Болгарка с регулятором оборотов: возможности электроинструмента

Устройство и электрическая схема болгарки

За долгие годы существования такого инструмента, как УШМ, ее внешний вид, а также внутреннее устройство практически не изменились. Чтобы произвести ремонт болгарки своими руками, необходимо знать устройство ее механической части, а также электрической.

Если посмотреть на рисунок, приведенный ниже, то можно увидеть, из каких частей состоит УШМ.

1. Колесико для регулировки оборов шпинделя агрегата.
2. Электрический двигатель, состоящий из ротора и статора.
3. Пусковая кнопка. Иногда к ней подключается система плавного пуска.
4. Корпус из ударопрочного пластика.
5. Кнопка для фиксации шпинделя (используется при смене инструмента).
6. Предохранительная муфта. Защищает двигатель от перегрузки, при заклинивании инструмента.
7. Защитный кожух. Закрывает инструмент и защищает пользователя от вылетающих частиц обрабатываемого материала, а также предотвращает травмирование человека при разрушении инструмента, например, абразивного диска.
8. Гайка, зажимающая инструмент. Откручивается с помощью специального ключа, идущего в комплекте с электроинструментом. Также существуют быстрозажимные гайки, которые можно открутить без ключа.
9. Корпус редуктора и сам редуктор. Состоит из блока шестерен, которые передают вращательные движения от ротора на шпиндель с инструментом.

Установка регулятора на болгарку

Регулятор оборотов для болгарки своими руками может монтироваться в четырех вариантах:

Установка регулятора на болгарку — схема

• в ручку;
• во внешнюю коробку, которая крепится в удобном месте на корпусе инструмента;
• в полость для охлаждения (производители используют именно этот вариант);
• на сетевой кабель.

Установка дополнительной коробки не требует резки корпуса для вывода регулятора, но место стоит выбирать очень придирчиво, чтобы новшество не мешало удобно держать инструмент. Монтаж в ручку или полость для охлаждения потребует прорезать дыру для выхода регулировочного колеса, здесь главное — не потерять жесткость защитного кожуха и хорошо зачистить края, чтобы при работе не ранить руки.

Часто оптимальным вариантом служит крепление на провод. В этом случае регулятор легко протестировать, не нужно задумываться о месте и способе крепления (изолента и пластиковый корпус вполне подойдут). При желании его всегда можно снять и переделать.

Достоинства универсальных УШМ

УШМ (болгарка) METABO WEV 10-125 Quick 600388000 (в коробке). Фото 220Вольт

Не всегда обычной болгаркой без дополнительных опций удается решить задачу по обработке некоторых видов материалов, рабочий инструмент не приспособлен для эффективной работы на оборотах, которые выдает болгарка без регулятора скорости. Особенно остро проблема выбора нужных режимов стоит перед пользователями, занимающимися шлифовкой, зачисткой, полировкой различных материалов. Для выполнения работ иногда приходится искать другой инструмент с подходящими характеристиками.

Универсальность УШМ с регулировкой числа оборотов как раз состоит в возможности задавать самостоятельно скорость вращения, например, кордщеток при зачистке. При выполнении шлифовальных операций увеличивается пятно контакта между рабочим инструментом и обрабатываемой поверхностью, что требует применения болгарок повышенной мощности. Такие болгарки с установленными на них дополнительными опциями выполняют практически любой вид работ с различными материалами.

Простейшая схема регулятора

Электрическая схема регулятора оборотов для болгарки собирается на печатной плате или навесным монтажом. Причем печатную плату тоже можно сделать самостоятельно с помощью текстолита и хлорного железа для протравки. Вместо железа можно использовать смесь перекиси водорода, соли и лимонной кислоты.

Схема регулятора оборотов двигателя для болгарки

Конфигурация электрической схемы

Для изготовления схемы понадобятся:

• резистор R1 (4,7 кОм);
• симметричный тиристор DIAC (DB3);
• симметричный тиристор TRIAC (ВТ-136/138);
• подстроечный резистор VR1 (500кОм);
• конденсатор С1 (0,1 мкФ*400В).

