Как сделать регулятор оборотов для болгарки своими руками?

Содержание

Если среди вашего инструментария имеется старая болгарка, не торопитесь избавляться от нее. Задействовав простенькую электросхему, инструмент можно усовершенствовать, добавив ему опцию корректировки частоты вращения. За счет обычного управляющего устройства, которое можно создать своими руками в течение нескольких часов, функции инструмента существенно расширятся. Понизив количество вращений за единицу времени, углошлифовальную машинку можно использовать как заточной и шлифовочный агрегат для разных типов материалов. Появятся дополнительные возможности для использования вспомогательных оснасток и насадок.

Для какой цели УШМ невысокие обороты?

Интегрированная опция регулировки числа оборотов круга даст возможность бережно подвергать обработке такие материалы, как дерево либо пластик. На пониженных скоростях увеличиваются комфортабельность и безопасность. Наиболее практична подобная опция в радио- и электромонтажном деле, СТО и студиях, занимающихся реставрацией.

К тому же в среде профессионалов, использующих электроинструмент, бытует суждение, что чем тривиальнее устроено приспособление, тем оно надежнее. А добавочную сервисную «начинку» желательно вывести за границы болгарки. При подобном подходе обслуживание оборудования существенно упрощается. В связи с этим некоторые фирмы умышленно производят выносные индивидуальные электрорегуляторы, подключающиеся к сетевому кабелю УШМ.

Для чего болгарке плавный пуск и регулятор оборотов?

В современных углошлифовальных машинах используют 2 необходимые опции, увеличивающие характеристики и безопасность оснащения:

• регулятор оборотов (частотный преобразователь) – устройство, предназначенное для преобразования числа оборотов мотора в разных режимах функционирования;
• устройство плавного пуска – схема, которая обеспечивает неторопливое наращивание оборотов мотора от нулевой отметки до предельного значения при подключении агрегата.

Используются в электромеханическом оборудовании, в структуре которого практикуется электромотор переменного тока с коллектором. Содействуют снижению изнашивания мехчасти агрегата при включении. Уменьшают нагрузку на электрические компоненты машины, вводя их в работу плавно. Как выявили изучения качеств материалов, особенно сильная выработка соприкасающихся узлов производится в процессе внезапного перехода из неподвижного состояния к быстрой активности. Например, один пуск ДВС в автомашине равняется по изнашиванию поршня и группы уплотняющих колец к 700 километрам пробега.

При подаче электропитания совершается скачкообразный переход от неподвижного состояния до вращения круга со стремительностью 2,5-10 тысяч оборотов за 60 секунд. Тому кто пользовался угловой шлифмашиной, отлично известно чувство, что инструмент прямо «вылетает из рук». Как раз в этот миг и случается большая часть аварий, сопряженных с мехчастью агрегата.

Обмотки ротора и статора ощущают не меньшую нагрузку. Электромотор переменного тока с коллектором запускается в режиме короткого замыкания, ЭДС уже выталкивает вал вперед, однако сила инерции еще не дает возможность ему вертеться. Зарождается скачок пускового электротока в катушках электродвигателя. Несмотря на то что по конструкции они разработаны для подобной работы, со временем приходит мгновение (к примеру, при перепаде напряжения в электросети), когда изолятор обмотки не способен выдержать и проистекает замыкание между витками.

При введении в электросхему инструментария схем приспособления плавного пуска и перемены частотности вращения мотора все вышеописанные неприятности самопроизвольно пропадают. Помимо всего, решается вопрос внезапного и значительного снижения напряжения в общей электросети во время пуска инструмента. Отсюда понятно, что бытовые электроприборы не подвергнутся опасности выхода из строя. А автоматические выключатели на электросчетчике не станут срабатывать и выключать ток в квартире либо доме.

