Вирішив я якось зробити автоматичний регулятор оборотів для свого моторчика, яким дірки в платах роблю, набридло на кнопку постійно тиснути. Ну, регулювати як треба, я думаю, зрозуміло: немає навантаження - малі обороти зростає навантаження - зростають обороти.
Почав шукати схему у мережі, знайшов кілька. Дивлюся, народ часто скаржиться, що з моторами ДПМ не працює, ну думаю, закон підлості ніхто не скасовував - дай подивлюсь який у мене. Точно: ДПМ-25. Гаразд, якщо є проблеми, то чужі помилки повторювати - немає сенсу. Робитиму "нові", але свої.
Вирішив почати з отримання вихідних даних, а саме, з вимірювання струму при різних режимах роботи. З'ясувалося, що мій моторчик на ХХ (холостий хід) бере 60мА, а при середньому навантаженні - 200мА, і навіть більше, але це вже коли починаєш гальмувати його. Тобто. робочий режим 60-250мА. Ще я помітив таку особливість: у цих моторів кількість обертів сильно залежить від напруги, а ось струм від навантаження.
Отже, нам слід стежити за споживанням струму та залежно від його значення змінювати напругу. Посидів – подумав, народився приблизно такий проект:
Згідно з розрахунками схема мала підвищувати напругу на двигуні від 5-6В на ХХ, до 24-27В при зростанні струму до 260мА. І відповідно знижувати – за його зменшення.
Вийшло, звичайно, не відразу, довелося повозитися з підбором номіналів інтегруючого ланцюжка R6, C1. Ввести додатково діоди VD1 та VD2 (як з'ясувалося, LM358 погано відпрацьовує свої функції при наближенні напруги на входах до верхньої межі напруги її живлення). Але, на щастя, мої муки були винагороджені. Результат мені дуже сподобався. Мотор тихенько крутився на ХХ і дуже активно чинив опір спробам його загальмувати.
Спробував практично. Виявилося, на таких обертах можна було непогано прицілитися навіть без кернення, а хоч із маленькою зачіпкою... Причому запас регулювання був настільки великий, що кількість обертів залежала від твердості матеріалу. Пробував на різних породах дерева, якщо було м'яке – максимальних обертів не набирав, тверде – крутив на всю котушку. У результаті виходило, що незалежно від матеріалу швидкість свердління була приблизно однакова. Коротше, свердлити стало дуже зручно.
Транзистор VT2 і резистор R3 грілися до 70 градусів. Причому перший грівся на ХХ, а другий при навантаженні. Символічний радіатор у вигляді бляшанки (вона корпус) зменшив температуру транзистора до 42 градусів. Резистор поки залишив у такому режимі, якщо згорить – заміню на 2 штуки по 5,1 Ом послідовно.
Ось фото пристрою:
Якщо хтось не здогадався по фото, корпус – це бляшанка від використаної крони.
Так, і ще більше 30В на схему не подавати - це максимальна напруга для LM358. Менше можна – у мене нормально свердлило і на 24В.
Ось, власне, і все. Якщо у кого більш потужний мотор треба зменшити опір R3 приблизно в стільки разів - у скільки разів більше у вас струм холостого ходу. Якщо максимальна напруга нижче 27В, треба зменшувати напругу живлення та номінал резистора R2. Це практично не випробувано, немає в мене інших двигунів, але за розрахунками має бути так. Формула наведена поряд із схемою. Коефіцієнт 100 вірний при вказаних на схемі номіналах R1, R2 та R3. За інших номіналів буде такий: R2*R3/R1.
Відповідно, при значній відмінності параметрів вашого двигуна від мого, можливо, доведеться підібрати R6 і C1. Ознаки такі: якщо двигун працює ривками (обороти то ростуть, то падають) номінали треба збільшити, якщо схема дуже задумлива (довго розганяється, довго зменшує оберти при зміні навантаження) номінали треба зменшувати.
Дякую за увагу, бажаю успіхів у повторенні конструкції.