Принцип работы

Принцип работы схемы построен следующим образом. За отсчет времени зарядки С1 отвечает VR1. При подаче напряжения на цепь тиристоры закрыты, на выходе — 0. По мере зарядки конденсатора напряжение в нем увеличивается и открывает DIAC, что дает подачу напряжения на TRIAC. Он также открывается и пропускает ток. Затем оба тиристора закрываются и находятся в таком положении до полной обратной перезарядки C1. В итоге на выходе образуется сложный волновой сигнал с амплитудой, напрямую зависящей от рабочего времени цепи C1-VR1-R1.

Схема подключения регулятора оборотов

Окончательная сборка и тестирование регулятора

На печатной плате или радиаторе из меди (алюминия) собирается схема

При навесной сборке особенно важно место установки тиристоров (строго на радиаторе, он играет роль теплоотвода). Затем проводится обязательная проверка работоспособности схемы с помощью обычной электрической лампочки

Плавность изменения накала будет той же, что и в готовом регуляторе оборотов для болгарки после окончательной сборки.

В заводских моделях предусмотрено пластиковое регулировочное колесо, при желании его также можно купить отдельно и включить в комплект самодельного регулятора. Если тестирование прошло успешно, регулятор крепится на болгарку и врезается в схему питания инструмента.

Устройство УШМ

Конструкция болгарки состоит из электропривода, вращающий момент которого передается через редуктор на шпиндель с рабочим инструментом. На болгарках профессионального уровня устанавливаются дополнительно устройства плавного пуска, регуляторы и стабилизаторы оборотов.

Устройство болгарки ДИОЛД МШУ-1,5-01 с регулировкой оборотов (6). Фото 220Вольт

Плавный пуск создает комфортные и безопасные условия работы с болгаркой, снижает возможность выхода из строя основных рабочих элементов болгарки (см. болгарки с плавным пуском). Наличие опции регулировки скорости расширяет возможности применения болгарки (см. про обороты УШМ), создает условия для отсутствия работы с перегрузками, что увеличивает длительность ее непрерывной работы (болгарки с регулировкой оборотов здесь).

Регулятор скорости

Регулятор оборотов (скорости) присутствует в составе болгарок, где качество обрабатываемого материала зависит от частоты вращения инструмента. Так, например, пластик при обработке на высоких оборотах может от нагревания начать плавиться. Для зачистки и шлифования поверхностей применяется рабочий инструмент, эффективно работающий на определенных частотах вращения шпинделя.

Регулировка производится вручную, изменением величины переменного сопротивления, встроенного в схему устройства. Помимо переменного резистора схема включает в себя электронный блок, который контролирует величину силы тока. Электронный контроль за этим электрическим параметром при снижении оборотов, а значит и мощности, будет поддерживать величину крутящего момента на рабочем шпинделе и обеспечит функционирование болгарки.

Типовая электрическая схема регулятора оборотов болгарки представлена на фото:

Типовая электрическая схема регулятора оборотов. Источник фото здесь

Здесь основным элементом является симистор (ВТ12). Такая схема используется для регулировки оборотов болгарок большой мощности. Управление открыванием/закрыванием симистора дополнительно осуществляется с помощью тиристоров (D83). Поэтому симистор имеет три рабочих вывода: 1,2 — обеспечивают прохождение тока от сети к нагрузке, 3 — управляющий его открытием/закрытием.

Схема регулировки оборотов маломощных болгарок может быть выполнена только на тиристорах. Они одновременно выступают как в качестве запирающих цепь органов, так и управляющих. Необходимость третьего вывода здесь отсутствует. Принципиальная схема представлена на фото:

Схема тиристорного регулятора мощности. Источник фото здесь

Диодный мостик (VD1) дает возможность выполнять регулировку напряжения на обеих полупериодах переменного тока только с помощью одного тиристора.