Схема плавного пуска применяется в углошлифмашинах среднего и высокого ценового сегмента, узел регулирования оборотов – все больше в профессиональных модификациях болгарок. Регулирование оборотов дает возможность подвергать обработке угловой шлифмашиной мягкие материалы, осуществлять деликатное шлифование и полировку, так как на больших оборотах дерево либо краска попросту сгорят. Вспомогательная электросхема повышает цену инструментария, но продлевает срок эксплуатации и степень безопасности при использовании.

Как собрать регулятор своими руками?

Упрощенный и довольно надежный в эксплуатации частотный преобразователь для УШМ сооружается собственными руками из доступных электрических деталей. Внизу находится схема, на которой показаны все требуемые компоненты для монтирования на плате печатного монтажа интересующего нас приспособления.

Итак, нам потребуются:

• симметричный триодный тиристор (или триак, симистр) DIAC (DB3);
• резистор (сопротивление) R1 (его параметры должно составлять 4,7 кОм);
• дополнительный триак ВТ136/138 (TRIAC);
• конденсатор С1 (400 В, 0,1 мкФ);
• дополнительное сопротивление VR1 на 500 кОм.

Подобная схема функционирует по следующему методу.

• Время зарядки конденсатора модифицируется вспомогательным резистором (он получил название подстроечный). Когда на схему поступает напряжение, симистры пребывают в затворенном положении, а на выводе наблюдается нулевое значение напряжения.
• В процессе зарядки конденсатора отмечается повышение напряжения на нем, что ведет к раскрытию симистра DB3. В результате этого напряжение попадает на ВТ136/138. Этот тиристорный элемент тоже раскрывается, и сквозь него идет электрический ток.
• После этого симметричные компоненты вновь закрываются и пребывают в подобном статусе до абсолютной перезарядки конденсатора в противоположную сторону.
• В конечном счете на выводе мы обретаем сложный по конфигурации детерминированный сигнал конечной энергии. Его точный диапазон определяется периодом выполнения функций цепи конденсатор – вспомогательное сопротивление – сопротивление R1.

Симистры, как правило, располагаются на плате печатного монтажа. Ее легко создать из текстолита (применяется многослойный прессованный пластик, состоящий из теплоизоляционного волокна и фольги). Отдельные мастера вырезают плату посредством резака. Практикуется размещение элементов схемы способом навесного монтирования. Симистры монтируются только на алюминиевом либо медном теплообменнике. Он исполняет роль хорошего теплоотвода.

Испытание собранного приспособления производится при помощи обыкновенной лампы накаливания на 40-60 Вт. Подсоединяете ее к схеме, приступаете к регулированию мощности свечения. Если яркость меняется, следовательно, вы все выполнили правильно. Теперь можно приступать к монтажу регулятора в оболочку углошлифовальной машины. Осуществить это бывает не очень легко, поскольку необходимо добиться того, чтобы вспомогательное устройство не было помехой вам при использовании углошлифовальной машинки.

Место монтажа кустарного управляющего устройства вам будет необходимо рассчитать самостоятельно, в соответствии с особенностями конструкции болгарки. Установка схемы производится:

• в добавочную коробку, монтируемую на корпус агрегата;
• в рукоятку держателя;
• в маленькую пустую нишу (она предназначается для охлаждения и обеспечения циркулирования воздушных масс) в задней области УШМ.

Само подсоединение схемы к устройству производится методом интегрирования ее в канал электрического питания угловой шлифмашины. С этим трудностей у вас, надо думать, не появится.

Тестирование электронного устройства

Перед подсоединением блока к болгарке проверим его. Возьмите накладную электророзетку. Вставьте в нее 2 проводка, один из которых подсоедините к плате, а другой к кабелю сети. Еще один провод подсоедините к сетевой плате. Как видим, регулятор подсоединен последовательно в электрическую цепь. Подсоедините к электроцепи лампочку и опробуйте работоспособность устройства.

