Регулятор скорости и плавный пуск на болгарку своими руками

Тонкости работы

Если регулятор собран правильно и настроен, то включение инструмента будет удобно производить на малых оборотах, когда не наблюдается рывка. При работе, особенно учитывая повышенную опасность УШМ, нужно сделать так, чтобы случайное воздействие на ручку регулятора было невозможным

Особенно это важно, если регулятор встраивают в шнур, недалеко от корпуса самой болгарки

Если до этого машинка не имела регулятора, то нужно иметь в виду, что этот регулятор будет стремиться поддерживать под нагрузкой близкие к холостому ходу обороты, так что не нужно особенно разгонять болгарку под большую нагрузку. Когда сопротивление обрабатываемого материала тормозит диск, напряжение на датчике тока возрастает за счет увеличения тока, а напряжение на моторе немного падает. Микросхема реагирует на это изменением угла (момента отпирания симистора) в сторону увеличения мощности.

В случае слишком большого тока срабатывает защита и угол изменяется в сторону уменьшения мощности. Так что, возможно, придется подобрать R9 путем экспериментов, в небольших пределах изменяя расчетное сопротивление.

Основные неисправности болгарки и их причины

По статистике, большинство случаев выхода из строя УШМ связаны с электрической частью аппарата. Некоторые поломки могут быть незначительными, что позволяет провести ремонт болгарки своими руками. Но, например, при перегорании обмоток двигателя ремонт угловой шлифовальной машины может произвести только специалист.

Болгарка не включается

Причины того, что УШМ не включается, могут быть следующие:

• неисправна электрическая вилка;
• неисправен электрический кабель;
• сломалась кнопка запуска;
• нарушен контакт между кабелем питания и кнопкой;
• обрыв контактного провода электрощетки;
• сильный износ электрощеток;
• выход из строя обмоток ротора или статора.

УШМ не развивает обороты

Причины того, что угловая шлифмашина не набирает обороты, могут быть разные.

1. Поломка блока регулировки оборотов. Для проверки этой версии необходимо подключить двигатель аппарата напрямую, минуя регулятор, и проверить работу устройства.
2. Неисправность электрического кабеля вследствие постоянных перегибов или механического повреждения. Из-за этого поврежденный провод начинает греться под нагрузкой, а обороты двигателя падать.
3. Загрязнение коллектора пылью. Необходимо удалить загрязнения спиртом.
4. Проблемы с щетками. Они могут износиться или иметь короткий контактный провод, как показано на следующем фото.

Щетка хотя наполовину и стерлась, но является вполне работоспособной. При этом короткий контактный провод не дает пружине прижать электрод к коллектору. Данная ситуация также может быть причиной того, почему УШМ перестала работать в нормальном режиме.

Электродвигатель греется

Причины того, что греется болгарка, могут быть следующие.

1. Неправильный режим работы аппарата. В результате перегрузок электродвигатель может сильно нагреваться, что часто ведет к перегоранию обмоток.
2. Разрушение подшипников, расположенных на якоре. В результате ротор цепляется за статор, работа двигателя затрудняется, и обмотки перегреваются. Проблема решается заменой подшипников.
3. Засорение вентиляционных каналов, через которые поступает воздух для охлаждения двигателя. Необходимо очистить вентиляционные отверстия от пыли.
4. Поломка крыльчатки, служащей для охлаждения двигателя. Установлена она на роторе, на противоположной по отношению к коллектору стороне. Если крыльчатка сломана, ее необходимо заменить на новую.
5. Межвитковые замыкания обмоток статора и ротора. Потребуется перемотка катушек или замена данных деталей на новые.

Болгарка искрит

Если вы заметили сильное искрение при включении углошлифовальной машины в том месте, где находится коллектор, то причины данной неприятности могут быть следующие.

