Προτείνεται να εξεταστεί μια επιλογή κατασκευής. ηλεκτρονικό ρυθμιστή ταχύτητας για έναν κινητήρα συνεχούς ρεύματος με τάση λειτουργίας 24 V.
Ο προτεινόμενος σχεδιασμός του ελεγκτή στροφών κινητήρα έχει σχεδιαστεί για να αλλάζει την ταχύτητα περιστροφής του εργαλείου σε μηχανή γεώτρησης, η κατασκευή του οποίου περιγράφεται στη σημείωση "Μηχανή διάτρησης - ρομβοειδής". Ωστόσο, αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έλεγχο ισχύος σε άλλα σχέδια.
Η ανάγκη προσαρμογής των στροφών του εργαλείου προκαλείται από τους ακόλουθους λόγους. Η αλλαγή του επεξεργασμένου υλικού, η διάμετρος και ο τύπος του εργαλείου απαιτούν αλλαγή στην ταχύτητα κοπής. Για παράδειγμα, η διάτρηση πλεξιγκλάς ή ορισμένων θερμοπλαστικών πλαστικών, υπό τις βέλτιστες συνθήκες για τη διάτρηση μετάλλων, θα οδηγήσει μόνο στην τήξη του επεξεργασμένου υλικού στη ζώνη κοπής και στην προσκόλλησή του στο τρυπάνι. Η γεώτρηση, η ξήρανση και η συγκράτηση της ίδιας οπής απαιτούν επίσης διαφορετικές περιστροφές για επεξεργασία επιφανειών υψηλής ποιότητας. Η αύξηση της διαμέτρου του τρυπανιού απαιτεί αναλογική μείωση του αριθμού στροφών. Επιπλέον, απαιτείται αντίστροφη φορά της κατεύθυνσης περιστροφής του εργαλείου. Για τη στοιχειώδη εκπλήρωση αυτών των όρων, προτείνεται η κατασκευή ενός ηλεκτρονικού ελεγκτή ταχύτητας.
Δημιουργία του ελεγκτή στροφών κινητήρα.
1. Τα δεδομένα προέλευσης.
Σε αυτό το παράδειγμα, ένας κινητήρας συνεχούς ρεύματος 24 V (0.7Α) χρησιμοποιείται σε μια μηχανή γεώτρησης.
Για τη λειτουργία αυτού του ηλεκτροκινητήρα απαιτείται κατάλληλη πηγή ενέργειας.
Η τάση και το ρεύμα που απαιτούνται για τη λειτουργία του κινητήρα μπορούν να παρασχεθούν από τον κατακόρυφο μετασχηματιστή σάρωσης TVK-110L-1, που λαμβάνεται από μια παλιά τηλεόραση. Έχει μικρές διαστάσεις και μάζα (ШΛ 20 χ 32) και από τη δευτερεύουσα περιέλιξη είναι σε θέση να παράγει ρεύμα 1 Α με τάση 22 ... 24 V. Στην περίπτωση αυτή, η ανορθωμένη τάση θα είναι περίπου 30 V, αλλά με αύξηση της κατανάλωσης ρεύματος, η τάση εξόδου θα μειωθεί ελαφρά.
2. Η κατασκευή ενός ανορθωτή.
Δεδομένου ότι με πιθανή απότομη πέδηση του εργαλείου επεξεργασίας είναι πιθανόν να είναι επικαλύψεις του ρεύματος που καταναλώνεται από τον κινητήρα έως 1,5 ... 2,0 Α, για τον κατασκευασμένο ανορθωτή είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν διόδους με περιθώριο ρεύματος. Συνιστάται η χρήση διόδων με τάση λειτουργίας άνω των 30V και περιοριστικό ρεύμα πάνω από 2,0A.
Στην εξεταζόμενη έκδοση του ρυθμιστή, χρησιμοποιούνται οι βέλτιστες δίοδοι KD202D (200V - 5.0A), οι οποίες βρίσκονται στη διάθεσή σας.
Από τις επιλεγμένες δίοδοι, θα συναρμολογήσουμε έναν ανορθωτή γέφυρας και θα τον συνδέσουμε με τη δευτερεύουσα περιέλιξη του μετασχηματιστή. Τροφοδοτούμε τον μετασχηματιστή από το δίκτυο και ελέγξουμε την τάση εξόδου.
3. Κάνοντας μια υπόθεση για τη συσκευή.
