Es wird vorgeschlagen, eine Herstellungsoption in Betracht zu ziehen. elektronisch Drehzahlregler für einen Gleichstrommotor mit einer Betriebsspannung von 24 V.
Die vorgeschlagene Konstruktion des Motordrehzahlreglers dient dazu, die Drehzahl des Werkzeugs auf einer Bohrmaschine zu ändern, deren Herstellung in der Anmerkung "Bohrmaschine - Rhomboid". Dieses Gerät kann jedoch zur Leistungssteuerung in anderen Ausführungen verwendet werden.
Die Notwendigkeit, die Werkzeugumdrehungen anzupassen, wird aus den folgenden Gründen verursacht. Das Ändern des verarbeiteten Materials, des Durchmessers und des Werkzeugtyps erfordert eine Änderung der Schnittgeschwindigkeit. Zum Beispiel führt das Bohren von Plexiglas oder einigen thermoplastischen Kunststoffen unter optimalen Bedingungen zum Bohren von Metall nur zum Schmelzen des verarbeiteten Materials in der Schneidzone und zum Anhaften am Bohrer. Das Bohren, Reiben und Senken desselben Lochs erfordert auch unterschiedliche Umdrehungen für eine qualitativ hochwertige Oberflächenbehandlung. Das Erhöhen des Bohrerdurchmessers erfordert eine proportionale Verringerung der Anzahl der Umdrehungen. Außerdem muss manchmal die Drehrichtung des Werkzeugs umgekehrt werden. Zur elementaren Erfüllung dieser Bedingungen wird vorgeschlagen, einen elektronischen Drehzahlregler herzustellen.
Motordrehzahlregler herstellen.
1. Die Quelldaten.
In diesem Beispiel wird ein 24-Volt-Gleichstrommotor (0,7 A) an einer Bohrmaschine verwendet.
Für den Betrieb dieses Elektromotors wird eine geeignete Stromquelle benötigt.
Die für den Betrieb des Motors erforderliche Spannung und der Strom können durch den Vertikalabtasttransformator TVK-110L-1 bereitgestellt werden, der einem alten Fernsehgerät entnommen wurde. Es hat kleine Abmessungen und eine geringe Masse (ШЛ 20 х 32) und kann aus der Sekundärwicklung einen Strom von 1 A mit einer Spannung von 22 ... 24 V erzeugen. In diesem Fall beträgt die gleichgerichtete Spannung etwa 30 V, aber mit zunehmendem Stromverbrauch nimmt die Ausgangsspannung geringfügig ab.
2. Die Herstellung eines Gleichrichters.
Da bei einer möglichen scharfen Bremsung des Verarbeitungswerkzeugs Spannungsspitzen des Motors von bis zu 1,5 ... 2,0 A wahrscheinlich sind, müssen für den hergestellten Gleichrichter Dioden mit einem Strombegrenzungsspielraum verwendet werden. Es wird empfohlen, Dioden mit einer Betriebsspannung von mehr als 30 V und einem Grenzstrom von mehr als 2,0 A zu verwenden.
In der betrachteten Version des Reglers werden die vorhandenen optimalen KD202D-Dioden (200 V - 5,0 A) verwendet.
Aus den ausgewählten Dioden bauen wir einen Brückengleichrichter zusammen und verbinden ihn mit der Sekundärwicklung des Transformators. Wir versorgen den Transformator über das Stromnetz und prüfen die Ausgangsspannung.
3. Machen Sie einen Fall für das Gerät.
Es ist Zeit, den elektrischen Teil des Drehzahlreglers zu platzieren. Folgende Optionen sind möglich. In einem separaten Fall unabhängig von der Maschine, in einem Fall, der fest auf der Maschine installiert und auch in die Maschinenstruktur integriert ist (z. B. in der Maschinentabelle).
Da das vorgeschlagene Design ein Leistungsregler für verschiedene Geräte ist und die Aussichten auf eine mögliche weitere Verwendung berücksichtigt, ist es ratsam, dieses Gerät in einem separaten mobilen Gehäuse herzustellen. Die Herstellung oder der Kauf eines geeigneten Koffers hängt von Ihren Wünschen und Fähigkeiten ab. Optional wurde für das betreffende Design eine Plastikflasche aus Chemikalien mit Gesamtabmessungen von 90 x 70 x 90 mm verwendet.
