Принцип работы электродрели с регулировкой скорости. Как устроен регулятор оборотов дрели: схема

(УШМ), в простонародье болгарок, имеют регулятор оборотов.

Регулятор оборотов расположен на корпусе УШМ

Рассмотрение различных регулировок нужно начать с анализа электрической схемы болгарки.

простейшее представление электросхемы шлифовальной машины

Более продвинутые модели автоматически поддерживают скорость вращения вне зависимости от нагрузки, но чаще встречаются инструменты с ручной диска. Если на дрели или электрическом шуруповерте используется регулятор куркового типа, то на УШМ такой принцип регулирование невозможен. Во-первых – особенности инструмента предполагают другой хват при работе. Во-вторых – регулировка во время работы недопустима, поэтому значение оборотов выставляется при выключенном моторе.

Для чего вообще регулировать скорость вращения диска болгарки?

1. При резке металла разной толщины, качество работы сильно зависит от скорости вращения диска.
   Если резать твердый и толстый материал – необходимо поддерживать максимальную скорость вращения. При обработке тонкой жести или мягкого металла (например, алюминия) высокие обороты приведут к оплавлению кромки или быстрому замыливанию рабочей поверхности диска;
2. Резка и раскрой камня и кафеля на высокой скорости может быть опасной.
   К тому же диск, который крутится с высокими оборотами, выбивает из материала мелкие куски, делая поверхность реза щербатой. Причем для разных видов камня выбирается разная скорость. Некоторые минералы как раз обрабатываются на высоких оборотах;
3. Шлифовальные работы и полировка в принципе невозможны без регулирования скорости вращения.
   Неправильно выставив обороты, можно испортить поверхность, особенно – если это лакокрасочное покрытие на автомобиле или материал с низкой температурой плавления;
4. Использование дисков разного диаметра автоматически подразумевает обязательное наличие регулятора.
   Меняя диск Ø115 мм на Ø230 мм, скорость вращения необходимо уменьшить практически вдвое. Да и удержать в руках с 230 мм диском, вращающимся на скорости 10000 об/мин практически нереально;
5. Полировка каменных и бетонных поверхностей в зависимости от типа используемых коронок производится на разных скоростях. Причем при уменьшении скорости вращения крутящий момент не должен снижаться;
6. При использовании алмазных дисков необходимо уменьшать количество оборотов, так как от перегрева их поверхность быстро выходит из строя.
   Разумеется, если ваша болгарка работает только в качестве резака для труб, уголка и профиля – регулятор оборотов не потребуется. А при универсальном и разностороннем применении УШМ он жизненно необходим.

Наверное, нет такого человека, который бы не слышал о существовании электродрели. Многие даже пользовались ею, но вот устройство дрели и принцип работы знают не многие. Исключить этот пробел поможет данная статья.

Устройство дрели (простейшая китайская электродрель): 1 - регулятор оборотов, 2 - реверс, 3 - щеткодержатель со щеткой, 4 - статор двигателя, 5 - крыльчатка для охлаждения электродвигателя, 6 - редуктор.

Электродвигатель . Коллекторный электродвигатель дрели содержит три основных элемента - статор, якорь и угольные щетки. Статор выполнен из электротехнической стали высокой магнитной проницаемости. Имеет цилиндрическую форму и пазы для укладки статорных обмоток. Статорных обмоток две и расположены они друг напротив друга. Статор жестко крепиться в корпусе дрели.

Устройство дрели: 1 - статор, 2 - обмотка статора (вторая обмотка под ротором), 3 - ротор, 4 - пластины коллектора ротора, 5 - щеткодержатель со щеткой, 6 - реверс, 7 - регулятор оборотов.

Ротор представляет собой вал, на который прессуется сердечник из электротехнической стали. По всей длине сердечника протачиваются канавки, через равное расстояние, для укладки якорных обмоток. Обмотки наматываются цельным проводом с отводами для крепления к коллекторным пластинам. Таким образом, образовывается якорь, разделённый на сегменты. Коллектор находится на хвостовике вала и жестко укреплен на нем. Ротор во время работы вращается внутри статора на подшипниках, которые расположены в начале и конце вала.

По пластинам во время работы двигаются подпружиненные щетки. Кстати, когда проводится ремонт дрели, следует особое внимание уделить именно им. Щетки прессуются из графита, имеют вид параллелепипеда с вмонтированными гибкими электродами.

