Il est proposé d'envisager une option de fabrication. électronique régulateur de vitesse pour un moteur à courant continu avec une tension de fonctionnement de 24 V.
La conception proposée du régulateur de vitesse du moteur est conçue pour modifier la vitesse de rotation de l'outil sur une perceuse, dont la fabrication est décrite dans la note "Perceuse - rhomboïde". Cependant, cet appareil peut être utilisé pour le contrôle de puissance dans d'autres conceptions.
Le besoin d'ajuster les révolutions des outils est dû aux raisons suivantes. La modification du matériau traité, du diamètre et du type d'outil nécessite une modification de la vitesse de coupe. Par exemple, le perçage du plexiglas ou de certains plastiques thermoplastiques, dans des conditions optimales pour le perçage du métal, ne conduira qu'à la fusion du matériau traité dans la zone de coupe et à son adhérence au foret. Le perçage, l'alésage et le fraisage d'un même trou nécessitent également différentes révolutions pour un traitement de surface de haute qualité. L'augmentation du diamètre du foret nécessite une diminution proportionnelle du nombre de tours. De plus, il est parfois nécessaire d'inverser le sens de rotation de l'outil. Pour la satisfaction élémentaire de ces conditions, il est proposé de fabriquer un variateur électronique de vitesse.
Faire le régulateur de vitesse du moteur.
1. Les données source.
Dans cet exemple, un moteur à courant continu de 24 volts (0,7 A) est utilisé sur une perceuse.
Pour le fonctionnement de ce moteur électrique, une source d'alimentation appropriée est nécessaire.
La tension et le courant nécessaires au fonctionnement du moteur peuvent être fournis par le transformateur à balayage vertical TVK-110L-1, provenant d'un ancien téléviseur. Il a de petites dimensions et masse (ШЛ 20 х 32) et à partir de l'enroulement secondaire, il est capable de produire un courant de 1 A avec une tension de 22 ... 24 V.Dans ce cas, la tension redressée sera d'environ 30 V, mais avec une augmentation de la consommation de courant, la tension de sortie diminuera légèrement.
2. La fabrication d'un redresseur.
Puisqu'un éventuel freinage brusque de l'outil de traitement, des surtensions du courant consommé par le moteur jusqu'à 1,5 ... 2,0 A sont probables, pour le redresseur fabriqué il faut utiliser des diodes avec une marge de courant limite. Il est conseillé d'utiliser des diodes avec une tension de fonctionnement supérieure à 30 V et un courant limite supérieur à 2,0 A.
Dans la version considérée du régulateur, des diodes KD202D (200V - 5.0A), qui sont optimales à portée de main, sont utilisées.
A partir des diodes sélectionnées, nous assemblerons un pont redresseur et le connecterons à l'enroulement secondaire du transformateur. Nous alimentons le transformateur à partir du secteur et vérifions la tension de sortie.
3. Faire un étui pour l'appareil.
Il est temps de placer la partie électrique du régulateur de vitesse. Les options suivantes sont possibles. Dans un boîtier séparé indépendant de la machine, dans un boîtier installé en permanence sur la machine, ainsi que intégré dans la structure de la machine (par exemple, dans la table de la machine).
Étant donné que la conception proposée est un régulateur de puissance pour divers appareils, compte tenu des perspectives de son éventuelle utilisation ultérieure, il est conseillé de fabriquer cet appareil dans un boîtier mobile séparé. La fabrication ou l'achat d'un étui adapté dépendra de vos souhaits et capacités. En option, une bouteille en plastique de produits chimiques de dimensions hors tout de 90 x 70 x 90 mm a été utilisée dans la conception en question.
Le conteneur a partiellement coupé la partie supérieure. La fenêtre qui en résulte est fermée par un panneau décoratif en tôle d'une épaisseur de 0,4 mm. Les nervures formées après flexion sur trois côtés des étagères sur la pièce confèrent au panneau une rigidité suffisante pour travailler. Lorsqu'il est installé dans une structure, le panneau confère également au boîtier une résistance supplémentaire. Le panneau est équipé d'une prise pour la tension de sortie, d'un régulateur de puissance, d'une carte avec un circuit électronique (en bas).
Selon la taille de la fenêtre dans le boîtier, à partir de la carte de circuit imprimé universelle, une carte de travail est découpée pour accueillir le circuit électronique du contrôleur.
4. Le circuit électrique du régulateur.
Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreuses options pour les circuits de régulation de la vitesse d'un moteur à courant continu. Les circuits les plus simples et les plus stables sont basés sur la minuterie NE555. Ils nécessitent un minimum de composants, n'ont pratiquement pas besoin d'être configurés et sont rapidement assemblés. Par conséquent, nous ne rechercherons pas l'originalité, nous réaliserons un régulateur de vitesse électronique basé sur un circuit générateur éprouvé avec une minuterie NE555, selon la figure ci-dessous.
Le circuit du contrôleur est basé sur DA1 - une minuterie intégrée importée NE555 (homologue domestique - KR1006VI1). La conception de la minuterie est un circuit intégré multifonctionnel (IC). Il est souvent utilisé dans divers appareils (électronique, informatique, automatisation). Le but principal de ce temporisateur est de générer des impulsions avec une large plage de la période de répétition (de microsecondes à plusieurs heures).
Le circuit de contrôleur donné sur la minuterie NE555 vous permet de contrôler la vitesse du moteur à l'aide de la modulation de largeur d'impulsion (PWM).