Der Behälter hat den oberen Teil teilweise abgeschnitten. Das resultierende Fenster wird mit einer dekorativen Platte aus einem Metallblech mit einer Dicke von 0,4 mm verschlossen. Die nach dem Biegen an drei Seiten der Regale am Werkstück gebildeten Rippen verleihen der Platte eine ausreichende Steifigkeit zum Arbeiten. Bei der Installation in einer Struktur verleiht die Platte dem Gehäuse zusätzliche Festigkeit. Das Panel ist mit einer Buchse für die Ausgangsspannung, einem Leistungsregler und einer Platine mit elektronischer Schaltung (unten) ausgestattet.
Entsprechend der Größe des Fensters in dem Gehäuse wird aus der Universalplatine eine Arbeitsplatine herausgeschnitten, um die elektronische Schaltung der Steuerung aufzunehmen.
4. Der Stromkreis des Reglers.
Im Internet finden Sie viele Optionen für Schaltkreise zur Regelung der Drehzahl eines Gleichstrommotors. Die einfachsten und stabilsten Schaltkreise basieren auf dem NE555-Timer. Sie erfordern ein Minimum an Komponenten, müssen praktisch nicht konfiguriert werden und sind schnell zusammengebaut. Daher werden wir nicht nach Originalität streben, sondern einen elektronischen Drehzahlregler durchführen, der auf einer bewährten Generatorschaltung mit einem Timer NE555 basiert (siehe Abbildung unten).
Die Steuerschaltung basiert auf DA1 - einem importierten integrierten Timer NE555 (Haushaltsanalog - KR1006VI1). Das Design des Timers ist eine multifunktionale integrierte Schaltung (IC). Es wird häufig in verschiedenen Geräten (Elektronik, Computertechnologie, Automatisierung) eingesetzt. Der Hauptzweck dieses Timers besteht darin, Impulse mit einem großen Bereich der Wiederholungsperiode (von Mikrosekunden bis zu mehreren Stunden) zu erzeugen.
Mit der angegebenen Steuerschaltung am Timer NE555 können Sie die Motordrehzahl mithilfe der Pulsweitenmodulation (PWM) steuern.
Bei diesem Verfahren wird die Versorgungsspannung des Motors in Form von Impulsen mit einer konstanten Wiederholungsrate geliefert, gleichzeitig kann jedoch deren Dauer (Impulsbreite) gesteuert werden. Bei dieser Steuermethode sind die übertragene Leistung und die Motordrehzahl proportional zur Impulsdauer (Arbeitszyklus des PWM-Signals - das Verhältnis der Impulsdauer zu seiner Periode).
Das Funktionsprinzip des PWM-Signalgenerators am NE555-Timer wird in den entsprechenden Veröffentlichungen, die im Internet zu finden sind, wiederholt und ausführlich beschrieben.
Der Reglergenerator arbeitet mit einer Frequenz von ca. 500 Hz. Seine Frequenz hängt von der Kapazität des Kondensators C1 ab. Die Impulsdauer wird durch einen variablen Widerstand R2 geregelt. Die Signale vom Ausgang des PWM-Signalgenerators über den Stromverstärker am Transistor VT1 steuern den Maschinenmotor. Durch Erhöhen der Breite des positiven Impulses, der in die Basis des Transistors VT1 eintritt, erhöhen wir die dem Gleichstrommotor zugeführte Leistung und umgekehrt.Die Impulsdauer und damit die Motordrehzahl kann im Bereich von 0 bis 95 ... 98% geändert werden.
Die Drehrichtung des Werkzeugs kann mit dem auf dem Bedienfeld installierten Kippschalter umgekehrt werden. Um das Design zu vereinfachen, wird diese Funktion durch Drehen des Steckers (Polwechsel) in der Buchse am Panel ausgeführt.
Anstelle des zusammengesetzten n-p-n-Transistors KT 829A kann ein Feldeffekttransistor oder ein Optokoppler mit der entsprechenden Leistung verwendet werden.
Der Regler wird über ein 220-V-Netz mit Strom versorgt und verfügt über einen 24-V-Ausgang, der durch die Stromversorgung geregelt wird. Die Versorgungsspannung des NE555-Timers sollte im Bereich von 5 bis 16 V liegen. In der Schaltung arbeitet er mit einer stabilisierten Spannung von 12 V. Diese Steuerschaltung kann auch von einer anderen Stromquelle innerhalb von 24 ... 30 V betrieben werden.
