Se propune să ia în considerare o opțiune de fabricație. electronic regulator de viteză pentru un motor cu tensiune continuă de 24 V.
Proiectarea propusă a regulatorului de turație al motorului este concepută pentru a modifica viteza de rotație a sculei pe o mașină de găurit, a cărei fabricație este descrisă în nota "Masina de gaurit - romboid“. Cu toate acestea, acest dispozitiv poate fi utilizat pentru controlul puterii în alte modele.
Necesitatea reglării revoluțiilor sculei este cauzată de următoarele motive. Schimbarea materialului prelucrat, diametrul și tipul instrumentului necesită o schimbare a vitezei de tăiere. De exemplu, găurirea plexiglasului sau a unor materiale plastice termoplastice, în condiții optime pentru forajul metalului, nu va conduce decât la topirea materialului prelucrat în zona de tăiere și lipirea acestuia la burghie. Perforarea, reamorsarea și retragerea din nou a aceleiași orificii necesită, de asemenea, revoluții diferite pentru un tratament de suprafață de înaltă calitate. Creșterea diametrului burghiului necesită o scădere proporțională a numărului de rotații. În plus, uneori este necesară inversarea direcției de rotație a sculei. Pentru îndeplinirea elementară a acestor condiții, se propune fabricarea unui regulator electronic de viteză.
Realizarea controlerului de turație al motorului.
1. Datele sursă.
În acest exemplu, se folosește un motor DC de 24 de volți (0,7A) pe o mașină de găurit.
Pentru funcționarea acestui motor electric este necesară o sursă de alimentare adecvată.
Tensiunea și curentul necesare pentru funcționarea motorului pot fi furnizate de un transformator de scanare verticală TVK-110L-1, preluat de la un televizor vechi. Are dimensiuni și masă mici (ШЛ 20 х 32) iar din înfășurarea secundară este capabil să producă un curent de 1 A cu o tensiune de 22 ... 24 V. În acest caz, tensiunea redusă va fi de aproximativ 30 V, dar cu o creștere a consumului curent, tensiunea de ieșire va scădea ușor.
2. Fabricarea unui redresor.
Întrucât cu o posibilă frânare bruscă a instrumentului de prelucrare, sunt posibile supraîncărcările curentului consumat de motor până la 1,5 ... 2,0 A, pentru redresorul fabricat trebuie utilizate diode cu o marjă de curent marginal. Este recomandabil să folosiți diode cu o tensiune de funcționare mai mare de 30V și un curent de limitare mai mare de 2,0A.
În versiunea considerată a regulatorului, sunt utilizate diodele KD202D optime (200V - 5.0A), care sunt la îndemână.
Din diodele selectate, vom asambla un redresor de punte și îl vom conecta la înfășurarea secundară a transformatorului. Alimentăm transformatorul de la rețea și verificăm tensiunea de ieșire.
3. Crearea unei carcase pentru dispozitiv.
Este timpul să amplasați partea electrică a regulatorului de viteză. Sunt posibile următoarele opțiuni. Într-un caz separat independent de mașină, într-un caz instalat permanent pe mașină și integrat, de asemenea, în structura mașinii (de exemplu, în tabelul mașinii).
Deoarece proiectul propus este un regulator de putere pentru diferite dispozitive, ținând cont de perspectivele posibile ale utilizării sale ulterioare, este recomandabil să fabricăm acest dispozitiv într-o carcasă mobilă separată. Fabricarea sau achiziționarea unui caz potrivit va depinde de dorințele și capacitățile dumneavoastră. Ca o opțiune, în proiectarea respectivă a fost utilizată o sticlă de plastic din substanțe chimice cu dimensiuni generale de 90 x 70 x 90 mm.
Recipientul a tăiat parțial partea superioară. Fereastra rezultată este închisă cu un panou decorativ format dintr-o foaie metalică cu o grosime de 0,4 mm. Coastele formate după îndoirea pe trei părți ale rafturilor de pe piesa de lucru conferă panoului o rigiditate suficientă pentru a lucra. Când este instalat într-o structură, panoul oferă, de asemenea, carcasei o rezistență suplimentară. Panoul este echipat cu o priză pentru tensiunea de ieșire, un regulator de putere, o placă cu un circuit electronic (partea de jos).
În funcție de dimensiunea ferestrei din carcasă, de la placa de circuit universală, o placă de lucru este decupată pentru a găzdui circuitul electronic al controlerului.
4. Circuitul electric al regulatorului.
Pe Internet puteți găsi multe opțiuni pentru circuite pentru reglarea vitezei unui motor cu curent continuu. Cele mai simple și mai stabile circuite se bazează pe cronometrul NE555. Acestea necesită un minim de componente, practic nu trebuie configurate și sunt asamblate rapid. Prin urmare, nu vom face eforturi pentru originalitate, vom efectua un controler electronic de viteză bazat pe un circuit generator dovedit cu cronometru NE555, conform figurii de mai jos.
Circuitul controlerului se bazează pe DA1 - un timer integrat importat NE555 (analog intern - KR1006VI1). Proiectarea cronometrului este un circuit integrat multifuncțional (IC). Este adesea folosit în diferite dispozitive (electronice, tehnologie computerizată, automatizare). Scopul principal al acestui cronometru este de a genera impulsuri cu o gamă largă a perioadei de repetare (de la microsecunde la câteva ore).
Circuitul controlerului dat pe cronometrul NE555 vă permite să controlați viteza motorului folosind modularea lățimii pulsului (PWM).