Друк додається.
Раніше ми розглядали у цій статті.
Сьогодні розглянемо доопрацювання до настільного свердлильного верстата для друкованих плат.
А саме: встановлення світлодіодного підсвічування місця для свердління та додавання автоматичного регулятора обертів двигуна верстата.
Світлодіодне підсвічування для верстата
Світлодіоди для підсвічування зручно використовувати зі світлодіодного світильника на пальчикових батареях розміру ААА китайського виробництва.
Свердлильний верстат з увімкненим світлодіодним підсвічуванням
Автоматичний регулятор обертів для верстата
Автоматичний регулятор оборотів працює в такий спосіб - на холостих оборотах свердло обертається зі швидкістю близько 15-20 оборотів/хв. (залежно від типу, потужності двигуна), як тільки свердло стосується заготівлі для свердління, оберти двигуна збільшуються до максимальних. Коли отвір просвердлено і навантаження на двигун слабшає, оберти знову падають.
Принципова схема автоматичного регулятора обертів двигуна
Поради:
- Транзистор КТ805 можна замінити КТ815, КТ817, КТ819. КТ837 можна замінити КТ814, КТ816, КТ818.
- Замість R1 ставимо тимчасово перемичку. Резистором R3 налаштовуємо холостий хід чим менше опір, тим менше холостий хід. Впаюємо R1 і зменшуємо його поки моторчик не зменшить обертів.
- Підбором резистора R3 встановлюються мінімальні обороти двигуна на холостому ході.
- Підбором конденсатора С1 регулюється затримка включення максимальних обертів двигуна з появою навантаження двигуна.
- Транзистор Т1 обов'язково розміщувати на радіаторі, що гріється досить сильно.
- Резистор R4 підбирається в залежності від використовуваної напруги для живлення верстата максимального світіння світлодіодів.
- Для кожного типу двигуна потрібно підбирати R1, R3: під двигун від принтера R1 - 7,7 Oм; R3 - 520 Oм; Живлення 12,6 В. Для двигуна ДПР-42-Ф1-03 R1 - 15 Ом.
- Якщо транзистор Т1 гріється, необхідно поставити його на радіатор.
- R1 - від 1 до 5Вт (залежно від потужності двигуна)
Схема працездатна з багатьма типами двигуна. Я перевіряв її на 4 різних типах, на всіх працює чудово!
Я зібрав схему із зазначеними номіналами і мене робота автоматики цілком влаштувала, єдине конденсатор С1 замінив на два конденсатори по 470 мкф включених паралельно (вони були меншими за габарити).
Малюнок друкованої плати регулятора оборотів
Друкована плата схеми автоматичного регулятора обертів двигуна має такий вигляд.
Добридень. Представляю Вашій увазі регулятор для колупання друкованих плат, схема взята з журналу Радіо за 2010 рік. Зібрав і випробував – працює чудово. У схемі немає дефіцитних деталей - всього 4 поширені транзистори і кілька пасивних радіоелементів, які можна випаяти з будь-якої неробочої апаратури. Принципова схемарегулятора оборотів:
Робота схеми регулятора міні-релі
На елементах vd1, vd2, r2, r3, vt1, r11 зібраний регулятор неодружених (далі ХО) оборотів. Діод vd3 є роз'єднувачем регулятора ХО і струмовим триггером зібраним на vt2, r4, r7. Діод vd5 полегшує температурний режимдатчика струму R7. Конденсатор С2 та резистор r6 забезпечує плавне повернення до режиму ХО. На vd4, r5, c1 виконаний обмежувач стартового струму (тобто плавний запуск). Складовий транзистор утворений vt3 та vt4 посилює струми попередніх вузлів. Паралельно моторчику обов'язково треба включити захисний діод vd6 у зворотному напрямку, щоб ЕРС, що виникає в ньому, не підпалила редіоелемент регулятора.
