Содержание
FAQ по электродвигателям
Какие электродвигатели применяются чаще всего?
Наиболее распространены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Они имеют сравнительно простую конструкцию и относительно недороги.
Для работы асинхронного двигателя требуется трехфазное напряжение, создающее на обмотках статора вращающееся магнитное поле. Это поле приводит в движение ротор двигателя, который передает крутящий момент на нагрузку, например, на пропеллер вентилятора или редуктор конвейера. Изменяя конфигурацию обмоток статора, можно менять основные характеристики привода – частоту оборотов и мощность на валу. В случае работы асинхронного электродвигателя в однофазной сети применяют фазосдвигающие и пусковые конденсаторы.
Также в настоящее время находят применение двигатели постоянного тока. Данные приводы имеют щетки, подверженные износу и искрению. Кроме того, необходима обмотка подмагничивания (возбуждения), на которую подается постоянное напряжение. Несмотря на эти недостатки, электродвигатели постоянного тока используются там, где необходимо быстрое изменение скорости вращения и контроль момента, а также при мощностях более 100 кВт.
В быту также применяют коллекторные (щеточные) электродвигатели переменного тока, которые имеют низкую надежность по сравнению с асинхронными.
Какие способы управления электродвигателями используются на практике?
Управление электродвигателем подразумевает возможность изменения его скорости и мощности. Так, если на асинхронный двигатель подать напряжение заданной величины и частоты, он будет вращаться с номинальной скоростью и сможет обеспечить мощность на валу не более номинала. Если же нужно понизить или повысить скорость электродвигателя, используют преобразователи частоты. ПЧ может обеспечить нужный режим разгона и торможения, а также позволит оперативно управлять частотой работы.
Для обеспечения требуемого разгона и торможения без изменения рабочей частоты применяют устройство плавного пуска (УПП). Если нужно управлять только разгоном двигателя, используют схему включения «звезда-треугольник».
Для запуска двигателей без ПЧ и УПП широко применяются контакторы, которые позволяют дистанционно управлять пуском, остановом и реверсом.
Как прозвонить электродвигатель и определить его сопротивление?
Асинхронный электродвигатель, как правило, имеет три обмотки. У каждой обмотки есть по два вывода, которые должны быть обозначены в клеммной коробке двигателя. Если выводы обмоток известны, то можно легко прозвонить каждую из них и сравнить величину сопротивления с остальными обмотками. Если величины сопротивлений отличаются не более, чем на 1%, то скорее всего, обмотки исправны.
Сопротивление обмоток электродвигателя измеряется с помощью омметра, как и сопротивление обмоток трансформатора. Чем больше мощность двигателя, тем меньше сопротивление его обмоток, и наоборот.
Как определить мощность электродвигателя?
Проще всего определить номинальную мощность электродвигателя по шильдику. На нем указана механическая мощность (мощность на валу), значение которой всегда меньше потребляемой мощности за счет потерь на трение и нагрев. Однако, если шильдик на корпусе двигателя отсутствует, можно очень приблизительно оценить характеристики привода по его габаритам. При одинаковой мощности двигатель с бо́льшим диаметром вала будет иметь более высокую мощность на валу и меньшую частоту оборотов.
Также мощность можно определить по нагрузке и по настройкам защитных устройств, через которые питается двигатель (мотор-автомат, тепловое реле).
Еще один способ – включаем двигатель на номинальную мощность, обеспечив нужную нагрузку на валу. После этого измеряем токоизмерительными клещами ток, который должен быть одинаков по всем обмоткам. Для приблизительной оценки мощности асинхронного двигателя, подключенного по схеме «звезда», нужно разделить номинальный измеренный ток на 2.
Как увеличить или уменьшить обороты электродвигателя?
Управление скоростью вращения двигателя необходимо в трех режимах работы – при разгоне, торможении, и в рабочем режиме.
Наиболее универсальный способ управления оборотами — использование частотного преобразователя. Настройками ПЧ можно добиться любой частоты вращения в пределах технической возможности. При этом можно управлять и другими параметрами электродвигателя, а также следить за его состоянием во время работы. Частоту можно менять и плавно, и ступенчато.
Управление оборотами двигателя в режиме разгона и торможения возможно при использовании УПП. Это устройство позволяет значительно снизить пусковой ток за счет плавного разгона с медленным увеличением оборотов.
Как рассчитать ток и мощность электродвигателя?
Бывает так, что известен ток асинхронного двигателя (по измерениям в номинальном режиме или по шильдику), но неизвестна его мощность. Как в таком случае рассчитать мощность? Обычно используют следующую формулу:
где: Р – номинальная полезная мощность на валу двигателя в Вт (указывается на шильдике), I – ток двигателя, А, U – напряжение питания обмоток (380 В при подключении в «звезду», 220 В при подключении в «треугольник»), cosφ, η – коэффициенты мощности и полезного действия для учета потерь (обычно 0,7…0,8).
Для расчета тока по известной мощности пользуются обратной формулой:
Для двигателей мощностью 1,5 кВт и более, обмотки которых подключены в «звезду» (это подключение используется чаще всего), существует простое эмпирическое правило – чтобы приблизительно оценить ток двигателя, нужно умножить его мощность на 2.
