ВАЖНО! Если электроинструмент оборудован регулятором оборотов, его ручка должна быть надежно изолирована от электросети. Это связано с тем, что устройство находится под напряжением, и в случае ненадлежащей изоляции оно может представлять собой источник электрического удара.
КАК ПОДКЛЮЧИТЬ ПЛАВНЫЙ ПУСК ДЛЯ ИНСТРУМЕНТА СВОИМИ РУКАМИ
Установка плавного пуска для электроинструмента представляет собой важный этап, который способствует не только его долговечности, но и эффективной работе. Это решение может значительно улучшить качество работы, а также продлить срок службы инструмента.
Плавный пуск позволяет избежать резких старта и остановки, значительно снижает износ двигателя, тем самым повышая производительность инструмента. В данной статье мы подробно рассмотрим, как самостоятельно произвести подключение плавного пуска к вашему электроинструменту.
ЧТО ТАКОЕ ПЛАВНЫЙ ПУСК ДЛЯ ЭЛЕКТРОИНСТРУМЕНТА
Плавный пуск — это механизм или устройство, который обеспечивает постепенно увеличивающиеся обороты электродвигателя при его включении и плавное снижение оборотов при выключении. Это особенно актуально для таких инструментов, как болгарки, дрели и шуруповерты, где резкие старты могут вызывать значительные рывки, вибрации и, как результат, преждевременный износ двигателя.
Существует несколько способов реализации плавного пуска. Можно использовать готовое устройство, которое устанавливается между инструментом и электросетью. Эти устройства оснащены регулятором оборотов, позволяющим задать нужную скорость вращения двигателя. Кроме того, можно самостоятельно собрать устройство с использованием различных электронных компонентов, таких как микросхемы или симисторы.
Например, микросхема 555 может быть использована для обеспечения плавного увеличения и уменьшения напряжения, подаваемого на двигатель. Также возможно создание самодельного устройства на основе симисторов. Симисторы — это электроника, которая помогает регулировать напряжение, подаваемое на двигатель. При сборке устройства важно учесть мощность электродвигателя и правильно подобрать соответствующие компоненты. Соблюдение всех мер безопасности при работе с электрооборудованием является обязательным.
- Подключите фазный провод инструмента к клемме «L1» симистора Т1.
- Подключите нулевой провод к клемме «N1» симистора Т2.
- Соедините клемму «G» симистора Т1 с одной из клемм переменного резистора R1.
- Клемму «G» симистора Т2 подключите ко второй клемме переменного резистора R1.
- Подключите клемму «D» симистора Т1 к аноду диода D1.
- Соедините клемму «D» симистора Т2 с катодом диода D2.
- Анод диода D2 и катод диода D1 подключите к клемме «N».
- Установите конденсатор C1 между клеммами «L1» и «N».
- Конденсатор C2 подключите между клеммами «N1» и «N».
- Стабилитрон Z1 подключите между клеммой «G» симистора Т1 и клеммой «N».
- Светодиод LED1 с резистором R2 соедините между клеммами «L1» и «N».
После подключения данной схемы, можно регулировать обороты двигателя, увеличивая или уменьшая подаваемое на него напряжение. Важным индикатором работы устройства будет горение светодиода LED1.
Перед началом работы с этой схемой плавного пуска необходимо отключить питание и убедиться в отсутствии напряжения на всех проводах, чтобы избежать возможных травм или короткого замыкания.
После успешной установки плавного пуска вы получите возможность более точно контролировать обороты вашего электроинструмента, что позволит эффективно выполнять различные задачи.
Принцип действия
При запуске коллекторного электродвигателя происходит резкий рост потребляемого тока, который может стать причиной серьезного повреждения электроинструмента и его последующей необходимости в ремонте. Со временем это приводит к износу электрических компонентов (ток может превышать норму в 7 раз) и механических (в результате резкого старта). Для обеспечения плавного пуска необходимо применять устройства плавного пуска (УПП).
Эти устройства должны соответствовать ряду основных требований:
- Обеспечение плавного увеличения нагрузки.
- Возможность запуска двигателя с установленными интервалами времени.
- Защита от линейных скачков напряжения, потери фазы (особо для трехфазных двигателей) и различных электрических помех.
- Увеличение срока эксплуатации устройства.