1. Повреждение обмотки якоря: обрыв одной или нескольких секций обмотки, межвитковое замыкание. При таких поломках появляется повышенный шум, падают обороты двигателя и горят щетки.
2. Нарушился контакт между коллекторными пластинами и обмоткой.
3. Слабый прижим щеток. При длительных режимах болгарки пружины перегреваются и могут “отжигаться”, теряя при этом упругость.
4. Разбалансировка ротора двигателя.
5. Нарушение цилиндрической поверхности коллектора. Это иногда происходит после перемотки, если якорь не протачивается на токарном станке, а сразу устанавливается в аппарат. В таком случае можно также наблюдать, что чрезмерно искрят щетки.
6. Между ламелями коллектора нарушена изоляция. Также может быть засорение пазов продорожки графитом или пробой между ламелями.
7. Износ подшипников, вызывающий биение ротора, также приводит к тому, что сильно искрят щетки.
8. Нарушение геометрии вала якоря. Обычно это случается при неаккуратной разборке электродвигателя, когда вал гнется.
9. Установлены графитовые щетки не той марки. Щетки подбираются, исходя из ожидаемых оборотов и напряжения.
10. Поднятие одной или нескольких ламелей приводит к тому, что быстро сгорают щетки. Случается это по причине перегрева двигателя при длительной работе. В результате стекломасса, служащая основой коллектора, размягчается, и ламели начинают подниматься. Из-за того, что ламели подняты, щетки стираются очень быстро.

Замена графитовых щеток

Практика показывает, что именно графитовые щетки чаще всего становятся причиной неисправности болгарки. Срок их службы ограничен 1,5-2 годами. Заменить старые щетки на новые особого труда не составит. Чтобы проверить щетки, корпус должен быть открыт. Добраться до них несложно. Сначала нужно (при отключенном от розетки шнуре) прямой отверткой аккуратно приподнять и сдвинуть в сторону закрепленные на коллекторе щеткодержатели. Отвертку можно использовать и для извлечения щеток. Если у вас инструмент фирменный, то в нем, скорее всего, щетка удерживается с помощью пружины, и чтобы ее извлечь, достаточно отверткой эту пружину прижать. Если же инструмент китайский, то в нем стоят заглушки, которые придется убирать отверткой, только после этого можно снимать щетку.

Щетки нужно менять только на новые, купленные в специализированном магазине. Покупая их, обязательно возьмите с собой вынутую щетку и замерьте покупку, чтобы подходила по размерам. Вставьте новую щетку в щеткодержатель, обязательно проверьте, плавно ли она ходит.

Если она нигде ни за что не цепляется, то можно фиксировать щетку в щеткодержателе. Затем утопите ее внутрь и можете ставить щеткодержатель в посадочное гнездо. Аналогично замените и вторую щетку. Напоследок проверьте, насколько аккуратно и правильно вы уложили провода, не будут ли они нигде пережиматься. После этого можно закрывать корпус и пробовать включить машинку.

Более сложные ремонты, такие как очистка коллектора, замена редуктора или якоря, не имея нужного опыта, лучше самостоятельно не делать. Если возникнет такая необходимость — пригласите в гости знакомого, который не раз уже выполнял подобный ремонт. Сам ремонт можете делать и своими руками, но только под его присмотром и по подсказкам.

А еще лучше — отвезите свой инструмент в мастерскую. Все же болгарка, даже полностью исправная, остается источником повышенной опасности. Лучше заплатить профессионалам за ремонт, чем платить врачам за свое лечение.

Если болгарка не оснащена регулятором оборотов, можно ли установить его самостоятельно? Большинство угловых шлифовальных машин (УШМ), в простонародье болгарок, имеют регулятор оборотов.

Регулятор оборотов расположен на корпусе УШМ

Рассмотрение различных регулировок нужно начать с анализа электрической схемы болгарки.

простейшее представление электросхемы шлифовальной машины

Более продвинутые модели автоматически поддерживают скорость вращения вне зависимости от нагрузки, но чаще встречаются инструменты с ручной регулировкой оборотов диска. Если на дрели или электрическом шуруповерте используется регулятор куркового типа, то на УШМ такой принцип регулирование невозможен. Во-первых – особенности инструмента предполагают другой хват при работе. Во-вторых – регулировка во время работы недопустима, поэтому значение оборотов выставляется при выключенном моторе.

