מעגל בקר מהירות מכונת קידוח מתכוונן

מעגל הבקר המהיר המשתנה המוצע משתנה שומר על מהירות קבועה (מתכווננת) על פני מנוע מכונת הקידוח, ללא קשר לעומס.

אחד מכלי החשמל הנפוצים ביותר הוא מכונת קידוחי הכוח. למרות אין-ספור יתרונותיו, למקדח הכוח יש נסיגה גדולה אחת - מהירות גבוהה קבועה עבור יישומים רבים.

גם כשיש תצורות של מהירות כפולה, הגבול התחתון מכסה סביב 300-750 סל'ד, וזה עדיין מהיר מאוד לעבודות עדינות כמו קידוח בנייה או שימוש בחותכי זבובים על מתכת.

הגרסה שלנו לבקר המהירות בתרגיל הכוח מאפשרת וריאציה של מהירויות בין 0 ל 75% מהמהירות המלאה. יתר על כן, הוא גם מאפשר פעולה מהירה רגילה מבלי לנתק את הבקר מהמקדחה.

גם כשיש שינויים בעומס, הבקר מצויד בתמורה מובנית לשמירה על המהירויות האחידות במידה ניכרת.

איך זה עובד

המאפיין האופייני של מנוע חשמלי הוא שהוא מייצר מתח הפוך שמתנגד לאספקה ​​בזמן הריצה.

מצב זה נקרא EMF האחורי. המתח הנגדי נמצא פרופורציונאלי למהירות המנוע החשמלי. בקר מהירות התרגיל של SCR ניצל את האפקט הזה כדי לספק סכום מוגדר של פיצוי מהירות לעומת עומס.

בקר זה פורס א מיישר מבוקר סיליקון (SCR) לשער כוח חצי גל למנוע המקדחה. יסודות המוליכות של SCR הם:

1. לאנודה (מסוף A) יש מטען חיובי ביחס לקתודה (מסוף K).
2. כאשר השער (מסוף G) מתפתח לפחות 0.6 V חיובי ביחס לקתודה.
3. לזרם השער זורם כ -10 mA זרם.

הזמן בו ה- SCR נדלק בכל חצי מחזור חיובי ניתן לווסת ביעילות על ידי שליטה על רמת צורת הגל המתח לשער. לסיכום, אנו יכולים לשלוט באופן מושלם בכמות ההספק המסופקת למקדחה.

נגדים R1 ו- R2, ופוטנציומטר RV1 הופכים ל- מחלק מתח המספק מתח חצי גל בעל ערך מתכוונן לשער ה- SCR. אם המנוע חסר תנועה, הקתודה של ה- SCR תהיה על 0 וולט והוא יופעל כמעט לחלוטין. ככל שמהירות המקדחה עולה, נוצר מתח על פני המקדחה.

פוטנציאל נוסף זה מפחית את המתחים היעילים לקתודה. לכן, כאשר המנוע מאיץ, הכוח המסופק פוחת עד שהמנוע הופך יציב במהירות המווסתת על ידי תצורת ה- RV1.

נניח שעומס על המקדחה. זה נוטה להאט את המקדחה ובמקביל גורם לירידת המתח על פני המקדחה. לאחר מכן, מנוע מסופק יותר למנוע בגלל זמן הירי המתקדם אוטומטית של ה- SCR.

לכן, מהירות התרגיל נשמרת ברגע שנקבעה ללא קשר לעומס. דיודה D2 מתפקדת לחצי את ההספק המופץ ב- R1, R2 ו- RV1 באמצעות הגבלת הזרם דרכם לחצי מחזורים חיוביים בלבד.

דיודה D1 שומרת על שער ה- SCR ממתח הפוך קיצוני.

SW1 מקצר בקלות את ה- SCR במצב המהירות המלאה. כתוצאה מכך, RV1 לא עובד וכל אספקת החשמל מוחלת על המקדחה.

בְּנִיָה

והכי חשוב, חשוב לדעת שמעגל בקרת מהירות המקדחה מחובר ישירות לרשת החשמל ללא שנאי מבודד.

לכן, יש לנקוט באמצעי זהירות במהלך ההרכבה, כך שלא תתרחש פגיעה קשה או קטלנית.

השימוש ברצועת תג או ב- PCB אינו נדרש מכיוון שרק קומץ רכיבים אלקטרוניים משמשים. יש צורך בשני מפרקי 'אוויר-אוויר' בלבד ואלה חייבים להיות מבודדים היטב כדי למנוע סיכוי לקצר.

נעשה שימוש בסוג הרבעה של SCR לפרויקט זה. רכיב זה ממוקם באמצעות זיז הלחמה שמגיע איתו ונלחם על זיז המרכזי של המתג.

אין גוף קירור הכרחי עבור עומסים עד 3 A. אם יש לך SCR מפלסטיק, אתה יכול לקדוח חור דרך זיז המתג ולהבריג את SCR ישר.

עם זאת, מומלץ להניח חתיכת אלומיניום, במימד של 25 מ'מ x 15 מ'מ, בין SCR לבין זיז המתג כדי לתפקד כצלע קירור.

חשוב לזכור לבצע חיבורי כדור הארץ לכל הרכיבים החיצוניים מכיוון שהיחידה פועלת על 240 וואט. לצורך המקרה, השתמשנו בתא פלסטיק עם מכסה מתכת.

יתר על כן, משתמשים בכבל כבל המחובר עם בורג מתכתי דרך הצד של מארז הפלסטיק.

זכור להכין את חיבור האדמה לבורג זה, למכסה ולמסוף האדמה של שקע הפלט.

