Stabilisierter Drehzahlregler für Elektrowerkzeuge. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

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Jeder, der schon einmal ein Elektrowerkzeug zur Materialbearbeitung (Schleifmaschine, Bohrmaschine etc.) verwendet hat, weiß, dass sobald die Arbeitsbelastung erhöht wird, die Geschwindigkeit des Werkzeugs abnimmt. Das Gerät, dessen Schema in Abb. 1 dargestellt ist, ermöglicht es, innerhalb bestimmter Grenzen die Drehfrequenz des Ankers des daran angeschlossenen Elektromotors zu ändern. Darüber hinaus kann die Abhängigkeit der Ankergeschwindigkeit von der mechanischen Belastung des Werkzeugs deutlich reduziert werden. Wenn der Widerstand R7 des Rückführkreises (OS) mit einem zusätzlichen Kippschalter geschlossen wird, kann das Gerät auch als Leistungsregler bis 500 W bei aktiver Last verwendet werden.

Ris.1

Das Funktionsprinzip des Gerätes basiert auf der Vollwellen-Phasensteuerung des Triac VS1 (siehe Diagramm), die dem elektrischen Bohrmotor die volle Leistungsaufnahme liefert. In der Bohrmaschine ist jedoch ein Kollektor-Elektromotor installiert, sodass der Strom im Triac-Kreis aufgrund der induktiven Last unterbrochen wird und eine EMK der Selbstinduktion auftritt, die zu einem instabilen Betrieb des Triacs führt. Um dieses Phänomen zu beseitigen, ist eine Schaltung R8, C3 parallel zum Triac geschaltet.

Die Gleichrichterbrücke VD1-VD4 und die Zenerdiode VD5 versorgen das Triac-Steuergerät VS1 mit einer pulsierenden Spannung. Der Widerstand R1 dämpft überschüssige Netzspannung. Die Phasenverzögerung beim Öffnen des Triacs bestimmt die Ladezeit des Kondensators C1 über die Widerstände R2 und R3 von einer Spannungsquelle, deren Pegel durch die Zenerdiode VD5 und den Übertragungskoeffizienten des Unijunction-Transistors VT1 bestimmt wird.

Bei einer bestimmten Schwellenspannung am Kondensator C1 öffnet der Unijunction-Transistor und an seinem Lastwiderstand R5 erscheint ein Spannungsimpuls, den der Transistor VT2 auf den zum Einschalten des Triac erforderlichen Pegel verstärkt. Der Triac bleibt geöffnet, bis der durch ihn fließende Strom auf seine Abschaltschwelle absinkt. In diesem Fall wird der Kondensator C1 auf die Schließspannung des Unijunction-Transistors VT1 entladen. Nach dem Abschalten des Triacs lädt sich der Kondensator C1 wieder auf – der nächste Zyklus des Triac-Steuergeräts beginnt.

Der Widerstand R7 ist ein Element der OS-Schaltung für den Strom in der Last. Die Wirkung des OS wird durch Kurven veranschaulicht, die bei einer konstanten Position des Motors des variablen Widerstands R2 und dem Betrieb der elektrischen Bohrmaschine im Leerlauf (Abb. 2) und unter Last (Abb. 3) aufgenommen wurden. Dabei ist t1 die Ladezeit des Kondensators C1, t2 die Zeit, während der sich der Triac im offenen Zustand befindet.

Ris.2

Ris.3

Mit zunehmender Belastung der Motorwelle nimmt die Drehzahl des Ankers ab, was zu einem Anstieg des verbrauchten Stroms und einem Spannungsabfall (bei eingeschaltetem Triac) am Widerstand R7 führt. Wenn der Gesamtspannungsabfall über dem Halbleiter und dem Widerstand R7 die Schließspannung des Unijunction-Transistors VT1 überschreitet, beginnt sich der Kondensator C1 aufzuladen, wodurch sich im neuen Zyklus des Geräts die zum Aufladen benötigte Zeit verkürzt Die Öffnungsspannung des Transistors VT1 wird geringer. Daher bleibt der Triac bei jeder Halbwelle länger im offenen Zustand, die Leistung an der Motorwelle erhöht sich entsprechend und die vorherige Drehzahl wird wiederhergestellt.

Der Regler wurde in Verbindung mit einer elektrischen Bohrmaschine IE 1032-1 getestet. Damit der Regler mit einem anderen ähnlichen Werkzeug funktioniert, müssen Sie möglicherweise einen Widerstand R7 auswählen.

Der Regler verwendet feste Widerstände - MLT, variabler Widerstand R3 - SP4-1, Kondensator C1 - KM-6 (Sie können MBM), C3-MBGP, Oxid C2-K50-6. Der Widerstand R7 ist mit einem Nichromdraht mit einem Durchmesser von 0,3 mm auf einen MLT-2-Widerstand mit einem Widerstand von mindestens 100 Ohm gewickelt. Der Unijunction-Transistor VT1 kann KT117A sein. Transistor VT2 - KT603A oder einer der Serien KT312, KT315. Die Dioden D223A können durch D220 oder KD521A, Triac KU208G – durch zwei Trinistoren der Serie KU202 ersetzt werden, indem sie antiparallel eingeschaltet werden, wie in Abb. 4 gezeigt.

Transformator T1 - MIT-4 oder selbstgebaut, hergestellt auf einem ringförmigen Magnetkreis der Größe K16x10x4,5 aus Ferrit 2000NM. Die Wicklungen eines selbstgebauten Transformators enthalten jeweils 100 Windungen PELSHO 0,12-Draht. Beim Austausch eines Triacs durch zwei Trinistoren muss der Impulstransformator über zwei Sekundärwicklungen verfügen (Abb. 4).

Ris.4

Beim Aufbau eines Reglers, der aus bekanntermaßen guten Teilen zusammengesetzt ist, kommt es lediglich darauf an, den Widerstandswert des Widerstands R7 auszuwählen, um einen stabilen Betrieb des Geräts zu erreichen. Bei Verwendung des Reglers zum Arbeiten mit Bohrmaschinen veralteter Modelle kann es erforderlich sein, die Kapazität des Kondensators C3 auf 0,47 Mikrofarad zu erhöhen.

Der Regler hat direkten Kontakt zum Stromnetz. Deshalb müssen Sie bei der Einrichtung besonders vorsichtig sein und die Sicherheitsanforderungen beim Umgang mit Elektroinstallationen beachten.

Autor: A. Titov

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