Circuit de contrôleur de vitesse de perceuse réglable

Le circuit de commande de vitesse de forage variable proposé maintient une vitesse constante (réglable) sur le moteur de la perceuse, quelle que soit la charge.

L'un des outils électriques les plus utilisés est la perceuse électrique. Malgré ses innombrables avantages, la perceuse électrique présente un inconvénient majeur: une vitesse élevée constante pour de nombreuses applications.

Même lorsqu'il existe des configurations à deux vitesses, la limite inférieure couvre environ 300 à 750 tr / min, ce qui est toujours très rapide pour les travaux subtils comme le perçage de la maçonnerie ou l'utilisation de coupe-mouches sur la tôle.

Notre version du variateur de vitesse dans la perceuse électrique permet de faire varier les vitesses de 0 à 75% de la pleine vitesse. De plus, il permet également un fonctionnement à vitesse normale sans détacher le contrôleur de la perceuse.

Même en cas de changement de charge, le contrôleur est équipé d'une compensation intégrée pour préserver les vitesses considérablement uniformes.

Comment ça fonctionne

La caractéristique typique d'un moteur électrique est qu'il produit une tension inverse qui s'oppose à l'alimentation en marche.

Cette condition est appelée l'EMF arrière. La tension opposée est proportionnelle à la vitesse du moteur électrique. Le contrôleur de vitesse de forage SCR a utilisé cet effet pour fournir une quantité définie de compensation vitesse / charge.

Ce contrôleur déploie un Redresseur contrôlé au silicium (SCR) pour fournir la puissance demi-onde au moteur de forage. Les fondamentaux de la conductivité d'un SCR sont:

1. L'anode (borne A) a une charge positive par rapport à la cathode (borne K).
2. Lorsque la grille (borne G) développe au moins 0,6 V positif par rapport à la cathode.
3. Environ 10 mA de courant circulent dans la borne de grille.

L'heure à laquelle le Le SCR s'allume dans chaque demi-cycle positif peut être efficacement régulé en contrôlant le niveau de la forme d'onde de tension vers la grille. En conclusion, nous pouvons parfaitement contrôler la quantité d'énergie fournie à la perceuse.

Les résistances R1 et R2 et le potentiomètre RV1 deviennent un diviseur de tension qui fournit une tension demi-onde de valeur réglable à la porte du SCR. Si le moteur est immobile, la cathode du SCR sera à 0 V et il s'allumera presque complètement. À mesure que la vitesse de la perceuse augmente, une tension se forme à travers la perceuse.

Ce potentiel supplémentaire réduit les tensions efficaces grille-cathode. Ainsi, lorsque le moteur accélère, la puissance fournie diminue jusqu'à ce que le moteur se stabilise à une vitesse régulée par la configuration de RV1.

Disons qu’une charge est placée sur la perceuse. Cela aura tendance à ralentir la perceuse et entraînera simultanément une chute de la tension aux bornes de la perceuse. Ensuite, plus de puissance sera fournie au moteur en raison du temps d'allumage automatiquement avancé du SCR.

Par conséquent, la vitesse de forage est maintenue une fois réglée indépendamment de la charge. La diode D2 fonctionne pour réduire de moitié la puissance dissipée dans R1, R2 et RV1 en limitant le courant à travers eux à des demi-cycles positifs uniquement.

La diode D1 protège la grille SCR d'une tension inverse extrême.

SW1 court-circuite facilement le SCR en position pleine vitesse. En conséquence, RV1 ne fonctionne pas et toute l'alimentation secteur est appliquée à la perceuse.

Construction

Plus important encore, il est crucial de savoir que le circuit du contrôleur de vitesse de forage est directement connecté au secteur sans transformateur d'isolement.

Par conséquent, des mesures de précaution doivent être prises lors de l'assemblage afin qu'aucune blessure grave ou mortelle ne se produise.

L'utilisation d'une bande d'étiquettes ou d'un PCB n'est pas nécessaire car seule une poignée de composants électroniques est utilisée. Seuls deux joints «à mi-air» sont nécessaires et ceux-ci doivent être bien isolés pour éviter tout risque de court-circuit.

Un type de SCR à montage sur goujon est utilisé pour ce projet. Ce composant est placé à l'aide de la cosse à souder qui l'accompagne et soudée sur la patte centrale de l'interrupteur.

Aucun dissipateur thermique n'est nécessaire pour des charges jusqu'à 3 A. Si vous avez un SCR en plastique, vous pouvez percer un trou dans la patte de l'interrupteur et boulonner le SCR droit.

Néanmoins, il est recommandé qu'une pièce d'aluminium, d'une dimension de 25 mm x 15 mm, soit placée entre le SCR et la patte de l'interrupteur pour faire office de dissipateur thermique.

Il est fondamental de se rappeler de faire des connexions à la terre pour tous les composants externes car l'unité fonctionne à 240 Vca. Pour le cas, nous avons utilisé un compartiment en plastique avec un couvercle en métal.

En outre, un serre-câble fixé avec une vis métallique à travers le côté du boîtier en plastique est utilisé.

N'oubliez pas de préparer la mise à la terre de cette vis, du couvercle et de la borne de terre de la prise de sortie.

Il est essentiel d'utiliser uniquement un câblage continu car les câbles de terre vont d'un point de terre à un autre sans liaisons intermédiaires. Il est possible de souder deux câbles de terre à une cosse de terre, mais ne jamais fixer deux fils sous une seule vis.