С плавным пуском

Некоторые специализированные микросхемы могут иметь обратную связь по току, защите от перегрузки и плавному пуску одновременно. Такими качествами обладает микросхема U2010B, которая составляет базовый компонент представленной ниже схемы:

Схема регулятора на микросхеме U2010B. Источник фото здесь

Особенностью работы устройства является отсутствие таходатчика, что позволяет не усложнять конструкцию УШМ. Блок включен в цепь в виде промежуточного устройства между электрическим разъемом и электроприводом.

Без потери мощности

Самый простой и дешевый метод регулировки оборотов болгарки основан на изменении напряжения. Однако, на малых оборотах значительно уменьшается крутящий момент, и болгарка не может выполнять свои функции. Другой способ более дорогой и сложный базируется на использовании управления с помощью микропроцессора. Информацию для работы схемы с микропроцессором дает установленный на вал ротора таходатчик. Обратная связь через таходатчик дает практически 100% сохранение крутящего момента при падении оборотов двигателя.

Как собрать схему регулятора своими руками

Простейший регулятор мощности, подходящий для болгарки, паяльника или лампочки, легко собрать своими руками.

Принципиальная электрическая схема

Для того чтобы собрать простейший регулятор оборотов для болгарки, необходимо приобрести детали, изображённые на этой схеме.

Принципиальная схема регулятора оборотов

Где:

• R1 — резистор, сопротивлением 4,7 кОм;
• VR1 — подстроечный резистор, 500 кОм;
• C1 — конденсатор 0,1 мкФ х 400 В;
• DIAC — симистор (симметричный тиристор) DB3;
• TRIAC — симистор BT-136/138.

Работа схемы

Подстроечный резистор VR1 изменяет время заряда конденсатора C1. При подаче напряжения на схему, в первый момент времени (первый полупериод входной синусоиды) симисторы DB3 и TRIAC закрыты. Напряжение на выходе равно нулю. Конденсатор C1 заряжается, напряжение на нём возрастает. В определённый момент времени, задаваемый цепочкой R1-VR1, напряжение на конденсаторе превышает порог открытия симистора DB3, симистор открывается. Напряжение с конденсатора передаётся на управляющий электрод симистора TRIAC, который также открывается. Через открытый симистор начинает протекать ток. В начале второго полупериода синусоиды симисторы закрываются до тех пор, пока конденсатор C1 не перезарядится в обратную сторону. Таким образом, на выходе получается импульсный сигнал сложной формы, амплитуда которого зависит от времени работы цепи C1-VR1-R1.

Порядок сборки

Сборка этой схемы не затруднит даже начинающего радиолюбителя. Запчасти доступны, купить их можно в любом магазине. В том числе и выпаять со старых плат. Порядок сборки регулятора на тиристорах следующий:

1. На печатной плате или навесным монтажом собирается электрическая схема.
2. Проводится тестирование готового регулятора при помощи лампочки накаливания. Если всё работает правильно, накал лампочки будет изменяться в соответствии с поворотом регулятора.
3. Собранное устройство устанавливается непосредственно на болгарку.
4. Если испытания на болгарке прошли успешно, регулятор скорости крепится и закрывается кожухом.

Как использовать?

Несмотря на то что все модели УШМ с регулировкой оборотов служат безотказно, они все же требуют правильного ухода и эксплуатации. Поэтому периодически необходимо выполнять замену рабочих насадок и контактных щеток, добавлять масло в редукторе и очищать отсек двигателя от загрязнений. Кроме этого, предусмотрена и техническая проверка инструмента, ее следует осуществлять хотя бы один раз в месяц.

Во время замены дисков устройство нужно отключить, заблокировать кнопкой редуктор, потом снять старую насадку и поставить новую, плотно прижимая ее гайкой. Заливка масла происходит просто: для этого следует убрать крышку редуктора, предварительно выкрутив крепежных болты. Что же касается очистки корпуса от пыли, то она осуществляется при помощи пылесоса.