În această metodă, tensiunea de alimentare a motorului este furnizată sub formă de impulsuri cu o rată de repetare constantă, dar, în același timp, durata lor (lățimea impulsului) poate fi controlată. Prin această metodă de control, puterea transmisă și turația motorului vor fi proporționale cu durata impulsului (ciclul de funcționare al semnalului PWM - raportul dintre durata impulsului și perioada sa).
Principiul de funcționare a generatorului de semnal PWM pe cronometrul NE555 este descris în mod repetat și detaliat în publicațiile relevante, care pot fi găsite pe internet.
Generatorul regulatorului funcționează cu o frecvență de aproximativ 500 Hz. Frecvența sa depinde de capacitatea condensatorului C1. Durata impulsului va fi reglată de un rezistor variabil R2. Semnalele de la ieșirea generatorului de semnal PWM, prin amplificatorul de curent de pe tranzistorul VT1, controlează motorul mașinii. Prin creșterea lățimii pulsului pozitiv care intră în baza tranzistorului VT1, creștem puterea furnizată motorului cu curent continuu și invers.Durata impulsului și, prin urmare, turația motorului, pot fi modificate în intervalul de la 0 la 95 ... 98%.
Revers direcția de rotație a sculei se poate face folosind comutatorul de comutare instalat pe panou. Dar pentru a simplifica proiectarea, această funcție este realizată prin rotirea fișei (schimbarea stâlpului) din priza de pe panou.
În locul tranzistorului compozit n-p-n KT 829A, poate fi utilizat un tranzistor cu efect de câmp sau un optocuptoare de putere corespunzătoare.
Regulatorul va fi alimentat de la o rețea de 220 V. și va avea o ieșire de 24 V. reglată de putere.Tensiunea de alimentare a cronometrului NE555 ar trebui să se situeze în intervalul 5 ... 16 V, în circuit va funcționa de la o tensiune stabilizată de 12V. Acest circuit al controlerului poate funcționa și de la o altă sursă de alimentare în 24 ... 30 V.
5. Setul complet al dispozitivului.
Completăm dispozitivul cu piese conform schemei de mai sus. Tranzistorul de ieșire VT1 și stabilizatorul VR1 sunt instalate pe calorifere mici. În designul dat sunt realizate dintr-un colț de aluminiu.
6. Verificarea funcționării circuitului generatorului.
Pe internet există multe variante similare ale circuitului generator pe cronometrul NE555, dar valorile pieselor din diferite circuite diferă de zeci și de sute de ori. Prin urmare, pentru a simplifica fabricarea și depanarea unui circuit de lucru, este recomandabil să-l asamblați pe o placă de circuit universal.
Colectăm circuitul generatorului. La ieșirea cronometrului (pinul 3), conectăm baza tranzistorului n-p-n KT315. În circuitul colectorului său, pornim ledul indicator printr-o rezistență de limitare de 1kΩ. Emisorul este conectat la circuitul minus. Alimentăm circuitul generatorului de la o sursă stabilizată de 12V. Alegând valorile pieselor, controlăm funcționarea corectă a generatorului prin strălucirea LED-ului.
LED-ul de control poate fi, de asemenea, instalat direct la ieșirea cronometrului (pin 3), dar rețineți că cronometrul NE555 are un curent de ieșire de până la 200 mA. Analogul intern închis KR1006VI1 permite un curent de ieșire de până la 100 mA.
7. Instalarea circuitului regulatorului de viteză.
Realizăm dispunerea plăcii - așezăm piesele pe calorifere, un rezistor de reglare a vitezei variabile, condensatoare electrolitice. Foram găuri în placă pentru montarea pieselor și fixarea plăcii pe panoul dispozitivului. Executăm instalarea circuitului regulatorului pe placa de lucru.
8. Asamblarea regulatorului de turație al motorului.
Colectăm toate nodurile controlerului de viteză. Fixăm placa de pe panoul dispozitivului folosind o garnitură subțire de PCB pentru a izola contactele plăcii de panoul metalic. Ieșirea regulatorului este conectată la priza amplasată pe panou. De asemenea, la bornele sale, în sens invers, am sudat dioda VD3. Acesta va amortiza impulsurile de auto-inducție ale înfășurării motorului. Această diodă trebuie să reziste la tensiune și curent de funcționare de cel puțin două ori mai mari decât performanțele motorului.
Rolul indicatorului de funcționare al regulatorului va fi realizat de un element al benzii LED1, la o tensiune de 12V. Așezați-o (lipici) pe umărul suportului motorului, deasupra mandrinei de foraj, pentru simultan cu indicarea iluminării zonei de tratare.
9. Finalizarea proiectării mașinii de găurit.
Lucrările la mașina fabricată au arătat necesitatea unor rafinări ale proiectării sale.
O placă suplimentară este instalată sub șurubul de fixare în înălțime, ceea ce vă permite să distribuiți presiunea de strângere pe o suprafață mare, să eliminați blocarea și să facilitați alunecarea bazei de suspensie pe suportul mașinii.
La sugestia comentatorului cu privire la controlul poziției optime a sculei în raport cu piesa de prelucrat, a fost făcută și instalată o oprire reglabilă. Acesta este montat în partea de sus a bazei de suspensie și servește ca un opritor pentru brațul superior al suspensiei. Accentul este reglat astfel încât mandrina și brațele de suspensie să nu poată scădea sub 2 mm față de linia zero. În poziția de oprire, burghiul este instalat în mandrina până când atinge masa mașinii.Deci, va funcționa automat în zona optimă de 4mm, cu o deplasare laterală minimă de 0,01 mm.