Наиболее распространенными являются симисторные устройства плавного пуска. Принцип их работы основывается на плавном регулировании напряжения путем изменения угла открытия симистора. Этот компонент подключается напрямую к обмоткам двигателя, что позволяет заметно уменьшить пусковой ток, что может варьироваться от 2 до 5 раз в зависимости от характеристик самого симистора и схемы управления. Однако, такие устройства имеют свои недостатки:
- Сложность схемы в реализации.
- Потенциальный перегрев обмоток при длительных запусках.
- Сложности при запуске двигателя, что может приводить к перегреву статорных обмоток.
Сложности в схемах возрастают при использовании мощных двигателей, однако, для малой нагрузки и холостого хода можно применять более простые схемы.
Устройства плавного пуска без обратной связи (по одной или трем фазам) выдвинули свои преимущества на рынок. Они предоставляют возможность предварительного задания времени пуска и уровня напряжения перед запуском двигателя. Однако недостаток данной схемы заключается в том, что регулирование величины момента при нагрузке невозможно. Такие устройства оснащаются специализированными функциями для снижения пускового тока, защиты от потери или перекоса фаз, а также от перегрузок. Промышленные устройства имеют автоматическую функцию мониторинга состояния электродвигателя.
Простые схемы однофазного регулирования могут быть разработаны на базе одного симистора и подходят для работы с электроинструментами мощностью до 12 кВт. Более сложные конструкции могут регулировать параметры питания для двигателей мощностью до 260 кВт. При выборе готового устройства плавного пуска необходимо учитывать такие параметры, как мощность, возможные режимы работы, допустимые значения токов и количество запусков за определенный промежуток времени.
Применение в болгарке
При запуске угловой шлифовальной машины (УШМ) возникают высокие динамические нагрузки на инструменты. Дорогие модели этой техники обычно уже оснащены устройствами плавного пуска, тогда как на обычных моделях, например, на УШМ марки Интерскол, такая функция может отсутствовать.
Резкий момент старта может привести к неожиданным рывкам и угрозе безопасности пользователя. Кроме того, при запуске электродвигателя нужно учитывать наличие перегрузок по току, что может привести к быстрому износу щеток и значительному нагреву статорных обмоток, а также износу редуктора. Случайное разрушение режущего диска также может угрожать здоровью пользователя. Поэтому важно улучшить уровень безопасности инструмента, создав болгарку с функцией регулировки оборотов и плавным пуском своими руками.
Как изготовить плавный пуск самостоятельно
Устройство плавного пуска для коллекторного электродвигателя можно собрать довольно просто благодаря доступности схемы. Необходимо использовать доступные компоненты. Рекомендуется изготовление устройства на печатной плате, так как это обеспечит надежность соединений и уменьшит риск короткого замыкания. Симистор следует устанавливать на радиатор, выполненный из алюминия. Оптимально использовать заводские радиаторы, предназначенные для мощности в диапазоне 10-30 Вт. Это достаточно для электроприборов с мощностью 1000-1200 Вт.
Радиатор можно рассчитать по току, который потребляет ваш электродвигатель. При открытии симистора теряется 1.5-2 вольта напряжения. Например, для инструмента мощностью 1200 Вт, делим 1200 на 220 В и получаем 5.45 ампер. Умножив это значение на 2, получаем 11 Вт.
Обычно в случае готового электроинструмента схема ограничения мощности скрыта в конструкции рукоятки или корпуса. Это создает проблемы с размещением качественного радиатора, повышая вероятность перегрева и снижения эффективности устройства. Исключением являются только высококачественные профессиональные модели, которые имеют установленные устройства плавного пуска и регулировки оборотов.
ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуем изготавливать модуль плавного пуска для электроинструента в защищенной коробке с розеткой. Следует избегать слишком компактных розеточных коробок, так как в них трудно разместить полноценный радиатор для симистора. Без хорошего радиатора устройство не будет эффективно работать! Обеспечьте чистоту соединительных поверхностей радиатора и нанесите тонкий слой теплопроводящей пасты (например, КТП-8 или аналогичные импортные изделия).
Радиатор необходимо закрепить на той же плате, где находятся остальные компоненты. Затем плату помещают в прочную и подходяще размерами коробку, которую можно приобрести в магазинах электротоваров или изготовить самостоятельно из листов пластика. Также можно использовать чистую пустую банку от клея или краски с закручивающейся или жестко закрывающейся крышкой. Убедитесь, что она достаточно прочная и не подвержена повреждениям.
Розетка, встроенная в устройство, должна соответствовать номинальному току электродвигателя. Сетевой шнур также должен быть рассчитан на соответствующий ток.
