Болгарка или угловая шлифовальная машина является очень полезным инструментом в хозяйстве при работах с различными поверхностями. Такой инструмент кардинально облегчает многие утомительные процессы. С его помощью можно обработать, отшлифовать или обрезать металлические, деревянные, каменные или пластиковые материалы. Большинство современных болгарок изначально оснащены функцией «плавного пуска». В чём польза данной функции?
Особенности и назначение
Для чего же нужна функция плавного пуска? Причина в том, что при включении болгарки на её двигатель резко подаётся большое напряжение. Это крайне негативно влияет на электронику инструмента, а также изнашивает проводку. Именно резкие скачки напряжения чаще всего и выводят болгарку из строя. К тому же при резком запуске довольно сложно удержать инструмент в руках, потому что его начинает трясти и вести в сторону. Все это может привести не только к поломке инструмента, но и к травмам. Именно поэтому большинство производителей снабдили свои модели функцией плавного запуска и регулировкой оборотов.
Функция регулировки оборотов полезна тем, что такой болгаркой можно выполнять различные виды работ. Скорость вращения диска подбирается в зависимости от того, что необходимо сделать УШМ – отшлифовать, отполировать или обрезать материал. Скорость вращения дисков может сказываться на качестве резки поверхности. Например, для твердых поверхностей необходима большая скорость вращения диска, а для более мягких наоборот – низкая скорость. Работы по шлифовке очень трудновыполнимы без регулятора скорости вращения круга.
Крайне важно помнить о безопасности, работая с болгаркой. Это травмоопасный прибор, поэтому халатность в обращении с ним недопустима. Необходимо работать в защитной маске, перчатках и крепко держать шлифовальную машину двумя руками, чтобы он не соскальзывал с обрабатываемой поверхности.
Устройство плавного пуска
На современных шлифовальных машинах функция плавного пуска уже установлена, но некоторые мастера самостоятельно снабжают свои болгарки устройством плавного пуска. В принципе, поставить ограничитель не так уж и сложно.
Можно приобрести уже готовые приборы для плавного пуска, а можно изготовить такой прибор самостоятельно. Ниже представлена одна из самых известных схем устройства плавного запуска инструмента.
Итак, для изготовления системы плавного пуска понадобятся:
- микросхема – КР1182ПМ1;
- R1 – 470 Ом R2 – 68;
- C1 и C2 – 1 микрофарад – 10 вольт;
- C3 – 47 микрофарад – 10 вольт.
Суть работы такого аппарата заключается в следующих характеристиках.
- Когда прибор включается, то напряжение из сети начинает поступать на микросхему (DA1).
- Затем управляющий конденсатор начинает постепенно заряжаться. После чего прибор доходит до нужного показателя напряжения. По этой причине тиристоры открываются в микросхеме с небольшим запаздыванием. Период такого запаздывания зависит от времени, которое необходимо, чтобы конденсатор полностью зарядился.
- Симистор VS1 будет открываться тоже постепенно. Это происходит потому, что он тоже находится под управлением тиристоров.
Данные процессы осуществляются периодами, которые постепенно становятся меньше. И по этой причине напряжение, которое подается на двигатель болгарки, вырастает не скачками, а постепенно. Благодаря этому болгарка включается плавно.
Емкость конденсатора C2 напрямую влияет на время, за которое двигатель полностью начинает работать. Конденсатор, который имеет ёмкость в 47 мкФ, запускает прибор примерно за 2-3 секунды. А в тот момент, когда болгарка выключается, разряд конденсатора C1 осуществляется с помощью резистора R1 на 60 кОМ. Это происходит примерно за то же время, что и включение. Затем инструмент можно запускать снова для дальнейшей работы.
Данный блок вполне можно подключать к любому устройству, который рассчитан на напряжение в 220 В. Основой данного устройства является микросхема и симистор. Главное, чтобы минимальная сила тока симистора равнялась 25 А, а максимальное его напряжение составляло бы 400 В. Такая схема собирается на печатной плате. Плата должна быть разведена как можно компактней.
Как правильно выбрать УШМ? Для этого стоит воспользоваться несколькими основными критериями.
Для выбора подходящего инструмента стоит определиться с конкретным видом работ, которые предстоит выполнять данным инструментом. Болгарки могут быть разных видов: сетевые, с аккумуляторами, бензиновые и пневматические.
Сетевые модели, пожалуй, распространены более всего. Такие болгарки работают от домашней сети, то есть – от простой розетки. Такие модели инструмента обладают высокой мощностью, компактностью и высокой скоростью вращения режущих дисков.
Но ограничение в работе с такой болгаркой связано с зависимостью от электросети. Например, при работе на улице не всегда поблизости есть розетка и приходится пользоваться различными удлинителями.
Аккумуляторные приборы лишены данного минуса. Они имеют специальное крепление для блоков питания, которые заряжаются от электросети. После зарядки работать таким инструментом можно без всяких проводов. Обычно такие болгарки имеют компактные размеры и небольшие диаметры режущих дисков. Как правило, стоят такие модели дороже стандартных инструментов. Также период их работы ограничен емкостью блока питания.
Бензиновые модели болгарок встречаются нечасто. Такие приборы отличаются крупными габаритами, ведь им необходим бак для топлива, а также двигатель внутреннего сгорания. Среди плюсов стоит выделить высокую мощность данных моделей, широкий спектр выбора дисков и автономность. К отрицательным аспектам относится их вес и объемность, высокий уровень шума и, конечно, дополнительные затраты на топливо для работы прибора.