חיוני להשתמש רק בחיווט רציף מכיוון שכבלי אדמה עוברים מנקודת אדמה אחת לאחרת ללא קישורי ביניים. זה בסדר להלחין שני כבלי אדמה לסיבוב אדמה אחד, אך לעולם אל תדק שני חוטים מתחת לבורג אחד.

כיסוי האלומיניום על תיבת ה- UB3 אינו חזק ליישום זה במיוחד כאשר חור לשקע הפלט נחתך.

לכן, דאגו לייצר מכסה חדש מחומר פלדה 18 או 16 אלומיניום.

כאמצעי בטיחות נוסף, מומלץ להשתמש בכמות קטנה של דבק, לכה או אפילו לק על חריצי הבורג שיובטחו בתוך היחידה. זה מבטיח התאמה בטוחה.

ייתכן שתבחין בכמה SCR, זרם ההדק המסופק על ידי R1 ו- R2 אינו מספיק. כדי להתגבר על זה, פשוט הוסף 10k תוספת נגד במקביל לכל הנגד.

איך להישתמש

ראשית, חבר את מעגל בקר המהירות המקדח לאספקת החשמל ואת המקדחה לבקר.

לאחר מכן בחר את המהירות הרצויה לך - מהירות מלאה או משתנה. יתכן שתבחין כי אין מתג הפעלה או כיבוי מכיוון שפונקציית ההחלפה מסופקת על ידי מתג המקדחה עצמו.

במהירות מלאה, המקדחה פועלת כרגיל ובקרת המהירות בבקר משפיעה על אפס.

אם נבחרה מהירות משתנה, השליטה תווסת את המהירות בין 0 ל -75% מהמהירות המלאה. יתכן שיש אזורים מתים בקצוות השליטה במהירות נמוכה ובמהירות גבוהה.

זה נורמלי מאוד וזה קורה בגלל מאפייני הקידוח וסבילות הרכיבים בתוך הבקר.

במהירויות נמוכות במיוחד, ייתכן שתבחין בקידוחי המקדחה ללא עומס. אבל ברגע שמכניסים עומס, המטומטם מצטמצם ובסופו של דבר נעלם.

כל עוד נעשה שימוש במקדחה במהירות נמוכה יותר, אפקט הקירור של המנוע יופחת משמעותית.

זה קורה מכיוון שמאוורר הקירור מחובר על פיר האבזור וגם מסתובב לאט יותר. לכן, המקדחה תתחמם בשימוש במהירויות נמוכות, ולכן חשוב לא להשתמש במקדחה במצב זה למשך תקופה ארוכה.

רשימת חלקים
R1, R2 = נגד 10k 1W 5%
RV1 = פוטנציומטר 2.5k לין
D1, D2 = דיודות 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 או BT151 (8A / 10A, 400V)
SW1 = תיבת מתג
3-פלקס פלסטיק ותקע
מהדק כבל
שקע חשמל בעל 3 פינים

אתה עלול למצוא כמה SCR שיש זרם מפעיל מעל ערך רגיל, מה שעלול לעכב את פעולת היחידות. במקרים כאלה ניתן להוסיף SCRs במקביל, יחד עם שני הנגדים 10k עם הנגד 10k הנוסף כדי להבטיח שזרם מספיק זמין להפעלת שער SCR.

שימוש בבקרת שלב טריאק

כמעט כל בקרי המהירות המקדחים סובלים מכמה היבטים שליליים. למשל, יציבות מהירה לא מספקת, רעידות רבות מדי במהירויות מופחתות, ופיזור כוח גדול מנגד הסדרה המשמש לזיהוי זרם המנוע.

המעגל המוסבר במאמר זה אינו כולל שום דבר מהחסרונות הללו, ויתרה מכך הוא פשוט להפליא. כניסת החשמל לרשת מתוקנת על ידי D1 ומורדת ב- R1.

הזרם הנצרך על ידי T1 יכול היה להתנהל באמצעות P1, ולכן גם לתפעל את מתח DC המוצג על פני C2, ובכך בבסיס T2. T2 מחובר כחסיד פולט, והמתח המתפתח בקתודה של D3 נמצא בסביבות 1.5 וולט מתחת למתח הבסיס T2.

אם נניח שהמנוע עובר אך הטריאק מופעל, ה- חזרה e.m.f. נוצר דרך המנוע יתפתח על סיכת T1 של הטריאק.

כל עוד מתח זה גבוה ממתח הקתודה D3, הטריאק יישאר כבוי, אולם כאשר המנוע מאט מתח זה יירד והטריאק יופעל.

במקרה שהעומס על המנוע עולה, וכתוצאה מכך גורם למנוע המקדחה להאט, הגב e.m.f. יירד מהר יותר והטריאק יופעל במהירות רבה יותר, כתוצאה מכך שהמנוע יגבה במהירות.

מכיוון שניתן היה להפעיל את הטריאק רק בחצי מחזורים חיוביים של צורת הגל AC, בקר מהירות התרגיל לא מתכוונן להתאים את מהירות המנוע באופן קבוע מאפס למהירות מצערת, ובשביל מהירות עבודה רגילה במהירות מלאה משולב S1, המפעיל את ה- trlac. על לגמרי.

עם זאת, המעגל מציג תכונות טובות מאוד לבקרת מהירות בטווח המהירות המופחת המכריע. L1 ו- C1 מספקים r.f. דיכוי הפרעות הנגרם כתוצאה מקיצוץ שלב הטריאק.

L1 יכול להיות r.f. חנק מדכא של מספר השראות מיקרו-הנרי.

הדירוג הנוכחי של L1 חייב להיות בין שניים לארבעה אמפר, ביחס לדירוג הנוכחי של מנוע המקדחה. כמעט כל דבר 600V 6 טריאק יעבוד טוב מאוד במעגל.