Ήρθε η ώρα να τοποθετήσετε το ηλεκτρικό τμήμα του ρυθμιστή ταχύτητας. Είναι δυνατές οι ακόλουθες επιλογές. Σε ξεχωριστή περίπτωση ανεξάρτητη από το μηχάνημα, σε μια περίπτωση μόνιμα εγκατεστημένη στο μηχάνημα, καθώς και ενσωματωμένη στη δομή του μηχανήματος (για παράδειγμα, στο τραπέζι του μηχανήματος).
Δεδομένου ότι το προτεινόμενο σχέδιο είναι ένας ρυθμιστής ισχύος για διάφορες συσκευές, λαμβάνοντας υπόψη τις προοπτικές της ενδεχόμενης περαιτέρω χρήσης του, συνιστάται η κατασκευή αυτής της συσκευής σε ξεχωριστή κινητή θήκη. Η κατασκευή ή η αγορά μιας κατάλληλης θήκης θα εξαρτηθεί από τις επιθυμίες και τις δυνατότητές σας. Προαιρετικά, χρησιμοποιήθηκε ένα πλαστικό μπουκάλι από χημικά με συνολικές διαστάσεις 90 x 70 x 90 mm στο σχετικό σχέδιο.
Το δοχείο έχει αποκόψει μερικώς το άνω μέρος. Το παράθυρο που προκύπτει είναι κλειστό με διακοσμητικό πάνελ από μεταλλικό φύλλο με πάχος 0,4 mm. Οι νευρώσεις που σχηματίζονται μετά από κάμψη στις τρεις πλευρές των ράφια στο τεμάχιο εργασίας δίνουν στον πίνακα επαρκή ακαμψία για να λειτουργήσει. Όταν εγκαθίσταται σε μια δομή, ο πίνακας δίνει επίσης την πρόσθετη αντοχή του περιβλήματος. Ο πίνακας είναι εξοπλισμένος με υποδοχή για την τάση εξόδου, ρυθμιστή ισχύος, πίνακα με ηλεκτρονικό κύκλωμα (κάτω μέρος).
Ανάλογα με το μέγεθος του παραθύρου στην περίπτωση, από την πλακέτα κυκλώματος γενικής χρήσης, μια πλάκα εργασίας κόβεται για να φιλοξενήσει το ηλεκτρονικό κύκλωμα του ελεγκτή.
4. Το ηλεκτρικό κύκλωμα του ρυθμιστή.
Στο διαδίκτυο μπορείτε να βρείτε πολλές επιλογές για κυκλώματα για τη ρύθμιση της ταχύτητας ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Τα απλούστερα και πιο σταθερά κυκλώματα βασίζονται στον χρονοδιακόπτη NE555. Απαιτούν ελάχιστα εξαρτήματα, πρακτικά δεν χρειάζεται να διαμορφωθούν και να συναρμολογηθούν γρήγορα. Ως εκ τούτου, δεν θα προσπαθήσουμε για πρωτοτυπία, θα εκτελέσουμε έναν ηλεκτρονικό ρυθμιστή ταχύτητας βασισμένο σε ένα αποδεδειγμένο κύκλωμα γεννήτριας με χρονοδιακόπτη NE555, σύμφωνα με το παρακάτω σχήμα.
Το κύκλωμα ελεγκτή βασίζεται στο DA1 - ένας εισαγόμενος ενσωματωμένος χρονοδιακόπτης NE555 (εγχώριος αναλογικός - KR1006VI1). Ο σχεδιασμός του χρονομέτρου είναι ένα πολυλειτουργικό ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC). Συχνά χρησιμοποιείται σε διάφορες συσκευές (ηλεκτρονικά, τεχνολογία υπολογιστών, αυτοματισμοί). Ο κύριος σκοπός αυτού του χρονοδιακόπτη είναι να παράγει παλμούς με μεγάλο εύρος της περιόδου επανάληψης (από μικροδευτερόλεπτα έως αρκετές ώρες).
Το δεδομένο κύκλωμα ελεγκτή στο χρονοδιακόπτη NE555 σας επιτρέπει να ελέγχετε την ταχύτητα του κινητήρα χρησιμοποιώντας τη διαμόρφωση εύρους παλμού (PWM).