Пневматические модели УШМ часто используются в производственных целях и очень редко для бытовых работ. Это необычные болгарки, которые работают от потока сжатого воздуха, нуждаются в специальном компрессоре. У таких моделей полностью исключена проблема перегревания, а период работы может быть ограничен только лишь человеческим фактором. Также такие модели являются самыми легкими и бесшумными.
Для несложных работ по обработке и шлифовке поверхностей подойдут легкие модели шлифовальных машин с небольшим диаметром режущего круга. Для работ по резке прочных материалов стоит подбирать более мощное и, соответственно, громоздкое оборудование с большим диаметром дисков. Диаметры дисков могут быть от 125 (минимальный размер) до 230 (максимальный размер) мм – то есть диапазон размеров довольно широкий. Универсальным диаметром режущего диска является 180 мм. Таким кругом можно и обрабатывать поверхности, и резать материал.
При выборе диска стоит провести внимательный визуальный осмотр. Даже небольшие повреждения и сколы могут привести к крайне печальным последствиям. К слову, почти 90% несчастных случаев при работе с болгаркой происходит по вине дефекта на режущих дисках.
Также важным критерием выбора является удобство работы. Болгарка должна быть снабжена удобными ручками, не должна выскальзывать из ладони и иметь большой вес. Многие болгарки имеют электронное реле для защиты от скачков напряжения и перегрузок. Это полезная функция, поэтому стоит выбирать инструмент с таким предохранителем.
Как подключить?
Если необходимо подключить функцию плавного пуска к болгарке своими руками, то сделать это нужно через переходник. Входные контакты проводника необходимо подключить к блоку выпрямителя. Важную роль при этом играет правильное определение нулевой фазы. Контакты устройства закрепляются с помощью паяльной лампы. Для того чтобы проверить работоспособность устройства необходимо использовать специальный тестер.
Кому хочется напрягаться, тратить свои деньги и время на переоборудование устройств и механизмов, которые и так прекрасно работают? Как показывает практика – многим. Хоть и не каждый в жизни сталкивается с промышленным оборудованием, оснащённым мощными электродвигателями, но, постоянно встречается пусть с не столь прожорливыми и мощными, электромоторами в быту. Ну а лифтом, наверняка, пользовался каждый.
Электродвигатели и нагрузки - проблема?
Наверное, самая значительная нагрузка, приходящаяся на двигатель в момент пуска, это многократное, хоть и кратковременное, превышение номинального рабочего тока агрегата. Уже через несколько секунд работы, когда электромотор выйдет на свои штатные обороты, ток, потребляемый им, тоже вернётся к нормальному уровню. Для обеспечения необходимого электроснабжения приходиться наращивать мощность электрооборудования и токопроводящих магистралей , что приводит к их подорожанию.
При запуске мощного электродвигателя, из-за его большого потребления, происходит «просадка» напряжения питания, которая может привести к сбоям или выходу из строя оборудования, запитанного с ним от одной линии. Ко всему прочему, снижается срок службы аппаратуры электроснабжения.
При возникновении нештатных ситуаций, повлёкших перегорание двигателя или его сильный перегрев, свойства трансформаторной стали могут измениться настолько, что после ремонта двигатель потеряет до тридцати процентов мощности. При таких обстоятельствах, к дальнейшей эксплуатации он уже непригоден и требует замены, что тоже недешево.
Для чего нужен плавный пуск?
Казалось бы, все правильно, да и оборудование на это рассчитано. Вот только всегда есть «но». В нашем случае их несколько:
- в момент запуска электродвигателя, ток питания может превышать номинальный в четыре с половиной-пять раз, что приводит к значительному нагреву обмоток, а это не очень хорошо;
- старт двигателя прямым включением приводит к рывкам, которые в первую очередь влияют на плотность тех же обмоток, увеличивая трение проводников во время работы, ускоряет разрушение их изоляции и, со временем, может привести к межвитковому замыканию;
- вышеупомянутые рывки и вибрация передаются на весь приводимый в движение агрегат. Это уже совсем нездорово, потому что может привести к повреждению его движущихся элементов : систем зубчатых передач, приводных ремней, конвейерных лент или просто представьте себя едущим в дёргающемся лифте. В случае насосов и вентиляторов - это риск деформации и разрушения турбин и лопастей;
- не стоит также забывать об изделиях, возможно находящихся на производственной линии. Они могут упасть, рассыпаться или разбиться из-за такого рывка;
- ну, и наверно, последний из моментов, заслуживающих внимание - стоимость эксплуатации такого оборудования. Речь идёт не только о дорогостоящих ремонтах, связанных с частыми критическими нагрузками, но и об ощутимом количестве не эффективно израсходованной электроэнергии.
Казалось бы, все вышеперечисленные сложности эксплуатации присущи лишь мощному и громоздкому промышленному оборудованию, однако, это не так. Все это может стать головной болью любого среднестатистического обывателя. В первую очередь это касается электроинструмента.
Специфика применения таких агрегатов, как электролобзики, дрели, болгарки и им подобных, предполагают многократные циклы запуска и остановки, в течение относительно небольшого промежутка времени. Такой режим эксплуатации, в той же мере, влияет на их долговечность и энергопотребление, как и у их промышленных собратьев. При всем этом не стоит забывать, что системы плавного запуска не могут регулировать рабочие обороты мотора или реверсировать их направление. Также невозможно увеличить пусковой момент или снизить ток ниже, чем требуется для начала вращения ротора электродвигателя.