ПЛАВНЫЙ ПУСК АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Логичным способом снижения пускового тока стало снижение напряжения, подаваемого на статор в момент запуска, с его постепенным увеличением при разгоне двигателя.

Простейший и наиболее старый способ плавного пуска – реостатный пуск электродвигателя: в цепь статора последовательно включается несколько мощных резисторов, последовательно закорачиваемых контакторами.

Также могут использоваться и дроссели высокой индуктивности (реакторы), а также автотрансформаторы.

Подобный способ плавного пуска имеет очевидные недостатки:

Проблематичность автоматизации.

Работа контакторов не привязывается к реальному значению тока, они либо переключаются вручную, либо перебираются с помощью реле времени автоматически.

Усложнение пуска под нагрузкой.

Так как крутящий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату напряжения питания, снижение напряжения в момент пуска в 2 раза приведет к снижению крутящего момента в 4 раза. Применение плавного пуска с электродвигателями, напрямую подключенными к нагрузке, значительно увеличивает время выхода на рабочие обороты.

Совершенствование силовой электроники позволило создать компактные автоматические устройства плавного пуска (также называемые софтстартерами от английского soft start – «мягкий пуск») для асинхронных электродвигателей, устанавливаемые на стандартную монтажную рейку электрощитов.

Они обеспечивают не только плавный разгон, но и торможение двигателя, позволяя регулировать параметры токов пуска и остановки в различных режимах:

Постоянное токоограничение.

В момент запуска ток ограничивается на заданном превышении номинального и удерживается на этой величине все время разгона двигателя. Обычно используется ограничение на уровне 200-300% номинального тока. Перегрузка становится малозначительной, хотя ее длительность возрастает.

Формирование тока.

В данном случае токовая кривая в момент включения двигателя имеет больший наклон, после чего софтстартер переходит в режим токоограничения.

Такой метод плавного пуска применяется при подключении к маломощным подстанциям или генераторам для снижения стартовой нагрузки, однако пусковой момент электродвигателя в данном случае минимален. Для устройств, лишенных холостого хода электродвигателя, использовать формирование тока с пологой стартовой кривой невозможно.

Ускоренный пуск (кик-старт).

Применяется с двигателями, напрямую приводящими нагрузку, так как иначе их пусковой крутящий момент может оказаться недостаточным для страгивания ротора.

В этом случае устройство плавного пуска допускает кратковременное превышение пускового тока в несколько раз (фактически осуществляется прямая коммутация), по истечении заданного времени ток снижается до двух-трехкратного превышения номинала.

Останов на выбеге.

При отключении двигателя напряжение с него снимается полностью, вращение якоря продолжается по инерции. Наиболее простой способ коммутации, применимый при небольших мощностях и малой инерции привода.

Однако в момент разрыва цепи происходит сильный индуктивный выброс, приводящий к сильному искрению в контакторах. На мощных электродвигателях, а также при высоких рабочих напряжениях данный способ отключения неприемлем.

Линейное снижение напряжения.

Применяется для более плавной остановки двигателя. Нужно помнить, что крутящий момент двигателя при этом снижается нелинейно из-за квадратичной зависимости момента от напряжения, то есть снижение момента происходит наиболее резко в начале кривой.

Отключение питания происходит при минимальном токе в обмотке, соответственно коммутирующие выключатели практически не изнашиваются образованием искры между контактами.

Для снижения нагрузок при остановке применяется управляемое снижение напряжения:

• вначале ток снижается минимально;
• затем кривая начинает снижаться круче.

Снижение крутящего момента электродвигателя при этом близко к линейному. Этот способ управления остановом электродвигателя применяется в устройствах с высокой инерционностью привода.