Как увеличить мощность электродвигателя?
Номинальная мощность на валу, которая указывается на шильдике двигателя, обычно ограничивается допустимым током, а значит – нагревом корпуса привода. Поэтому при увеличении мощности необходимо предпринять дополнительные меры по охлаждению электродвигателя, установив отдельный вентилятор.
При использовании преобразователя частоты для повышения мощности можно изменить несущую частоту ШИМ, однако следует избегать перегрева ПЧ. Мощность также можно увеличить с помощью редуктора или ременной передачи, пожертвовав количеством оборотов, если это допустимо.
Если приведенные советы неприменимы – придётся менять двигатель на более мощный.
Каковы потери мощности при подключении трехфазного двигателя к однофазной сети (380 на 220)?
При таком подключении используются пусковой и рабочий фазосдвигающие конденсаторы. Номинальную мощность на валу в данном случае получить не удастся, и потери мощности составят 20-30% от номинала. Это происходит из-за невозможности обеспечить отсутствие перекоса по фазам при изменении нагрузки.
Какие исполнения двигателей бывают?
В зависимости от исполнения электродвигатели классифицируются по способу монтажа, классу защиты, климатическому исполнению. Существует два основных способа монтажа асинхронных электродвигателей – на лапах и через фланец. Оба варианта исполнения в различных комбинациях показаны в таблице ниже.
Виды климатического исполнения предполагают использование двигателя в определенных климатических зонах: умеренный климат (У), холодный климат (ХЛ), умеренно-холодный климат (УХЛ), тропический климат (Т), общеклиматическое исполнение (О), общеклиматическое морское исполнение (ОМ), всеклиматическое исполнение (В). Также различают категории размещения (на открытом воздухе, под навесом или в помещении и т.д.).
Класс защиты обозначает характер защиты двигателя от попадания пыли и влаги. Наиболее часто встречаются приводы с классами IP55 и IP55.
В некоторых устройствах (лифтах, электроталях, лебедках) при остановке двигателя необходимо зафиксировать его вал в неподвижном состоянии. Для этого применяют электромагнитный механический тормоз, который входит в конструкцию двигателя и располагается в его задней части. Управление тормозом осуществляется с помощью частотного преобразователя или схемы на контакторах.
Как двигатель обозначается на электрических схемах?
Электродвигатель обозначается на схемах с помощью буквы «М», вписанной в круг. Также на схемах могут быть указаны порядковый номер двигателя, количество фаз (1 или 3), род тока (переменный или постоянный), способ включения обмоток ( «звезда» или «треугольник»), мощность. Примеры обозначений показаны ниже.
Почему греется электродвигатель?
Двигатель может нагреваться по одной из следующих причин:
- износ подшипников и повышенное механическое трение
- увеличение нагрузки на валу
- перекос напряжения питания
- пропадание фазы
- замыкание в обмотке
- проблема с обдувом (охлаждением)
Нагрев двигателя резко снижает его ресурс и КПД, а также может приводить к поломке привода.
Типичные неисправности электродвигателей
Выделяют два вида неисправностей электродвигателей: электрические и механические.
К электрическим относятся неисправности, связанные с обмоткой:
- межвитковое замыкание
- замыкание обмотки на корпус
- обрыв обмотки
Для устранения этих неисправностей требуется перемотка двигателя.
- износ и трение в подшипниках
- проворачивание ротора на валу
- повреждение корпуса двигателя
- проворачивание или повреждение крыльчатки обдува
Замена подшипников должна производиться регулярно с учетом их износа и срока службы. Крыльчатка также меняется в случае повреждения. Остальные неисправности устранению практически не подлежат, и единственный выход — замена двигателя.
Если у вас есть вопросы, ответы на которые вы не нашли в данной статье, напишите нам. Будем рады помочь!
Типовая схема регулятора оборотов
Вот так выглядит плата регулятора оборотов в сборе
Регулятор оборотов двигателя – это не просто переменный резистор, понижающий напряжение. Необходим электронный контроль величины силы тока, иначе с падением оборотов будет пропорционально снижаться мощность, а соответственно и крутящий момент. В конце концов, наступит критически малая величина напряжения, когда при малейшем сопротивлении диска электродвигатель просто не сможет повернуть вал. Поэтому, даже самый простой регулятор необходимо рассчитать и выполнить в виде проработанной схемы.
А более продвинутые (и соответственно дорогие) модели оснащаются регуляторами на основе интегральной микросхемы.
Интегральная схема регулятора. (наиболее продвинутый вариант)
Если рассматривать электрическую схему болгарки в принципе, то она состоит из регулятора оборотов и модуля плавного пуска. Электроинструменты, оснащенные продвинутыми электронными системами, существенно дороже своих простых собратьев. Поэтому далеко не каждый домашний мастер в состоянии приобрести такую модель. А без этих электронных блоков останется лишь обмотка электромотора и клавиша включения.
Надежность современных электронных компонентов УШМ превосходит ресурс обмоток двигателя, поэтому не стоит бояться приобретения электроинструмента, оснащенного такими приспособлениями. Ограничителем может быть лишь цена изделия. Мало того, пользователи недорогих моделей без регулятора рано или поздно приходят к самостоятельной его установке. Блок можно приобрести в готовом виде или изготовить самостоятельно.