Видео: Плавный пуск, регулировка и защита колектор. двигателя
Варианты систем плавного пуска электродвигателей
Система «звезда-треугольник»
Одна из наиболее широко применяемых систем запуска промышленных асинхронных двигателей. Основным её преимуществом является простота. Двигатель запускается при коммутации обмоток системы «звезда», после чего, при наборе штатных оборотов, автоматически переключается на коммутацию «треугольник». Такой вариант старта позволяет добиться тока почти на треть ниже
, чем при прямом запуске электромотора.
Однако, этот способ не подойдёт для механизмов с небольшой инерцией вращения. К таким, к примеру, относятся вентиляторы и небольшие насосы, из-за малых размеров и массы их турбин. В момент перехода с конфигурации «звезда» на «треугольник», они резко снизят обороты или вовсе остановятся. В результате после переключения, электродвигатель по сути, запускается заново. То есть в конечном счёте вы не добьётесь не только экономии ресурса двигателя, но и, вероятнее всего, получите перерасход электроэнергии.
Видео: Подключение трёхфазного асинхронного электродвигателя звездой или треугольником
Электронная система плавного пуска электродвигателя
Плавный пуск двигателя может быть произведён с помощью симисторов, включённых в цепи управления. Существует три схемы такого включения: однофазные, двухфазные и трехфазные. Каждая из них отличается своими функциональными возможностями и конечной стоимостью соответственно.
С помощью таких схем, обычно, удаётся снизить пусковой ток до двух–трёх номинальных. Кроме этого, удаётся снизить существенный нагрев, присущий вышеупомянутой системе «звезда-треугольник», что способствует увеличению срока службы электродвигателей. Благодаря тому, что управление запуска двигателя происходит за счёт снижения напряжения, разгон ротора осуществляется плавно, а не скачкообразно, как у других схем.
В целом, на системы плавного пуска двигателя возлагаются несколько ключевых задач:
- основная – понижение пускового тока до трёх–четырёх номинальных;
- снижение напряжения питания двигателя, при наличии соответствующих мощностей и проводки;
- улучшение параметров пуска и торможения;
- аварийная защита сети от перегрузок по току.
Однофазная схема пуска
Данная схема предназначена для запуска электродвигателей мощностью не более одиннадцати киловатт. Применяют такой вариант в том случае, если требуется смягчить удар при запуске, а торможение, плавный пуск и понижение пускового тока не имеют значения. В первую очередь из-за невозможности организации последних, в такой схеме. Но по причине удешевления производства полупроводников, в том числе и симисторов, они сняты с производства и редко встречаются;
Двухфазная схема пуска
Такая схема предназначена для регулирования и пуска двигателей мощностью до двухсот пятидесяти ватт. Такие системы плавного пуска иногда комплектуют обходным контактором для удешевления прибора, однако, это не решает проблемы несимметричности питания фаз, что может привести к перегреву;
Трехфазная схема пуска
Эта схема является наиболее надёжной и универсальной системой плавного пуска электродвигателей. Максимальная мощность, управляемых таким устройством двигателей, ограничена исключительно максимальной температурной и электрической выносливостью применённых симисторов. Его универсальность позволяет реализовать массу функций , таких как: динамический тормоз, подхват обратного хода или балансировку ограничения магнитного поля и тока.
Важным элементом последней, из упомянутых схем, является обходной контактор, о котором говорилось раньше. Он позволяет обеспечить правильный тепловой режим системы плавного пуска электродвигателя
, после выхода двигателя на штатные рабочие обороты, предотвращая его перегрев.
Существующие на сегодняшний день устройства плавного пуска электродвигателей, помимо приведённых выше свойств, рассчитаны на их совместную работу с различными контроллерами и системами автоматизации. Имеют возможность включения по команде оператора или глобальной системы управления. При таких обстоятельствах, в момент включения нагрузок, возможно появление помех, могущих привести к сбоям в работе автоматики, а следовательно, стоит озаботиться системами защиты. Использование схем плавного пуска, способно значительно уменьшить их влияние.
Плавный пуск своими руками
Большинство перечисленных выше систем фактически неприменимы в бытовых условиях. В первую очередь по той причине, что дома мы крайне редко используем трехфазные асинхронные двигатели. Зато коллекторных однофазных моторов - хоть отбавляй.
Существует немало схем устройства плавного запуска двигателей. Выбор конкретной зависит исключительно от вас, но в принципе, имея определённые знания радиотехники, умелые руки и желание, вполне можно собрать приличный самодельный пускатель , который продлит жизнь вашего электроинструмента и бытовой техники на долгие годы.
У вас есть болгарка, но нет регулятора оборотов? Вы можете изготовить его своими руками.
Регулятор оборотов и плавный пуск для болгарки
И то и другое необходимо для надёжной и удобной работы электроинструмента.
Что такое регулятор оборотов и для чего он нужен
Это устройство предназначено для управления мощностью электродвигателя. С его помощью можно регулировать скорость вращения вала. Цифры на регулировочном колесе означают изменение частоты вращения диска.
Регулятор устанавливается не на все болгарки.
Болгарки с регулятором оборотов: примеры на фото
Отсутствие регулятора сильно ограничивает применение шлифовальной машины. Скорость вращения диска влияет на качество работы болгарки и зависит от толщины и твёрдости обрабатываемого материала.