Регулятор оборотов . Обороты дрели регулирует симисторный регулятор, расположенный в кнопке включения. Надо отметить простую схему регулировки и малое количество деталей. Собран этот регулятор в корпусе кнопки на подложке из текстолита по микроплёночной технологии. Сама плата имеет миниатюрные размеры, что позволило поместить её в корпусе курка. Ключевой момент - это то, что в регуляторе дрели (в симисторе) происходит разрыв и замыкание цепи за миллисекунды. И регулятор никак не изменяет напряжение, которое приходит из розетки (однако меняется среднеквадратичное значение напряжения, которое показывают все вольтметры измеряющее переменное напряжение ). Точнее, происходит импульсно-фазовое управление. Если кнопка нажата слегка, то время когда цепь замкнута самое маленькое. По мере нажатия, время, когда цепь замкнута, увеличивается. Когда кнопка нажата до предела, время, когда цепь замкнута, максимально или цепь вообще не размыкается.

Более научно это выглядит следующим образом. Принцип работы регулятора основан на изменении момента (фазы) включения симистора (замыкания цепи) относительно перехода сетевого напряжения через ноль (начала положительной или отрицательной полуволны питающего напряжения).

Диаграммы напряжения: в сети (на входе регулятора), на управляющем электроде симистора, на нагрузке (на выходе регулятора).

Чтобы легче было разобраться в работе регулятора, построим три временные диаграммы напряжений: сетевого, на управляющем электроде симистора и на нагрузке. После включения дрели в сеть на вход регулятора поступает переменное напряжение (верхняя диаграмма). Одновременно на управляющий электрод симистора подается напряжение синусоидальной формы (средняя диаграмма). В момент, когда его величина превысит напряжение включения симистора, симистор откроется (цепь замкнется) и сетевой ток потечет через нагрузку. После того как величина управляющего напряжения станет ниже пороговой, симистор остается открытым за счет того, что ток нагрузки превышает ток удержания. В тот момент, когда напряжение на входе регулятора меняет свою полярность, симистор закрывается. Далее процесс повторяется. Таким образом, напряжение на нагрузке будет иметь форму как на нижней диаграмме.

Чем больше амплитуда управляющего напряжения, тем раньше включится симистор, а следовательно, больше будет и длительность импульса тока в нагрузке. И наоборот, чем меньше амплитуда управляющего сигнала, тем меньше будет длительность этого импульса. Амплитуда управляющего напряжения управляется переменным резистором соединенным с курком дрели. Из диаграммы видно, что если не сдвигать по фазе управляющее напряжение, диапазон регулирования будет от 50 до 100%. Поэтому, чтобы диапазон расширить, управляющее напряжение сдвигают по фазе, и тогда в процессы нажатия на курок напряжение на выходе регулятора будет изменяться так, как показано на рисунке ниже.

Показано как будет меняться напряжение на выходе регулятора, если нажимать курок дрели.

Схема подключения проводов, и в частности схема подключения кнопки дрели, в разных моделях может отличаться. Самая простая схема, и лучше всего демонстрирующая принцип работы, следующая. Один повод из шнура питания подключается к регулятору оборотов.

Электрическая схема дрели. "рег. обор." - регулятор оборотов электродрели, "1-я ст.обм." - первая статорная обмотка, "2-я ст.обм." - вторая статорная обмотка, "1-я щет." - первая щетка, "2-я щет." - вторая щетка.

Чтобы не путаться, важно понять, что регулятор оборотов и устройство управления реверсом - это две разные детали, которые часто имеют разные корпуса.

Регулятор оборотов и реверс находятся в отдельных корпусах. На фото видно, что к регулятору оборотов подключено только два провода.

Единственный провод выходящий из регулятора оборотов подключается к началу первой обмотки статора. Если бы не было устройства реверса, конец первой обмотки соединялся бы с одной из щеток ротора, а вторая щетка ротора соединялась бы с началом второй обмотки статора. Конец второй обмотки статора ведет ко второму проводу шнура питания. Вот и вся схема.

Изменение направления вращения ротора происходит, когда конец первой обмотки статора подключается не к первой, а ко второй щетке, при этом первая щетка подключается к началу второй обмотки статора.

В устройстве реверса такое переключение и происходит, поэтому щетки ротора соединяются с обмотками статора через него. На этом устройстве может быть схема, показывающая, какие провода соединяются внутри.

