РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ДРЕЛИ
Скорость вращения вала электродвигателя, а значит, и сверла выбирают, принимая во внимание ряд факторов. Это и толщина просверливаемой заготовки, и материал, из которого она изготовлена, и даже количество отверстий, которое необходимо получить.
В качестве еще одного технологического ограничения можно привести простой пример рассверливания заранее накерненных на плате отверстий. Чтобы исключить смещение сверла из канавки, которое обычно сопровождается значительными царапинами и повреждениями проводников, в начале процесса сверловки выбирают минимальную скорость, не позволяющую сверлу выскочить из накерненной канавки.
Наверное, после приведенных выше доводов понятно, для чего необходимо иметь возможность оперативной регулировки скорости вращения сверла. Именно с этой задачей блестяще справится простое и [надежное устройство, собрать которое из набора NK050 под силу даже начинающему радиолюбителю.
Технические характеристики
Напряжение двигателя постоянного тока [В]..........................12—24
Максимальная мощность [Вт]...............................................................70
Описание работы регулятора скорости вращения для мини-дрели
Внешний вид платы регулятора скорости вращения с установленными на ней элементами и электрическая схема регулятора скорости вращения показаны на Рис. 1 и Рис. 2.
Схема регулятора построена на основе ключевого элемента, выполненного на тиристоре VS1 и частотозадающей цепочке R2R4C1.
Основная идея работы подобной схемы состоит в следующем. Известно, что тиристор может работать только в двух устойчивых состояниях: открытом и закрытом. Плавное открывание этого полупроводникового прибора управляющим напряжением принципиально невозможно, как,
к примеру, в случае с электронной вакуумной лампой или транзистором, поскольку его вольтамперная характеристика имеет неустойчивый участок отрицательного дифференциального сопротивления, где практическое использование тиристора оказывается невозможным.
Однако инженерная мысль не стоит на месте. Заставить тиристор плавно отпираться оказалось возможным изменением длительности импульсов напряжения между управляющим электродом тиристора и его катодом. В двух словах этот принцип можно объяснить так: любая С-цепочка характеризуется некоторой временной постоянной, возникающей из-за наличия инерционной реактивности в цепи, которой необходимо зарядиться. Поскольку заряд происходит через сопротивление, включенное последовательно с емкостью, постоянная времени будет определяться обоими параметрами, а именно, сопротивлением и емкостью.
Теперь настало время пояснить, как стало возможным плавно открывать тиристор VS1.
Пусть ползунок переменного резистора R2 находится в крайнем верхнем по схеме положении. В этом случае постоянная времени R2-R4-C1 минимальна, следовательно, и время заряда конденсатора С1 невелико. В то же время он не успевает полностью разрядиться. В результате длительность импульсов отпирающего напряжения между управляющим электродом и катодом тиристора VS1 оказывается максимальной, поэтому практически вся мощность отдается в нагрузку. Скорость вращения электродвигателя максимальна.
При движении ползунка переменного резистора сверху вниз по схеме его сопротивление относительно верхней точки растет. Постоянная времени цепочки R2-R4-C1 тоже будет расти, поэтому длительность отпирающих импульсов падает, одновременно уменьшается и
время разряда емкости С1. Что делать, ведь теперь конденсатору С1 [нужно больше времени, чтобы зарядиться, только после чего откроется тиристор VS1, в то время как сопротивление цепи разряда R2R3 уменьшается. Чем больше вы выкручиваете регулятор, тем большее время необходимо конденсатору для заряда и тем меньше становится время разряда С1. В предельном случае, когда движки резисторов R2 и R3 находятся в самом нижнем по схеме положении, нагрузка получает минимальную мощность. Электродвигатель практически останавливается. Сопротивления резисторов R2 и R3 подобраны таким образом, что изменение сопротивления R2 приводит к плавной регулировке частоты вращения, a R3 — к грубой.
Конденсатор С2 сглаживает пульсации напряжения на катоде тиристора VS1, поскольку последний, как вы уже поняли, работает в импульсном режиме.
Источник переменного напряжения (вторичная обмотка понижающего трансформатора) подключается к контактам XI и Х2, мини-дрель — к контактам ХЗ и Х4.
Для надежной работы электронной схемы желательно использовать понижающий трансформатор переменного тока (в комплект набора не входит), рассчитанный на рабочее напряжение первичной обмотки 220 В. Размах напряжения на вторичной обмотке не должен превышать рабочего напряжения, подаваемого на электродвигатель, а максимальный ток не должен быть менее 3 А.
Сборка регулятора скорости вращения для мини-дрели
Перед сборкой регулятора скорости вращения для мини-дрели внимательно ознакомьтесь с приведенными в начале этой книги рекомендациями по монтажу электронных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и отдельных элементов схемы. Перечень элементов набора NK050 приведен в Табл. 1.
Монтаж регулятора вращения рекомендуется производить в следу-ющем порядке:
• отформуйте выводы элементов и установите их на плате, руководствуйтесь схемой, приведенной на Рис. 3\
• проверьте правильность монтажа;
• следуя схеме подключения (Рис.З), подпаяйте провода от мини-дрели и понижающего трансформатора;
• включите питание;
• установите требуемую скорость вращения мини-дрели подстроеч-ным резистором R3 (грубо) и переменным резистором R2 (точно).
В том случае, если вы пожелаете изготовить на основе набора NK050 конструктивно законченное устройство, в каталоге, приведен ном в этой книге, или на сайте www.masterkit.ru вы сможете выбрать радиатор для тиристора, подходящий корпус для регулятора скорости вращения (например, BOX G027) и понижающий трансформатор. Конструкция платы предусматривает ее установку в корпус: для этого имеются монтажные отверстия под винты 03 мм. Правильно собранный регулятор дополнительной настройки для работы не требует.