Частота вращения
Эта характеристика влияет на то, с какой скоростью вращается шпиндель, а также на размер отверстия/крепежа, которое нужно просверлить/ввернуть. Измеряется в оборотах в минуту (об./мин). В этом случае действует обратно пропорциональный эффект – чем ниже скорость, тем больше отверстие и плотнее материал, который нужно просверлить.
Регулировка частоты вращения происходит усилием, которое прикладывается при нажатии на кнопку пуска (курок). Чем сильнее нажатие, тем выше скорость. Также некоторые модели имеют двухскоростной редуктор, быстрая скорость позволяет сверлить, а медленная – работать с крепежом.
Для заворачивания крепежа подойдет частота вращения до 500 об./мин, для сверления – от 1000 до 1500 об./мин.
Печатная плата
Я плохой проектировщик печаток, поэтому плата у меня получилась громоздкой, двухэтажной. Если кто будет
разрабатывать свою печатную плату – буду благодарен если предоставите рисунок, контакты в подвале сайта.
Два уровня платы сделаны из двух кусков стеклотекстолита 70Х70 мм.
На первом этаже находятся фильтрующие конденсаторы, силовой трансформатор и мягкими проводами
подпаяны транзисторы. Печатка прорезана острым резаком без всякого травления. Монтаж деалей
обычный, в отверстие, рисунок со стороны медной фольги. Подпаянные транзисторы находятся на
радиаторе под платой вместе с диодной сборкой Шоттки VD3, VD4.
Платы соединены между собой медным одножильным монтажным проводом, перемычка с эмиттера VT1 лишняя, она
задумывалась для работы защиты, от которой я отказался.
Вторая плата выполнена поверхностным монтажем. У меня влезли не все выходные конденсаторы, пришлось их
добавлять в корпус батареи.
На вторую плату подается сетевое напряжение, с нее же берется выходное. С диодной сборки приходит +, на которую
в свою очеред приходят крайние выводы вторички Тр1. При уверенной работе без ОС по напряжению, цепь с С15 не
нужна, как и соответствующие этой цепи обмотки.
На плату не влезли все конденсаторы выходного конденсаторного баяна, поэтому несколько конденсаторов
пришлось расположить в клеммном углублении батарейного отсека.
Дно батарейного корпуса пришлось вырезать, так как плата не влезла полностью, к тому же для надежности был
использован радиатор. В конечном итоге у меня получился такой блок:
При грамотном проектировании и использовании подходящих компонентов, блок все-таки можно поместить в родной
корпус батареии не вылазия за его пределы. Мне это почти удалось. С другой стороны, если использовать блок
отдельно от шуруповерта, можно вообще не переживать за габариты. Однако в таком случае придется использовать
провод от преобразователя до шурика сечением не менее 2,5 мм2. На 4-х метровом проводе 1,5 мм2 мощность немного
падает.
Данное решение является интересным с точки зрения применения: никаких ШИМ-ов и сложных схем, его можно
применять для питания различных мощных приборов. Не зря ведь эту схему широко используют для питания
галогенных ламп!
На этом мы закончим описание, позднее здесь же дам объективную оценку использования блока в реальных,
рабочих условиях стройки. Предварительная оценка по мощности вращения: 5+!
Электрическая часть
Основу электрической части инструмента составляет малогабаритный электродвигатель коллекторного типа. В сетевых устройствах применяется двухфазный электродвигатель переменного тока на напряжение 220 В с запуском через пусковой конденсатор. В инструменте аккумуляторного типа используется электродвигатель постоянного тока.
Виды насадок для шуруповерта.
