Регулятор оборотов шуруповерта своими руками

РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОИНСТРУМЕНТА

электроника для дома

При работе с электроинструментом (электродрелью шлифовальным устройством и пр ) желательно иметь возможность плавно изменять его обороты. Но простое уменьшение питающего напряжения приводит к снижению развиваемой инструментом мощности В предлагаемой схеме (рис.1) используется регулирование с обратной связью по току двигателя, в результате чего при увеличении нагрузки соответственно увеличивается и крутящий момент

на валу. Резистивно-емкостная цепочка R1-R2-C1 формирует регулируемое опорное напряжение, которое с движка R2 поступает в цепь управляющего электрода тиристора VS1 и компенсирует остаточную противо-ЭДС двигателя М1 Если скорость вращения двигателя падает из-за возрастания нагрузки, уменьшается и его противо-ЭДС. Благодаря этому в очередном полупериоде сетевого напряжения тиристор за счет опорного напряжения открывается раньше. Соответствующее повышение напряжения на двигателе приводит к увеличению мощности на валу двигателя. При увеличении оборотов в случае снижения нагрузки описанный процесс происходит наоборот

Настройка устройства сводится практически к подбору сопротивления R1, чтобы при минимальных оборотах двигатель вращался ровно, без рывков, и, в то же время, обеспечивался полный диапазон изменения оборотов. Возможно, к нижнему по схеме выводу R2 придется подключить небольшой резистор, ограничивающий минимальные обороты двигателя. Если тиристор VS1 будет сильно греться, его нужно установить на теплоотвод.

Упрощенный вариант регулятора показан на рис.2. Если в патрон электродрели зажать насадку-отвертку, с помощью этой приставки можно закручивать винты и шурупы (саморезы).

1 И.Семенов. Регулятор мощности с обратной связью. — Радиолюбитель, 1997, N12, С.21.

2 Р.Граф. Электронные схемы 1300 примеров — М Мир, 1989, С 395.

3. В Щербатюк Заворачиваем шурупы электродрелью. — Радиолюбитель, 1999 N9, С 23

Cмотрите также: Регулятор мощности на MOSFETах

Схема регулятора оборотов дрели

Все современные дрели выпускают с встроенными в них регуляторами числа оборотов двигателя, но наверняка, в арсенале каждого радиолюбителя имеется старая советская дрель, у которых изменение числа оборотов не было задумано, что, резко снижает эксплуатационные характеристики.

Схема регулятора оборотов для советской дрели

На рисунке ниже рассмотрена схема регулятора оборотов электродвигателя дрели, собранного в виде отдельного внешнего блока и подходящего для любых дрелей мощностью до 1,8 кВт, а также для других подобных устройств, в которых используется коллекторный двигатель переменного тока, допустим, в болгарках. Детали регулятора на схеме подобраны для типовой дрели мощностью около 270 Вт, 650 об/мин, напряжение 220В.

Тиристор типа КУ202Н с целью его нормального охлаждения смонтирован на радиаторе. Чтобы задать нужную частоту вращения электродвигателя шнур регулятора подсоединяют в сетевую розетку 220 В, а дрель включают уже в нее. Затем, двигая ручку переменного сопротивления R задают требуемые обороты для старой дрели.

Регулятор оборотов болгарки принципиальная схема

Представленная схема достаточно проста для повторения даже начинающим радиолюбителем. Необходимые для сборки компоненты и детали дешевы и легко доступны. Рекомендуется сборка конструкции в отдельном коробе с розеткой. Такое устройство можно применять в роли переноски с типовым регулятором мощности

Регулятор оборотов самодельной микродрели

Принцип работы этой радиолюбительской самоделки следующий, когда нагрузка небольшая, то ток течет маленький, а как только нагрузка возрастает, обороты плавно повышаются.

Микросборку LM317 требуется установить на радиатор. Диоды 1N4007 можно заменить на аналогичные рассчитанные на ток не ниже 1А. Печатная плата сделана на одностороннем стеклотекстолите. Сопротивление R5 мощностью не ниже 2Вт, или проволочное.

Источник питания на напряжение 12В должен иметь небольшой запас по току. Резистором R1 задаем необходимую частоту вращения на холостом ходу. Сопротивление R2 необходимо для установки чувствительности по отношению к нагрузке, им задается требуемый момент увеличения числа оборотов микродрели. Если увеличить емкость C4, то растет время задержки высоких оборотов.

Регулятор скорости микродрели для сверления небольших отверстий в печатных платах

Представленная ниже схема позволяет собрать очень простой, дешевый и полезный регулятор скорости вращения 12-вольтной микродрели для сверления отверстий в печатных платах в радиолюбительской практике.