Подсоединение регулятора к УШМ

Частотный преобразователь подсоединяется к инструменту последовательно. Если в ручке угловой шлифмашины имеется свободное пространство, то там можно разместить этот прибор. Схема, собранная посредством навесного монтажа, приклеивается эпоксидкой, которая будет служить в качестве изолятора и защиты от вибраций. Резистор переменного сопротивления с пластиковой ручкой вынесите наружу, чтобы корректировать обороты.

Монтаж регулятора в полость корпуса угловой шлифмашины

Электронное устройство, собранное отдельно от УШМ, помещается в оболочку из диэлектрического материала, поскольку все компоненты пребывают под напряжением. К корпусу фиксируется переносная электророзетка с кабелем. Наружу выносится рукоятка резистора переменного сопротивления. Регулятор подключается в электросеть, а инструмент в портативную электророзетку.

Как сделать регулятор из диммера?

Весьма эффективным и легким решением данного вопроса станет создание выносного частотного преобразователя. В роли преобразователя можно задействовать диммер – приспособление для регулирования уровня освещенности. При создании понадобятся электророзетка и вилка. Надо сказать, что реализация подобного устройства может быть выполнена разными методами. Особенно простыми являются 2: с использованием автомата и без него.

1. Прикрутите к концам электророзетки 2 провода таким образом, чтобы один при этом был подлиннее. После этого длинный конец подключите к одному из контактов на вилке. Окончание 2-го провода фиксируете на контактах диммера, а другой его вывод подсоединяете ко 2-му контакту вилки.
2. При применении 2-го варианта требуется внести ряд модификаций в схему, а конкретно разместить на шнуре промеж вилки и диммера автомат. В основном в диммерах предусмотрены обыкновенные выключатели, но нам требуется автоматический, который, если что-то пойдет не так, выключит наше приспособление от электросети.

Итак, частотный преобразователь углошлифовальной машины готов, и для практичности его можно разместить в специализированном корпусе либо же зафиксировать на панели из древесины. Следует только принять в расчет, что подобное приспособление – самодельное, а работая с электросетью, надо быть осмотрительным.

О том, как сделать регулятор оборотов для болгарки своими руками, смотрите в видео ниже.

Практически у всех моделей болгарок нижнего ценового диапазона отсутствуют такие полезные опции, как регулировка скорости вращения шпинделя и плавный пуск. При наличии желания и некоторых навыков регулятор оборотов для болгарки можно изготовить своими руками, хотя гораздо проще приобрести готовый электронный блок за несколько сотен рублей. Регулировка частоты вращения расширяет возможности УШМ и позволяет выполнять с помощью нее обработку мягких материалов на пониженных скоростях резания. Помимо регулятора числа оборотов для УШМ очень полезной функцией является плавный пуск, который сглаживает резкое нарастание тока в обмотках электродвигателя в момент подачи на него напряжения. Этим предотвращается скачкообразное увеличение крутящего момента и «проседание» питающей сети. Кроме того, плавный пуск снижает ударные нагрузки на двигатель и редуктор болгарки, что защищает их от преждевременного износа.

Для чего нужно регулировать обороты на УШМ

Любая болгарка конструктивно «заточена» на работу только с отрезным или зачистным кругом определенного диаметра. Всего существует шесть самых распространенных диаметров в интервале от 115 до 300 мм, которым соответствует шесть групп скоростей вращений шпинделя на холостом ходу. К примеру, болгарки с кругами Ø125 мм имеют частоту вращения порядка 11÷12 тыс. об/мин, а с кругами Ø150 мм — 9÷10 тыс. об/мин. Такие значения числа оборотов шпинделя обусловлены тем, что отрезные диски предназначены для высокопроизводительной обработки твердых материалов (металл, камень, керамика) на скоростях резания до 80 м/сек.