Питание электродвигателя осуществляется из сети или от аккумуляторной батареи. При сетевом варианте инструмент снабжен шнуром с вилкой, которая напрямую включается в сетевую розетку. Питание постоянным током осуществляется от аккумулятора, представляющего собой набор элементов, размещенных в одном корпусе. Выходное напряжение аккумулятора определяет мощность устройства. Чаще всего, в шуруповертах используются литий-ионные (напряжение 3,6 В) и никель-металлогидридные, никель-кадмиевые (1,2 В) элементы. Выходное напряжение разных аккумуляторов может находиться в пределах 3,5-36 В, но наиболее применимый диапазон 9,5-14,4 В. Важным показателем аккумуляторного источника питания является емкость, которая ответственна за продолжительность эксплуатации. Эта характеристика обычно находится в пределах 1,2-3,5 А ч.
Немного дополнений
Для компенсации потерь в шнуре, соединяющем шуруповерт с блоком питания, полезно поднять напряжение на 2-3 вольта. Но это при условии, что вы знаете схемотехнику компьютерных АТХ и знаете что делать.
Если есть возможность использовать мощный трансформатор, то на его выходной, вторичной обмотке должно быть переменное напряжение 12 В. Если напряжение отличается, рекомендуется подкорректировать вторичную обмотку путем отматывания (если напряжение больше 12 В) или доматывания (если меньше 12 В) нескольких витков. Стоит заметить, что при выпрямлении и фильтрации переменного напряжения 12 В получается около 14.4 В без нагрузки. Так пусть вас это не смущает, это напряжение ЭДС и это закономерно, что оно выше номинального.
Дополнительно к трансформатору собирается выпрямитель, диоды должны спокойно держать 30 А. Конденсаторный фильтр целесообразнее расположить в корпусе батареи, как в варианте с АТХ.
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 #.
Шуруповерт — мобильный инструмент, облегчающий работу с крепежными элементами и резьбовыми соединениями.
До недавнего времени аккумуляторные шуруповерты можно было встретить лишь в арсенале профессионалов, однако с появлением в широкой продаже недорогих бытовых моделей их популярность резко возросла.
В отличие от дорогого профессионального инструмента, бюджетные аналоги обладают меньшим ресурсом, из-за чего чаще выходят из строя.
Одно из самых слабых мест бытового шуруповерта — кнопка пуска и переключатель реверса. Как показывает практика, именно они ломаются чаще всего.
Как правило, все начинается с того, что перестает работать функция плавного пуска, затем для запуска электродвигателя требуется более сильное нажатие на «курок».
Со временем инструмент и вовсе перестает реагировать на любые манипуляции. Нередко встречается проблема противоположного характера, когда моторчик начинает работать самопроизвольно.
В отдельных случаях для устранения дефекта достаточно разобрать инструмент и прочистить, хотя чаще требуется полная замена кнопки шуруповерта. И в первом, и во втором случае устранить проблему можно своими руками. Обо всем по порядку.
Ток шуруповерта, измерение.
Испытывать будем тот же шуруповерт:
Питаться он будет от того же блока питания:
Для начала измеряем ток холостого хода при медленной скорости:
Слева значения тока в Амперах, справа напряжение в Вольтах.
Затем ток холостого хода на быстрой скорости:
Теперь измеряем ток при максимальной нагрузке, когда срабатывает трещетка:
На фото установившееся значение, хотя кратковременные броски немного превышали 6А. Защита блока питания не срабатывала. Сказывалось сопротивление проводов которыми шуруповерт соединен с блоком питания (около 2м).
При повороте регулятора вращающего момента до максимума и максимальной нагрузке, когда трещетка уже не срабатывает, двигатель останавливается, ток достигает почти 10 А и отключается блок питания. Это недопустимый режим работы.
Но, остановленный двигатель для блока питания, это практически короткое замыкание. Как известно, ток короткого замыкания остановленного двигателя определяется чисто омическим сопротивлением обмотки и может достигать очень больших значений, пока не сработает защита блока питания. Если блок питания мощный и его защита срабатывает на токах 20-30 А, то сгорит провод обмотки двигателя. Как было указано в предыдущей статье максимальный ток двигателя этой модели шуруповерта 4 А, диаметр провода его обмотки около 0,5мм.
Ток 10 А это уже более чем в два раза выше допустимого, не говоря о токах 20-30 А.