Болгарка с регулятором оборотов: возможности электроинструмента
Если болгарка не оснащена регулятором оборотов, можно ли установить его самостоятельно? Большинство угловых шлифовальных машин (УШМ), в простонародье болгарок, имеют регулятор оборотов.
Регулятор оборотов расположен на корпусе УШМ
Рассмотрение различных регулировок нужно начать с анализа электрической схемы болгарки.
простейшее представление электросхемы шлифовальной машины
Более продвинутые модели автоматически поддерживают скорость вращения вне зависимости от нагрузки, но чаще встречаются инструменты с ручной регулировкой оборотов диска. Если на дрели или электрическом шуруповерте используется регулятор куркового типа, то на УШМ такой принцип регулирование невозможен. Во-первых – особенности инструмента предполагают другой хват при работе. Во-вторых – регулировка во время работы недопустима, поэтому значение оборотов выставляется при выключенном моторе.
Изготовление регулятора оборотов своими руками
Попытки приспособить обычный диммер мдля регулировки яркости лампы ничего не даст. Во-первых, эти устройства рассчитаны на совершенно другую нагрузку. Во-вторых, принцип работы диммера не совместим с управлением обмоткой электромотора. Поэтому приходится монтировать отдельную схему, и придумывать, как ее разместить в корпусе инструмента.
Простейший тиристорный регулятор скорости вращения легко можно сделать самостоятельно. Для этого понадобится пять радиоэлементов, которые продаются на любом радиорынке.
Электрическая схема тиристорного регулятор скорости для вашего инструмента
Компактность исполнения позволяют разместить схему в корпусе УШМ без ущерба эргономике и надежности. Однако такая схема не позволяет сохранять крутящий момент при падении оборотов. Вариант подойдет для снижения оборотов при резке тонкой жести, проведении полировальных работ, обработке мягких металлов.
Если ваша болгарка используется для обработки камня, или на нее можно установить диски размером более 180 мм, необходимо собрать более сложную схему, где в качестве модуля управления используется микросхема КР1182ПМ1, или ее зарубежный аналог.
Электросхема регулировки оборотов с применением микросхемы КР1182ПМ1
Такая схема контролирует силу тока при любых оборотах, и позволяет минимизировать потерю крутящего момента при их снижении. К тому же, эта схема бережнее относится к двигателю, продлевая его ресурс.
Вопрос, как сделать регулировку оборотов инструмента, возникает при стационарном его размещении. Например, при использовании болгарки в качестве циркулярной пилы. В таком случае, регулятором оснащается точка подключения (автомат или розетка), и регулировка оборотов происходит дистанционно.
Вне зависимости от способа исполнения, регулятор оборотов УШМ расширяет возможности инструмента и добавляет комфорта при его использовании.
Бюджетная УШМ (болгарка) Калибр МШУ-125/955Е, мощностью 950Вт и регулировкой оборотов
Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о достаточно мощной для своего класса угловой шлифмашине Калибр МШУ-125/955Е, мощностью 955Вт, диаметром круга 125мм и плавной регулировкой оборотов. Данная модель интересна, в первую очередь, невысокой ценой и высокими характеристиками, а именно повышенной мощностью, компактными габаритами, а также возможностью регулировки оборотов в широких пределах. На сколько знаю, в моделях данного класса (круг 125мм) и ценового диапазона, регулировка оборотов отсутствует вовсе, а большинство моделей не имеют удобной эргономичной рукояти. В обзоре, как обычно, будет подробное описание и разборка, поэтому кому интересно, милости прошу под кат.
Общий вид УШМ Калибр МШУ-125/955Е:
Краткие ТТХ: — Производитель – Калибр — Модель – МШУ-125/955Е — Корпус – ударопрочный пластик — Потребляемая мощность – 950Вт — Число оборотов в минуту – 0-11000 об/мин — Регулировка оборотов — присутствутет — Диаметр круга – 125мм — Резьба на шпинделе – М14 — Класс безопасности — II — Напряжение питания – 220В — Размеры – 380мм125мм110мм — Вес – 2,1кг
Комплектация: — УШМ Калибр МШУ-125/955Е — защитный кожух — боковая рукоятка — ключ для затяжки — комплект запасных щеток — инструкция
УШМ поставляется в светлой коробке из плотного гофрокартона:
На коробке присутствует фирменный логотип компании, внешний вид изделия, а также некоторые особенности модели. Основные ТТХ указаны с торца коробки:
Поскольку Калибр российская торговая марка, инструкция полностью на русском языке:
Угловая шлифмашина Калибр МШУ-125/955Е представляет из себя электроинструмент, предназначенный для резки, шлифования и зачистки изделий из металла, камня и других материалов. Она выполнена в привычной для данной фирмы производителя темно-зеленой окраске:
Компоновка стандартная для такого рода устройств: поворотный редуктор расположен спереди, посередине коллекторный двигатель, а сзади рукоять с элементами управления. С торцов корпуса присутствуют отверстия для забора и выхода воздуха:
Основные органы управления расположены в тонкой эргономичной рукояти, а именно: пусковая кнопка с фиксацией и регулятор оборотов. К сожалению, она не прорезинена и выполнена из матового пластика, немного шершавого на ощупь:
Даже не смотря на отсутствие прорезиненных вставок, во влажных руках шлифмашинка уверенно лежит в руке и не соскальзывает в работе. Хотелось бы отметить, что для большинства пользователей будет предпочтителен вариант именно с эргономичной рукоятью, поскольку при таком варианте кисти рук устают значительно меньше, нежели при варианте с «интегрированной» рукоятью, при которой она является частью корпуса. Единственный нюанс такой конструкции – несколько страдает компактность, поэтому кто часто работает УШМ в узких местах, лучше посмотреть вариант с интегрированной рукоятью. Также не стоит забывать, что при небольших подклиниваниях диска, удержать шлифмашинку с более длинной рукоятью гораздо легче, нежели с интегрированной.