Если скорость не регулируется, то обороты постоянно держатся на максимуме. Такой режим подходит только для твёрдых и толстых материалов, таких как уголок, труба или профиль. Причины, по которым наличие регулятора необходимо:
- Для тонкого металла или мягкого дерева нужна более низкая скорость вращения. Иначе кромка металла оплавится, рабочая поверхность диска замылится, а дерево почернеет от высокой температуры.
- Для резки минералов необходимо регулировать обороты. От большинства из них на высокой скорости откалываются мелкие кусочки и место реза становится неровным.
- Для полировки автомобилей не нужна самая высокая скорость, иначе лакокрасочное покрытие испортится.
- Чтобы поменять диск с меньшего диаметра на больший, надо уменьшить обороты. Практически невозможно удержать руками болгарку с большим диском, вращающимся на огромной скорости.
- Алмазные диски нельзя перегревать, чтобы не испортить поверхность. Для этого снижаются обороты.
Зачем нужен плавный пуск
Наличие такого пуска - это очень важный момент. При запуске мощного электроинструмента, подключенного к сети, происходит бросок пускового тока, который во много раз превышает номинальный ток двигателя, напряжение в сети проседает. Хотя этот бросок кратковременный, он вызывает повышенный износ щёток, коллектора двигателя и всех элементов инструмента, по которым он протекает. Это может стать причиной выхода из строя самого инструмента, особенно китайского, с ненадёжными обмотками, которые могут в самый неподходящий момент сгореть во время включения. А также идёт большой механический рывок при запуске, что ведёт к быстрому износу редуктора. Такой пуск продлевает жизнь электроинструмента и увеличивает уровень комфорта при работе.
Электронный блок в УШМ
Электронный блок позволяет объединить регулятор оборотов и плавный пуск в одно целое. Электронная схема реализована по принципу импульсно - фазового управления с постепенным увеличением фазы открытия симистора. Таким блоком могут снабжаться болгарки разной мощности и ценовой категории.
Разновидности устройств с электронным блоком: примеры в таблице
Углошлифовальные машины с электронным блоком: популярные на фото
Регулятор оборотов своими руками
Регулятор оборотов устанавливается не во все модели болгарок. Можно сделать блок для регулирования оборотов своими руками или приобрести готовый.
Заводские регуляторы оборотов болгарок: фотопримеры
Регулятор оборотов болгарок Bosh 
Регулятор оборотов болгарок Sturm 
Регулятор оборотов болгарок DWT
Такие регуляторы имеют несложную электронную схему. Поэтому создать аналог своими руками не составит особого труда. Рассмотрим, из чего собирается регулятор оборотов для болгарок до 3 кВт.
Изготовление печатной платы
Простейшая схема предствалена ниже.
Так как схема очень простая, нет смысла из-за неё одной устанавливать компьютерную программу для обработки электросхем. Тем более что для печати нужна специальная бумага. И не у всех есть лазерный принтер. Поэтому пойдём самым простым путём изготовления печатной платы.
Возьмите кусок текстолита. Отрежьте необходимый для микросхемы размер. Поверхность зашкурьте и обезжирьте. Возьмите маркер для лазерных дисков и нарисуйте схему на текстолите. Чтобы не ошибиться, сначала рисуйте карандашом. Далее, приступаем к травлению. Можно купить хлорное железо, но после него плохо отмывается раковина. Если случайно капните на одежду, останутся пятна, которые невозможно до конца вывести. Поэтому будем использовать безопасный и дешёвый метод. Подготовьте пластиковую ёмкость для раствора. Влейте перекись водорода 100 мл. Добавьте пол столовой ложки соли и пакетик лимонной кислоты до 50 г. Раствор делается без воды. С пропорциями можно экспериментировать. И всегда делайте свежий раствор. Медь должна вся стравиться. На это уходит около часа. Промойте плату под струёй колодной воды. Просверлите отверстия.
Можно сделать ещё проще. Нарисовать схему на бумаге. Приклеить её скотчем к вырезанному текстолиту и просверлить отверстия. И только после этого рисовать схему маркером на плате и травить её.
Протрите плату спирто - канифольным флюсом или обычным раствором канифоли в изопропиловом спирте. Возьмите немного припоя и залудите дорожки.
Монтаж электронных компонентов (с фото)
Подготовьте всё, что пригодится для монтажа платы:
- Катушка с припоем.
- Штырьки в плату.
- Симистор bta16.
- Конденсатор на 100 нФ.
- Постоянный резистор на 2 кОм.
- Динистор db3.
- Переменный резистор с линейной зависимостью на 500 кОм.
Откусите четыре штырька и впаяйте их в плату. Потом установите динистор и все остальные детали, кроме переменного резистора. Симистор припаивайте последним. Возьмите иглу и щёточку. Почистьте промежутки между дорожками, чтобы убрать возможное замыкание. Симистор свободным концом с отверстием крепится на алюминиевый радиатор для охлаждения. Мелкой наждачной бумагой зачистьте область крепления элемента. Возьмите теплопроводящую пасту марки КПТ-8 и нанесите небольшое количество пасты на радиатор. Закрепите симистор винтом и гайкой. Так как все детали нашей конструкции находятся под напряжением сети, для регулировки будем применять ручку из изолирующего материала. Оденьте её на переменный резистор. Кусочком провода соедините крайний и средний выводы резистора. Теперь к крайним выводам припаяйте два провода. Противоположные концы проводов припаяйте к соответствующим выводам на плате.
