Es proposa considerar una opció de fabricació. electrònica controlador de velocitat per a un motor de corrent continu amb una tensió de funcionament de 24 V.
El disseny proposat del controlador de velocitat del motor està dissenyat per canviar la velocitat de gir de l'eina en una màquina de perforació, la fabricació de la qual es descriu a la nota "Perforadora - romboide". Tot i això, aquest dispositiu es pot utilitzar per controlar la potència en altres dissenys.
La necessitat d’ajustar les revolucions de l’eina es produeix per les següents raons. El canvi del material processat, el diàmetre i el tipus d'eina requereix un canvi en la velocitat de tall. Per exemple, la perforació de plexiglass o alguns plàstics termoplàstics, en condicions òptimes per a la perforació de metall, només comportarà la fusió del material processat a la zona de tall i la seva enganxada al trepant. La perforació, el remenat i el retractall del mateix forat també requereixen diferents revolucions per a un tractament superficial de gran qualitat. L’augment del diàmetre del trepant requereix una disminució proporcional del nombre de revolucions. A més, de vegades cal invertir el sentit de gir de l’eina. Per complir elementalment aquestes condicions, es proposa fabricar un controlador electrònic de velocitat.
Realització del controlador de velocitat del motor.
1. Les dades de la font.
En aquest exemple, s’utilitza un motor de 24 volts de corrent continu (0,7A) en una màquina de perforació.
Per al funcionament d’aquest motor elèctric, cal una font d’alimentació adequada.
La tensió i el corrent necessaris per al funcionament del motor poden ser proporcionades pel transformador d’escaneig vertical TVK-110L-1, pres d’un televisor antic. Té petites dimensions i massa (ШЛ 20 х 32) i a partir del bobinat secundari és capaç de produir un corrent d’1 A amb una tensió de 22 ... 24 V. En aquest cas, la tensió rectificada serà d’uns 30 V, però amb un augment del consum de corrent, la tensió de sortida disminuirà lleugerament.
2. La fabricació d’un rectificador.
Atès que amb una possible frenada brusca de l’eina de processament, és probable que les pujades del corrent que consumeix el motor fins a 1,5 ... 2,0 A, per al rectificador fabricat és necessari utilitzar díodes amb un marge de límit actual. És aconsellable utilitzar díodes amb tensió de funcionament superior a 30V i corrent limitant de més de 2,0A.
En la versió considerada del regulador, s'utilitzen els díodes KD202D òptims (200V - 5.0A), disponibles.
A partir dels díodes seleccionats, muntarem un rectificador de pont i el connectarem al bobinat secundari del transformador. Alimentem el transformador de la xarxa elèctrica i comprovem la tensió de sortida.
3. Com fer una funda per al dispositiu.
És hora de col·locar la part elèctrica del controlador de velocitat. Les opcions següents són possibles. En un cas independent independent de la màquina, en un cas instal·lat permanentment a la màquina, així com integrat a l'estructura de la màquina (per exemple, a la taula de la màquina).
Atès que el disseny proposat és un regulador de potència per a diversos dispositius, tenint en compte les perspectives del seu possible ús addicional, és recomanable fabricar aquest dispositiu en un estoig mòbil independent. La fabricació o la compra d’un estoig adequat dependrà dels vostres desitjos i capacitats. Com a opció, es va utilitzar una ampolla de plàstic de productes químics de dimensions totals de 90 x 70 x 90 mm en el disseny en qüestió.
El contenidor ha tallat parcialment la part superior. La finestra resultant es tanca amb un plafó decoratiu fet d’una xapa metàl·lica amb un gruix de 0,4 mm. Les costelles formades després de doblegar-se a tres costats de les prestatgeries de la peça donen al panell una rigidesa suficient per funcionar. Quan s'instal·la en una estructura, el tauler també proporciona una resistència addicional a l'allotjament. El panell està equipat amb una presa per a la tensió de sortida, un regulador de potència, una placa amb un circuit electrònic (inferior).
Segons la mida de la finestra del cas, a la placa de circuit universal, es talla una placa de treball per adaptar-se al circuit electrònic del controlador.
4. El circuit elèctric del regulador.
A Internet podeu trobar moltes opcions de circuits per a regular la velocitat d’un motor de corrent continu. Els circuits més simples i estables es basen en el temporitzador NE555. Necessiten un mínim de components, pràcticament no cal que es configurin i es muntin ràpidament. Per tant, no ens esforçarem per l’originalitat, realitzarem un controlador electrònic de velocitat basat en un provador circuit generador amb un temporitzador NE555, segons la figura següent.
El circuit del controlador es basa en el DA1 - un temporitzador integrat importat NE555 (analògic domèstic - KR1006VI1). El disseny del temporitzador és un circuit integrat multifuncional (IC). S'utilitza sovint en diversos dispositius (electrònica, tecnologia informàtica, automatització). L’objectiu principal d’aquest temporitzador és generar impulsos amb un gran ventall del període de repetició (des de microsegons fins a diverses hores).
El circuit de controlador donat al temporitzador NE555 permet controlar la velocitat del motor mitjançant la modulació d’amplada d’ampliació (PWM).