Усі резистори крім R7 застосовані на 0,125Вт, R7 на 0,5Вт. Опір R7 бажано підбирати кожному моторчика індивідуально, щоб було чітке спрацьовування струмового триггера у потрібний момент, тобто. свердло не сковзало з кернення і не клинило.
Додаю фото регулятора оборотів міні-дрелі у зборі та розведену мною топологію друкованої плати. Транзистор П213 необхідно включати саме так, як написано на платі з назвою "п213" (через зворотний діод).
При використанні планарних компонентів, розміри плати можна зменшити настільки, що вона поміститься в корпус (або зовні) дрильки. Як варіант, даний регулятор оборотів допустимо використовувати для керування оборотами будь-яких електродвигунів постійного струму - в іграшках, вентиляції і т.д. Бажаю всім удачі. З повагою, Жданов Андрій (Майстер665).
Для виконання багатьох видів робіт з обробки деревини, металу чи інших типів матеріалів потрібні не високі швидкості, а гарне тягове зусилля. Правильніше сказати - момент. Саме завдяки йому заплановану роботу можна виконати якісно та з мінімальними втратами потужності. Для цього як приводний пристрій застосовуються мотори постійного струму (або колекторні), в яких випрямлення напруги живлення здійснюється самим агрегатом. Тоді для досягнення необхідних робочих характеристик необхідно регулювання обертів колекторного двигуна без втрати потужності.
Особливості регулювання швидкості
Важливо знати, що кожен двигун при обертанні споживаєяк активну, а й реактивну потужність. При цьому рівень реактивної потужності буде більшим, що пов'язано з характером навантаження. В даному випадку завданням конструювання пристроїв регулювання швидкості обертання колекторних двигунів є зменшення різниці між активною та реактивною потужностями. Тому подібні перетворювачі будуть досить складними і самостійно їх виготовити непросто.
Своїми руками можна сконструювати лише деяку подобу регулятора, але говорити про збереження потужності не варто. Що таке потужність? З погляду електричних показників, це твір споживаного струму, помножений на напругу. Результат дасть певне значення, яке включає активну та реактивну складові. Для виділення лише активної, тобто зведення втрат до нуля, необхідно змінити характер навантаження на активну. Такими характеристиками мають лише напівпровідникові резистори.
Отже, необхідно замінити індуктивність на резистор, Але це неможливо, тому що двигун перетвориться на щось інше і явно не стане приводити що-небудь в рух. Завдання регулювання без втрат полягає в тому, щоб зберегти момент, а не потужність: воно все одно змінюватиметься. Впоратися з подібним завданням зможе лише перетворювач, який керуватиме швидкістю за рахунок зміни тривалості імпульсу відкриття тиристорів або силових транзисторів.
Узагальнена схема регулятора
Прикладом регулятора, який здійснює принцип керування двигуном без втрат потужності, можна розглянути тиристорний перетворювач. Це пропорційно-інтегральні схеми із зворотним зв'язком, які забезпечують жорстке регулюванняхарактеристик, починаючи від розгону-гальмування та закінчуючи реверсом. Найефективнішим є імпульсно-фазове управління: частота проходження імпульсів відмикання синхронізується з частотою мережі. Це дозволяє зберігати момент без зростання втрат реактивної складової. Узагальнену схему можна представити кількома блоками:
- силовий керований випрямляч;
- блок керування випрямлячем або схема імпульсно-фазового регулювання;
- зворотний зв'язок по тахогенератору;
- блок регулювання струму в обмотках двигуна
Перед тим як заглиблюватися в більш точний пристрій та принцип регулювання необхідно визначитися з типом колекторного двигуна. Від цього залежатиме схема керування його робочими характеристиками.