Можно весь монтаж сделать навесным. Для этого припаиваем детали микросхемы друг к другу непосредственно с использованием лапок самих элементов и проводов. Здесь тоже нужен радиатор для симистора. Его можно сделать из небольшого куска алюминия. Такой регулятор займёт очень мало места и его можно будет разместить в корпусе болгарки.
Если захотите установить светодиодный индикатор в регулятор оборотов, то используйте другую схему.
Схема регулятора со светодиодным индикатором.
Здесь добавлены диоды:
- VD 1 - диод 1N4148;
- VD 2 - светодиод (индикация работы).
Регулятор со светодиодом в собранном виде.
Этот блок рассчитан для маломощных болгарок, поэтому симистор не установлен на радиатор. Но если вы будете использовать его в мощном инструменте, то не забудьте про алюминиевую плату для теплоотдачи и симистор bta16.
Изготовление регулятора мощности: видео
Испытание электронного блока
Перед подключением блока к инструменту испытаем его. Возьмите накладную розетку. Вмонтируйте в неё два провода. Один из них подключите к плате, а второй к сетевому кабелю. У кабеля остался ещё один провод. Его подключите к сетевой плате. Получается, что регулятор включён последовательно в цепь питания нагрузки. Подключите к цепи лампу и проверьте работу прибора.
Тестирование регулятора мощности тестером и лампой (видео)
Подключение регулятора к болгарке
Регулятор оборотов подключается к инструменту последовательно.
Схема подключения указана ниже.
Если в рукоятке болгарки есть свободное место, то туда можно поместить наш блок. Схема, собранная навесным монтажом, приклеивается эпоксидной смолой, которая служит изолятором и защитой от тряски. Переменный резистор с пластмассовой ручкой выведите наружу, чтобы регулировать обороты.
Установка регулятора внутрь корпуса углошлифовальной машины: видео
Электронный блок, собранный отдельно от болгарки, помещается корпус из изоляционного материала, так как все элементы находятся под напряжением сети. К корпусу прикручивается переносная розетка с сетевым кабелем. Наружу выводится ручка переменного резистора.
Регулятор включается в сеть, а инструмент в переносную розетку.
Регулятор оборотов для болгарки в отдельном корпусе: видео
Использование
Существует ряд рекомендаций для правильного использования болгарки с электронным блоком. При запуске инструмента дайте ему разогнаться до установленных оборотов, не спешите резать что-либо. После выключения повторно запускайте его через несколько секунд, чтобы успели разрядиться конденсаторы в схеме, тогда повторный пуск будет плавным. Регулировать скорость можно во время работы болгарки, медленно поворачивая ручку переменного резистора.
Болгарка без регулятора оборотов хороша тем, что без серьёзных затрат вы можете сами сделать универсальный регулятор оборотов для любого электроинструмента. Электронный блок, вмонтированный в отдельную коробку, а не в корпус шлифовальной машины, можно использовать для дрели, бормашины, циркулярной пилы. Для любого инструмента с коллекторным двигателем. Конечно, удобнее, когда ручка регулятора находится на инструменте, и не нужно никуда отходить и наклоняться, чтобы её повернуть. Но тут уже вам решать. Это дело вкуса.
Недостатком небольших дешевых болгарок является отсутствие плавного пуска и регулировки оборотов. Каждый, кто включал мощный электроприбор в сеть, замечал как в этот момент падает яркость сетевого освещения. Это происходит из-за того, что мощные электроприборы в момент запуска потребляют огромный ток, соответственно, проседает напряжение в сети. Сам инструмент может выйти из строя, особенно китайский с ненадежными обмотками.
Система мягкого пуска защитит и сеть, и инструмент. Также не будет сильной отдачи (толчка) в момент включения. А регулятор оборотов позволит долго работать без перегрузки инструмента.
Представленная схема срисована с промышленного образца, устанавливаемая на дорогие приборы. Ее можно использовать не только для болгарки, но и для дрели, фрезерного станка и др., где стоит коллекторный двигатель. Для асинхронных двигателей схема не подойдет, там требуется частотный преобразователь.
Сначала нарисовал печатную плату для системы плавного пуска, без компонентов для регулировки оборотов. Это сделано специально, т.к. в любом случае регулятор надо выводить проводами. Имея схему каждый сам разберется что куда подключить.
В схеме регулирующим элементом является сдвоенный операционный усилитель LM358, через транзистор VD1 управляющий силовым симистором BTA20-600. Я не достал его в магазине и поставил BTA28 (более мощный). Для инструмента до 1кВт подойдет любой симистор с напряжением более 600В и током 10-12А. Т.к. схема имеет мягкий старт, то пусковые токи не спалят такой симистор. В ходе работы симистор нагревается и его следует установить на радиатор.
Известно явление самоиндукции, которое наблюдается при размыкании цепи с индуктивной нагрузкой. В нашей схеме цепь R1-C1 гасит самоиндукцию при выключении болгарки и защищает симистор от пробоя. R1 от 47 до 68 Ом, мощностью 1-2Вт. Конденсатор пленочный на 400В.
Резистор R2 обеспечивает ограничение тока для низковольтной части цепи управления. Сама эта часть является и нагрузкой, и в какой-то мере, стабилизирующим звеном. Благодаря этому после резистора можно не стабилизировать питание. Хотя есть вариант такой же схемы с дополнительным стабилитроном. Я его не поставил, т.к. напряжение питания микросхемы, итак, в пределах нормы.
Возможные замены маломощных транзисторов указаны под схемой.