Схема на реверсе электродрели (на фото реверс отсоединен от регулятора оборотов)

Черные провода ведут к щеткам ротора (5-й контакт пусть будет первая щетка, а 6-й контакт пусть будет вторая щетка), серые - к концу первой обмотки статора (пусть будет 4-й контакт) и началу второй (пусть будет 7-й контакт). При положении переключателя изображенном на фото, замкнуты конец первой обмотки статора с первой щеткой ротора (4-й с 5-м), и начало второй обмотки статора со второй щеткой ротора (7-й с 6-м). При переключении реверса во второе положение, соединяются 4-й с 6-м, и 7-й с 5-м.

Конструкция регулятора оборотов электродрели предусматривает подключение конденсатора и подключение к регулятору обоих проводов идущих от розетки. Схема на рисунке ниже, для лучшего понимания, чуть упрощена: нет устройства реверса, ещё не показаны обмотки статора, к которым и подключаются провода от регулятора (см. схемы выше).

В случае описываемой электродрели, используется только два нижних контакта: крайний левый и крайний правый. Конденсатора нет, а второй провод сетевого шнура подключается прямо к статорной обмотке.

Редуктор . Редуктор дрели предназначен для уменьшения оборотов сверла и увеличения крутящего момента. Чаще встречается шестеренчатый редуктор с одной передачей. Встречаются дрели и с несколькими передачами, например двумя, при этом сам механизм чем-то напоминает коробку передач автомобиля.

Ударное действие дрели . Некоторые дрели имеют ударный режим, для долбления отверстий в бетонных стенах. Для этого сбоку большой шестеренки ставится волнистая "шайба", и такая же "шайба" напротив.

При сверлении с включенным режимом удара, когда сверло упирается, например, в бетонную стену, волнистые "шайбы" соприкасаются и за счет своей волнистости имитируют удары. "Шайбы" со временем стираются, и требую замены.

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

В восьмидесятых годах прошлого века в журнале «Радио» была помещена принципиальная схема регулятора частоты вращения (числа оборотов) дрели, перепечатанная из болгарского журнала по радиоэлектронике. Детали на этой схеме были зарубежного производства. В 1985 году этот регулятор оборотов дрели мной был изготовлен из отечественных деталей и исправно работает до сих пор.

В настоящее время импортные и отечественные дрели выпускают с регуляторами числа оборотов, однако на руках имеется много дрелей раннего выпуска, у которых изменение числа оборотов не предусмотрено, что, понятно, снижает эксплуатационные возможности дрели.

На рис. 1 приведена схема регулятора числа оборотов дрели, изготовленного в виде отдельного блока и пригодного, как показали испытания, для любых дрелей мощностью до 1,8 кВт, а также для любых устройств, в которых применен коллек-

торный двигатель переменного тока, например, в углошлифовальных машинах, так называемых болгарках. Отечественные детали регулятора я подбирал для своей дрели марки С480Б (п=650 об/мин, мощность 270 Вт, напряжение 220 В).

Резисторы:

R, - 7 кОм (собран из двух параллельно соединенных резисторов номиналом 12 кОм и 18 кОм, тип МЛТ2, мощность по 2 Вт\

R 2 - 2,2 кОм тип СП переменный, мощность 1 Вт;

R 3 - 51 Ом тип МЛТ, мощность 0,125 Вт;

Конденсатор С, - 2 мкФ (фактически собран из двух последовательно включенных конденсаторов емкостью по 4 мкФ, тип МБГО-2, рабочее напряжение 160 В).

Диоды: VD1 и VD2 - тип Д7Ж (прямой ток 300 мА и обратное напряжение U^p = 400 В). Аналогичные параметры имеют диоды Д226, Д237Б, КД-221В, МД226.

Тиристор VT1 - тип КУ202Н (обратное напряжение U^ = 400 В, ток в открытом состоянии J oc = 10 А). Такие же параметры имеют тиристоры 2У202М, 2У202Н, КУ202М.

Схема регулятора оборотов дрели

На рисунке ниже рассмотрена схема регулятора оборотов электродвигателя дрели, собранного в облике отдельного наружного блока и подходящего для всех дрелей мощностью до 1,8 кВт, также для других схожих устройств, где употребляется коллекторный движок 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 намерением его обычного остывания смонтирован на радиаторе. Чтоб задать подходящую частоту вращения электродвигателя шнур регулятора подсоединяют в сетевую розетку 220 В, а дрель включают уже туда. Потом, двигая ручку переменного сопротивления R задают требуемые обороты для старенькой дрели.