Работа с УШМ должна проводиться по всем правилам техники безопасности. Мастеру необходимо надевать защитные перчатки, очки или щиток, закрывающий лицо. Нельзя начинать нарезку материала надломанным или треснутым диском, поскольку он может нанести травму. Не допускается также шлифование отрезным диском, а нарезка – зачистным.

Для нарезки и полировки различных материалов требуется определенная скорость вращения диска, ее можно регулировать при помощи специальной автоматической системы, управление которой выполняется на корпусе путем перемещения рычага. Таким образом, можно легко уменьшить или увеличить обороты. Помимо этого, понизить обороты можно, используя диски большого диаметра.

О том, как правильно сделать своими руками регулировку оборотов у болгарки, смотрите в следующем видео.

Мягкий пуск стартерного электродвигателя постоянного тока

При исследовании пусковых характеристик стартерных электродвигателей выявлено, что при подаче напряжения на электродвигателе возникает импульс обратного тока напряжением более 2000 вольт. Изоляция обмоток электродвигателей может не выдержать и получить межвитковый пробой. Искрение коллектора при больших пусковых токах ведёт к прогоранию пластин коллектора. Избежать пробоя и аварийной ситуации при пуске электродвигателя можно, используя метод разгона оборотов во времени.

Пусковой ток в данной схеме снижен до приемлемой величины с 220 ампер до 20. Условия мягкого пуска созданы двойным уровнем тока — первый создаётся регулировочной характеристикой полевого транзистора в течении времени 0-10 мс,второй — контактами пускового реле от 10 до 60 мс. Ток во время пускового режима растёт почти линейно, что не ведёт к разрушению электрической части электродвигателя.

Схема на рисунке представляет собой гибрид из мощного полевого транзистора и пускового реле.

Полевой транзистор после нажатия кнопки «Старт» открывается подачей напряжения с аккумулятора GB1 на затвор через резистор R1. Цепь, параллельная затвору транзистора и минусу аккумулятора защищает транзистор и несколько увеличивает время включения с 0,02 до 1 мс, зависящего от номиналов резисторов R1,R2 и конденсатора C1 — подаёт с ростом напряжения питание на пусковой электродвигатель М1. Электродвигатель разгонится до номинальных оборотов, в конце этого процесса замкнутся мощные контакты К1.1 реле К1, ток через полевой транзистор прекратится, а рабочий ток электродвигателя не создаст искрения контактов, так как режим разгона выполнен.

Размыкание цепи «Старт» приведёт к размыканию цепи К1.1 и обесточиванию электродвигателя, с понижением тока по экспоненте.

В цепь затвора полевого транзистора в схеме введен стабилитрон для защиты от превышения порогового напряжения, в цепи истока транзистора, параллельно пусковому электродвигателю подключена цепь для гашения импульсного напряжения обратной полярности –диод VD2 и конденсатор С2.

Обмотка реле К1 защищена от импульсов обратной полярности двухполярным светодиодом HL1 с разрядным резистором R4, резистор R3 ограничивает ток питания цепи обмотки, снижает ее нагрев при длительном включении. Диод VD3 устраняет проникновение импульсных помех в цепи питания.

В схеме нет дефицитных радиодеталей: полевые транзисторы установлены на суммарный рабочий ток в 212 ампер. Резисторы типа МЛТ-0,25, R3 на один ватт. Диоды VD2, VD3 импульсного типа. Реле автомобильное -типа MG16566DX на ток контактов 30 ампер и напряжение 12 вольт, напряжение включения такого реле 7 вольт, отпускания 3,5 вольта. Светодиод HL1 заменим на КИПД 45Б -2 или КИПД 23 А1-К, кнопка пуска типа КМ 1-1. В конструкции использовался стартерный электродвигатель итальянского производства, исследования проводились и на других типах электродвигателей мощностью от 10 до 300 ватт..