Подстройку регулятора делают с помощью многооборотного резистора R14, а основную регулировку резистором R5. Схема не дает регулировку мощности от 0, а только от 30 до 100%. Если же нужен более простой мощный регулятор от 0, то можно собрать вариант проверенный годами. Правда для болгарки получение минимальной мощности бессмысленно.
Проверяем работоспособность схемы подключив лампочку на 220В мощностью 40-60Вт. Если яркость регулируется, то отключив от сети проверяем на ощупь симистор на тепловыделение. Он должен оставаться холодным. Далее подключаем плату к болгарке и проверяем плавность пуска и регулировку оборотов без нагрузки. Если все в порядке переходим к тестированию под нагрузкой.
Так дешевая болгарка превратилась в инструмент среднего уровня.
Компоненты для сборки
- LM358 можно купить
- S9014 можно купить
Прототип конструкции на рисунке ниже использовался для регулировки накала ламп, то есть для работы на чисто активную нагрузку.
Основой конструкции является микросхема К1182ПМ1Р. Она узкоспециализированная, и как это сегодня не странно звучит, отечественного производства. В случае необходимости время старта можно увеличить, поставив большую емкость конденсатора С3. Пока идет заряд этого конденсатора, электродвигатель плавно увеличивает обороты до максимума. Резистор сопротивлением 68 кОм оптимально выбран для нашей схемы. Если хотите сделать регулятор мощности, тогда нужно заменить сопротивление R1 переменным. Сопротивление в 100 кОм, и больше.
В роли отличного корпуса из изоляционного материала подойдет типовая распределительная коробка. К ней привинчивается розетка и подсоединяется кабель с вилкой, что делает эту конструкцию очень похожей на удлинитель сделанный своими руками.
Если хотите можно собрать чуть более сложную схему плавного пуска. Она является типовой для модуля XS–12. Он устанавливается в электроинструмент при заводском производстве многих фирм.
Если хотите регулировать обороты подсоединенного электродвигателя, тогда конструкция немного усложняется: т.к устанавливается подстроечный резистор, на 100 кОм, и регулировочное сопротивление на 50 кОм.
В целях экономии, можно оснастить регулятором оборотов типовую болгарку. Такой регулятор для шлифования корпусов различной радиоэлектронной аппаратуры является незаменимым инструментом в арсенале радиолюбителя.
www.texnic.ru
Плавный пуск болгарки своими руками продлит жизнь вашего инструмента и сэкономит средства
Выбирая болгарку, человек задумывается о продолжительной службе инструмента. Считается: чем дороже инструмент, тем дольше он прослужит. Но иногда средств на дорогую покупку не хватает и приходится приобретать недорогую модель. В недорогих моделях болгарок отсутствует регулятор набора оборотов. Другие устройства, например, дрель, шуруповерт и перфоратор имеют регулятор набора скорости. А у углошлифовальной машины присутствует только кнопка включения. Тем самым болгарка быстрее ломается, потому что под действием резкого пуска из строя выходят редуктор и обмоточные провода якоря.
Возможны следующие ситуации:
- Действие высокой нагрузки на ось редуктора вызывает инерционный скачок, приводящий в отдельных случаях к выпадению инструмента из рук.
- Величина крутящего момента в период пуска способствует изнашиванию шестерен редуктора.
- Разрушение круга при перегрузке.
Можно произвести модернизацию инструмента и получить в итоге болгарку с плавным пуском. Модернизацию по силам сделать самому. Плавный пуск для болгарки своими руками изготавливается двумя способами. Первый способ подразумевает покупку готового приспособления, у которого в наличии уже есть регулятор скорости и замедление начала работы двигателя в момент запуска. Это приспособление помещается внутрь устройства. Второй способ заключается в изготовке схемы, которая сделает пуск плавнее. Если происходит обрыв питающего шнура, схема подключается в обрыв.
План изготовки схемы
Схема плавного пуска болгарки предполагает использование известной микросхемы КР118ПМ1 для фазовой регулировки. В конструкции присутствуют семисторы. Умножение рабочей частоты достигается посредством установки резисторов, пропускающих ток в одном направлении. Преимуществом этой схемы является простота и отсутствие специальной наладки после сборки. Таким методом может воспользоваться любой человек, не имеющий специальных навыков, но работающий с паяльником.
Основные принципы разработки схемы:
- При выборе конденсатора С3 время разгона можно повысить;
- Установленный резистор R1 с сопротивлением 68 кОм не требует замены на переменное сопротивление, так как обеспечивает ровный пуск моделей различной силы (0,6–1,5 кВт);
- При желании оснащения регулятором мощности резистор R1 заменяется переменным сопротивлением. Величина более 100 кОм не способствует снижению напряжения на выходе. Выключения угловой шлифмашины происходят при замыкании ножек микросхемы;
- При употреблении семистора вида ТС-122-25 происходит плавный запуск моделей мощностью 0,6–2,7 кВт. А также в этом случае имеется запас по мощности при заклинивании. Для моделей до 1500 Вт будут достаточны менее мощные семисторы (ВТ139 и Вт140).
Процесс работы схемы
Когда происходит замыкание кнопок пуска, ток поступает на микросхему. Напряжение на главном конденсаторе начинает возрастать. Оно доходит до рабочего значения по мере заряда. В зависимости от заряда конденсатора происходит открытие тиристоров. Открытие семистора VS1 осуществляется также с промедлением. Отдельный полупериод переменного напряжения характеризуется уменьшением задержки. В итоге на входе напряжение в инструмент повышается плавно. На основе этого запуск двигателя получается плавным. В итоге обороты наращиваются не быстро и инерционных скачков на редуктор не поступает.