Представленная схема довольно ординарна для повторения даже начинающим радиолюбителем. Нужные для сборки составляющие и детали дешевы и просто доступны. Рекомендуется сборка конструкции в отдельном коробе с розеткой. Такое устройство можно использовать в роли переноски с типовым регулятором мощности

Читайте так же

Механизм работы этой радиолюбительской самоделки последующий, когда нагрузка маленькая, то ток течет небольшой, как только нагрузка растет, обороты плавненько увеличиваются.

ЧАСТОТНИК/РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ БЕЗ ПОТЕРИ МОЩНОСТИ

частотник, с целью повышения и уменьшения оборотов , без потери мощности . ХОЧЕШЬ ТАКОЙ ЖЕ? ПОКУПАЙ ПРЯМО.

Регулятор оборотов для дрели, УШМ, электро рубанка и тд.

Регулятор оборотов для дрели который мне обошелся чуть больше доллара.

Читайте так же

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.

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.

Читайте так же

Только самозажимной!Увы, неплохой на данный момент доррго стоит. Какой патрон избрать?! Привет сосед! А глядя что делать. Если сверлить нередко и повсевременно сверла поменять. то быстрозажимной. В другом случае. главный. Однако по опыту эксплуатации дрели с быстрозажимным китайским патроном скажу что им редко когда выходит накрепко закрепить свер...

Делаем стойку для дрели своими руками: инструкция, чертежи, видео Значительно расширить функционал ручного инструмента позволяет стойка для дрели, своими руками сделать которую совсем несложно. Размещение дрели на такой стойке (ее можно сделать и поворотной), позволяет превратить обычный ручной инструмент в эффективный сверлильный станок, который у...

Вибратор для бетона своими руками Чтоб приготовить крепкий раствор строители пользуются использованию специального вибратора для бетона – только так естественно избавиться от воздуха не комочков, ведь неоднородная смесь становится предпосылкой трещинок не обвалов. Если вы проводите маленькие строй работы, то необходимости в покупке проф приспособле...

Электрическая дрель сейчас присутствует в комплекте инструментов практически любого мастера, так как это незаменимый агрегат в быту или на профессиональном поприще. Но, как и любая деталь, дрель может сломаться и, чтобы не обращаться каждый раз к специалистам, нужно уметь обслуживать и ремонтировать свой инструмент самостоятельно. В данной статье рассмотрены признаки поломки и варианты их устранения, а также самые распространённые неисправности и как выполнить ремонт дрели своими руками.

Дрель относится к электрическим инструментам и исполняет функции по сверлению отверстий в различных материалах, а также закручиванию саморезов. Работа осуществляется с помощью специальных сверл и наконечников, которые вставляются в зажимной патрон.

Электрическая дрель оборудована мотором, приводимым в действие током номиналом 220 Вольт, который вращает шестерни передачи и остальные узлы. Мощность силового агрегата настраивается специальным регулятором, который расположен на пусковой кнопке и проворачивается в обе стороны. Некоторые модели оборудованы переключателем оси вращения, который меняет расположение щеток, от его патрон дрели может осуществлять обороты, как вправо, так и влево.

Зажимной патрон бывает двух типов: с шлицевой частью и с гладкой. В первом случае зажим сверла осуществляется специальным ключом, который при повороте закручивает нижнюю часть головки и фиксирует деталь. Обычный гладкий патрон может закручиваться только от руки, поэтому если необходимо сильно зажать сверло, преимущество имеет патрон с шлицами.

Основные виды неисправности электрической дрели

Любой инструмент может внезапно сломаться, это происходит из-за неправильной эксплуатации, нарушения регламента технического обслуживания или просто небрежного отношения к технике. Чтобы не допускать возникновения поломки, нужно соблюдать все правила, установленные производителем, а также вовремя ремонтировать и заменять отработавшие свой срок детали.

Существует несколько разновидностей возможных неисправностей бытовой электродрели, к которым относятся:

1. Когда нажимается кнопка пуска, дрель не работает. В первую очередь, в данном случае необходимо проверить качество контакта вилки и розетки, а также наличие электричества. Чаще всего, такая неисправность возникает из-за обгоревших контактов внутри вилки или в самом шнуре, когда в результате нагрузки или перепада силы тока образовывается разрыв провода. Решается эта проблема простой заменой ведущего кабеля;