Микросборка LM555 используется в роли широтно-импульсного модулятора. Питающее напряжение для ШИМ понижается и стабилизируется с помощью микросхемы LM7805). Прецизионный подстроечный резистор P1 на 50 КОм позволяет регулировать скорость вращения дрели. Полевой транзистор IRL530N применяется в роли выходного приводного элемента и может коммутировать ток до 27А. Кроме того он обладает быстрым временем переключения и малым сопротивлением. Диод 1N4007 нужен для защиты от ЭДС противодействия. В качестве альтернативы можно взять диод Шоттки MBR1645.

ШИМ (широтно-импульсная модуляция), используемая в этой конструкции, является эффективным методом изменения скорости и мощности для всех двигателей постоянного тока.

ШИМ-регулятор оборотов

Рассмотрим первый ШИМ-регулятор на 5 ампер. Есть такая самая любимая микросхема всех радиолюбителей — это таймер NE555 ( или советский аналог КР1006ВИ). Вот на этой микросхеме и собран ШИМ-регулятор. Кроме таймера здесь я использую стабилизатор на 9 вольт LM7809 , мощный полевой транзистор с N-каналом IRF540, сдвоенный диод Шоттки, а также другие мелкие детали. Схема по которой собран этот регулятор всем известна и очень популярна.

Печатку этой платы можно скачать — ШИМ 5А

В более мощном исполнении я применяю просто параллельное включение нескольких полевых транзисторов IRF540 и более мощный сдвоенный диод Шоттки. В остальном всё аналогично.

Печатку этой платы можно скачать — ШИМ 10А Подключение ШИМ-регулятора очень простое. Вы видите 4 клеммы — две клеммы для подачи питания и , и две клеммы для подключения мотора и . Сделал ещё ШИМ-регулятор с защитой по току. Для этих целей использовал распространенный операционный усилитель LM358 и два оптрона PC817. При превышении тока, который мы задаём подстроечником R12, срабатывает триггер-защёлка на операционнике DA3.1, оптронах DA4 и DA5 и блокируется генерация импульсов по 5 ноге таймера NE555. Чтобы снова запустить генерацию нужно кратковременно снять питание со схемы с помощью кнопки S1. Печатку этой платы можно скачать — ШИМ 10А с защитой ШИМ-регуляторы все работоспособны , проверил их работу с помощью двигателя от шуруповёрта. Снял видео —

Отличная партнёрка Youtube — https://join.air.io/roshansky

У домашнего мастера и хозяина в доме есть множество полезных и удобных инструментов. Одним из них, несомненно, является шуруповерт. Его часто используют для сборки мебели, при различных работах в быту и на строительных объектах.

Это очень надежная техника, но и как любой инструмент он иногда ломается. В некоторых случаях его можно временно заменить низкоскоростной электродрелью, а само неисправное изделие отнести в сервисный центр. На это может уйти не только много времени, но и лишние средства.

Всегда есть вариант произвести ремонт шуруповерта бош своими руками.

Конструкция шуруповерта

Перед ремонтными работами необходимо изучить в теории устройство шуруповерта макита, например.

Моделей этих инструментов на рынке очень много, но принцип действия и конструктивные особенности похожие.

Все шуруповерты имеют следующие узлы:

• Электродвигатель.
• Редуктор планетарный.
• Блок питания.
• Многофункциональная кнопка «Пуск».
• Переключатель реверсный.
• Регулятор усилий.

Главным управляющим элементом считается пусковая кнопка. Она выполняет несколько задач: замыкает цепь питания электродвигателя и управляет регулятором оборотов.

Сила и глубина нажатия регулируют скорость вращения шпинделя. Это важный показатель в работе устройства. Чем дальше нажата пусковая кнопка, тем больше мощность инструмента.

Внутри корпуса расположен электронный регулятор, состоящий из ШИМ генератора. Этот элемент размещен на плате. Вдоль платы передвигается контакт, которым завершается кнопка «Пуск».

От положения контакта зависит передаваемая величина уровня импульса на ключ. Ключом является полевой транзистор. Принцип действия интуитивно понятный: чем сильнее нажата кнопка, тем больше значение импульса. Транзистор с увеличением импульса все больше открывается и увеличивает напряжение, подаваемое на электродвигатель.

Электрический двигатель представляет собой устройство в цилиндрическом корпусе. Питается электродвигатель от сети постоянного тока. Чаще всего в шуруповертах применяются коллекторные однофазные устройства непрерывного тока. Они просты в изготовлении и надежны.

Мотор состоит из:

Щетки принимают на себя направление тока. При изменении полярности подаваемого напряжения происходит смена направления вращения мотора — реверс.