Вывод тот же, нет смысла в блоках питания на 20-30 А для питания шуруповертов у которых двигатель рассчитан на максимальный ток 4А. Нельзя эксплуатировать шуруповерт нагружая его до остановки двигателя отключив трещетку.
Если двигатель у шуруповерта другой, большей мощности, на большие токи — то под него и нужно подбирать блок питания.
Материал статьи продублирован на видео:
Источник
Режимы управления
Теперь рассмотрим различные способы подачи тока на обмотки и увидим, как в результате вращается вал мотора.
Волновое управление или полношаговое управление одной обмоткой
Этот способ описан выше и называется волновым управлением одной обмоткой. Это означает, что только через одну обмотку протекает электрический ток. Этот способ используется редко. В основном, к нему прибегают в целях снижения энергопотребления. Такой метод позволяет получить менее половины вращающего момента мотора, следовательно, нагрузка мотора не может быть значительной.
У такого мотора будет 4 шага на оборот, что является номинальным числом шагов.
Полношаговый режим управления
Вторым, и наиболее часто используемым методом, является полношаговый метод. Для реализации этого способа, напряжение на обмотки подается попарно. В зависимости от способа подключения обмоток (последовательно или параллельно), мотору потребуется двойное напряжение или двойной ток для работы по отношению к необходимым при возбуждении одной обмотки. В этом случае мотор будет выдавать 100% номинального вращающего момента.
Такой мотор имеет 4 шага на полный оборот, что и является номинальным числом шагов для него.
Полушаговый режим
Это очень интересный способ получить удвоенную точность системы позиционирования, не меняя при этом ничего в «железе»! Для реализации этого метода, все пары обмоток могут запитываться одновременно, в результате чего, ротор повернется на половину своего нормального шага. Этот метод может быть также реализован с использованием одной или двух обмоток. Ниже показано, как это работает.
Используя этот метод, тот же самый мотор сможет дать удвоенное число шагов на оборот, что означает двойную точность для системы позиционирования. Например, этот мотор даст 8 шагов на оборот!
Режим микрошага
Микрошаговый режим наиболее часто применяемый способ управления шаговыми двигателями на сегодняшний день. Идея микрошага состоит в подаче на обмотки мотора питания не импульсами, а сигнала, по своей форме, напоминающего синусоиду. Такой способ изменения положения при переходе от одного шага к другому позволяет получить более гладкое перемещение, делая шаговые моторы широко используемыми в таких приложениях как системы позиционирования в станках с ЧПУ. Кроме этого, рывки различных деталей, подключенных к мотору, также как и толчки самого мотора значительно снижаются. В режиме микрошага, шаговый мотор может вращаться также плавно как и обычные двигатели постоянного тока.
Форма тока, протекающего через обмотку похожа на синусоиду. Также могут использоваться формы цифровых сигналов. Вот некоторые примеры:
Метод микрошага является в действительности способом питания мотора, а не методом управления обмотками. Следовательно, микрошаг можно использовать и при волновом управлении и в полношаговом режиме управления. Ниже продемонстрирована работа этого метода:
Хотя кажется, что в режиме микрошага шаги становятся больше, но, на самом деле, этого не происходит. Для повышения точности часто используются трапецевидные шестерни. Этот метод используется для обеспечения плавного движения.
Конструкция и принцип действия
Конструкция бесщеточного шуруповерта Бесщеточный шуруповерт незаменимый инструмент в арсенале мастера
Важно знать особенности конструкции и основные принципы работы с ним
- Переключение тока происходит в обмотках статора. Магнитное поле создается при помощи магнитов, находящихся внутри корпуса.
- Время для подключения электричества определяется встроенными датчиками. Электрические импульсы и сигналы скорости находятся во встроенном процессоре.
- Импульсы уходят на усилители, которые соединены с обмоткой на статоре. Вырабатываемый катушками ток накапливается и импульсами передается из внутреннего процессора.
В результате этих действий появляется магнитное поле, которое вращает якорь и оборудование начинает работать.
