Nó được đề xuất để xem xét một lựa chọn sản xuất. điện tử bộ điều khiển tốc độ cho động cơ DC có điện áp hoạt động 24 V.
Thiết kế đề xuất của bộ điều khiển tốc độ động cơ được thiết kế để thay đổi tốc độ quay của dụng cụ trên máy khoan, việc sản xuất được mô tả trong ghi chú "Máy khoan - rhomboid". Tuy nhiên, thiết bị này có thể được sử dụng để kiểm soát năng lượng trong các thiết kế khác.
Sự cần thiết phải điều chỉnh các vòng quay công cụ được gây ra bởi các lý do sau đây. Thay đổi vật liệu đã xử lý, đường kính và loại dụng cụ đòi hỏi phải thay đổi tốc độ cắt. Ví dụ, plexiglass khoan hoặc một số loại nhựa nhiệt dẻo, ở điều kiện tối ưu để khoan kim loại, sẽ chỉ dẫn đến sự nóng chảy của vật liệu được xử lý trong khu vực cắt và dính vào mũi khoan. Khoan, khoan và khoan lỗ của cùng một lỗ cũng đòi hỏi các vòng quay khác nhau để xử lý bề mặt chất lượng cao. Việc tăng đường kính của mũi khoan đòi hỏi phải giảm tỷ lệ số vòng quay. Ngoài ra, đôi khi đảo ngược hướng quay của công cụ là bắt buộc. Để đáp ứng cơ bản các điều kiện này, nó được đề xuất để sản xuất một bộ điều khiển tốc độ điện tử.
Làm bộ điều khiển tốc độ động cơ.
1. Dữ liệu nguồn.
Trong ví dụ này, động cơ DC 24 volt (0,7A) được sử dụng trên máy khoan.
Đối với hoạt động của động cơ điện này, cần có một nguồn năng lượng thích hợp.
Điện áp và dòng điện cần thiết cho hoạt động của động cơ có thể được cung cấp bởi một biến áp quét dọc TVK-110L-1, được lấy từ một TV cũ. Nó có kích thước và khối lượng nhỏ (ШЛ 20 х 32) và từ cuộn dây thứ cấp có thể tạo ra dòng điện 1 A với điện áp 22 ... 24 V. Trong trường hợp này, điện áp được điều chỉnh sẽ vào khoảng 30 V, nhưng với mức tăng của mức tiêu thụ hiện tại, điện áp đầu ra sẽ giảm nhẹ.
2. Việc sản xuất một bộ chỉnh lưu.
Vì với khả năng hãm mạnh của công cụ xử lý, có thể tăng dòng điện tiêu thụ của động cơ lên tới 1,5 ... 2.0 A, đối với bộ chỉnh lưu được sản xuất, cần phải sử dụng điốt có giới hạn dòng. Nên sử dụng điốt có điện áp hoạt động trên 30V và dòng điện giới hạn hơn 2.0A.
Trong phiên bản được xem xét của bộ điều chỉnh, các điốt tối ưu KD202D (200V - 5.0A), có sẵn, được sử dụng.
Từ các điốt đã chọn, chúng tôi sẽ lắp ráp một bộ chỉnh lưu cầu và kết nối nó với cuộn dây thứ cấp của máy biến áp. Chúng tôi cấp nguồn cho máy biến áp từ nguồn điện và kiểm tra điện áp đầu ra.
3. Làm vỏ cho thiết bị.
Đã đến lúc đặt phần điện của bộ điều khiển tốc độ. Các tùy chọn sau là có thể. Trong trường hợp riêng biệt độc lập với máy, trong trường hợp được cài đặt vĩnh viễn trên máy và cũng được tích hợp trong cấu trúc máy (ví dụ: trong bảng máy).
Vì thiết kế đề xuất là bộ điều chỉnh năng lượng cho các thiết bị khác nhau, có tính đến triển vọng sử dụng tiếp theo của nó, nên sản xuất thiết bị này trong một hộp đựng di động riêng biệt. Việc sản xuất hoặc mua một trường hợp phù hợp sẽ phụ thuộc vào mong muốn và khả năng của bạn. Như một lựa chọn, một chai nhựa từ các hóa chất có kích thước tổng thể 90 x 70 x 90 mm đã được sử dụng trong thiết kế được đề cập.
