксиране на дъската към панела на устройството. Извършваме инсталирането на веригата на регулатора върху работната дъска.
8. Сглобяване на регулатора на оборотите на двигателя.
Ние събираме всички възли на регулатора на скоростта. Ние фиксираме платката на панела на устройството с помощта на тънка уплътнителна платка за изолиране на контактите на платката от металния панел. Изходът на регулатора е свързан към изхода, разположен на панела. Също така към неговите клеми, в обратна посока, спояваме диода VD3. Той ще заглуши самоиндукционните импулси на намотката на двигателя. Този диод трябва да издържа работно напрежение и ток най-малко два пъти по-високи от характеристиките на двигателя.
Ролята на индикатора за работа на регулатора ще се изпълнява от един елемент от LED1 лентата LED, при напрежение 12V. Поставете го (залепете) върху рамото на мотора, над патронника, за едновременно с посочване на осветяването на зоната за обработка.
9. Финализиране на дизайна на пробивната машина.
Работата по произведената машина показа необходимостта от известно усъвършенстване на нейния дизайн.
Под фиксиращия винт във височина е монтирана допълнителна плоча, която ви позволява да разпределите налягането на затягането върху голяма площ, да премахнете задръстването и да улесните плъзгането на основата на окачването върху стойката на машината.
По предложение на коментатора за контрола на оптималното положение на инструмента спрямо детайла е направен и монтиран регулиращ стоп. Той е монтиран в горната част на основата на окачването и служи като стоп за горното рамо на окачването. Акцентът е настроен така, че патронният патронник и рамото на окачването не могат да паднат под 2 мм от нулевата линия. В положение на стопа, свредлото е инсталирано в патронника, докато не докосне машинната маса.Така той автоматично ще работи в оптималната зона от 4 мм, с минимално странично преместване 0,01 мм.