ВАЖНО! Если электроинструмент снабжен регулятором оборотов, его ручка должна быть надежно изолирована. Устройство находится под напряжением, и может стать причиной поражения электрическим током в случае плохой изоляции.
Печатную плату после монтажа желательно покрыть защитным нитролаком, чтобы она была защищена от влаги. Принципиальная схема устройства и ее разбор будут представлены в следующем разделе.
Плавный пуск на микросхеме КР1182ПМ1
Микросхема КР1182ПМ1 — это отечественный компонент, предназначенный для работы с электроприборами, который производится ЗАО «НТЦ СИТ» в городе Брянск. Она доступна для покупки в интернет-магазинах под обозначением К1182МП1Р.
Данная микросхема может использоваться без внешнего симистора для нагрузок до 150 Вт, что может быть недостаточно для мощных инструментов, однако возможно подключение более мощного симистора, что даст возможность регулировать до 1-1.5 кВт. Схема работы с этой микросхемой представлена ниже:
Внутри микросхемы располагается усилитель управляющего сигнала. Этот сигнал генерируется на выводах 3 и 6. Угловая фаза открытия симистора пропорциональна напряжению между этими выводами, которое варьируется от 0 до 6 В. При напряжении 0 нагрузка отключена, а при включении конденсатор замыкает управляющую цепь, что быстро приводит к накоплению заряда и обеспечивает плавный старт.
Переноска с БПП с регулятором скорости вращения
Представляем еще одно решение для самодельной переноски с блоком плавного пуска (БПП) и регулятором скорости. Схема позволяет вашему электроинструменту плавно разгоняться и выходить на номинальные обороты. Время разгона зависит от емкости используемого конденсатора C3. Для настройки частоты вращения используется переменный резистор R2 группы A.
БПП можно установить непосредственно в рукоятке электроинструмента, однако это требует более сложной модернизации, которая может привести к утрате гарантии на устройство. Более простой вариант — это поместить блок плавного пуска в разветвительную коробку. В приведенной схеме использован симистор TS122-25-5, но можно подключить любой аналогичный компонент, который будет выдерживать напряжение не менее 400 В и ток не менее 1,5–2 кратного номинала.
Простейшая схема блока плавного пуска для использования в удлинителе
Блок плавного пуска, сделанный на основе тиристора КУ202, пользуется популярностью благодаря простоте изготовления. Для него не нужны особые навыки, а необходимые детали можно легко найти и приобрести в четких магазинах радиотоваров. БПП состоит из диодного моста, переменного резистора для настройки напряжения и схемы привода тиристора.
Эта схема требует минимального количества деталей и достаточно компактна, что позволяет встроить ее как в ручку инструмента, так и в корпус удлинителя или розетки. Принцип работы блока плавного пуска заключается в контроле частоты вращения ротора инструмента, ограничивая мощность ручным способом. Это устройство способно работать с инструментами мощностью до 1,5 кВт. Для двигателей с более высоким ресурсом необходимо заменить тиристор на более мощный аналог, и стоит учесть, что управление в такой схеме уже будет отличаться от рабочей аналогии.
Регулятор оборотов коллекторного двигателя
Множество схем бытовых и электрических приборов основаны на использовании 220 В коллекторного электродвигателя. Показатель распространенности данной схемы связан с ее универсальностью, позволяющей использовать как постоянное, так и переменное напряжение, что делает их очень востребованными. Эта схема обладает высокой эффективностью при настройке стартового момента.
Для достижения плавного пуска и возможности регулировки оборотов применяются специальные регуляторы.
Пуск коллекторного двигателя можно осуществить, используя различные схемы, предоставляющие реализацию плавного старта.
Заключение
Устройства плавного пуска (УПП) разработаны для ограничения резкого увеличения пусковых характеристик электродвигателя. Отсутствие этих устройств может привести к нежелательным явлениям, таким как повреждение механизма, сгорание обмоток или перегрев рабочих цепей. Для обеспечения долговечности необходимо, чтобы трехфазный мотор работал без резких скачков напряжения, поддерживая режим плавного старта.
Как только индукционный мотор достигнет требуемых оборотов, ему отправляется сигнал для отключения реле цепи. Это позволяет агрегату работать на полной мощности без перегрева и проблем в системе. Описанные методы и устройства могут быть полезны как в промышленной, так и в бытовой сфере.