Установленный конденсатор С2 способствует пуску в течение 2 сек. Этого времени хватает для начала функционирования, а быстрый старт не повышает нагрузку. Выключение инструмента приводит к разрядке конденсатора С2 посредством сопротивления R1. При емкости 68 кОм период рязрядки длится 3 сек. После этого можно вновь запускать устройство.
Значение силы тока, движущегося через вход семистора VS1, регулирует резистор R2. Конденсатор С1 считается деталью управления микросхемы. Резисторы и конденсаторы крепятся к ножкам микросхемы путем припаивания.
Подключение функции плавного пуска
Эта микросхема сопоставима с любым устройством, которое предусматривает напряжение 220 В. На разъем ХР1 подается энергопитание.
Собранная схема помещается в пластиковый контейнер. В качестве него подойдет распределительная коробка. К блоку присоединяется розетка и провод с вилкой. Приспособление напоминает удлинитель. В розетку входит вилка угловой шлифмашины. Проверка работоспособности осуществляется при помощи тестера. Сначала определяется отрицательное сопротивление.
Усложненный метод сбора
Если имеются определенные навыки или опыт, то можно сделать усложненную схему ровного запуска. Она служит типовой схемой для модуля XS-12. Эта схема установлена во многих моделях электроинструмента, еще на заводе-изготовителе. При желании производить регулировку оборотов нужно установить подстроечный и регулировочный резистор емкостью 100 кОм и 50 кОм соответственно. Но существует и другой способ – поместить переменное напряжение 470 кОм посередине участка резистор-диод. Емкость резистора 47 кОм.
Питание микросхемы происходит от напряжения 5–35 В. Вспомогательный полупроводниковый диод DZ не требуется, так как цепь питания выдает не более 25 В. Одновременно с конденсатором С2 рекомендуется присоединить резистор на 1 Мом.
Следует помнить, что при включении подсоединенного к схеме инструмента нужно исключить нагрузку. В противном случае мягкий пуск может сгореть. Для начала нужно подождать достижения полной раскрутки, а потом начинать работу.
Чтобы продлить срок эксплуатации угловой шлифмашины, иногда не нужно тратиться на дорогую модель. Достаточно будет разработать плавный пуск болгарки своими руками. Тогда ваш инструмент будет обладать надежностью и долгим сроком службы. Тем более приведенная схема многократно использовалась многими умельцами.
pro-instrument.com
Главная > Ремонт > Плавный пуск для электроинструмента, сделанный своими руками
Плавный пуск для любого электроинструмента очень важен по следующим причинам. Во-первых, он помогает защитить электрическое устройство от поломок, что способствует более редким поездкам к мастерам-ремонтникам, а это значит практически полное отсутствие простоев и увеличение производительности труда. Во-вторых, наличие плавного пуска для электродвигателя экономит ваши деньги, которые могли бы пойти на оплату работы ремонтников или на покупку нового инструмента.
В настоящей статье будет рассмотрено изготовление плавного пуска электродвигателя своими руками на примере болгарки или, иными словами, угловой шлифовальной машины.
Зачем нужен блок плавного пуска
В связи с некоторыми конструкционными особенностями, запуск болгарки приводит к появлению динамических нагрузок на устройство. Поскольку масса диска, с помощью которого осуществляется полезная работа, достаточно высока, то на коллекторный электродвигатель и редуктор аппарата воздействует мощные инерционные силы, что приводит к возникновению следующих негативных факторов:
- Во время старта, который у болгарки особенно резок, силы инерции очень сильно воздействуют на корпус устройства, что может привести к травме: вы просто не удержите инструмент и выпустите его. Поэтому при запуске электродвигателя болгарки всегда держите её обеими руками.
- Во время старта на электродвигатель воздействует перегрузка, вызванная подачей высокого напряжения тока. К чему это приводит? Прежде всего, страдает обмотка двигателя и происходит ускоренный износ щёток, которого не будет, если вы изготовите блок для плавного пуска. В противном случае будьте готовы к тому, что в один не очень прекрасный день в моторе произойдёт короткое замыкание, вызванное полным износом щёток. Это, в свою очередь, заставит вас раскошеливаться на ремонт или покупать новую шлифовальную машину.
- Быстро подаваемый крутящий момент на редуктор во время запуска приводит к ускоренному износу шестерёнок в редукторе вашей шлифовальной машины.
- Также имейте в виду, что резкий старт болгарки может разрушить диск, осколки которого могут причинить вам серьёзный вред, поэтому никогда не работайте без кожуха для защиты.
Для того чтобы вам было более понятно, какие элементы шлифовальной машины больше всего страдают от резкого запуска, посмотрите на схему, представленную ниже.
Конечно, некоторые компании, производящие шлифовальные машины, ещё на заводе комплектуют свои устройства блоком для плавного пуска. Однако, оснащение плавным пуском - это непозволительная роскошь для болгарок, входящих в бюджетный ценовой сегмент, поэтому если вы не хотите покупать дорогой электроинструмент, то вам грозит опасность столкнуться с проблемами, которые были описаны выше.
Тем не менее, выход есть и он довольно прост: своими руками изготовить устройство для плавного пуска по одной из возможных схем. Если в корпусе вашего аппарата есть свободное место, то вы можете воспользоваться готовым устройством для плавного пуска и поставить его в болгарку.