Одной из интересных возможностей данной модели, является регулировка оборотов шпинделя, позволяющая выполнять самые различные операции от резки до полировки металла с несколькими оговорками. Для этого с тыльной стороны рукояти присутствует специальный регулятор, позволяющий плавно менять обороты от 0 до 11000 об/мин (позиция от 1 до 6):
К сожалению, регулятор не имеет функцию поддержания заданных оборотов (без обратной связи), поэтому скорость «плавает» в зависимости от нажима на инструмент. По своему опыту могу сказать, что полировать данной шлифмашинкой можно, но очень непродолжительное время, поскольку при низких оборотах двигателя, поток охлаждающего воздуха небольшой и инструмент может выйти из строя от перегрева.
На корпусе присутствует наклейка (шильдик) с наименованием модели, основными характеристиками и серийным номером, судя по которому, шлифмашина произведена в марте 2017г (последние 4 символа):
Поворотный редуктор заключен в металлический корпус, по внешнему виду напоминающий магниевый сплав:
Толщина стенок приличная, небольшие выступы на корпусе служат своеобразными ребрами жесткости:
С тыльной стороны редуктора имеется выходное отверстие для вывода охлаждающего воздуха, а также кнопка стопора шпинделя:
Комплект аксессуаров достаточный и представлен следующими элементами: съемная боковая рукоятка, защитный кожух и стальной ключ для монтажа круга. Ключ достаточно прочный и предназначен для установки/снятия диска путем затяжки/откручивания прижимного фланца:
Защитный кожух, к сожалению, не быстросъемный, затяжка производится обычным винтом:
Боковая рукоятка съемная, не антивибрационная, хотя при такой низкой стоимости инструмента это не удивительно:
В этом случае, большинство искр при работе будут лететь под ноги. Хотелось бы напомнить, что не рекомендуется пользоваться шлифмашинкой со снятым кожухом и без защитных очков, а учитывая достаточно высокую мощность данной модели, боковая рукоятка лишней явно не будет. Со всеми рекомендованными аксессуарами шлифмашинка выглядит следующим образом:
Для установки рекомендуются круги, диаметром не более 125мм:
Поскольку в шлифмашинке применен коллекторный электродвигатель с двойной изоляцией (класс II), то необходимости применения заземления нет, поэтому вилка здесь применена обычная литая, рассчитанная на 16А:
Длина сетевого провода 2м, что должно хватить большинству пользователей. Маркировка провода – H05VV-F, сечение 2х0,75мм2.
Разборка и основные части:
Думаю, что ни для кого не секрет, что при правильной эксплуатации и хорошем уходе за инструментом (своевременная чистка и смазка), он прослужит долгие годы. Не является исключением и данная шлифмашинка. Поскольку при резке или зачистке металла постоянно выделяются окалины (искры) и копоть, то периодически ее желательно чистить. К тому же, некоторые работы могут проводиться в пыльных помещениях, а поскольку охлаждение инструмента воздушно-проточное (воздух прогоняется через весь корпус), то часть этой копоти/пыли откладывается на стенках и различных электронных элементах. В данной модели, забор холодного воздуха происходит со стороны рукояти, поэтому именно в данном месте будут наблюдаться наибольшие скопления пыли/грязи. Чтобы получить доступ к элементам внутри рукояти, необходимо выкрутить всего четыре самореза:
После этого рукоять раскроется на две половинки и станут доступны следующие компоненты:
Теперь остановимся более детально на наиболее важных компонентах. За регулировку оборотов шпинделя отвечает симисторный регулятор FD-26-413A, рассчитанный на 250V/12A (с обратной стороны имеет радиатор охлаждения):
Регулятор оборотов с сохранением мощности
Регулятор достаточно простой, поддержания заданной мощности не имеет (не имеет обратной связи). Кнопка включения рассчитана на 250V/6A:
Ее ход достаточно мягкий, а благодаря наличию фиксатора значительно облегчает работу. Это наиболее уязвимые компоненты, поэтому для бесперебойной работы я рекомендую изредка их чистить или просто пропылесосить.