Конструкция собрана в корпусе размерами 110 * 35 *55 и закреплена рядом со стартером, кнопка пуска установлена в удобном для включения месте и соединена многожильным изолированным проводом сечением 0,5 мм. Полевые транзисторы закреплены общим болтом к радиатору.

Светодиод можно использовать как индикатор пуска или оставить на плате.

Силовые цепи питания электродвигателя необходимо выполнить многожильным проводом сечением не менее 10 мм и как можно короче по длине, для снижения потерь напряжения.

Схема проверена на стенде с указанным двигателем на 250 ватт, для надёжности установить два полевика в параллель, закрепив с двух сторон радиатора, пусковой ток тогда может достигать 220 ампер. Ток в 130 Ампер берёт от аккумулятора стартер а/м «Жигули» ВАЗ 2107.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
VT1	MOSFET-транзистор	IRL2505L	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD1	Стабилитрон	КС818Е	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
VD2, VD3	Выпрямительный диод	1N4003	2	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
HL1	Светодиод	L-57EGW	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C1	Конденсатор	0.1 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
C2	Электролитический конденсатор	100 мкФ	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R1	Резистор	120 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R2	Резистор	75 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R3	Резистор	1 Ом	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
R4	Резистор	3.3 кОм	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
K1	Реле	711.3747-02	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
M1	Электродвигатель	MG16566DX	1	15В 250Ватт	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
SB1	Кнопка	КМ 1-1	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
GB1	Аккумулятор	7-60 А/Ч	1	Поиск в магазине Отрон	В блокнот
	Добавить все

Регулятор оборотов своими руками

Регулятор оборотов устанавливается не во все модели болгарок. Можно сделать блок для регулирования оборотов своими руками или приобрести готовый.

Заводские регуляторы оборотов болгарок: фотопримеры

Такие регуляторы имеют несложную электронную схему. Поэтому создать аналог своими руками не составит особого труда. Рассмотрим, из чего собирается регулятор оборотов для болгарок до 3 кВт.

Изготовление печатной платы

Простейшая схема предствалена ниже.

Простейшая схема регулятора оборотов

Так как схема очень простая, нет смысла из-за неё одной устанавливать компьютерную программу для обработки электросхем. Тем более что для печати нужна специальная бумага. И не у всех есть лазерный принтер. Поэтому пойдём самым простым путём изготовления печатной платы.

Возьмите кусок текстолита. Отрежьте необходимый для микросхемы размер. Поверхность зашкурьте и обезжирьте. Возьмите маркер для лазерных дисков и нарисуйте схему на текстолите. Чтобы не ошибиться, сначала рисуйте карандашом. Далее, приступаем к травлению. Можно купить хлорное железо, но после него плохо отмывается раковина. Если случайно капните на одежду, останутся пятна, которые невозможно до конца вывести. Поэтому будем использовать безопасный и дешёвый метод. Подготовьте пластиковую ёмкость для раствора. Влейте перекись водорода 100 мл. Добавьте пол столовой ложки соли и пакетик лимонной кислоты до 50 г. Раствор делается без воды. С пропорциями можно экспериментировать. И всегда делайте свежий раствор. Медь должна вся стравиться. На это уходит около часа. Промойте плату под струёй колодной воды. Просверлите отверстия.

Можно сделать ещё проще. Нарисовать схему на бумаге. Приклеить её скотчем к вырезанному текстолиту и просверлить отверстия. И только после этого рисовать схему маркером на плате и травить её.

Протрите плату спирто — канифольным флюсом или обычным раствором канифоли в изопропиловом спирте. Возьмите немного припоя и залудите дорожки.

Монтаж электронных компонентов (с фото)

Подготовьте всё, что пригодится для монтажа платы:

1. Катушка с припоем.