Σε αυτή τη μέθοδο, η τάση προς τον κινητήρα παρέχεται με τη μορφή παλμών με σταθερό ρυθμό επανάληψης, αλλά ταυτόχρονα μπορεί να ελεγχθεί η διάρκεια τους (πλάτος παλμού). Με αυτή τη μέθοδο ελέγχου, η μεταδιδόμενη ισχύς και οι στροφές του κινητήρα θα είναι ανάλογες με τη διάρκεια παλμού (κύκλος λειτουργίας του σήματος PWM - ο λόγος της διάρκειας των παλμών προς την περίοδο).
Η αρχή λειτουργίας της γεννήτριας σήματος PWM στον χρονομετρητή NE555 περιγράφεται επανειλημμένα και λεπτομερώς στις σχετικές δημοσιεύσεις, οι οποίες βρίσκονται στο Διαδίκτυο.
Η γεννήτρια ρυθμιστή λειτουργεί με συχνότητα περίπου 500 Hz. Η συχνότητά του εξαρτάται από την χωρητικότητα του πυκνωτή C1. Η διάρκεια παλμού θα ρυθμίζεται από μια μεταβλητή αντίσταση R2. Τα σήματα από την έξοδο της γεννήτριας σήματος PWM, μέσω του ενισχυτή ρεύματος στο τρανζίστορ VT1, ελέγχουν τον ηλεκτροκινητήρα του μηχανήματος. Με την αύξηση του πλάτους του θετικού παλμού που φθάνει στη βάση του τρανζίστορ VT1, αυξάνουμε την ισχύ που τροφοδοτείται στον κινητήρα DC και αντίστροφα.Η διάρκεια παλμού και επομένως οι στροφές του κινητήρα μπορούν να αλλάξουν στην περιοχή από 0 έως 95 ... 98%.
Η αντίστροφη κατεύθυνση της περιστροφής του εργαλείου μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας τον διακόπτη εναλλαγής που είναι εγκατεστημένος στον πίνακα. Αλλά για να απλοποιήσετε τον σχεδιασμό, η λειτουργία αυτή εκτελείται γυρίζοντας το βύσμα (αλλαγή πόλου) στην υποδοχή του πίνακα.
Αντί του σύνθετου τρανζίστορ n-p-n KT 829Α, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα τρανζίστορ πεδίου-αποτελέσματος ή ένας οπτικός συζεύκτης της αντίστοιχης ισχύος.
Ο ρυθμιστής θα τροφοδοτείται από ένα δίκτυο 220 V και θα έχει ισχύ εξόδου 24 V. Η τάση τροφοδοσίας του χρονοδιακόπτη NE555 θα πρέπει να κυμαίνεται από 5 ... 16 V, στο κύκλωμα θα λειτουργεί από μια σταθεροποιημένη τάση 12V. Αυτό το κύκλωμα ελεγκτή μπορεί επίσης να λειτουργήσει από άλλη πηγή ισχύος εντός 24 ... 30 V.
5. Το πλήρες σετ της συσκευής.
Συμπληρώνουμε τη συσκευή με εξαρτήματα σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα. Το τρανζίστορ εξόδου VT1 και ο σταθεροποιητής VR1 εγκαθίστανται σε μικρά θερμαντικά σώματα. Στο συγκεκριμένο σχέδιο κατασκευάζονται από γωνία αλουμινίου.
6. Ελέγξτε τη λειτουργία του κυκλώματος της γεννήτριας.
Στο Διαδίκτυο υπάρχουν πολλές παρόμοιες παραλλαγές του κυκλώματος γεννήτριας στο χρονόμετρο NE555, αλλά οι τιμές των εξαρτημάτων σε διαφορετικά κυκλώματα διαφέρουν κατά δεκάδες και εκατοντάδες φορές. Επομένως, για να απλοποιήσετε την κατασκευή και την αποσφαλμάτωση ενός κυκλώματος λειτουργίας, συνιστάται να το συναρμολογήσετε σε μια γενική πλακέτα κυκλωμάτων.
Συλλέγουμε το κύκλωμα γεννήτριας. Στην έξοδο χρονοδιακόπτη (ακίδα 3), συνδέουμε τη βάση του τρανζίστορ n-p-n KT315. Στο κύκλωμα του συλλέκτη του, ανάβουμε την ενδεικτική λυχνία LED μέσω μιας περιοριστικής αντίστασης 1kΩ. Ο πομπός συνδέεται με το κύκλωμα μείον. Τροφοδοτούμε το κύκλωμα της γεννήτριας από ένα σταθεροποιημένο τροφοδοτικό ισχύος 12V. Επιλέγοντας τις τιμές των εξαρτημάτων, ελέγχουμε τη σωστή λειτουργία της γεννήτριας από τη λάμψη του LED.
