Er wordt voorgesteld om een fabricageoptie te overwegen. elektronisch snelheidsregelaar voor een DC-motor met een bedrijfsspanning van 24 V.
Het voorgestelde ontwerp van de motortoerentalregelaar is ontworpen om de rotatiesnelheid van het gereedschap op een boormachine te veranderen, waarvan de fabricage wordt beschreven in de opmerking "Boormachine - ruitvormig'. Dit apparaat kan echter worden gebruikt voor vermogensregeling in andere ontwerpen.
De noodzaak voor het aanpassen van gereedschapsomwentelingen wordt veroorzaakt door de volgende redenen. Het wijzigen van het bewerkte materiaal, de diameter en het type gereedschap vereist een verandering in de snijsnelheid. Zo zal het boren van plexiglas of sommige thermoplastische kunststoffen, onder optimale omstandigheden voor het boren van metaal, alleen leiden tot het smelten van het verwerkte materiaal in de snijzone en het kleven ervan aan de boor. Voor het boren, ruimen en verzinken van hetzelfde gat zijn ook verschillende omwentelingen nodig voor een hoogwaardige oppervlaktebehandeling. Het vergroten van de diameter van de boor vereist een evenredige afname van het aantal omwentelingen. Bovendien is het soms nodig de draairichting van het gereedschap om te keren. Voor de elementaire vervulling van deze voorwaarden wordt voorgesteld een elektronische snelheidsregelaar te vervaardigen.
De motortoerentalregelaar maken.
1. De brongegevens.
In dit voorbeeld wordt een 24-volt gelijkstroommotor (0,7 A) gebruikt op een boormachine.
Voor de werking van deze elektromotor is een geschikte stroombron nodig.
De spanning en stroom die nodig zijn voor de werking van de motor kunnen worden geleverd door een verticale scantransformator TVK-110L-1, afkomstig van een oude tv. Het heeft kleine afmetingen en massa (ШЛ 20 х 32) en van de secundaire wikkeling kan het een stroom van 1 A produceren met een spanning van 22 ... 24 V. In dit geval zal de gelijkgerichte spanning ongeveer 30 V zijn, maar met een toename van het stroomverbruik zal de uitgangsspanning iets afnemen.
2. De fabricage van een gelijkrichter.
Aangezien bij een mogelijk scherp remmen van het bewerkingsgereedschap pieken van de door de motor verbruikte stroom tot 1,5 ... 2,0 A waarschijnlijk zijn, is het voor de vervaardigde gelijkrichter noodzakelijk diodes te gebruiken met een marge van de stroomlimiet. Het verdient aanbeveling diodes te gebruiken met een bedrijfsspanning van meer dan 30V en een grensstroom van meer dan 2,0A.
In de beschouwde versie van de regelaar worden de optimale KD202D diodes (200V - 5.0A) gebruikt die voorhanden zijn.
Van de geselecteerde diodes zullen we een bruggelijkrichter samenstellen en deze verbinden met de secundaire wikkeling van de transformator. We voeden de transformator via het lichtnet en controleren de uitgangsspanning.
3. Een zaak maken voor het apparaat.
Het is tijd om het elektrische gedeelte van de snelheidsregelaar te plaatsen. De volgende opties zijn mogelijk. In een apart, onafhankelijk van de machine, in een koffer die permanent op de machine is geïnstalleerd en ook in de machinestructuur is geïntegreerd (bijvoorbeeld in de machinetafel).
Aangezien het voorgestelde ontwerp een vermogensregelaar is voor verschillende apparaten, is het raadzaam om dit apparaat in een aparte mobiele koffer te fabriceren, rekening houdend met de mogelijkheden van mogelijk verder gebruik. De productie of aankoop van een geschikte koffer hangt af van uw wensen en mogelijkheden. Als optie werd in het betreffende ontwerp een plastic fles van chemicaliën met totale afmetingen van 90 x 70 x 90 mm gebruikt.