Dans cette méthode, la tension du moteur est fournie sous forme d'impulsions avec un taux de répétition constant, mais en même temps leur durée (largeur d'impulsion) peut être contrôlée. Avec cette méthode de contrôle, la puissance transmise et la vitesse du moteur seront proportionnelles à la durée de l'impulsion (rapport cyclique du signal PWM - le rapport de la durée de l'impulsion à sa période).
Le principe de fonctionnement du générateur de signaux PWM sur le temporisateur NE555 est décrit à plusieurs reprises et en détail dans les publications pertinentes, qui peuvent être trouvées sur Internet.
Le générateur régulateur fonctionne à une fréquence d'environ 500 Hz. Sa fréquence dépend de la capacité du condensateur C1. La durée d'impulsion sera régulée par une résistance variable R2. Les signaux de la sortie du générateur de signaux PWM, via l'amplificateur de courant sur le transistor VT1, contrôlent le moteur de la machine. En augmentant la largeur de l'impulsion positive arrivant à la base du transistor VT1, on augmente la puissance fournie au moteur DC, et inversement.La durée d'impulsion, et donc le régime moteur, peuvent être modifiés dans une plage de 0 à 95 ... 98%.
Inverser le sens de rotation de l'outil peut se faire à l'aide de l'interrupteur à bascule installé sur le panneau. Mais pour simplifier la conception, cette fonction est réalisée en tournant la fiche (changement de pôle) dans la prise du panneau.
Au lieu du transistor composite n-p-n KT 829A, un transistor à effet de champ ou un optocoupleur de la puissance correspondante peut être utilisé.
Le régulateur sera alimenté à partir d'un réseau de 220 V et aura une sortie de 24 V. régulée par la puissance. La tension d'alimentation du temporisateur NE555 devrait être dans la plage de 5 ... 16 V, dans le circuit, il fonctionnera à partir d'une tension stabilisée de 12V. Ce circuit de contrôleur peut également fonctionner à partir d'une autre source d'alimentation dans une plage de 24 à 30 V.
5. L'ensemble complet de l'appareil.
Nous complétons l'appareil avec des pièces selon le schéma ci-dessus. Le transistor de sortie VT1 et le stabilisateur VR1 sont installés sur de petits radiateurs. Dans la conception donnée, ils sont faits d'un coin en aluminium.
6. Vérification du fonctionnement du circuit générateur.
Sur Internet, il existe de nombreuses variantes similaires du circuit générateur sur la minuterie NE555, mais les valeurs des pièces dans différents circuits diffèrent par des dizaines et des centaines de fois. Par conséquent, pour simplifier la fabrication et le débogage d'un circuit de travail, il est conseillé de le pré-assembler sur une carte de circuit imprimé universelle.
Nous récupérons le circuit générateur. À la sortie du temporisateur (broche 3), nous connectons la base du transistor n-p-n KT315. Dans le circuit de son collecteur, on allume le voyant LED à travers une résistance de limitation de 1kΩ. L'émetteur est connecté au circuit moins. Nous alimentons le circuit du générateur à partir d'une alimentation stabilisée 12V. En choisissant les valeurs des pièces, nous contrôlons le bon fonctionnement du générateur par la lueur de la LED.
La LED de contrôle peut également être installée directement sur la sortie de la minuterie (broche 3), mais gardez à l'esprit que la minuterie NE555 a un courant de sortie allant jusqu'à 200 mA. La fermeture analogique domestique KR1006VI1 permet un courant de sortie jusqu'à 100 mA.
7. Installation du circuit du régulateur de vitesse.
Nous réalisons la disposition de la carte - nous plaçons les pièces sur les radiateurs, une résistance de contrôle de vitesse variable, des condensateurs électrolytiques. Nous forons des trous dans la carte pour monter les pièces et fixer la carte au panneau de l'appareil. Nous réalisons l'installation du circuit régulateur sur la planche de travail.
8. Assemblage du régulateur de vitesse du moteur.
Nous collectons tous les nœuds du contrôleur de vitesse. Nous fixons la carte sur le panneau de l'appareil à l'aide d'un mince joint PCB pour isoler les contacts de la carte du panneau métallique. La sortie du régulateur est connectée à la sortie située sur le panneau. Aussi, à ses bornes, dans le sens opposé, nous soudons la diode VD3. Il amortira les impulsions d'auto-induction de l'enroulement du moteur. Cette diode doit résister à une tension et un courant de fonctionnement d'au moins deux fois les performances du moteur.
Le rôle de l'indicateur de fonctionnement du régulateur sera assuré par un élément de la bande LED1 LED, à une tension de 12V. Placer (coller) sur l'épaulement du support moteur, au dessus du mandrin, pour simultané avec l'indication de l'illumination de la zone de traitement.
9. Finalisation de la conception de la perceuse.
Les travaux sur la machine fabriquée ont montré la nécessité de peaufiner sa conception.
Une plaque supplémentaire est installée sous la vis de fixation en hauteur, ce qui vous permet de répartir la pression de serrage sur une grande surface, d'éliminer les coincements et de faciliter le coulissement de la base de suspension sur le support de la machine.
À la suggestion du commentateur sur le contrôle de la position optimale de l'outil par rapport à la pièce, une butée réglable a été réalisée et installée. Il est monté en haut de la base de suspension et sert de butée pour le bras de suspension supérieur. L'accent est réglé de sorte que le mandrin de perçage et les bras de suspension ne puissent pas tomber en dessous de 2 mm de la ligne zéro. En position d'arrêt, le foret est installé dans le mandrin jusqu'à ce qu'il touche la table de la machine.Ainsi, il fonctionnera automatiquement dans la zone optimale de 4 mm, avec un déplacement latéral minimum de 0,01 mm.
