Drehzahlregler für elektrische Bohrmaschine. Schema, Beschreibung

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Drehzahlregler für elektrische Bohrmaschinen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Für hochwertiges Bohren von Löchern in Leiterplatten wird eine elektrische Bohrmaschine mit Drehzahl- und Drehmomentregelung benötigt. Transistorregler haben in der Regel einen geringen Wirkungsgrad, was zu einer Erhöhung der Größe und des Gewichts des Leistungstransformators und des Kühlkörpers führt. In dieser Hinsicht sind Trinistor-Vorrichtungen vorteilhafter, da Energieverluste in einem Trinistor, der im Schlüsselmodus arbeitet, unbedeutend sind. Aus diesem Grund muss ihm keine Wärme entzogen werden.

Das Schema eines Trinistor-Drehzahlreglers mit Drehmomentstabilisierung, der für eine elektrische Bohrmaschine mit einem Gleichstrom-Kommutatormotor ausgelegt ist, ist in Abb. 1. Der Elektromotor und alle Komponenten des Reglers werden von einer ungeglätteten gleichgerichteten Spannung gespeist, die von der Diodenbrücke VD1-VD1 kommt, die mit der Wicklung II des Transformators T4 verbunden ist.

Drehzahlregler für elektrische Bohrmaschine
Fig. 1

Der Spannungsbegrenzer, bestehend aus einem Widerstand R7 und einer Zenerdiode VD5, reduziert die Auswirkung von Änderungen der Netzspannung und der Last auf den Betrieb des Relaxationsgenerators am Unijunction-Transistor VT1. Die erzeugten Impulse werden der Steuerelektrode eines leistungsschwachen SCR VS1 zugeführt, der als Vorverstärker dient, und dann über die Widerstände R8 und R10 an die Steuerelektrode eines leistungsstarken SCR VS2, wodurch dieser geöffnet wird.

Die Spannung an der Anode des Trinistors VS2 ist im geschlossenen Zustand gleich der Differenz zwischen der vom Gleichrichter an der Diodenbrücke VD1 - VD4 kommenden Versorgungsspannung und der vom rotierenden Anker des Motors M1 erzeugten Gegen-EMK (es ist proportional zur Drehzahl). Die Differenzspannung wird über den R12C5-Filter der Zeiteinstellschaltung des Relaxationsoszillators zugeführt und verändert so die Verzögerung der von ihm erzeugten Impulse relativ zum Beginn jeder Halbwelle der Netzspannung. Die Diode VD6 verhindert die Entladung des Kondensators C4 in den Zeitintervallen, in denen der Trinistor VS2 geöffnet ist. Mit zunehmender Drehzahl nimmt die Verzögerung der Impulse zu, was zu einer Verringerung des Effektivwerts der am Elektromotor M1 anliegenden Spannung führt. Eine Verringerung der Drehzahl (z. B. unter Einfluss einer mechanischen Belastung) führt wiederum zu einer Erhöhung der am Motor anliegenden Spannung. Dadurch wird die Rotationsfrequenz seiner Welle stabilisiert. Der stabilisierte Frequenzwert kann durch Ändern der Parameter der Generator-Zeitschaltung mit einem variablen Widerstand R4 eingestellt werden.

Der durch den offenen Trinistor VS1 fließende Strom wird durch den Widerstand R5 begrenzt. Es wird nicht empfohlen, seinen Wert zu reduzieren, da dies die Bedingungen für das rechtzeitige Schließen des Trinistors verletzen kann. Der SCR VS2 schließt auch am Ende jeder Halbwelle der Versorgungsspannung. Dank der Diode VD7 wird der Anodenstrom des Trinistors dafür ausreichend lange unterbrochen.

Drehzahlregler für elektrische Bohrmaschine
Fig. 2

Auf dem in Abb. 2 Leiterplatte des Reglers enthält fast alle seine Teile, mit Ausnahme des Kondensators C2, des Transformators T1 und der Dioden VD1 - VD4. Auf der oberen Abdeckung des Geräts sind der variable Widerstand R4 und die LED HL1 installiert. An einer der Seitenwände des Gehäuses sind ein Sicherungshalter FU1 und ein Schalter SA1 befestigt, durch den ein Netzkabel eingeführt wird.

Der Single-Junction-Transistor KT117B kann zusammen mit dem Trinistor KU101E durch eine Baugruppe KU106V oder KU106G ersetzt werden, die beide diese Geräte enthält. Die Wahl des Trinistors VS2 und des Transformators T1 wird durch die Leistung und die Nennversorgungsspannung des Elektromotors M1 bestimmt. Der Autor verwendete einen Transformator TN54-127 / 220-50, der seine vier Sekundärwicklungen mit jeweils 6,3 V in Reihe schaltete. Die im Regler verwendeten D304-Germaniumdioden haben einen geringen Durchlassspannungsabfall, wodurch auf Kühlkörper verzichtet werden kann.

Beim Einrichten wird zunächst der Widerstandswert des variablen Widerstands R4 auf ein Minimum eingestellt und das stabile Einschalten des Trinistors VS2 erreicht, indem dazu der Abstimmwiderstand R10 gedreht wird. Ferner wird durch Erhöhen des Widerstandswerts des Widerstands R4 die Rotationsfrequenz der Welle der elektrischen Bohrmaschine auf die erforderliche Frequenz gebracht.

Praktische Tests des Reglers und die Auswahl der optimalen Werte seiner Elemente wurden mit einer elektrischen Bohrmaschine durchgeführt, die mit einem Kollektor-Gleichstrommotor DPR72-F6-06 (Gehäuselänge - 80 mm, Durchmesser - 40 mm) ausgestattet war. Die Leerlaufdrehzahl des Bohrers betrug 600 min. Bei deaktiviertem Feedback im Regler sank sie unter Last auf 260 min. Beim Einschalten des Feedbacks stieg die Frequenz auf 520 min (bei gleicher mechanischer Belastung). Gleichzeitig ist das Drehmoment deutlich gestiegen.

Autor: V. Konovalov, Irkutsk; Veröffentlichung: radioradar.net

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