De container heeft het bovenste deel gedeeltelijk afgesneden. Het resulterende venster wordt gesloten met een decoratief paneel gemaakt van een metalen plaat met een dikte van 0,4 mm. De ribben gevormd na buiging aan drie zijden van de planken op het werkstuk geven het paneel voldoende stijfheid om te werken. Bij montage in een structuur geeft het paneel de behuizing ook extra stevigheid. Het paneel is voorzien van een stopcontact voor de uitgangsspanning, een stroomregelaar, een bord met een elektronisch circuit (onder).
Afhankelijk van de grootte van het raam in het geval, wordt van de universele printplaat een werkbord uitgesneden om het elektronische circuit van de controller te herbergen.
4. Het elektrische circuit van de regelaar.
Op internet vind je veel mogelijkheden voor circuits voor het regelen van de snelheid van een gelijkstroommotor. De eenvoudigste en meest stabiele circuits zijn gebaseerd op de NE555-timer. Ze vereisen een minimum aan componenten, hoeven praktisch niet te worden geconfigureerd en zijn snel gemonteerd. Daarom zullen we niet streven naar originaliteit, we zullen een elektronische snelheidsregelaar uitvoeren op basis van een bewezen generatorcircuit met een timer NE555, volgens de onderstaande afbeelding.
Het regelcircuit is gebaseerd op DA1 - een geïmporteerde geïntegreerde timer NE555 (binnenlands analoog - KR1006VI1). Het ontwerp van de timer is een multifunctioneel geïntegreerd circuit (IC). Het wordt vaak gebruikt in verschillende apparaten (elektronica, computertechnologie, automatisering). Het belangrijkste doel van deze timer is het genereren van pulsen met een groot bereik van de herhalingsperiode (van microseconden tot enkele uren).
Met het gegeven regelcircuit op de NE555-timer kunt u het motortoerental regelen met pulsbreedtemodulatie (PWM).
Bij deze methode wordt de voedingsspanning naar de motor geleverd in de vorm van pulsen met een constante herhalingssnelheid, maar tegelijkertijd kan hun duur (pulsbreedte) worden geregeld. Bij deze controlemethode zijn het uitgezonden vermogen en het motortoerental evenredig met de pulsduur (inschakelduur van het PWM-signaal - de verhouding van de pulsduur tot de periode).
Het werkingsprincipe van de PWM-signaalgenerator op de NE555-timer wordt herhaaldelijk en in detail beschreven in de relevante publicaties, die op internet te vinden zijn.
De regelaargenerator werkt met een frequentie van ongeveer 500 Hz. De frequentie hangt af van de capaciteit van condensator C1. De pulsduur wordt geregeld door een variabele weerstand R2. De signalen van de uitgang van de PWM-signaalgenerator, via de stroomversterker op de transistor VT1, regelen de machinemotor. Door de breedte van de positieve puls die de basis van de transistor VT1 binnenkomt te vergroten, vergroten we het vermogen dat aan de gelijkstroommotor wordt geleverd en omgekeerd.De pulsduur, en dus het motortoerental, kan worden gewijzigd van 0 tot 95 ... 98%.
De draairichting van het gereedschap kan worden omgekeerd door middel van de tuimelschakelaar op het paneel. Maar om het ontwerp te vereenvoudigen, wordt deze functie uitgevoerd door de stekker (poolwisseling) in de aansluiting op het paneel te draaien.
In plaats van de samengestelde n-p-n-transistor KT 829A kan een veldeffecttransistor of een optocoupler van het overeenkomstige vermogen worden gebruikt.
De regelaar zal worden gevoed door een 220 V netwerk en heeft een 24 V uitgang die wordt geregeld door middel van voeding De voedingsspanning van de NE555 timer moet tussen 5 en 16 V liggen, in het circuit zal hij werken vanaf een gestabiliseerde spanning van 12 V. Dit controllercircuit kan ook werken met een andere voedingsbron binnen 24 ... 30 V.