En aquest mètode, la tensió al motor es subministra en forma de polsos amb un ritme de repetició constant, però alhora es pot controlar la seva durada (amplada de pols). Amb aquest mètode de control, la potència transmesa i la velocitat del motor seran proporcionals a la durada del pols (cicle de treball del senyal PWM - la relació de la durada del pols al seu període).
El principi de funcionament del generador de senyal PWM en el temporitzador NE555 es descriu de forma repetida i detallada a les publicacions pertinents que es poden trobar a Internet.
El generador del regulador funciona amb una freqüència d’uns 500 Hz. La seva freqüència depèn de la capacitat del condensador C1. La durada del pols estarà regulada per una resistència variable R2. Els senyals de la sortida del generador de senyal PWM, mitjançant l'amplificador de corrent del transistor VT1, controlen el motor de la màquina. En augmentar l’amplada del pols positiu que arriba a la base del transistor VT1, augmentem la potència subministrada al motor de corrent continu i viceversa.La durada del pols i, per tant, la velocitat del motor, es pot canviar entre 0 i 95 ... 98%.
La direcció inversa de l'eina es pot fer mitjançant l'interruptor de commutació instal·lat al panell. Però per simplificar el disseny, aquesta funció es realitza girant el connector (canvi de pal) a la presa del tauler.
En lloc del transistor compost n-p-n compost KT 829A, es pot utilitzar un transistor amb efectes de camp o un optocupador de la potència corresponent.
El regulador s’alimentarà des d’una xarxa de 220 V i tindrà una sortida de 24 V. regulada per potència.La tensió d’alimentació del temporitzador NE555 hauria d’estar en el rang de 5 ... 16 V, en el circuit funcionarà a partir d’una tensió estabilitzada de 12V. Aquest circuit de control també pot funcionar des d'una altra font d'alimentació en 24 ... 30 V.
5. El conjunt complet del dispositiu.
Completem el dispositiu amb peces segons el diagrama anterior. El transistor de sortida VT1 i l’estabilitzador VR1 s’instal·len en petits radiadors. En el disseny donat es fan d’una cantonada d’alumini.
6. Comprovació del funcionament del circuit generador.
A Internet hi ha moltes variants similars del circuit generador del temporitzador NE555, però els valors de les parts en diferents circuits difereixen desenes i centenars de vegades. Per tant, per simplificar la fabricació i depuració d’un circuit de treball, és recomanable muntar-lo prèviament sobre una placa de circuit universal.
Recollim el circuit generador. A la sortida del temporitzador (pin 3), connectem la base del transistor n-p-n KT315. Al circuit del seu col·leccionista, encenem el LED indicador mitjançant una resistència limitant 1kΩ. L’emissor està connectat al circuit menys. Alimentem el circuit generador a partir d’una font d’alimentació estabilitzada de 12 V Escollint els valors de les peces, controlem el funcionament correcte del generador mitjançant la brillantor del LED.
El LED de control també es pot instal·lar directament a la sortida del temporitzador (pin 3), però tingueu en compte que el temporitzador NE555 té un corrent de sortida de fins a 200 mA. L'anàleg tancat domèstic KR1006VI1 permet un corrent de sortida de fins a 100 mA.
7. Instal·lació del circuit del controlador de velocitat.
Realitzem la disposició del tauler: col·loquem les peces als radiadors, una resistència de control de velocitat variable, condensadors electrolítics. Forem forats a la junta per muntar peces i fixar la junta al taulell de dispositius. Realitzem la instal·lació del circuit regulador a la taula de treball.
8. Muntatge del regulador de velocitat del motor.
Recopilem tots els nodes del controlador de velocitat. Fixem la placa al taulell de dispositius amb una junta fina de PCB per aïllar els contactes de la placa del plafó metàl·lic. La sortida del regulador està connectada a la presa situada al tauler. A més, als seus terminals, en sentit contrari, vam soldar el díode VD3. Es amortirà els polsos d’auto-inducció de l’enrotllament del motor. Aquest díode ha de suportar la tensió de funcionament i el corrent d'almenys dues vegades respecte del rendiment del motor.
El paper de l’indicador de funcionament del regulador el realitzarà un element de la tira LED1 a una tensió de 12V. Col·loqueu-la (pega) a l’espatlla del suport del motor, per sobre del mandril de la perforació, de manera simultània amb la indicació de la il·luminació de la zona de tractament.
9. Finalització del disseny de la màquina de perforació.
Els treballs de la màquina fabricada van mostrar la necessitat de perfeccionar el seu disseny.
S’instal·la una placa addicional sota el cargol de fixació en alçada, que permet distribuir la pressió de subjecció sobre una àmplia àrea, eliminar els embussos i facilitar el lliscament de la base de suspensió sobre el suport de la màquina.
Per suggeriment del comentarista sobre el control de la posició òptima de l'eina respecte a la peça, es va fer i instal·lar una aturada ajustable. Es munta a la part superior de la base de la suspensió i serveix d’aturada per al braç de suspensió superior. L'èmfasi s'ajusta de manera que el braç de suspensió i els braços de la suspensió no puguin caure per sota dels 2 mm de la línia zero. En la posició de parada, el trepant s’instal·la al mandril fins que toqui la taula de la màquina.De manera que funcionarà automàticament a la zona òptima de 4mm, amb un desplaçament lateral mínim de 0,01 mm.