Το LED ελέγχου μπορεί επίσης να εγκατασταθεί απευθείας στην έξοδο χρονοδιακόπτη (pin 3), αλλά να έχετε κατά νου ότι ο χρονοδιακόπτης NE555 έχει ρεύμα εξόδου μέχρι 200 mA. Το κλειστό οικιακό αναλογικό KR1006VI1 επιτρέπει ρεύμα εξόδου έως και 100 mA.
7. Εγκατάσταση του κυκλώματος ελέγχου ταχύτητας.
Εκτελούμε τη διάταξη του πίνακα - τοποθετούμε τα μέρη στα θερμαντικά σώματα, μια αντίσταση ελέγχου μεταβλητής ταχύτητας, ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Τρυπάζουμε τρύπες στον πίνακα για την τοποθέτηση εξαρτημάτων και την στερέωση του πίνακα στην πλάκα της συσκευής. Εκτελούμε την εγκατάσταση του κυκλώματος ρυθμιστή στην πλάκα εργασίας.
8. Συναρμολόγηση του ρυθμιστή στροφών κινητήρα.
Συλλέγουμε όλους τους κόμβους του ρυθμιστή ταχύτητας. Τοποθετούμε την πλακέτα στον πίνακα συσκευών χρησιμοποιώντας μια λεπτή φλάντζα PCB για να απομονώσουμε τις επαφές του πίνακα από το μεταλλικό πλαίσιο. Η έξοδος του ρυθμιστή συνδέεται στην έξοδο που βρίσκεται στον πίνακα. Επίσης, στους ακροδέκτες της, προς την αντίθετη κατεύθυνση, συνδέουμε τη δίοδο VD3. Θα επιβραδύνει τους παλμούς αυτο-εισαγωγής της περιέλιξης του κινητήρα. Αυτή η δίοδος πρέπει να αντέχει σε τάση και ρεύμα λειτουργίας τουλάχιστον δύο φορές την απόδοση του κινητήρα.
Ο ρόλος του δείκτη λειτουργίας ρυθμιστή θα εκτελείται από ένα στοιχείο της λωρίδας LED LED1, με τάση 12V. Τοποθετήστε (κολλήστε) τον ώμο της βάσης του κινητήρα, επάνω από το σφιγκτήρα τρυπανιού, ταυτόχρονα με την ένδειξη του φωτισμού της περιοχής επεξεργασίας.
9. Ολοκλήρωση του σχεδιασμού της μηχανής γεώτρησης.
Οι εργασίες στην κατασκευασμένη μηχανή έδειξαν την ανάγκη για κάποια βελτίωση της σχεδίασης της.
Μια πρόσθετη πλάκα είναι τοποθετημένη κάτω από τη βίδα στερέωσης σε ύψος, η οποία σας επιτρέπει να διανείμετε την πίεση σύσφιξης πάνω σε μια μεγάλη περιοχή, να εξαλείψετε το μπλοκάρισμα και να διευκολύνετε την ολίσθηση της βάσης ανάρτησης στην βάση του μηχανήματος.
Με την πρόταση του σχολιαστή για τον έλεγχο της βέλτιστης θέσης του εργαλείου σε σχέση με το τεμάχιο εργασίας, έγινε και εγκαταστάθηκε ένας ρυθμιζόμενος αναστολέας. Τοποθετείται στο επάνω μέρος της βάσης ανάρτησης και χρησιμεύει ως σταμάτημα για τον άνω βραχίονα ανάρτησης. Η έμφαση ρυθμίζεται έτσι ώστε ο βραχίονας τσοκ και οι βραχίονες ανάρτησης να μην πέσουν κάτω από τα 2 mm από τη μηδενική γραμμή. Στη θέση ακινητοποίησης, το τρυπάνι είναι εγκατεστημένο στον σφιγκτήρα μέχρι να ακουμπήσει στο τραπέζι του μηχανήματος.Έτσι θα λειτουργεί αυτόματα στη βέλτιστη ζώνη των 4mm, με ελάχιστη πλάγια μετατόπιση 0,01mm.