5. Der komplette Satz des Geräts.
Wir vervollständigen das Gerät mit Teilen gemäß obigem Diagramm. Der Ausgangstransistor VT1 und der Stabilisator VR1 sind auf kleinen Strahlern installiert. In der gegebenen Ausführung bestehen sie aus einer Aluminiumecke.
6. Überprüfen Sie den Betrieb der Generatorschaltung.
Im Internet gibt es viele ähnliche Varianten der Generatorschaltung des NE555-Timers, aber die Werte von Teilen in verschiedenen Schaltungen unterscheiden sich um das Zehn- und Hundertfache. Um die Herstellung und das Debuggen einer Arbeitsschaltung zu vereinfachen, ist es daher ratsam, diese auf einer Universalplatine vormontieren zu lassen.
Wir sammeln die Generatorschaltung. Mit dem Timer-Ausgang (Pin 3) verbinden wir die Basis des n-p-n-Transistors KT315. In der Schaltung seines Kollektors schalten wir die Anzeige-LED über einen 1kΩ-Begrenzungswiderstand ein. Der Emitter ist mit der Minusschaltung verbunden. Wir speisen den Generatorstromkreis von einer stabilisierten 12-V-Stromversorgung. Bei Auswahl der Teilewerte steuern wir den korrekten Betrieb des Generators durch das Leuchten der LED.
Die Steuer-LED kann auch direkt am Timer-Ausgang (Pin 3) installiert werden. Beachten Sie jedoch, dass der NE555-Timer einen Ausgangsstrom von bis zu 200 mA hat. Das geschlossene Haushaltsanalog KR1006VI1 ermöglicht einen Ausgangsstrom von bis zu 100 mA.
7. Installation der Drehzahlreglerschaltung.
Wir führen das Layout der Platine durch - wir platzieren die Teile auf den Heizkörpern, einem Widerstand mit variabler Drehzahlregelung und Elektrolytkondensatoren. Wir bohren Löcher in die Platine, um Teile zu montieren und die Platine an der Geräteplatte zu befestigen. Wir führen die Installation des Reglerkreises auf der Arbeitsplatine durch.
8. Montage des Motordrehzahlreglers.
Wir sammeln alle Knoten des Drehzahlreglers. Wir befestigen die Platine mit einer dünnen Leiterplattendichtung auf der Geräteplatte, um die Platinenkontakte von der Metallplatte zu isolieren. Der Ausgang des Reglers ist mit der Steckdose auf dem Bedienfeld verbunden. Außerdem löten wir an den Anschlüssen in entgegengesetzter Richtung die VD3-Diode. Es dämpft die Selbstinduktionsimpulse der Motorwicklung. Diese Diode muss einer Betriebsspannung und einem Betriebsstrom von mindestens der doppelten Leistung des Motors standhalten.
Die Rolle der Reglerbetriebsanzeige wird von einem Element des LED1-LED-Streifens bei einer Spannung von 12 V übernommen. Platzieren (kleben) Sie es auf der Schulter der Motorhalterung über dem Bohrfutter, um gleichzeitig die Beleuchtung des Behandlungsbereichs anzuzeigen.
9. Fertigstellung des Entwurfs der Bohrmaschine.
Die Arbeiten an der hergestellten Maschine zeigten, dass das Design verfeinert werden musste.
Unter der Befestigungsschraube in der Höhe befindet sich eine zusätzliche Platte, mit der Sie den Klemmdruck großflächig verteilen, Blockierungen vermeiden und das Gleiten des Aufhängungsfußes am Maschinenständer erleichtern können.
Auf Vorschlag des Kommentators zur Steuerung der optimalen Position des Werkzeugs relativ zum Werkstück wurde ein einstellbarer Anschlag vorgenommen und eingebaut. Es ist oben an der Aufhängungsbasis montiert und dient als Anschlag für den oberen Aufhängungsarm. Die Betonung wird so eingestellt, dass das Bohrfutter und die Aufhängungsarme nicht unter 2 mm von der Nulllinie fallen können. In der Position am Anschlag wird der Bohrer in das Spannfutter eingebaut, bis er den Maschinentisch berührt.Es arbeitet also automatisch in der optimalen Zone von 4 mm mit einer minimalen seitlichen Verschiebung von 0,01 mm.