Різновиди колекторних двигунів
Відомо, як мінімум, два типи колекторних двигунів. До першого відносяться пристрої з якорем та обмоткою збудження на статорі. До другого можна віднести пристосування з якорем та постійними магнітами. Також необхідно визначитисьдля яких цілей потрібно сконструювати регулятор:
Конструкція двигуна
Конструктивно двигун від пральної машини «Індезит» нескладний, але при проектуванні регулятора керування його швидкістю необхідно врахувати параметри. Мотори можуть бути різними за характеристиками, через що змінюватиметься й керування. Також враховується режим роботи, від чого залежатиме конструкція перетворювача. Конструктивно колекторний двигун складається з наступних компонентів:
- Якір, на ньому є обмотка, покладена в пази сердечника.
- Колектор, механічний випрямляч змінної напруги мережі, з якого воно передається на обмотку.
- Статор із обмоткою збудження. Він необхідний створення постійного магнітного поля, у якому обертатиметься якір.
При збільшенні струму в ланцюгу двигуна, включеного по стандартною схемою, обмотка збудження включена послідовно з якорем. При такому включенні ми збільшуємо магнітне поле, що впливає на якір, що дозволяє досягти лінійності характеристик. Якщо поле буде незмінним, то отримати хорошу динаміку складніше, не кажучи вже про великі втрати потужності. Такі двигуни краще використовувати на низьких швидкостях, тому що ними зручніше керувати малими дискретними переміщеннями.
Організувавши роздільне управління збудженням і якорем, можна досягти високої точності позиціонування валу двигуна, але схема управління тоді суттєво ускладниться. Тому розглянемо докладніше регулятор, який дозволяє змінювати швидкість обертання від 0 до максимальної величини, але без позиціонування. Це може стати в нагоді, якщо з двигуна від пральної машини виготовлятиметься повноцінний свердлильний верстат з можливістю нарізування різьблення.
Вибір схеми
З'ясувавши всі умови, за яких використовуватиметься мотор, можна починати виготовляти регулятор обертів колекторного двигуна. Починати варто з вибору відповідної схеми, яка забезпечить вас усіма необхідними характеристиками та можливостями. Слід згадати:
- Регулює швидкість від 0 до максимуму.
- Забезпечення гарного моменту, що крутить, на низьких швидкостях.
- Плавність регулювання обертів.
Розглядаючи безліч схем в інтернеті, можна зробити висновок, що мало хто займається створенням подібних «агрегатів». Це з складністю принципу управління, оскільки необхідно організувати регулювання багатьох параметрів. Кут відкриття тиристорів, тривалість імпульсу управління, час розгону-гальмування, швидкість наростання моменту. Даними функціями займається схема на контролері, що виконує складні інтегральні обчислення та перетворення. Розглянемо одну із схем, яка користується популярністю у майстрів-самоучок або тих, хто просто хоче з користю застосувати старий двигун від пральної машини.
Всім нашим критеріям відповідає схема управління швидкістю обертання колекторним двигуном, зібрана на спеціалізованій мікросхеми TDA 1085. Це повністю готовий драйвер для керування двигунами, які дозволяють регулювати швидкість від 0 до максимального значення, забезпечуючи підтримку моменту за рахунок використання тахогенератора.
Особливості конструкції
Мікросхема оснащена всім необхідним для здійснення якісного керування двигуном у різних швидкісних режимах, починаючи від гальмування, закінчуючи розгоном та обертанням з максимальною швидкістю. Тому її використання набагато спрощує конструкцію, одночасно роблячи весь привід універсальним, так як можна вибирати будь-які оберти з незмінним моментом на валу і використовувати не тільки як привод конвеєрної стрічки або свердлильного верстата, але і для переміщення столу.
Характеристики мікросхем можна знайти на офіційному сайті. Ми вкажемо основні особливості, які будуть потрібні для конструювання перетворювача. До них можна віднести: інтегровану схему перетворення частоти в напругу, генератор розгону, пристрій плавного пуску, блок обробки сигналів Тахо, модуль обмеження струму та інше. Як бачите, схема оснащена рядом захисту, які забезпечать стабільність функціонування регулятора в різних режимах.
На малюнку нижче зображено типову схему включення мікросхеми.
