Плавный пуск электроинструмента: как выбрать и установить?

Аккумуляторная углошлифовальная машина Metabo W18 LTX 125 + 3.5 Ач LiHD + ЗУ ASC 55 T0333 с плавным пуском. Фото ВсеИнструменты.ру

Болгарки, не оснащенные устройством плавного пуска при запуске в работу, требуют от пользователя дополнительных усилий для устранения динамических нагрузок, возникающих из-за резкого набора оборотов шпинделя с насадкой. Работа с УШМ большой мощности, а следовательно, обладающей большей инерционной массой, имеет проблемы с безопасностью во время эксплуатации. Поэтому наличие на болгарках устройства плавного пуска связано со снижением травматической опасности. Отсутствие больших значений силы тока и, по этой причине возникающих повышенных усилий в редукторе электроинструмента, значительно увеличивает срок его эксплуатации.

Устройство, что это за элемент

Устройство плавного пуска представляет собой электронный блок, вмонтированный в электрическую часть болгарки. В промышленных образцах он выполнен в виде электронной платы, основу которой составляет специальная микросхема. Наиболее известные и популярные из них К1182, LM358.

Выходные характеристики электронного блока позволяют избежать резкого возрастания пускового тока, тем самым обеспечить плавное нарастание оборотов шпинделя до рабочих оборотов. Незначительный минус — небольшая задержка начала выполнения технологической операции.

Регулятор оборотов

УШМ Makita 9565CV с плавным пуском и регулировкой оборотов. Фото 220Вольт

Для увеличения функциональных возможностей болгарки наличие регулятора оборотов на ней является определяющим фактором. Различные материалы и технологические операции для эффективного выполнения требуют определенных режимов вращения рабочего инструмента. Так, например, древесину или пластик не стоит обрабатывать на больших оборотах из-за увеличенного количества тепла способного разрушить структуру материала. Шлифование и полирование различных поверхностей требуют подбора нужных скоростей вращения инструмента для получения качественных показателей шероховатости.

Регулятор оборотов, также как и устройство плавного пуска, представляет из себя электронный блок. Различие состоит в том, что во время плавного пуска параметры меняются автоматически с помощью микросхемы, а регулировка оборотов производится вручную. Такой электронный блок называют диммером.

Самодельные варианты

Существует множество схем модернизации электроинструмента при помощи УПП. Среди всех разновидностей широкое применение получили устройства на симисторах. Симистор — полупроводниковый элемент, позволяющий плавно регулировать параметры питания. Существуют простые и сложные схемы, которые отличаются между собой вариантами исполнения, а также поддерживаемой мощностью, подключаемого электроинструмента. В конструктивном исполнении бывают внутренние, позволяющие встраиваться внутрь корпуса, и внешние, изготавливаемые в виде отдельного модуля, выполняющего роль ограничителя оборотов и пускового тока при непосредственном пуске УШМ.

Простейшая схема

УПП с регулированием оборотов на тиристоре КУ 202 получил широкое применение благодаря очень простой схеме исполнения (схема 1). Его подключение не требует особых навыков. Радиоэлементы для него достать очень просто. Состоит эта модель регулятора из диодного моста, переменного резистора (выполняет роль регулятора U) и схемы настройки тиристора (подача U на управляющий выход номиналом 6,3 вольта) отечественного производителя.

Схема 1. Электросхема внутреннего блока с регулировкой оборотов и плавным пуском (схема электрическая принципиальная)

Благодаря размерам и количеству деталей регулятор этого типа можно встроить в корпус электроинструмента. Кроме того, следует вывести ручку переменного резистора и сам регулятор оборотов можно доработать, встроив кнопку перед диодным мостом.

Основной принцип работы заключается в регулировке оборотов электродвигателя инструмента благодаря ограничению мощности в ручном режиме. Эта схема позволяет использовать электроинструмент мощностью до 1,5 кВт. Для увеличения этого показателя необходимо заменить тиристор на более мощный (информацию об этом можно найти в интернете или справочнике). Кроме того, нужно учесть и тот факт, что схема управления тиристором будет отличаться от исходной. КУ 202 является отличным тиристором, но его существенный недостаток состоит в его настройке (подборка деталей для схемы управления). Для осуществления плавного пуска в автоматическом режиме применяется схема 2 (УПП на микросхеме).