Các container đã cắt một phần phần trên. Cửa sổ kết quả được đóng lại với một bảng trang trí làm bằng một tấm kim loại có độ dày 0,4 mm. Các xương sườn được hình thành sau khi uốn cong trên ba mặt của kệ trên phôi cho bảng điều khiển đủ độ cứng để làm việc. Khi được cài đặt trong một cấu trúc, bảng điều khiển cũng cung cấp cho nhà ở thêm sức mạnh. Bảng điều khiển được trang bị một ổ cắm cho điện áp đầu ra, bộ điều chỉnh năng lượng, bảng với mạch điện tử (phía dưới).
Theo kích thước của cửa sổ trong trường hợp, từ bảng mạch phổ quát, một bảng làm việc được cắt ra để phù hợp với mạch điện tử của bộ điều khiển.
4. Mạch điện của bộ điều chỉnh.
Trên Internet, bạn có thể tìm thấy nhiều tùy chọn cho các mạch để điều chỉnh tốc độ của động cơ DC. Các mạch đơn giản và ổn định nhất dựa trên bộ định thời NE555. Chúng đòi hỏi tối thiểu các thành phần, thực tế không cần phải được cấu hình và được lắp ráp nhanh chóng. Do đó, chúng tôi sẽ không phấn đấu cho tính nguyên bản, chúng tôi sẽ thực hiện bộ điều khiển tốc độ điện tử dựa trên mạch máy phát đã được chứng minh với bộ định thời NE555, theo hình dưới đây.
Mạch điều khiển dựa trên DA1 - bộ định thời tích hợp nhập khẩu NE555 (tương tự trong nước - KR1006VI1). Thiết kế của bộ hẹn giờ là một mạch tích hợp đa chức năng (IC). Nó thường được sử dụng trong các thiết bị khác nhau (điện tử, công nghệ máy tính, tự động hóa). Mục đích chính của bộ đếm thời gian này là tạo ra các xung với phạm vi lặp lại lớn (từ micro giây đến vài giờ).
Mạch điều khiển đã cho trên bộ hẹn giờ NE555 cho phép bạn điều khiển tốc độ động cơ bằng cách sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM).
Trong phương pháp này, điện áp cung cấp cho động cơ được cung cấp dưới dạng các xung với tốc độ lặp lại không đổi, nhưng đồng thời thời gian của chúng (độ rộng xung) có thể được kiểm soát. Với phương pháp điều khiển này, công suất truyền và tốc độ động cơ sẽ tỷ lệ thuận với thời lượng xung (chu kỳ nhiệm vụ của tín hiệu PWM - tỷ lệ giữa thời lượng xung với chu kỳ của nó).
Nguyên lý hoạt động của bộ tạo tín hiệu PWM trên bộ định thời NE555 được lặp đi lặp lại và chi tiết được mô tả trong các ấn phẩm liên quan, có thể tìm thấy trên Internet.
Máy phát điều chỉnh hoạt động ở tần số khoảng 500 Hz. Tần số của nó phụ thuộc vào điện dung của tụ C1. Thời lượng xung sẽ được điều chỉnh bởi một biến trở R2. Các tín hiệu từ đầu ra của bộ tạo tín hiệu PWM, thông qua bộ khuếch đại hiện tại trên bóng bán dẫn VT1, điều khiển động cơ máy. Bằng cách tăng độ rộng của xung dương đi vào đế của bóng bán dẫn VT1, chúng tôi tăng công suất cung cấp cho động cơ DC và ngược lại.Thời lượng xung và do đó tốc độ động cơ có thể thay đổi trong khoảng từ 0 đến 95 ... 98%.
Đảo ngược hướng quay của công cụ có thể được thực hiện bằng cách sử dụng công tắc bật tắt được cài đặt trên bảng điều khiển. Nhưng để đơn giản hóa thiết kế, chức năng này được thực hiện bằng cách xoay phích cắm (thay đổi cực) trong ổ cắm trên bảng điều khiển.
Thay vì bóng bán dẫn hỗn hợp n-p-n KT 829A, một bóng bán dẫn hiệu ứng trường hoặc một bộ ghép quang có công suất tương ứng có thể được sử dụng.
Bộ điều chỉnh sẽ được cấp nguồn từ mạng 220 V và có đầu ra 24 V được điều chỉnh bởi nguồn điện. Điện áp cung cấp của bộ định thời NE555 phải nằm trong phạm vi 5 ... 16 V, trong mạch, nó sẽ hoạt động từ điện áp ổn định là 12 V. Mạch điều khiển này cũng có thể hoạt động từ một nguồn điện khác trong vòng 24 ... 30 V.