Схема нескладна, тому цілком відтворена своїми руками. Є деякі особливості, до яких відносяться граничні значення та спосіб регулювання швидкістю:
Якщо потрібно організувати реверс двигуна, то для цього доведеться доповнити схему пускачем, який перемикатиме напрямок обмотки збудження. Також буде потрібна схема контролю нульових оборотів, щоб давати дозвіл на реверс. На малюнку не вказано.
Принцип управління
При заданні швидкості обертання валу двигуна резистором ланцюга виведення 5 на виході формується послідовність імпульсів для відмикання симистора на певну величину кута. Інтенсивність оборотів відстежується по тахогенератору, що відбувається у цифровому форматі. Драйвер перетворює отримані імпульси в аналогову напругу, через що швидкість валу стабілізується на єдиному значенні незалежно від навантаження. Якщо напруга з тахогенератора зміниться, то внутрішній регулятор збільшить рівень вихідного сигналу керування симістором, що призведе до підвищення швидкості.
Мікросхема може керувати двома лінійними прискореннями, що дозволяють домагатися необхідної від двигуна динаміки. Одне з них встановлюється Ramp 6 висновок схеми. Цей регулятор використовується самими виробниками. пральних машинтому він має всі переваги для того, щоб бути використаним в побутових цілях. Це забезпечується завдяки наявності наступних блоків:
Використання подібної схемизабезпечує повноцінне керування колекторним мотором у будь-яких режимах. Завдяки примусовому регулюванню прискорення можна досягати необхідної швидкості розгону до заданої частоти обертання. Такий регулятор можна застосовувати для всіх сучасних двигунів від пралень, які використовуються з іншою метою.
Схема регулятора оборотів мікродрилі
Дуже часто при роботі та просвердлювання отворів у платі, Ми то відкладаємо мікродриль, то назад беремо її в руки і продовжуємо свердлити. Але найчастіше двигуни гріються на високих оборотах, і в руку вже важче взяти.
З-за вібрації часто вона може зісковзнути з плати, і зробити шлейф. регулятор оборотів своїми руками.
Принцип роботи наступний, коли навантаження невелике, то невеликий і струм проходь, і обороти знижені, як тільки навантаження зростає, обороти підвищуються.
Схема пристрою:
Величезний плюс пристрою в тому, що двигун працює в полегшеному режимі, і менше зношуються контактні щітки.
Це головна відповідь на запитання як зробити щоб при свердлінні обороти підвищувалися
Друкована плата
Радіодеталі для регулятора
Мікросхему LM317 необхідно встановити на радіатор, щоб уникнути перегріву. Встановлення кулера не потрібно
Конденсатори електролітичні на номінальну напругу 16В.
Діоди 1N4007 можна замінити на будь-які інші розраховані струм не менше 1А.
Світлодіод АЛ307 будь-який інший. Друкована плата виконана на односторонньому склотекстоліті.
Резистор R5 потужністю не менше 2Вт, або дротяний.
БП повинен мати запас струму, на напругу 12В. Регулятор працездатний при напрузі 12-30В, але понад 14В доведеться замінити конденсатори на напругу.
Готовий пристрій після збирання починає працювати відразу.
Налагодження та дрібниці в роботі
Резистором P1 виставляємо необхідну частоту обертання на холостому ході. Резистор P2 служить для встановлення чутливості до навантаження, вибираємо їм потрібний момент збільшення обертів. Якщо збільшити ємність конденсатора C4, то збільшиться час затримки високих обертів або двигун працює ривками.
Я збільшив ємність до 47uF.
Двигун пристрою не критичний. Тільки необхідно, щоб він був у хорошому стані.
Я довго мучився, вже подумав, що схема мала глюк, що вона незрозуміло як регулює оберти, або зменшує оберти під час свердління.
Але розібрав двигун, прочистив колектор, підточив графітові щітки, змастив підшипники, зібрав.
Встановив іскрогасні конденсатори. Схема заробила чудово.
Тепер не потрібний незручний вимикач на корпусі мікродриля.