За реверс отвечает переключатель. Его удобно использовать не только при закручивании, но и откручивании винтов и шурупов.

Редукторный отдел понижает высокие обороты электродвигателя. И передает пониженное вращение на вал патрона. Редукторы могут быть планетарными и классическими. Наиболее распространены планетарные.

Планетарные редукторы состоят из:

• Кольцевой шестерни.
• Солнечной шестерни.
• Водилы.
• Сателлитов.

Водило вращается за счет сателлитов, которые действуют с помощью зубчиков солнечной шестерни. А сама солнечная шестерня работает от вала якоря.

Планетарные редукторы изготавливаются из металла или износоустойчивого пластика. Обычно рассчитаны на две скорости.

Режим первой скорости используется при закрутке или раскрутке саморезов. На второй скорости происходит сверление. Сверлить можно дерево, пластмассу, металл.

От регулятора усилий зависит скорость закручивания изделий. Наиболее популярна шестнадцати ступенчатая градация. Регулируя ее, можно точно определить актуальную скорость затяжки при работе с конкретным материалом.

Питается инструмент от габаритных аккумуляторов. Напряжение, в зависимости от модели, составляет от девяти до восемнадцати вольт.

Основные причины неисправностей

Перед диагностикой, починкой и разборкой инструмента нужно подготовить:

• Мультиметр.
• Зажимы.
• Запасные детали.
• Бумагу наждачную.

Возможные неисправности можно разделить на две глобальные группы: механические поломки и повреждения электрической части.

В большинстве случаев неисправности характеризуются:

• Аккумулятор перестал вырабатывать энергию.
• Сломалась кнопка «Пуск».
• Перегорел якорь.
• Слышны раздражающие скрипы и свист во время вращения патрона.
• Зажимный патрон начинает стучать.
• Не получается регулировать количество оборотов.
• Не переключается режим реверсии.
• После выключения инструмента двигатель продолжает вращение.
• После включения происходит подклинивание.

После появления признаков неисправности требуется разборка шуруповерта, его осмотр, тестирование и ремонт. При внимательности и усидчивости провести ремонт шуруповерта интерскол или другой марки вполне возможно.

Ремонт электрической схемы

Проблемы с электроникой выражаются в невозможности включения инструмента, отказа переключений реверсного режима, проблемах при регулировке количества оборотов.

При проведении диагностики электронной части надо иметь определенные навыки работы с электрическими сетями и схемами. И тогда удастся починить инструмент хитача, зубр или любой другой.

Если инструмент не реагирует на кнопку «Пуск», то начинают поиск неисправностей с аккумулятора.

Сначала аккумулятор надо попытаться зарядить в зарядном устройстве. Затем измерить напряжение батарей с помощью мультиметра. Величина напряжения должна точно совпадать с заявленным номиналом батареи. Если показатель гораздо ниже, то необходимо определиться какой элемент неисправен: зарядное устройство или аккумулятор.

Зарядное устройство тоже проверяется тестером. К клеммам зарядного устройства подключается мультиметр и меряется напряжение при холостом ходе. Величина напряжения должна быть выше на несколько значений (до двух вольт), чем номинальное напряжение, написанное на корпусе устройства. При отсутствии напряжения однозначно неисправен зарядник.

Менять элементы аккумулятора имеет смысл, если в наличии есть лишний неработающий аккумулятор. Тогда недостающие элементы можно вытащить из него. Приобретение новых элементов необоснованно, потому что их цена сопоставима со стоимостью нового аккумулятора.

Для починки зарядного устройства необходимы более глубокие знания электроники.

Если аккумуляторы с зарядным устройством нормальные, инструмент следует аккуратно разобрать.

При разборке нужно запоминать, как были собраны детали, чтобы потом правильно их собрать.

Правильней всего перед началом ремонта и диагностики зарисовать схему расположения узлов, контактов, шурупов, пружин.

Визуально осмотреть контакты. Нет ли среди них потемневших. При обнаружении темных или грязных контактов нужно их зачистить наждачной бумагой. Отдельное внимание надо уделить качеству пайки.

От пусковой кнопки к клеммам батареи тянутся два проводочка. При вставленном аккумуляторе меряется напряжение входов кнопки. Если есть напряжение, блок питания вынимается и закорачиваются входы к батарее. Измеряется сопротивление на кнопочном входе. Вариант, когда показатель сопротивления близок к нулю означает, что кнопка в порядке.

Если кнопка работает, значит, проблема в других узлах схемы либо в щетках. Если же мультиметр показывает обрыв, то необходим ремонт кнопки или ее замена. Чаще всего испорченной оказывается кнопка, поскольку она является наиболее активно используемой.