Схема блока Интерскола, Лепсе и прочие, схема на тиристоре, фото

Как отмечалось ранее, основу любого устройства плавного пуска составляет специальная микросхема. На болгарках имеющих такую опцию они устанавливаются производителем. Если пользователь желает доработать болгарку с целью оснащения функцией плавного пуска можно приобрести отдельно продающийся блок. Вариант изготовления своими руками также имеет право на существование. Ниже приведена одна из схем блока плавного пуска от производителя.

Основными элементами схемы являются:

• собственно сама микросхема на основе полупроводниковых управляющих тиристоров;
• конденсаторов различной емкости;
• сопротивлений влияющих на время действия управляющих сигналов;
• силового симистора, управляемого с помощью микросхемы и ограничивающего мощность (число оборотов) на выходе.

Принцип работы схемы следующий.

• Переменное напряжение из сети поступает на микросхему.
• Следует отметить, что тиристоры, из которых собрана микросхема, начинают работать при определенном напряжении. Напряжение на ней формируется через конденсатор, который заряжается с некоторым запаздыванием. Требуется некоторое время, чтобы он зарядился полностью.
• Силовой симистор также будет работать с запаздыванием, так как управляется с помощью микросхемы.
• При переменном сетевом токе описанные выше процессы осуществляются полупериодами, которые уменьшаются, вследствие наличия остаточных напряжений на элементах схемы. Поэтому напряжение на электродвигатель болгарки будет подаваться плавно, без резкого скачка.

Как подключить к болгарке регулятор

Для подключения самодельного регулятора мощности не требуется особых знаний, и любой домашний мастер справится с этой задачей. Устанавливается модуль в разрыв одного провода, через который идет питание на болгарку. То есть один провод остается целым, а в разрыв второго впаивается регулятор.

Таким же образом можно подключить и заводской регулятор мощности стоимостью около 150 руб., который часто приобретается мастерами в Китае.

Если места в болгарке очень мало, то регулятор можно разместить снаружи инструмента, как показано на следующем фото.

Также регулятор можно поместить в розетку и использовать ее, чтобы уменьшить обороты не только у болгарки, но и у других электроприборов (дрели, точила, фрезерного или токарного станка по дереву и т.д.). Делается это следующим образом.

1. Приобретите в магазине электротоваров распределительную коробку (подойдет с размерами 65х65х50 мм).

2. Также следует купить наружную розетку небольших размеров и сетевой кабель с электрической вилкой.

3. В боковой стенке распределительной коробки просверлите отверстие для вставки в него регулятора переменного резистора.
4. Плата заводского регулятора или самодельное устройство размещается внутри распределительной коробки. Все выступающие части в коробке, мешающие монтажу, можно срезать.

5. Розетку следует закрепить на крышке распределительной коробки, предварительно протянув провода внутрь последней.

6. На рисунке выше можно увидеть, что провода сетевого кабеля касаются радиатора, который при работе нагревается. Поэтому на него одета трубка из ПВХ. Но лучше, если просверлить для сетевого кабеля отверстие в другом месте, чтобы исключить контакт его с радиатором.

Подсоединяется регулятор так, как было описано выше – на разрыве одного из проводов питающего кабеля.

На следующих фото показано, как будет выглядеть готовая розетка, имеющая встроенный регулятор оборотов болгарки, которую можно использовать и для других электроприборов.

Вместо распределительной коробки можно использовать любой пластиковый корпус подходящего размера. Также короб можно изготовить самостоятельно, склеив куски пластика клеевым пистолетом.

Источник: tehnika.expert

Принцип работы системы

В качестве электропривода в УШМ используется коллекторный электродвигатель. При его запуске требуется сильное магнитное поле в обмотках, чтобы раскрутить статичный ротор. Поэтому пусковой ток в разы превышает его номинальное значение. Устройство плавного пуска отличается наличием так называемого времени разгона, во время которого электронный блок плавно осуществляет раскрутку ротора электродвигателя без резких рывков. Микросхема на полупроводниковых приборах может менять фазовое регулирование параметров электрической цепи и влиять на переходные электромагнитные процессы заставляющие ротор вращаться.