При использовании такого рода устройств плавного пуска пусконаладочные работы заключаются в настройке нужного типа кривой пускового тока и, в случае использования режимов формирования тока или ускоренного старта, настройке длительности временного интервала начального участка кривой.

Применение устройств плавного пуска позволяет автоматизировать пусковой режим, но его главный минус остается – либо приходится закладывать в устройство возможность холостого хода электродвигателя, либо допускать кратковременные перегрузки сети, раскручивая мотор и нагрузку с кик-стартом.

Простейшая схема регулятора

Электрическая схема регулятора оборотов для болгарки собирается на печатной плате или навесным монтажом. Причем печатную плату тоже можно сделать самостоятельно с помощью текстолита и хлорного железа для протравки. Вместо железа можно использовать смесь перекиси водорода, соли и лимонной кислоты.

Схема регулятора оборотов двигателя для болгарки

Конфигурация электрической схемы

Для изготовления схемы понадобятся:

• резистор R1 (4,7 кОм);
• симметричный тиристор DIAC (DB3);
• симметричный тиристор TRIAC (ВТ-136/138);
• подстроечный резистор VR1 (500кОм);
• конденсатор С1 (0,1 мкФ*400В).

Принцип работы

Принцип работы схемы построен следующим образом. За отсчет времени зарядки С1 отвечает VR1. При подаче напряжения на цепь тиристоры закрыты, на выходе — 0. По мере зарядки конденсатора напряжение в нем увеличивается и открывает DIAC, что дает подачу напряжения на TRIAC. Он также открывается и пропускает ток. Затем оба тиристора закрываются и находятся в таком положении до полной обратной перезарядки C1. В итоге на выходе образуется сложный волновой сигнал с амплитудой, напрямую зависящей от рабочего времени цепи C1-VR1-R1.

Схема подключения регулятора оборотов

Окончательная сборка и тестирование регулятора

На печатной плате или радиаторе из меди (алюминия) собирается схема

При навесной сборке особенно важно место установки тиристоров (строго на радиаторе, он играет роль теплоотвода). Затем проводится обязательная проверка работоспособности схемы с помощью обычной электрической лампочки

Плавность изменения накала будет той же, что и в готовом регуляторе оборотов для болгарки после окончательной сборки.

В заводских моделях предусмотрено пластиковое регулировочное колесо, при желании его также можно купить отдельно и включить в комплект самодельного регулятора. Если тестирование прошло успешно, регулятор крепится на болгарку и врезается в схему питания инструмента.

Как плавно запустить двигатель?

Существует 5 главных способов плавного запуска.

Высочайший вращающий момент может быть сотворен методом прибавления наружного сопротивления в цепь ротора, как показано на рисунке.

При помощи включения в схему автоматического трансформатора можно поддерживать пусковой ток и вращающий момент за счет уменьшения исходного напряжения. Смотрите набросок ниже.

• Прямой пуск – это самый обычной и дешевенький метод, так как асинхронный движок подключен впрямую к источнику питания.
• Соединения по специальной конфигурации обмоток – метод применим для движков, созданных для эксплуатации в обычных критериях.

Внедрение УПП – это более передовой метод из всех перечисленных способов. Тут полупроводниковые приборы, такие как тиристоры либо тринисторы, регулирующие скорость асинхронного мотора, удачно подменяют механические составляющие.

Модели на болгарку 600 Вт

• Для инструментов на 600 Вт, употребляют пускатели с контактными симисторами, у их перегрузка не выше 10 А. Также помните, что есть огромное количество устройств с обкладками. Они неплохи собственной защищенностью и не будут в ужасе от увеличения температурного режима. Мин частота для устройств на 600 Вт равна 30 Гц. При всем этом сопротивление будет зависеть от поставленного триода. Если он употребляется линейного типа, то вышеуказанный параметр не превзойдет 50 Ом.
• Если говорить про дуплексные триоды, то сопротивление при суровых оборотах может дойти до 80 Ом. Совершенно изредка у моделей могут повстречаться стабилизаторы, которые работают от компараторов. Почти всегда, они закрепляются сходу на модули. Некие виды создаются с проводными транзисторами. У их самая малая частота начинается от 5 Гц. Они страшатся перегрузки, но могут поддерживать большие обороты при напряжении 220 вольт.