Le couvercle en aluminium du boîtier UB3 n'est pas robuste pour cette application en particulier lorsque le trou pour la prise de sortie est coupé.

Par conséquent, assurez-vous de fabriquer un nouveau couvercle en acier de calibre 18 ou en aluminium de calibre 16.

Par mesure de sécurité supplémentaire, il est recommandé d'utiliser une petite quantité de colle, de laque ou même de vernis à ongles sur les rainures de la vis qui seront fixées à l'intérieur de l'appareil. Cela garantit un montage sûr.

Vous remarquerez peut-être que sur certains SCR, le courant de déclenchement fourni par R1 et R2 est inadéquat. Pour surmonter cela, ajoutez simplement une résistance supplémentaire de 10k en parallèle avec chaque résistance.

Comment utiliser

Tout d'abord, fixez le circuit du contrôleur de vitesse de forage à l'alimentation secteur et la perceuse au contrôleur.

Ensuite, sélectionnez la vitesse souhaitée - vitesse maximale ou variable. Vous remarquerez peut-être qu'il n'y a pas d'interrupteur MARCHE ou ARRÊT car la fonction de basculement est fournie par l'interrupteur de la perceuse lui-même.

À pleine vitesse, la perceuse fonctionne normalement et la commande de vitesse sur le contrôleur n'a aucun effet.

Si la vitesse variable est sélectionnée, la commande réglera la vitesse entre 0 et 75% de la pleine vitesse. Il est possible qu'il y ait des zones mortes aux extrémités basse et haute vitesse de la commande.

Ceci est très normal et cela se produit en raison des propriétés de perçage et des tolérances des composants dans le contrôleur.

À des vitesses extrêmement faibles, vous remarquerez peut-être les secousses de la perceuse sans charge. Mais au moment où une charge est introduite, la secousse est réduite et finit par disparaître.

Tant que la perceuse est utilisée à une vitesse inférieure à la pleine vitesse, l'effet de refroidissement du moteur sera considérablement réduit.

Cela se produit parce que le ventilateur de refroidissement est fixé sur l'arbre de l'armature et tourne également plus lentement. Par conséquent, la perceuse deviendra plus chaude lorsqu'elle est utilisée à basse vitesse, il est donc important de ne pas utiliser la perceuse dans ce mode pendant une longue période.

LISTE DES PIÈCES
R1, R2 = Résistance 10k 1W 5%
RV1 = Potentiomètre 2.5k Lin
D1, D2 = Diodes 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 ou BT151 (8A / 10A, 400V)
SW1 = boîtier de commutation
Flex et plug à 3 cœurs
Serre-câble
Prise de courant à 3 broches

Il se peut que certains SCR aient un courant de déclenchement supérieur à la valeur normale, ce qui peut empêcher le fonctionnement des unités. Dans de tels cas, vous pouvez ajouter des SCR en parallèle, ainsi que les deux résistances 10k avec une résistance supplémentaire de 10k pour vous assurer qu'un courant suffisant est disponible pour le déclenchement de la porte SCR.

Utilisation du contrôle de phase Triac

Presque tous les contrôleurs de vitesse de forage sont affligés de plusieurs aspects négatifs. Par exemple, une stabilité de vitesse inadéquate, trop de tremblements à des vitesses réduites et une grande dissipation de puissance de la résistance série utilisée pour détecter le courant du moteur.

Le circuit expliqué dans cet article ne comprend rien de ces inconvénients, et de plus est incroyablement simple. L'entrée secteur CA est redressée par D1 et abaissée par R1.

Le courant consommé par T1 pourrait être régi par P1, manipulant donc également la tension continue qui se présente aux bornes de C2, donc à la base T2. T2 est branché en émetteur suiveur et la tension se développant dans la cathode de D3 est d'environ 1,5 V inférieure à la tension de base T2.

En supposant que le moteur commute mais que le triac est hors tension, le retour e.m.f. créé par le moteur se développera sur la broche T1 du triac.

Tant que cette tension est supérieure à la tension de la cathode D3, le triac restera éteint, mais à mesure que le moteur ralentit, cette tension chutera et le triac s'activera.

Dans le cas où la charge sur le moteur augmente, entraînant un ralentissement du moteur de forage, le dos e.m.f. chutera plus rapidement et le triac se déclenchera plus rapidement, ce qui entraînera une augmentation de la vitesse du moteur.

Parce que le triac ne peut être activé que sur des demi-cycles positifs de la forme d'onde CA, le contrôleur de vitesse de forage ne va pas ajuster la vitesse du moteur en continu de zéro à la vitesse d'étranglement, et pour le travail standard à pleine vitesse, S1 est intégré, ce qui active le trlac entièrement.

Néanmoins, le circuit présente de très bons attributs de contrôle de vitesse sur toute la plage de vitesse réduite cruciale. L1 et C1 délivrent r.f. suppression des interférences provoquées par le découpage de phase du triac.

L1 pourrait être un over the counter facilement disponible r.f. étranglement du suppresseur d'une inductance de plusieurs microhenries.

Le courant nominal de L1 doit être compris entre deux et quatre ampères, par rapport au courant nominal du moteur de forage. À peu près tout Triac 600V 6 A fonctionnera extrêmement bien dans le circuit.