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
Что необходимо учесть при подключении двигателей от стиральной машины разного типа
Стиральная машина подключается к электрической сети в соответствии с «ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок».
Схема подключения стиральной машины к электрической сетиФОТО: 1stiralnaya.ru
Даже поверхностное знакомство с устройством машины и её электрической схемой обеспечивают более сознательную её эксплуатацию и возможность минимизировать количество аварийных ситуаций. Принципиальная электрическая схема является графическим изображением основных электрических компонентов машины и связей между ними.
Электродвигатели в стиральных машинах используется трёх типов.
Асинхронный
В большинстве стиральных машин выпусков прежних лет применяются трёхфазные асинхронные двигатели, каждый из которых состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Переменный ток инициирует в секциях обмотки статора вращающееся магнитное поле, которое индуцирует ток в роторе. Этот вторичный наведённый ток взаимодействует с магнитным полем статора, и на ротор начинает действовать вращающая его сила, благодаря которой он начинает вращаться и передавать своё вращение связанным с ним устройствам.
Двигатели этого типа просты по конструкции, неприхотливы в обслуживании, надёжны в эксплуатации. Основными недостатками являются большие пусковые токи и сложности в регулировании скорости вращения.
Реверсивная схема подключения асинхронного двигателя с пусковой обмоткойФОТО: elektt.blogspot.com
Коллекторный
У коллекторных двигателей обмотки расположены и на статоре, и на роторе. Ток к ротору подводится через устройство, под названием «коллектор», которое состоит из ламелей, закреплённых на валу ротора, и двух неподвижных относительно статора «щёток».
Схема подключения коллекторного двигателяФОТО: elektt.blogspot.com
Коллекторный двигатель работает и от переменного, и от постоянного тока. Здесь легко регулировать обороты изменением величины питающего напряжения. В качестве промышленного устройства можно использовать подходящий по мощности диммер от системы освещения.
Инверторный
Инверторный двигатель в стиральной машине является наиболее современным решением. Принцип работы в том, что во встроенном инверторе переменный ток электрической сети преобразуется в постоянный, а потом снова в переменный ток нужной частоты, которая и определяет скорость вращения вала. Он, в отличие от коллекторного, не имеет щёток и издаёт меньше шума. Нет щёток – нет изнашивающихся деталей, поэтому регулярно заменять ничего не надо. Но за инвертор нужно платить, такая машина стоит дороже.
Отличия электродвигателей
Различия электродвигателей по типам даны в их описаниях. Асинхронный двигатель самый простой по конструкции. У коллекторного имеется возможность легко регулировать скорость вращения. А инверторный двигатель напрямую без ремней и шестерёнок соединяется с валом барабана. Если коротко, то более современные моторы меньше шумят, подвергаются регулированию оборотов, но стоят дороже.
Бесщеточный шуруповерт
Конструктивно современные безщеточные шуруповерты состоят из шести частей:
1. Корпус эргономичной формы, чаще всего его материал — ударостойкий пластик.
2. Бесщеточный электродвигатель постоянного тока. От коллекторного бесщеточный двигатель отличается, что понятно из его названия, отсутствием коллекторно-щеточного узла. Именно он отвечал за передачу электрического тока на якорь двигателя.
В бесщеточном все устроено иначе. Сам якорь представляет собой высокотехнологичный мощный постоянный магнит. Он отцентрован по отношению к валу двигателя. Вокруг этого вращающегося магнита расположены катушки электромагнитов.
На каждый из них в определенном порядке импульсно подается электрический ток. Это обеспечивает вращение вала. Управление подачей электричества на обмотки осуществляется микроконтроллером, он с высокой точностью определяет положение якоря относительно обмоток магнитов (здесь используются современные датчики на эффекте Холла), меняет в зависимости от задач скорость и усилие.
Подобная конструкция помогает весьма экономно расходовать энергию, потери на трение не превышают 10-15%. Соответственно КПД бесщеточного двигателя колеблется около 85-90%. Для сравнения — КПД коллекторного двигателя не превышает 55-65%.