Идем далее. Открутив 4 винта с торца корпуса, можно отсоединить поворотный редуктор, отвечающий за передачу крутящего момента с ротора (якоря) на шпиндель под углом 90°:
Нареканий по качеству изготовления нет: смазка присутствует в достаточном количестве, биения отсутствуют, корпус изготовлен из прочного магниевого сплава. Хотелось бы отметить важную особенность редуктора, а именно применение гипоидной зубчатой передачи вместо прямозубой:
Это позволяет снизить шум при работе инструмента, т.к. зацепление шестерен происходит более плавно. К тому же, благодаря увеличенной площади сцепления (по сравнению с прямозубой передачей), гипоидные зубчатые передачи выдерживают гораздо больший максимальный крутящий момент без повреждения.
Более крупный вид гипоидной шестерни на валу двигателя:
Плавно переходим к самому «сердцу» шлифмашинки – ротору (якорю) электродвигателя. Здесь остановимся чуть подробнее, поскольку это наиболее уязвимая часть в любом электроинструменте. Именно от его качества изготовления, в первую очередь, зависит срок службы инструмента вцелом. В нашем случае все просто отлично: присутствуют следы балансировки ротора, броневая защита обмотки и продороженный коллектор. Предлагаю вам взглянуть и самим убедиться в этом:
О преимуществах наличия балансировки, я писал в предыдущих обзорах про электроинструмент. Скажу лишь, что это некоторый залог того, что подшипниковые узлы прослужат дольше и будут отсутствовать всевозможные биения, постепенно выводящие остальные части из строя. Балансировка здесь несколько «варварская» — просто выфрезерована некоторая верхняя часть пластин. Минус заключается в том, что в этом месте пластины получились как бы закорочены, хотя по задумке каждая пластина изолируется от соседней, путем нанесения на нее лака или специальной тонкой миканитовой прокладки, либо окалины. Это позволяет добиться снижения потерь от вихревых токов. В любом случае, спасибо за то, что балансировка присутствует, ибо без нее срок службы сего инструмента был бы значительно меньше.
Если глянуть более крупно на коллекторный узел, то можно заметить, что коллектор продорожен, т.е. убрана миканитовая изоляция между ламелями на глубину 1мм, а также место соединения обмоток залито компаундом:
Для дополнительной защиты обмотки применен бандаж в виде немагнитной проволоки и заливка лаком как со стороны коллектора, так и со стороны редуктора. Это сделано для того, чтобы центробежная сила не распушила обмотку (как-никак 11000 об/мин), а также для защиты от различных частиц, поскольку даже удар небольшой плотной крошки о вращающуюся на бешенной скорости обмотку, может с легкостью содрать изоляцию с провода.
Немаловажным является применение в данной модели закрытых подшипников (маркировка 607V) и защитной накладки, препятствующей попаданию различной пыли/грязи в подшипниковый узел:
Срок службы таких подшипников значительно выше аналогичных, но без защиты шариков, а учитывая «пыльную» сферу применения инструмента, это очень большой плюс.
Далее переходим к статору электродвигателя. Его обмотка прикрыта пластиковой заглушкой на случай защиты от лопастей вентилятора, а также для создания необходимого воздушного потока (почти вплотную прилегает к «вентилятору):
К качеству изготовления статора нареканий нет: обмотка зафиксирована, для дополнительной изоляции присутствует слой лакоткани и дополнительный слой изоляции из пластика (двойная изоляция):
Если присмотреться, то по внутреннему периметру корпуса можно заметить ребра жесткости, предназначенные для повышения механической прочности, а также для охлаждения всего инструмента. К тому же, сам корпус выполнен из ударопрочного пластика, поэтому с легкостью выдерживает небрежное отношение. Как уже упоминал ранее, забор воздуха происходит со стороны коллектора и проходит через весь двигатель (сквозь ребра жесткости), тем самых охлаждая его. Выходные отверстия расположены практически со всех сторон в передней части корпуса.
Маленькая хитрость для быстрого охлаждения электродвигателя инструмента, о которой многие не знают – просто включите его вхолостую на максимальные обороты на пару минут. Аналогичный «вентилятор» продует обмотки и тем самым охладит двигатель до приемлемого уровня. Это позволит значительно продлить срок службы любого инструмента.
Посадочное место под подшипник литое с прорезиненными вставками (втулками), поэтому о каких-либо сдвигах или биениях можно забыть. Доступ к щеточно-коллекторному узлу простой, нет необходимости разбирать весь инструмент (подробнее о замене щеток см. «Обслуживание»):
На этом по разборке у меня все, сборка производится в обратной последовательности. Если есть необходимость поворота редуктора, то благодаря удачной конструкции сделать это не составит труда. Для этого необходимо выкрутить 4 винта и повернуть редуктор на требуемый угол (90° / 180° / 270°). На фото ниже, пример поворота редуктора на 90°:
Итого, по качеству изготовления нареканий практически нет, все собрано достаточно качественно с хорошим запасом. Поначалу я сомневался в заявленной мощности электродвигателя, поскольку, судя по габаритам статора/ротора, перед нами честный электродвигатель, мощностью 800-850W. Поэтому я решил проверить потребляемую мощность с помощью ваттметра. Поскольку электродвигатель — это ярковыраженная реактивная нагрузка, то показания ваттметра могут немного подвирать. На видео ниже, УШМ Калибр МШУ-125/955Е при «хорошей» нагрузке потребляла более 1kW:
Следует учесть, что испытания я проводил на даче с весьма посредственной электропроводкой. На видео можно заметить, как проседает напряжение под нагрузкой (просело до 210V), поэтому при качественной электропроводке данная шлифмашинка будет потреблять более 1,1kW. Как бы то ни было, для работы с 125мм кругами этой мощности хватит за глаза.