1. Патрон дрели вращается, но скорость оборотов неизменна. Здесь можно предположить, что неисправен регулятор оборотов дрели, который может сломаться из-за механической деформации или попадания грязи на ролик. Внутри регулятора встроен контактор, который может перегореть, и отремонтировать его можно, только заменив узел полностью, так как припаять такую мелкую деталь в домашних условиях не получится. Вообще, у дрели с механизмом регулировки оборотов это самая уязвимая часть, поэтому к ней необходимо относиться с максимальной ответственностью;
2. При запуске из вентиляционного отверстия щеток появляется неприятный запах горелого, ротор двигателя искрит. Первое, что нужно сделать, это отключить прибор и выдернуть шнур из розетки, иначе осуществить ремонт электрической дрели будет намного сложнее. Далее необходимо внимательно осмотреть двигатель, определить уровень износа щеток и самого ротора, а также проверить, нет ли внутри посторонних предметов или других загрязнений, которые мешают вращению штока;

1. Хруст в центральной части инструмента. Все механизмы и передачи скрыты за пластиковым корпусом, поэтому сразу определить сломавшуюся деталь не получится. Чаще всего ломаются шлицы приводного диска, особенно у дрели с функцией перфоратора, которая, помимо обычной передачи, имеет ударный механизм и блокирующее устройство. Для замены данных элементов понадобится полная разборка инструмента и проведение подробной дефектовки. Важно не пользоваться сломанной дрелью, так как отколовшиеся куски могут попадать в другие узлы, что при вращении полностью разрушит механизм, и восстановить его не получится;

1. Патрон не фиксирует сверло, зажимные лепестки не сходятся во время затяжки ключом. Чаще всего устранить эту неисправность можно очень быстро, сам патрон крепится к корпусу дрели обычным шурупом, шляпка которого расположена внутри головки и от вибрации может откручиваться. В результате болт мешает лепесткам стягивать сверло, его необходимо закрутить, вставив фигурную отвертку;
2. На ударной дрели сверло вставляется в специальный патрон, оборудованный быстросъемным механизмом, часто внутрь этого агрегата попадают кусочки металла или бетона, которые забиваются в мелкие трещины и не дают фиксатору встать в свое гнездо, поэтому вставленный патрон постоянно выскакивает из отверстия. Здесь поможет детальная чистка инструмента и удаление всех загрязнений.

Данные неисправности являются наиболее распространёнными и часто встречаются во время использования электродрели в быту. При возникновении более серьезных поломок для восстановления инструмента без ошибок лучше обратиться в сервисный центр, так как без наличия определенного опыта и инструкции по ремонту устранить поломку не получится.

Самостоятельная чистка щеток и их замена

В процессе работы, особенно в сложных условиях, на щетках образуется налет, и электрическая дрель начинает греться и искрить. Чтобы починить дрель своими руками, путем замены щеток на новые, необходимо следовать определенному алгоритму действий.

На первом этапе нужно открутить шурупы в задней части электродвигателя. Большинство производителей инструментов для удобства сервисного обслуживания делают эту часть таким образом, чтобы ее можно было быстро снять, не разбирая основного корпуса, причем кнопка пуска остается на месте. После выкручивания крышки она полностью снимается, при этом становятся доступны к обслуживанию щетки двигателя и его ротор.

Далее необходимо отсоединить от угольных щеток клеммы проводов и, отогнув стопорные лепестки, вытащить элемент наружу. Силовой агрегат оборудован двумя щетками с двух сторон, которые изнашиваются одновременно, поэтому подлежат замене вместе. По уровню выработки наконечников можно понять, в каком состоянии находятся подшипники ротора. Если износ расположен в верхнем или нижнем углу угольного прямоугольника, то можно сделать вывод, что в подшипнике якоря двигателя имеется люфт, эту деталь нужно также заменить.

Перед установкой новых щеток для дрели необходимо продуть сжатым воздухом все внутренние элементы, это поможет очистить ротор от пыли и предотвратит образование налета на новых деталях. Кнопка также должна быть очищена, чтобы ее возвратная пружина имела свободный ход. Щетки вставляются в посадочное гнездо и фиксируются замком, после чего присоединяются клеммы, и осуществляется обратная сборка крышки.

Если требуется замена кнопки пуска или регулятора скорости оборотов, то отремонтировать этот узел возможно, только если в наличии имеется схема подключения кнопки дрели, которая должна быть указана в инструкции к эксплуатации инструмента. Подсоединение всех электрических деталей и кабелей должно проводиться на обесточенном участке и только в соответствии со схемой.

Таким образом, при планировании провести ремонт электродрели самостоятельно нужно обзавестись специальной литературой и инструментом, чтобы не возникало сомнений в качестве электрических соединений при установке новых запасных частей.

Видео