Достоинства плавного пуска УШМ

Углошлифовальная машина Bosch GWS 17-150 CI Professional 0.601.798.0R6 с плавным пуском. Фото ВсеИнструменты.ру

Болгарки с опцией плавного пуска отличаются отсутствием следующих недостатков, присутствующих у электроинструмента без наличия этой функции.

• Щеточная коллекторная пара отличается повышенным искрением, что приводит к выгоранию ламелей коллектора.
• По той же причине быстрее изнашиваются щетки.
• Обмотки статора и ротора из-за повышенного значения пускового тока выходят из строя значительно чаще.
• Общая электросеть воспринимает пусковой бросок тока возможным срабатыванием защитного предохранителя. Однако, если работа производится, например, от генератора, то он может выйти из строя.
• Механическая часть болгарки в виде конических шестерен и опорных подшипников, испытывая повышенные нагрузки, имеет риск преждевременного выхода из строя.
• Повышенной силы рывок при запуске болгарки (особенно большой мощности) способен вырвать ее из рук, а при некоторых обстоятельствах нанести травму.

Нужен ли плавный пуск для электроинструмента

Учитывая перечисленные выше достоинства плавного пуска болгарки напрашивается ответ – безусловно нужен. Однако, небольшие бытовые болгарки относятся к категории, где низкая цена является одним из приоритетных параметров. Поэтому далеко не всегда есть смысл оснащать их блоком пуска, увеличивающим их продажную стоимость. Такие недорогие болгарки применяются в основном для работ, где не требуется профессионального мастерства.

Для чего нужно регулировать обороты на УШМ

Любая болгарка конструктивно «заточена» на работу только с отрезным или зачистным кругом определенного диаметра. Всего существует шесть самых распространенных диаметров в интервале от 115 до 300 мм, которым соответствует шесть групп скоростей вращений шпинделя на холостом ходу. К примеру, болгарки с кругами Ø125 мм имеют частоту вращения порядка 11÷12 тыс. об/мин, а с кругами Ø150 мм — 9÷10 тыс. об/мин. Такие значения числа оборотов шпинделя обусловлены тем, что отрезные диски предназначены для высокопроизводительной обработки твердых материалов (металл, камень, керамика) на скоростях резания до 80 м/сек.

Как сделать на полевом транзисторе и не только, подключить, проверить

Способ плавного пуска, основанный на применении полупроводников самый широко используемый на практике. В качестве полупроводниковых приборов могут использоваться следующие:

• тиристоры (пропускают ток в одном направлении) и симисторы (как бы собранные вместе два тиристора, в результате чего работают в обоих направлениях);
• полевые транзисторы;
• биполярные транзисторы IGBT.

В болгарках нашла применение схема на тиристорах и симисторах. Вообще другие варианты используются редко для изготовления плавного пуска и только в случае мощных электроинструментов.

Подробное описание как самостоятельно сделать, подключить и проверить плавный пуск можно ознакомиться по ссылке «Плавный пуск болгарки своими руками».

Модели на болгарку 600 Вт

Для болгарок на 600 Вт применяются пускатели с контактными симисторами, у которых перегрузка не превышает 10 А. Также стоит отметить, что есть много устройств с обкладками. Они выделяются защищенностью и не боятся повышенной температуры. Минимальная частота для болгарок на 600 Вт равняется 30 Гц. При этом сопротивление зависит от установленного триода. Если он применяется линейного типа, то вышеуказанный параметр не превышает 50 Ом.

Читать также: Державка для алмазного карандаша

Если говорить про дуплексные триоды, то сопротивление при высоких оборотах может доходить до 80 Ом. Очень редко у моделей встречаются стабилизаторы, которые работают от компараторов. Чаще всего они крепятся сразу на модули. Некоторые модификации делаются с проводными транзисторами. У них минимальная частота стартует от 5 Гц. Они боятся перегрузок, но способны поддерживать большие обороты при напряжении 220 В.