Делаем плавный пуск для болгарки своими руками
Одна из наиболее часто применяемых схем для изготовления пускового устройства основана на микросхеме КР118ПМ1 и симисторах, составляющих силовую часть. По этой схеме вы сможете изготовить блок для плавного пуска, не обладая специализированными навыками и не имея глубоких познаний в электротехнике. Важно лишь то, чтобы вы умели паять.
Графически эта схема выглядит следующим образом.
Изготовленное самостоятельно устройство вы можете подключить к абсолютно любому электроинструменту, рассчитанному на напряжение в двести двадцать вольт. Блок плавного пуска, созданный на основе этой схемы, необязательно включать отдельной кнопкой, а можно подключить к штатной клавише шлифовальной машины. Если у вашей болгарки внутри корпуса есть свободное место, то можете установить блок в него либо сделайте для него отдельный корпус и подключите к электроинструменту через разрыв в питающем кабеле.
Лучшим вариантом соединения блока плавного пуска и вашей шлифовальной машины будет следующий: на вход блока (разъём XS1) вы подаёте напряжение от источника электропитания с напряжением двести двадцать вольт. К выходу блока (разъём XP1) подключается вилка от болгарки.
Принцип работы блока плавного пуска
- После того, как вы нажимаете на кнопку включения шлифовальной машины, в цепи появляется напряжение, которое первоначально направляется на микросхему, которая на схеме выше обозначена как DA1. Конденсатор, регулирующий величину напряжения, постепенно наращивает его до достижения рабочей величины. Из-за работы конденсатора тиристоры в микросхеме открываются с некоторой задержкой и медленно передают напряжение на силовую часть в симисторы VS1.
- Описанный выше процесс происходит периодами, которые становятся всё короче и короче, если отсчитывать их с момента запуска. В итоге подаваемое в шлифовальную машину напряжение возрастает медленно, а не скачкообразно, что и обуславливает плавность запуска электродвигателя.
- Время, в течение которого двигатель набирает рабочие обороты, зависит от ёмкости используемого конденсатора C2. Как правило, ёмкости, равной сорока семи микрофарадей, вполне достаточно, чтобы болгарка плавно стартовала за две секунды. Обычно этого периода времени хватает, чтобы убрать перегрузку с электродвигателя и редуктора.
- После того как вы закончите работу и выключите ваше устройство, резистор R1 своим сопротивлением разряжает конденсатор C1. Если номинал у резистора R1 составляет шестьдесят восемь килоом, то разряд занимает всего три секунды. Затем вы снова можете воспользоваться блоком плавного пуска, поскольку он будет готов к новому запуску шлифмашины.
Если же вы хотите модернизировать блок до устройства, регулирующего обороты электродвигателя, то вместо постоянного резистора R1 поставьте переменный. В этом случае вы сможете регулировать его сопротивление, а значит влиять на обороты мотора.
Симистор VS1 в вашем блоке должен соответствовать следующим характеристикам:
- Сила тока, минимально пропускаемая им, равняется двадцать пять ампер.
- Максимальное напряжение, на которое он рассчитан, - четыреста вольт.
Эта испытанная многими мастерами схема была опробована на шлифмашине с мощностью, равной двум киловаттам, и имеет запас прочности по мощности до пяти киловатт, что становится возможным благодаря микросхеме КР118ПМ1.
tehmaster.guru
Плавный пуск болгарки
Современный электроинструмент, выполненный на базе коллекторного электродвигателя переменного тока, практически весь оборудован встроенными устройствами плавного пуска и возможностью регулировки скорости вращения. Старые дрели, болгарки и прочее, легко можно оснастить такими устройствами, выполненными в виде выносного блока, либо встроенными в инструмент. Предлагаю очень простую схему, которая отлично работает и которой я пользуюсь около двух лет. Собрать такое устройство легко может даже начинающий радиолюбитель.
В таком виде схема обеспечивает плавный пуск и выход на номинальную скорость. Время разгона зависит от ёмкости конденсатора С3. Для регулировки скорости резистор R2 должен быть переменным, желательно группы А, или припаять переменник параллельно R2. В последнем случае желательно, чтобы их общее сопротивление было близким к номиналу (от этого зависит максимальное напряжение на двигателе). При желании регулятор можно встроить в рукоятку инструмента, хотя это уже более сложная доработка и, на мой взгляд, совершенно неоправданная. В таком случае проще купить в магазине. Но уж если решились на такую доработку, есть смысл заменить штатный силовой выключатель на слаботочный, что приведет к повышению надежности. Для этого надо параллельно резистору R2 и конденсатору C3 включить микропереключатель, используя нормально замкнутые контакты. У меня данное устройство собрано в корпусе разветвительной коробки, которую можно легко купить в любом магазине электротоваров. В принципе, такой вариант меня вполне устраивает. Последний раз я успешно использовал свою дрель в качестве шуруповерта, без реверса, конечно. Сделать реверс в принципе несложно, достаточно переключить концы одной из обмоток, но эта возня с проводами, с переключателем мне в лом… Симистор у меня стоит ТС 122-25-5, можно ставить практически любой с напряжением не ниже 4-го класса и током не ниже 1,5- 2 номиналов (на случай заклинивания).
Внимание! Конструкция имеет гальваническую связь с сетью, что небезопасно для Вашей жизни и здоровья! Детали и элементы крепления должны быть изолированы!
www.radiopill.net