Особенности и срок службы

В ручных электроинструментах, таких как: болгарка(ушм), циркулярная пила, шуруповерт, дрель – используют коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Они могут работать на постоянном и на переменном токе.

Для их запитки в большинстве случаев используется обычная электросеть 230 В 50 Гц. Раньше для профессионального инструмента использовалась сеть 380 В. Теперь, с ростом мощности потребителей в однофазных сетях (офисы и жилой сектор), появились и профессиональные электроинструменты на 220 В.

Коллекторные двигатели имеют большой крутящий и пусковой моменты, компактны, легко изготавливаются на повышенное напряжение. Крутящий момент здесь является решающим. При невысокой массе машины он как раз подходит для ручного электроинструмента. Но у таких электромоторов имеются недостатки и слабые места. Одно из таких слабых мест – щеточный узел.

Щетки из прессованного графита с наполнителями трутся о медные пластины коллектора и подвергаются механическому износу и электроэрозии. Это приводит к увеличению искрения и повышает пожарную и взрывоопасность электроинструмента. Попадание минеральной пыли внутрь ускоряет износ. Хотя вентиляторы, предусмотренные конструкцией, выдувают воздух наружу, пыль и цемент могут легко попадать внутрь. Во время простоя, если инструмент неудачно положили, пыль легко попадает внутрь. На практике это постоянное явление.

Щетки электродвигателя из прессованного графита

Еще один недостаток электроинструмента – частые поломки редуктора. Это происходит как раз из-за большого пускового момента. Достоинство оборачивается недостатком. С поломкой редуктора приходится менять инструмент, ремонту они, обычно, не подлежат. К сожалению, промышленность, в стремлении снизить себестоимость продукции делает это за счет качества. Хочешь пользоваться хорошим электроинструментом – плати немалые деньги.

Для чего вообще регулировать скорость вращения диска болгарки?

1. При резке металла разной толщины, качество работы сильно зависит от скорости вращения диска. Если резать твердый и толстый материал – необходимо поддерживать максимальную скорость вращения. При обработке тонкой жести или мягкого металла (например, алюминия) высокие обороты приведут к оплавлению кромки или быстрому замыливанию рабочей поверхности диска;
2. Резка и раскрой камня и кафеля на высокой скорости может быть опасной. К тому же диск, который крутится с высокими оборотами, выбивает из материала мелкие куски, делая поверхность реза щербатой. Причем для разных видов камня выбирается разная скорость. Некоторые минералы как раз обрабатываются на высоких оборотах;
3. Шлифовальные работы и полировка в принципе невозможны без регулирования скорости вращения. Неправильно выставив обороты, можно испортить поверхность, особенно – если это лакокрасочное покрытие на автомобиле или материал с низкой температурой плавления;
4. Использование дисков разного диаметра автоматически подразумевает обязательное наличие регулятора. Меняя диск Ø115 мм на Ø230 мм, скорость вращения необходимо уменьшить практически вдвое. Да и удержать в руках с 230 мм диском, вращающимся на скорости 10000 об/мин практически нереально;
5. Полировка каменных и бетонных поверхностей в зависимости от типа используемых коронок производится на разных скоростях. Причем при уменьшении скорости вращения крутящий момент не должен снижаться;
6. При использовании алмазных дисков необходимо уменьшать количество оборотов, так как от перегрева их поверхность быстро выходит из строя. Разумеется, если ваша болгарка работает только в качестве резака для труб, уголка и профиля – регулятор оборотов не потребуется. А при универсальном и разностороннем применении УШМ он жизненно необходим.