Катушка с припоем

Штырьки в плату

Конденсатор на 100 нФ

Постоянный резистор на 2 кОм

Переменный резистор на 500 кОм

Откусите четыре штырька и впаяйте их в плату. Потом установите динистор и все остальные детали, кроме переменного резистора. Симистор припаивайте последним. Возьмите иглу и щёточку. Почистьте промежутки между дорожками, чтобы убрать возможное замыкание. Симистор свободным концом с отверстием крепится на алюминиевый радиатор для охлаждения. Мелкой наждачной бумагой зачистьте область крепления элемента. Возьмите теплопроводящую пасту марки КПТ-8 и нанесите небольшое количество пасты на радиатор. Закрепите симистор винтом и гайкой. Так как все детали нашей конструкции находятся под напряжением сети, для регулировки будем применять ручку из изолирующего материала. Оденьте её на переменный резистор. Кусочком провода соедините крайний и средний выводы резистора. Теперь к крайним выводам припаяйте два провода. Противоположные концы проводов припаяйте к соответствующим выводам на плате.

Можно весь монтаж сделать навесным. Для этого припаиваем детали микросхемы друг к другу непосредственно с использованием лапок самих элементов и проводов. Здесь тоже нужен радиатор для симистора. Его можно сделать из небольшого куска алюминия. Такой регулятор займёт очень мало места и его можно будет разместить в корпусе болгарки.

Если захотите установить светодиодный индикатор в регулятор оборотов, то используйте другую схему.

Схема регулятора со светодиодным индикатором.

Схема регулятора со светодиодным индикатором

Здесь добавлены диоды:

• VD 1 — диод 1N4148;
• VD 2 — светодиод (индикация работы).

Регулятор со светодиодом в собранном виде.

Регулятор со светодиодом в собранном виде

Этот блок рассчитан для маломощных болгарок, поэтому симистор не установлен на радиатор. Но если вы будете использовать его в мощном инструменте, то не забудьте про алюминиевую плату для теплоотдачи и симистор bta16.

Испытание электронного блока

Перед подключением блока к инструменту испытаем его. Возьмите накладную розетку. Вмонтируйте в неё два провода. Один из них подключите к плате, а второй к сетевому кабелю. У кабеля остался ещё один провод. Его подключите к сетевой плате. Получается, что регулятор включён последовательно в цепь питания нагрузки. Подключите к цепи лампу и проверьте работу прибора.

Регулятор оборотов подключается к инструменту последовательно.

Изготовление плавного пуска

Схема собирается на печатной плате размерами 45 х 35 мм, плата разведена как можно компактней, чтобы её можно было встроить внутрь корпуса инструмента, который требует плавного пуска. Провода питания лучше впаять напрямую в плату, но если мощность нагрузки небольшая, то можно установить клеммники, как я и сделал. Плата выполняется методом ЛУТ, фотографии процесса представлены ниже.

Дорожки желательно залудить перед впаиванием деталей, так улучшиться их проводимость. Микросхему можно установить в панельку, тогда её можно будет без проблем снять с платы. Сначала запаиваются резисторы, диоды, мелкие конденсаторы, а уже впоследствии самые крупные компоненты. После завершения сборки платы её обязательно нужно проверить на правильность монтажа, прозвонить дорожки, отмыть оставшийся флюс.

Простейшая схема

УПП с регулированием оборотов на тиристоре КУ 202 получил широкое применение благодаря очень простой схеме исполнения (схема 1). Его подключение не требует особых навыков. Радиоэлементы для него достать очень просто. Состоит эта модель регулятора из диодного моста, переменного резистора (выполняет роль регулятора U) и схемы настройки тиристора (подача U на управляющий выход номиналом 6,3 вольта) отечественного производителя.

Благодаря размерам и количеству деталей регулятор этого типа можно встроить в корпус электроинструмента. Кроме того, следует вывести ручку переменного резистора и сам регулятор оборотов можно доработать, встроив кнопку перед диодным мостом.