5. Bộ hoàn chỉnh của thiết bị.
Chúng tôi hoàn thành thiết bị với các bộ phận theo sơ đồ trên. Transitor đầu ra VT1 và bộ ổn định VR1 được lắp đặt trên bộ tản nhiệt nhỏ. Trong thiết kế nhất định, chúng được làm bằng một góc nhôm.
6. Kiểm tra hoạt động của mạch máy phát.
Trên Internet có nhiều biến thể tương tự của mạch tạo trên bộ định thời NE555, nhưng giá trị của các bộ phận trong các mạch khác nhau khác nhau hàng chục và hàng trăm lần. Do đó, để đơn giản hóa việc sản xuất và gỡ lỗi mạch làm việc, nên lắp ráp trước trên bảng mạch vạn năng.
Chúng tôi thu thập các mạch máy phát điện. Để đầu ra bộ đếm thời gian (chân 3), chúng tôi kết nối cơ sở của bóng bán dẫn n-p-n KT315. Trong mạch của bộ thu của mình, chúng tôi bật đèn LED chỉ báo qua điện trở giới hạn 1kΩ. Bộ phát được kết nối với mạch trừ. Chúng tôi cung cấp cho mạch máy phát điện từ một nguồn cung cấp điện ổn định 12V. Chọn các giá trị của các bộ phận, chúng tôi điều khiển hoạt động chính xác của máy phát bằng ánh sáng của đèn LED.
Đèn LED điều khiển cũng có thể được cài đặt trực tiếp vào đầu ra bộ hẹn giờ (chân 3), nhưng hãy nhớ rằng bộ hẹn giờ NE555 có dòng điện đầu ra lên tới 200 mA. Đóng tương tự trong nước KR1006VI1 cho phép dòng điện đầu ra lên tới 100 mA.
7. Lắp đặt mạch điều khiển tốc độ.
Chúng tôi thực hiện bố trí của bảng - chúng tôi đặt các bộ phận trên bộ tản nhiệt, một điện trở điều khiển tốc độ thay đổi, tụ điện. Chúng tôi khoan lỗ trên bảng để gắn các bộ phận và cố định bảng vào bảng thiết bị. Chúng tôi tiến hành lắp đặt mạch điều chỉnh trên bảng làm việc.
8. Lắp ráp bộ điều chỉnh tốc độ động cơ.
Chúng tôi thu thập tất cả các nút của bộ điều khiển tốc độ. Chúng tôi sửa bảng trên bảng điều khiển thiết bị bằng miếng đệm PCB mỏng để cách ly các tiếp điểm bảng với bảng kim loại. Đầu ra của bộ điều chỉnh được kết nối với ổ cắm nằm trên bảng điều khiển. Ngoài ra, với các thiết bị đầu cuối của nó, theo hướng ngược lại, chúng tôi hàn diode VD3. Nó sẽ làm giảm các xung tự cảm ứng của cuộn dây động cơ. Diode này phải chịu được điện áp hoạt động và dòng điện ít nhất hai lần hiệu suất của động cơ.
Vai trò của chỉ báo hoạt động của bộ điều chỉnh sẽ được thực hiện bởi một yếu tố của dải LED LED1, ở điện áp 12 V. Đặt (keo) nó trên vai của giá treo động cơ, phía trên mâm cặp khoan, để đồng thời với dấu hiệu chiếu sáng của khu vực xử lý.
9. Hoàn thiện thiết kế của máy khoan.
Làm việc trên máy sản xuất cho thấy sự cần thiết phải hoàn thiện thiết kế của nó.
Một tấm bổ sung được lắp đặt dưới vít cố định theo chiều cao, cho phép bạn phân phối áp lực kẹp trên một khu vực rộng lớn, loại bỏ kẹt và tạo điều kiện trượt cho đế treo trên giá đỡ máy.
Theo đề nghị của người bình luận về việc kiểm soát vị trí tối ưu của công cụ so với phôi, một điểm dừng có thể điều chỉnh đã được thực hiện và cài đặt. Nó được gắn ở phía trên của đế treo và đóng vai trò là điểm dừng cho nhánh treo phía trên. Điểm nhấn được điều chỉnh sao cho mâm cặp khoan và tay treo không thể giảm xuống dưới 2 mm so với vạch 0. Ở vị trí dừng, mũi khoan được cài đặt trong mâm cặp cho đến khi chạm vào bàn máy.Vì vậy, nó sẽ tự động hoạt động trong vùng tối ưu là 4mm, với độ dịch chuyển bên tối thiểu là 0,01mm.