Обслуживание инструмента:
Я уже упоминал ранее, что необходимо периодически разбирать инструмент и чистить основные узлы от грязи/пыли. Также необходимо следить за состоянием щеток и при необходимости производить их замену. Для этого, в комплекте поставляется пара запасных щеток. Благодаря удачной конструкции шлифмашинки, эта операция займет совсем немного времени, т.к. нет необходимости разбирать весь корпус. Достаточно лишь выкрутить пластиковые прижимные винты:
И напоследок пара рекомендаций по работе:
— пользуйтесь защитными средствами (очки, защитный кожух). Не пренебрегайте использованием боковой рукоятки. Мощность данной модели хоть и достаточная, но возможны заклинивания диска при сильном нажиме
— при продолжительном использовании дайте инструменту остыть. Если работа «горит», то для более быстрого охлаждения просто включите инструмент «вхолостую» на повышенных (максимальных) оборотах. Прогоняемый вентилятором поток холодного воздуха значительно быстрее охладит инструмент, нежели простой перерыв в работе
— не работайте продолжительное время на пониженных оборотах. Данная модель это допускает, но злоупотреблять этим не стоит
— при работе на пониженных оборатах, не следует сразу же выключать инструмент во избежание локального перегрева. Дайте поработать ему некоторое время, желательно на повышенных оборотах
— не превышайте количество оборотов, указанное на диске во избежание травм
Регулируем обороты на болгарке или Как уменьшить обороты болгарки для шлифовки сруба
— не работайте шлифмашинкой вблизи емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями, а также в «промасленной» спецодежде. Не редки случай возгорания такой одежды от искр
Небольшая демонстрация работы:
Плюсы: хорошее качество изготовления компактность высокая мощность наличие регулятора оборотов гипоидная зубчатая передача в редукторе II класс безопасности (двойная изоляция) возможность настройки УШМ (направление вращения, поворот редуктора) быстрый доступ к щеткам цена
Минусы: — отсутствует функция поддержания заданных оборотов в зависимости от нажима на инструмент
Вывод: инструмент действительно качественный, нареканий по работе нет. Благодаря достаточно высокой мощности двигателя и наличию регулятора оборотов, данная модель позволяет решать большинство поставленных задач. К покупке однозначно рекомендую…
Как сделать плавный пуск и регулятор оборотов для болгарки
Все бюджетные варианты УШМ имеют несколько недостатков. Во-первых, не имеется системы плавного пуска. Это очень важная опция. Наверняка все из вас включали этот мощный электроинструмент в сеть, и при запуске наблюдали, как падает накал лампочки, которая также подключена к этой сети.
Такое явление происходит по той причине, что мощные электродвигатели в момент запуска потребляют огромные токи, из-за которых проседает напряжение сети. Это может вывести из строя сам инструмент, особенно китайского производства с ненадежными обмотками, которые могут в один прекрасный день сгореть во время пуска.
То есть система мягкого старта защитит и сеть, и инструмент. К тому же в момент запуска инструмента происходит мощная отдача или толчок, а в случае внедрения системы мягкого старта такого, разумеется, не будет.
Во-вторых, отсутствует регулятор оборотов, который позволит долго работать инструментом, не нагружая его.
Схема, представленная ниже, от промышленного образца:
Она внедряется производителем в дорогие приборы.
К схеме можно подключать не только «болгарку», но и, в принципе, любые приборы – дрель, фрезерные и токарные станки. Но с учетом того, что в инструменте должен стоять именно коллекторный двигатель.
С асинхронными двигателями такое не пройдет. Там необходим частотный преобразователь.
Итак, необходимо сделать печатную плату и приступить к сборке.
В качестве регулирующего элемента задействован сдвоенный операционный усилитель LM358, который с помощью транзистора VT1 управляет силовым симистором.
Итак, силовым звеном в этой схеме является мощный симистор типа BTA20-600.
Во время работы симистор будет греться, поэтому на него необходимо установить теплоотвод.
Чтобы не было вопросов по поводу того, что двигатель при пуске может потреблять токи, которые значительно превышают максимальный ток симистора, и последний может попросту сгореть, помните, что схема имеет мягкий старт, и пусковые токи можно не принимать во внимание.
Наверняка всем знакомо явление самоиндукции. Этот эффект наблюдается при размыкании цепи, к которой подключена индуктивная нагрузка.
То же самое и в этой схеме. Когда резко прекращается подача питания на двигатель, ток самоиндукции с него может спалить симистор. А снабберная цепь гасит самоиндукцию.
Резистор в этой цепи имеет сопротивление от 47 до 68 Ом, а мощность от 1 до 2 Вт. Конденсатор пленочный на 400 В. В данном варианте самоиндукция как побочный эффект.
Резистор R2 обеспечивает токогашение для низковольтной цепи управления.