5. De complete set van het apparaat.
We vullen het apparaat aan met onderdelen volgens het bovenstaande diagram. De uitgangstransistor VT1 en de stabilisator VR1 zijn geïnstalleerd op kleine radiatoren. In het gegeven ontwerp zijn ze gemaakt van een aluminium hoek.
6. Controle van de werking van het generatorcircuit.
Op internet zijn er veel vergelijkbare varianten van het generatorcircuit op de NE555-timer, maar de waarden van onderdelen in verschillende circuits verschillen tientallen en honderden keren. Om de fabricage en debugging van een werkcircuit te vereenvoudigen, is het daarom raadzaam om het vooraf op een universele printplaat te monteren.
We verzamelen het generatorcircuit. Op de timeruitgang (pin 3) verbinden we de basis van de n-p-n transistor KT315. In het circuit van zijn collector zetten we de indicator-LED aan via een beperkende weerstand van 1kΩ. De emitter is aangesloten op het min-circuit. We voeden het generatorcircuit vanuit een gestabiliseerde 12V-voeding. Door de waarden van de onderdelen te kiezen, controleren we de juiste werking van de generator door de gloed van de LED.
De controle-LED kan ook rechtstreeks op de timeruitgang (pin 3) worden geïnstalleerd, maar houd er rekening mee dat de NE555-timer een uitgangsstroom van maximaal 200 mA heeft. De gesloten analoge KR1006VI1 maakt een uitgangsstroom tot 100 mA mogelijk.
7. Installatie van het circuit van de snelheidsregelaar.
We voeren de lay-out van het bord uit - we plaatsen de onderdelen op de radiatoren, een weerstand met variabele snelheidsregeling, elektrolytische condensatoren. We boren gaten in het bord voor het monteren van onderdelen en het bevestigen van het bord aan het apparaatpaneel. We voeren de installatie van het regelcircuit op het werkbord uit.
8. Montage van de motortoerentalregelaar.
We verzamelen alle knooppunten van de snelheidsregelaar. We bevestigen de kaart op het apparaatpaneel met behulp van een dunne PCB-pakking om de kaartcontacten van het metalen paneel te isoleren. De uitgang van de regelaar is aangesloten op de uitgang op het paneel. Ook aan de terminals, in de tegenovergestelde richting, solderen we de VD3-diode. Het dempt de zelfinductiepulsen van de motorwikkeling. Deze diode moet bestand zijn tegen een bedrijfsspanning en -stroom van minimaal tweemaal de prestatie van de motor.
De rol van de werkingsindicator van de regelaar zal worden vervuld door één element van de LED1 LED-strip, bij een spanning van 12V. Plaats (lijm) het op de schouder van de motorsteun, boven de boorkop, voor gelijktijdige indicatie van de verlichting van het behandelgebied.
9. Afronding van het ontwerp van de boormachine.
Het werk aan de gefabriceerde machine toonde de behoefte aan enige verfijning van het ontwerp.
Een extra plaat wordt in hoogte onder de bevestigingsschroef geïnstalleerd, waardoor u de klemdruk over een groot gebied kunt verdelen, vastlopen kunt voorkomen en de ophanging op de machinestandaard kunt verschuiven.
Op voorstel van de commentator over de controle van de optimale positie van het gereedschap ten opzichte van het werkstuk is een instelbare aanslag gemaakt en gemonteerd. Hij is boven op de ophangbasis gemonteerd en dient als aanslag voor de bovenste ophangarm. De nadruk wordt aangepast zodat de boorkop en draagarmen niet onder de 2 mm van de nullijn kunnen komen. In de positie op de aanslag wordt de boor in de boorkop geïnstalleerd totdat deze de machinetafel raakt.Het werkt dus automatisch in de optimale zone van 4 mm, met een minimale zijwaartse verplaatsing van 0,01 mm.