Основной принцип работы заключается в регулировке оборотов электродвигателя инструмента благодаря ограничению мощности в ручном режиме. Эта схема позволяет использовать электроинструмент мощностью до 1,5 кВт. Для увеличения этого показателя необходимо заменить тиристор на более мощный (информацию об этом можно найти в интернете или справочнике). Кроме того, нужно учесть и тот факт, что схема управления тиристором будет отличаться от исходной. КУ 202 является отличным тиристором, но его существенный недостаток состоит в его настройке (подборка деталей для схемы управления). Для осуществления плавного пуска в автоматическом режиме применяется схема 2 (УПП на микросхеме).

Плавный пуск на микросхеме

Оптимальным вариантом для изготовления УПП является схема УПП на одном симисторе и микросхеме, которая управляет плавным открытием перехода p-n типа. Питается устройство от сети 220 В и ее несложно собрать самому. Очень простая и универсальная схема плавного пуска электродвигателя позволяет также и регулировать обороты (схема 2). Симистор возможно заменить аналогичным или с характеристиками, превышающими исходные, согласно справочнику радиоэлементов полупроводникового типа.

Схема 2. Схема плавного пуска электроинструмента

Устройство реализуется на основе микросхемы КР118ПМ1 и симисторе. Благодаря универсальности устройства его можно использовать для любого инструмента. Он не требует настройки и устанавливается в разрыв кабеля питания.

При пуске электродвигателя происходит подача U на КР118ПМ1 и плавный рост заряда конденсатора С2. Тиристор открывается постепенно с задержкой, зависящей от емкости управляющего конденсатора С2. При емкости С2 = 47 мкФ происходит задержка при запуске около 2 секунд. Она зависит прямо пропорционально от емкости конденсатора (при большей емкости время запуска увеличивается). При отключении УШМ конденсатор С2 разряжается при помощи резистора R2, сопротивление которого равно 68 к, а время разрядки составляет около 4 секунд.

Для регулирования оборотов нужно заменить R1 на резистор переменного типа. При изменении параметра переменного резистора происходит изменение мощности электромотора. R2 изменяет величину тока, протекающего через вход симистора. Симистор нуждается в охлаждении и, следовательно, в корпус модуля можно встроить вентилятор.

Таким образом, для запуска электродвигателей различного инструмента необходимо использовать УПП заводского изготовления или самодельные. УПП применяются для увеличения срока эксплуатации инструмента. При запуске двигателя происходит резкое увеличение тока потребления в 7 раз. Из-за этого возможно подгорание статорных обмоток и износ механической части. УПП позволяют значительно снизить пусковой ток. При изготовлении УПП самостоятельно нужно соблюдать правила безопасности при работе с электричеством.

Принципиальная схема регулятора оборотов

Современные схемы регуляторов оборотов УШМ построены по принципу пропускания полупроводниковым ключом только части мощности одной или обеих полуволн переменного тока. В качестве регулятора длины полуволн в таких устройствах используют симисторы (симметричные тиристоры), поэтому их иногда называют симисторными регуляторами. На рисунке ниже приведена упрощенная схема такого устройства, достаточная для объяснения принципа его действия, а справа от нее — диаграммы полного периода переменного тока до и после регулирования. Здесь заштрихованные области соответствуют мощности, которая передается электродвигателю от источника питания через симисторный регулятор.

На схеме волновым значком обозначен источник переменного напряжения, а буквой «М» — двигатель болгарки. В упрощенном виде регулятор включает в себя две RC-цепочки, динистор и симистор. При нажатии выключателя К1 происходит подача переменного напряжения на электродвигатель M и схему регулятора. Протекающий через переменный резистор R1 ток начинает заряжать конденсатор C1. Время его заряда определяется сопротивлением резистора R1, зависящим от положения его движка, которое, по сути, задает временные параметры работы регулятора. После полного заряда конденсатора напряжение в точке его подключения к динистору возрастает до номинального, динистор открывается и подает напряжение на управляющий электрод симистора. Конденсатор C1 при этом разряжается. Данный момент на диаграмме работы регулятора показан жирной вертикальной чертой. После открытия симистора происходит подача напряжения на двигатель болгарки в первом полупериоде.