Как правило, бюджетные угловые шлифовальные машины (УШМ), в народе называемые болгаркой, не имеют в своей конструкции регулируемые электронные модули, к которым относятся регулятор оборотов двигателя и плавный пуск. Владельцы таких болгарок со временем начинают понимать, что их отсутствие резко снижает функциональность инструмента. В этом случае можно произвести доработку УШМ, установив на нее самодельные приспособления.

При подаче питания на двигатель шлифмашины происходит скачкообразное повышение оборотов

с нуля до 10 тыс. и более. Кто работал УШМ, хорошо знают, что порой сложно удержать ее в руках при запуске, особенно, если установлен алмазный диск большого диаметра.

Также во время запуска огромная нагрузка прилагается к обмотке ротора и статора электромотора. Поскольку в болгарке установлен коллекторный двигатель, то он стартует в режиме короткого замыкания: электромагнитное поле уже “пытается” провернуть ротор, но он еще некоторое время остается неподвижным, поскольку сила инерции не дает это сделать. В результате в катушках двигателя резко повышается пусковой ток. Несмотря на то, что производитель вложил некий запас прочности для катушек, учитывая перегрузки при старте, рано или поздно изоляция не выдерживает, что приводит к межвитковому замыканию.

Кроме проблем с запуском, отсутствие регулировки оборотов вызывает некоторый дискомфорт. Например, регулятор оборотов болгарки может пригодиться при определенных видах работ

• при шлифовке или полировке каких-либо поверхностей;
• при установке инструмента большого диаметра;
• для резки некоторых материалов.

Кроме того, при обдирочных работах корщетками велика вероятность заклинивания проволоки в какой-либо щели. Если обороты шпинделя были большими, то болгарку может просто вырвать из рук.

Если к УШМ подключить регулятор мощности (оборотов) с модулем плавного пуска, то все вышеописанные проблемы исчезнут, увеличится срок службы аппарата и повысится безопасность его использования.

Применение в болгарке

Во время пуска угловой шлифовальной машинки (УШМ) возникают высочайшие нагрузки динамического нрава на детали инструмента.

Дорогие модели снабжены УПП, но не простые разновидности, к примеру, УШМ. Инерционный рывок способен вырвать из рук УШМ, при всем этом происходит угроза жизни и здоровью. Не считая того, при пуске электродвигателя инструмента происходит перегрузка по току и в итоге этого — износ щеток и значимый нагрев статорных обмоток, изнашивается редуктор и может быть разрушение режущего диска, который может треснуть в хоть какой момент и причинить вред здоровью, а может даже и жизни. Инструмент необходимо обезопасить и для этого следует сделать болгарку с регулировкой оборотов и плавным запуском своими руками.

Простейшая схема

УПП с регулированием оборотов на тиристоре КУ 202 получил обширное применение благодаря очень обычный схеме выполнения (схема 1). Его подключение не просит особенных способностей. Радиоэлементы для него достать до боли просто. Состоит эта модель регулятора из диодного моста, переменного резистора (играет роль регулятора U) и схемы опции тиристора (подача U на управляющий выход номиналом 6,3 вольта) российского производителя.

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

Основной механизм работы заключается в регулировке оборотов электродвигателя инструмента благодаря ограничению мощности в ручном режиме. Эта схема позволяет использовать электроинструмент мощностью до 1,5 кВт. Для роста этого показателя нужно поменять тиристор на более мощнейший (информацию об этом можно отыскать в вебе либо справочнике). Не считая того, необходимо уHonor и тот факт, что схема управления тиристором будет отличаться от начальной. КУ 202 является хорошим тиристором, но его значимый недочет состоит в его настройке (выборка деталей для схемы управления). Для воплощения плавного запуска в автоматическом режиме применяется схема 2 (УПП на микросхеме).

Процесс модернизации удлинителя

Для начала разбираем электроудлинитель и делаем в корпусе отверстие для нового провода, который будет подсоединяться к розетке внешнего монтажа. Зачищаем ПВС 3 × 2,5 с обоих концов.

READ Как Установить Леску На Триммер Электрический Калибр