Сама схема в какой-то мере является и нагрузкой, и стабилизирующим звеном. Благодаря этому после резистора можно не стабилизировать питание. Хотя в сети есть такие же схемы с дополнительным стабилитроном, использовать его бессмысленно, поскольку напряжение на выводах питания операционного усилителя в пределах нормы.
Посмотрите, прежде чем покупать или делать! Регуляторы оборотов болгарок, сжигают или нет
Возможные варианты замен для маломощных транзисторов можно увидеть на следующей картинке:
Печатная плата, которая упоминалась ранее, представляет собой только плату для устройства плавного пуска, и в ней нет компонентов для регулировки оборотов. Это сделано специально, поскольку в любом случае регулятор нужно выводить с помощью проводов.
Настройка регулятора выполняется с помощью многооборотного подстроечного резистора на 100 кОм.
А основная регулировка уже с помощью резистора R5. Стоит сказать, что схема такого рода не позволит осуществлять регулировку от нуля, только от 30 до 100%.
Если нужен более мощный регулятор, то его можно собрать по следующей схеме:
Эта схема позволяет регулировать мощность практически от нуля, но для «болгарки» это не имеет смысла.
Вначале схема обязательно проверяется на работоспособность путем подключения в качестве нагрузки лампочки на 40-60 Вт 220 В.
Если все в порядке, то после отключения от сети сразу же нужно проверить симистор на ощупь – он должен быть холодным.
Далее, плата подключается к «болгарке» и производится запуск.
Если все работает нормально – «болгарка» запускается плавно, и регулируются обороты, — то пора приступать к тестам под нагрузкой.
Плавный пуск и регулировка оборотов вращения
Плавный пуск электроинструмента – главный залог его долголетия. Вспомните, когда перегорает электрическая лампочка? Чаще всего в момент включения. Потому что после подключения к электрической сети резко возрастает нагрузка. Подработанные места спирали не выдерживают и она перегорает.
Такие же процессы протекают и в болгарке. В момент включения ток резко возрастает, потому что движущим силам надо не просто сдвинуть якорь с места, но еще и быстро набрать нужные обороты. Эффект от такого жесткого пуска может быть самый плачевный – обрыв обмотки.
Чтобы снизить вероятность выхода из строя инструмента из-за жесткого пуска необходимо доработать болгарку и снабдить ее небольшим встроенным устройством плавного пуска.
Еще одна доработка – регулятор вращения. Из собственной практики каждый знает, как неудобно работать с инструментом, который не имеет регулировки вращения. Если в электродрели нет такого приспособления, то трудно подобрать скорость вращения и подачу сверла. Это приводит либо к заклиниванию сверла, либо к его поломке.
Аналогично работает токарный станок, в котором существует целый набор специальных шестерен для регулировки вращения шпинделя. От этого во многом зависит не только сохранность резца, но и качество обработки материала.
Объединить в себе два достоинства – плавный пуск и регулировку оборотов вала можно с помощью электронной схемы. Ее вполне можно собрать своими руками и установить прямо в корпус машины. С такой схемой она будет плавно запускаться, не создавая перегрузок в обмотках и сети. И с этой же схемой появиться возможность регулировать обороты, чтобы подбирать режим работы с любым материалом.
Если резать металл со значительной толщиной и твердостью, то необходимо поддерживать большие обороты. Но при обработке поверхностей легкоплавких материалов большая скорость больше навредит, чем поможет делу. Ее надо уменьшить. На большой скорости опасно работать с камнем или кафелем. И здесь ее необходимо сбавить.
Даже при стачивании диска скорость вращения необходимо пропорционально изменять, потому что линейная скорость кромки диска будет уменьшаться. Не обойтись без регулятора оборотов, работая диском с алмазной насечкой, потому что при высокой температуре он очень быстро разрушается.
Все говорит о том, что, если болгарка не имеет регулятора оборотов, то его обязательно надо сделать и установить в машину.
Регулятор оборотов для болгарки: как уменьшить обороты и сделать плавный пуск
Электроинструмент в нашей мастерской занимает одно из главных мест. Все функции каждое электрическое устройство выполняет согласно техническим данным. Что хотелось бы еще? Очень хочется, чтобы инструмент подольше не выходил из строя или не ломался вообще. Как человек привыкает к другу – собаке, так он привыкает и к инструменту.
Один из основных инструментов – угловая шлифовальная машина, которую мы называем болгаркой. Это универсальный инструмент, который способен резать, шлифовать, очищать поверхность, пилить доски и еще ко многим операциям ее можно приспособить.
Как изготовить регулятор оборотов своими руками
Чтобы не осложнять восприятие принципа работы сложными терминами, принципиальную работу схемы можно объяснить просто. В ней имеется чувствительный элемент, который считывает величину нагрузки. В зависимости от считанного значения этот элемент управляет запорным устройством.
Принцип действия аналогичен работе водопроводного крана. В данном случае вы являетесь чувствительным элементом, который управляет водопроводным краном. Поток воды в зависимости от необходимости становится то больше, то меньше. Тот же процесс происходит и с током.