При смене полярности переменного тока происходит переход напряжения через ноль, поэтому динистор и симистор закрываются. В отрицательном полупериоде все повторяется, и включение симистора также происходит с задержкой, определяемой параметрами цепочки R1C1. Регулятор даже на холостом ходу работает с некоторой задержкой включения симистора. Это связано с тем, что, хотя момент подачи тока сопротивлением R1 на конденсатор C1 соответствует переходу напряжения через ноль, оно еще должно вырасти до уровня напряжения пробоя динистора. На рисунке ниже показана зависимость мощности, подаваемой на двигатель болгарки, от временных сдвигов управляющих импульсов динистора. В первом случае сопротивление резистора R1 минимальное, поэтому заряд C1 происходит быстро, а во втором — максимальное, поэтому конденсатор заряжается медленнее.

Простейшая схема регулятора

Электрическая схема регулятора оборотов для болгарки собирается на печатной плате или навесным монтажом. Причем печатную плату тоже можно сделать самостоятельно с помощью текстолита и хлорного железа для протравки. Вместо железа можно использовать смесь перекиси водорода, соли и лимонной кислоты.

Схема регулятора оборотов двигателя для болгарки

Конфигурация электрической схемы

Для изготовления схемы понадобятся:

• резистор R1 (4,7 кОм);
• симметричный тиристор DIAC (DB3);
• симметричный тиристор TRIAC (ВТ-136/138);
• подстроечный резистор VR1 (500кОм);
• конденсатор С1 (0,1 мкФ*400В).

Принцип работы

Принцип работы схемы построен следующим образом. За отсчет времени зарядки С1 отвечает VR1. При подаче напряжения на цепь тиристоры закрыты, на выходе — 0. По мере зарядки конденсатора напряжение в нем увеличивается и открывает DIAC, что дает подачу напряжения на TRIAC. Он также открывается и пропускает ток. Затем оба тиристора закрываются и находятся в таком положении до полной обратной перезарядки C1. В итоге на выходе образуется сложный волновой сигнал с амплитудой, напрямую зависящей от рабочего времени цепи C1-VR1-R1.

Схема подключения регулятора оборотов

Окончательная сборка и тестирование регулятора

На печатной плате или радиаторе из меди (алюминия) собирается схема

При навесной сборке особенно важно место установки тиристоров (строго на радиаторе, он играет роль теплоотвода). Затем проводится обязательная проверка работоспособности схемы с помощью обычной электрической лампочки

Плавность изменения накала будет той же, что и в готовом регуляторе оборотов для болгарки после окончательной сборки.

В заводских моделях предусмотрено пластиковое регулировочное колесо, при желании его также можно купить отдельно и включить в комплект самодельного регулятора. Если тестирование прошло успешно, регулятор крепится на болгарку и врезается в схему питания инструмента.

Делаем регулятор частоты вращения

Электрическая болгарка невозможна без регулятора частоты вращения, чтобы существовала возможность понизить число оборотов.

Схема регулятора с точки зрения физики выглядит так:

• Резистор – R1;
• Подстроечный резистор – VR1;
• Конденсатор – C10;
• Симистор – DIAC;
• Симистор – TRIAC.

Электронный регулятор бывает не только встроенным, но и выносным для удобства. В болгарках фирмы Bosch электроника устанавливает число оборотов от почти 3 тысяч до 11,5 тысяч. Нет нагрузки на мощности счетчика, учитываются все показатели. Снизить количество оборотов и повысить их не затруднит инструмент. Регулируемые частоты вращения просто необходимы при любой работе болгаркой.