Кроме этого положительным следствием отсутствия щеток явилась невозможность искрения (вечный спутник коллекторных двигателей). Это повысило пожаробезопасность, взрывобезопасность работы бесщеточными шуруповертами.
Электронная система управления двигателем обеспечивает также стабильное усилие. Оно не падает даже при резком возрастании нагрузки (например, при изменении плотности материала, в который ввинчивается шуруп).
3. Управляющий электронный блок. К нему же относится узел регулировки оборотов, направления вращения вала двигателя.
4. Высокопрочный универсальный редуктор. Его внешней частью является кольцевой регулятор прилагаемого усилия и режима работы.
Дешевые модели шуруповертов часто имеют редуктор, состоящий из пластиковых шестерен. Их быстрый износ практически всегда является причиной выхода из строя этих инструментов. В профессиональных моделях все детали изготовлены из стали.
5. Быстрозажимной патрон для бит или других насадок. Обычно поддерживаемые диаметры — от 1 до 10 мм.
Существуют следующие виды патронов: самозажимной, быстрозажимной и со стандартным шестигранным хвостовиком. Каждый из них имеет свои преимущества для определенного круга задач.
6. Аккумулятор. Он может как крепиться к низу рукоятки, так и быть интегрированным в нее.
Существует три вида батарей: 1. никель-кадмиевые (NiCd)
2. никель-металло-гидридные (NiMH)
3. литий-ионные (Li-Ion)Все они имеют как плюсы, так и минусы. Все зависит от задач и других факторов, влияющих на выбор конкретного инструмента.
В новом шуроповерте нужно провести, согласно рекомендациям производителя, первую зарядку аккумуляторных батарей, до начала эксплуатации.
Двигатель
Теперь заглянем внутрь корпуса шуруповерта. На фото шуруповерт в разрезе, а точнее, со снятой крышкой.
Электродвигатель постоянного тока превращает электрический ток в механическую энергию, заставляя механизмы вращаться. Так выглядит электродвигатель в некоторых электроинструментах.
Электродвигатель состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Статор – это металлический корпус цилиндрической формы, на стенках которого вкруговую встроены постоянные магниты.
Внутри корпуса располагается вращающийся ротор. Он состоит из вала, на котором крепятся сердечник, представляющий собой соединение пластин из высокотехнологической стали, в пазы которого уложены витки обмотки из специальной медной проволоки. При поступлении электрической энергии ротор под действием этих магнитов начинает вращаться и через запрессованную на вале шестерню передает вращение планетарному редуктору.
Замыкание сети на двигателе происходит через щеточный механизм, состоящий из двух, расположенных друг против друга графитовых щеток. В процессе работы графитовые щетки постепенно стираются, но прижимные пружины обеспечивают их контакт с коллектором.
Щетки являются расходными деталями и, если двигатель не запускается, в первую очередь проверяют именно их. Крыльчатка служит для отведения горячего воздуха и охлаждения двигателя. В корпусе, напротив крыльчатки предусмотрена радиаторная решетка.
Разборка шуруповёрта
Чаще всего, чтобы найти неисправность и отремонтировать устройство, потребуется его разобрать. Так как все устройства внешне похожи, напоминая собой форму пистолета, их разборку можно представить в виде рекомендаций, данных по ремонту шуруповёрта Интерскол:
- В первую очередь отсоединяется блок аккумуляторной батареи. Для этого потребуется надавить на защёлку и отстегнуть модуль.
- По периметру устройства выкручиваются все винты с использованием крестовой отвёртки.
- После откручивания шурупов две половинки корпуса разъединяются, при этом придерживаются детали конструкции, установленные в пазы.
- Аккуратно отсоединяются переключатель скоростей, кнопка пуск и механизм реверса.
- Из снятой половины извлекается редуктор. Чтобы его снять, понадобится провернуть редуктор в посадочном месте.