При неработающем реверсе порядок действий проходит по аналогичной схеме. Щупы тестера прикасаются ко входу кнопки и контакту мотора. После чего рукоятку переключателя приводят в активное действие. Если сопротивления нет, то проблема в контактах реверса. Если стрелка прибора отклонится, то реверс исправен.

Нет регулировки оборотов, но при этом электродвигатель показывает максимальную скорость? Значит, не работает либо кнопка, либо регулирующий транзистор.

Если после проверки всей электрической цепи проблемы не обнаружены, но шуруповерт не работает, то существует вероятность, что неисправность связана с щетками. Щетки во время интенсивной работы инструмента стираются. При уменьшении длины на сорок процентов щетки требуют замены. Их возможно припаять, но припой должен быть только тугоплавкий.

После устранения вышеперечисленных проблем, проверяется работа устройства. Если работоспособность не восстановлена, значит, надо проверять электродвигатель.

Диагностика электродвигателя

Для этого двигатель отсоединяют от кнопки и замеряется величина сопротивления двигателя. Когда прибор «молчит», значит, произошел обрыв намотки. Надо менять двигатель либо перематывать обмотку.

Чтобы убедиться в работоспособности якоря, измеряют сопротивление на двух рядом стоящих пластинах коллектора. Необходимо последовательно, по всей окружности прозвонить все пластины. При нахождении двух пластин, у которых сопротивление значительно выше нуля — якорь неисправен. Требуется замена или ремонт.

Ремонт механических частей

Кроме электрических неисправностей, шуруповерты часто имеют механические повреждения.

Механический ремонт шуруповерта своими руками и диагностика вполне возможны в обычных бытовых условиях.

Иногда достаточно разобрать устройство, почистить от пыли и грязи, смазать трущиеся детали и инструмент будет продолжать радовать заботливого хозяина.

Бывает, что инструмент при холостых оборотах ведет себя в штатном режиме, а при нагрузке идет сбой или вал патрона просто прокручивается.

Часто появляются необычные звуки при включенном инструменте или трещетка. Это говорит про износ подшипников или втулок. Инструмент разбирается и эти детали осматриваются. Если втулка или подшипник имеют явно видимые дефекты, то они требуют замены.

Если при работе слышен непонятный скрежет или инструмент заклинивает, то сломался редуктор.

Виды неисправностей редуктора:

• Повреждения подшипников или втулок.
• У шестеренок стерлись зубья.
• Искривление вала.
• Штифт сателлита деформирован.

Если погнулся вал редуктора или сильно износились подшипники, то это вызывает биение патрона.

Во время эксплуатации зубья муфт изнашиваются. Начинается проскальзывание и при некоторых режимах вращения не происходит затягивание. Тогда требуется замена муфт.

Неисправные элементы редуктора ремонту поддаются редко. Чаще всего вместо них ставят новые или редуктор полностью меняется.

Ремонт редуктора шуруповерта своими руками выполнить нетрудно. Необходимо терпение, аккуратность и тогда можно отремонтировать любое неисправное устройство.

ШИМ-регулятор оборотов для шуруповёрта БОШ 18 Вольт

Читайте так же

Создатель: Радио Любитель

Читайте так же

Плата, схема.
Мяукнула кнопка на рабочем шурупике, вскрытие показало, что мотор живой, кнопка тоже живая совместно со интегрированным сопротивлением. Однако сам ШИМ умер в неравной борьбе с нескончаемыми нагрузками на шуруповёрт. Но что самое увлекательное, силовые транзисторы остались ЦЕЛЫЕ, а ШИМ отошёл в мир другой. Так как схемы отыскать не удалось и плата с Обоестороннем расположением массы СМД деталей была обильно пролита лаком с обоих сторон, то шансов на реанимацию я не увидел. А воспользоваться шуруповёртом без регулировки оборотов как то не совсем комфортно. Вспомнил о простом ШИМ регуляторе для жигулёвской печки на 40 Вт не без помощи ножика, ратфиля и некий мамы присобачил всё это хозяйство к Германцу.
И труды не прошли зря. РАБОТАЕТ.
С маленьким писком на малой скорости пришлось смириться, если повысить частоту работы ШИМа писка не слышно, однако начинает под критической нагрузкой нагреваться транзистор. Пошёл на компромис. маленькой писк в угоду термическому режиму транзистора. И долговечности работы схемы.

Теги youtube: #заменашимавшуруповёрте #Самодельныйшимвшурупик #ШимдляшуруповёртаBOSCH #Самодельныйрегулятороборотовшуруповёрта #Шимнатаймередляшуруповёрта #.