Необходимо правильно понимать тот момент, что мы никак не сможем увеличить скорость вращения больше той, которая указана в характеристике болгарки. Обороты мы можем только понизить. Если максимальные обороты 3000, то диапазон, в котором мы сможем регулировать обороты, будет находиться ниже этого значения.
В простейшем варианте можно использовать схему регулятора на тиристоре. Он будет и чувствовать, и регулировать. Два в одном. Схема эта имеет всего пять деталей. Она очень компакта и легко разместится в корпусе. Такой регулятор не будет работать от нулевого значения оборотов, но это для болгарки и не нужно.
Если в работе нужны более низкие обороты, то необходимо применять другую схему на интегральной микросхеме, где запорным элементом будет симистор. Такая схема сможет регулировать обороты практически от нуля и до нужного значения.
И в той, и в другой схеме основная нагрузка ложится на запорный элемент. Он должен быть рассчитан на напряжение до 600 В и на ток до 12 А. Если ваша шлифовальная машина мощнее 1 кВт, то запорный элемент должен выдерживать нагрузку до 20 А.
Все детали схемы на тиристоре можно разместить на печатной плате или просто навесным монтажом. По второму варианту детали впаиваются на печатной плате. Печатная плата может изготавливаться разными методами. Ее можно вытравить из фольгированного текстолита, можно даже вырезать резаком, но получится очень грубо. В принципе ее можно попросить изготовить знакомого радиолюбителя за весьма скромное вознаграждение.
Когда готовая плата будет готова, то необходимо выбрать удобное место в корпусе болгарки для ее установки. Установить ее желательно так, чтобы было удобно пользоваться, и чтобы она не мешала в процессе работы.
Перед тем как установить схему в машину ее надо проверить. Для этого вместо болгарки на выход надо подключить обычную лампу накаливания. Подойдет экземпляр мощностью 60 – 40 Вт на 220 В. Работоспособность будет очевидна по изменению свечения накала лампочки.
Теперь остается вмонтировать устройство на выбранное место и произвести пробный пуск болгарки. Она перестанет во время пуска вырываться из ваших рук, а обороты будут плавно регулироваться вращением регулятора.
Особенности регулятора оборотов
Основная задача трансформаторного контроллера оборотов — организация плавности запуска и останова с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Такие устройства входят в состав многих электроприборов. Они гарантируют точность управления и позволяют установить требуемую величину оборотов.
Существуют также тиристорные модели, а также приборы, осуществляющие частотное регулирование.
Современные регуляторы оборотов активно используются в самом разном оборудовании: нагревательном, сварочном, электроприводах, электропечах, стиральных и швейных машинках, пылесосах, электроприводах.
Как выбрать регулятор оборотов электромотора
Для выбора оптимального устройства контроля скорости вращения вала важно учитывать показатели электродвигателя, а также особенности их использования.
Для коллекторных моделей идеально подходят векторные регуляторы. Особое внимание при этом стоит уделять мощности решения. Для безопасного функционирования она должна быть немного выше допустимого параметра электромотора.
Напряжение электроприбора должно находится в широком диапазоне. Количество входов и размеры должны соответствовать характеристикам электродвигателя.
Принцип работы трансформаторного регулятора оборотов
Во время запуска электромотора сила тока сгибает обмотки силового агрегата, при этом образуя тепловую энергию. Входное напряжение в первую очередь поступает на контроллер оборотов, в котором с помощью диода осуществляется выпрямление 220 В. После этого ток поступает на два конденсатора, которые играют роль фильтра. На выходе формируется широтно-импульсно моделированные сигнал, поступающий в итоге к обмоткам электромотора и регулирующий скорость вращения вала.
Регулятор оборотов электродвигателя без потери мощности
Для плавного управления скоростью вращения вала электродвигателя создано специальное устройство — регулятор оборотов. Он позволяет не только удобно регулировать скорость вращения вала, что гарантирует стабильную эксплуатацию, но и позволяет избежать перебоев напряжения и обеспечить длительный период службы оборудования.
Особенности тиристорного контроллера оборотов
Такие устройства снабжены парой тиристоров, который включены встречно-паралелльно. В данном случае при подаче переменного входного напряжения каждый тиристор попускает только полуволну. Управляющая схема контролирует момент открытия и закрытия тиристоров в момент перехода фазы через ноль. Это позволяет отрезать кусок напряжения в конце или же начале волны. В результате меняется среднеквадратичное показание напряжения.
Чаще всего тиристорные регуляторы скорости используются для контроля работы различного обогревательного оборудования. Для электродвигателей они модифицируются, в зависимости от индуктивной нагрузки: подбираются тиристоры с рабочим током, значение которого в несколько раз выше, чем ток двигателя, на выходе добавляется конденсатор, который позволяет корректировать форму синусоиды напряжения, для защиты силовых элементов (резисторов, конденсаторов или же катушек) используются LRC-цепи, минимальная мощность ограничивается, что гарантирует легкий пуск электродвигателя.
К основным достоинствам тиристорных регуляторов оборотов относятся компактные габариты и приемлемая стоимость. Что касается недостатков, то основные: регулировать скорость вращения можно только маломощных двигателей, при работе возможны рывки и шум.
Такие контроллеры зачастую применяют для управления скоростью вращения вентилятора в современных системах кондиционирования.