Однако при резке и в особенности шлифовке мягких и вязких материалов требуются совсем другие параметры резания и, соответственно, применение инструмента с регулятором скорости. Причем это касается не только древесины и пластмасс, но также сталей, сплавов титана и алюминия. Например, обработка пластиков и мягких сортов дерева происходит на скоростях резания от 8 до 12 м/сек, шлифовка сплавов титана и нержавейки — в пределах 15÷20 м/сек, и даже обычную сталь шлифуют не более чем при 30 м/сек. Поэтому скорость вращения шлифовальных насадок у болгарок должна быть меньше паспортной в несколько раз. При этом необходимо отметить, что в основной массе регуляторы оборотов УШМ по своей сути являются регуляторами мощности, подаваемой на электродвигатель болгарки. То есть снижение числа оборотов достигается уменьшением мощности источника на величину до 15 % от номинальной. Но для шлифовки и резки мягких материалов это не имеет большого значения, т. к. в этом случае изначально требуется небольшая мощность.

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.

Что такое плавный пуск

Плавный пуск болгарки — это нарастающая подача напряжения на ее двигатель, при которой он разгоняется без скачков пускового тока и с постепенным нарастанием крутящего момента. Такой режим защищает питающую сеть от избыточного отбора мощности и предотвращает ее «проседание». Это особенно актуально при питании болгарки от автономных источников напряжения. Кроме того, он защищает обмотки электродвигателя от сверхнормативных токов, которые могут привести к их пробою. При плавном пуске редуктор болгарки не испытывает ударных нагрузок, что защищает его от преждевременного износа.

Электронная схема, обеспечивающая плавный пуск болгарки, построена на том же принципе, что схема регулятора оборотов. Здесь также используется симистор, ограничивающий подачу мощности на электродвигатель. Но в отличие от регулятора скорости вращения управляющие импульсы на симистор формируются не ручным заданием сопротивления в RC-цепочке, а электронной схемой, формирующей последовательность импульсов с уменьшающейся длительностью задержки. Ниже на диаграмме показано, как сокращается время сдвига импульса и нарастает мощность, подаваемая на двигатель болгарки.

Поскольку плавный пуск и регулятор оборотов работают на одной схемотехнике, выпускаются электронные блоки, сочетающие в себе функции обоих этих устройств.

Способы подключения регулятора внутрь корпуса болгарки

Блок регулятора числа оборотов — это очень компактное устройство, которое без труда помещается внутри корпуса болгарки. В Интернете без труда можно найти схемы и руководства по изготовлению таких регуляторов. Но насколько целесообразно делать его самому — каждый решает сам, ведь в интернет-магазинах готовый блок можно приобрести всего за 300–500 руб. На фото ниже показан электронный регулятор скорости вращения на напряжение до 250 В и номинальный ток 12 А со стандартной для болгарок ступенчатой регулировкой на шесть позиций. Его цена без доставки составляет около 200–300 рублей в зависимости от продавца.

В хватовой части (задней ручке) болгарки для установки регулятора с такими габаритами места более чем достаточно. У маломощных УШМ свободное место находится обычно ближе к его концу, а у более мощных — между ручкой и двигателем или в самой ручке (см. фото ниже). Особых навыков для установки такого регулятора не требуется, т. к. его просто нужно включить в разрыв цепи питания электродвигателя болгарки.

В видеоролике ниже показана реанимация старой болгарки с оснащением ее регулятором скорости вращения. Интересно кнопочное управление числом оборотов с запоминанием значения после выключения напряжения питания.

Подключение плавного пуска

Электронный регулятор оборотов в основном нужен домашним мастерам для расширения возможностей болгарки в части шлифовки и обработки мягких материалов. Профессионалы, как правило, используют для отдельных видов работ специализированный инструмент и используют УШМ только по прямому назначению. С устройством плавного пуска ситуация иная. Для инструмента бытового назначения, имеющего небольшую мощность, эта опция полезна, но необязательна. А вот для профессиональных болгарок с приводами свыше 1000 Вт она жизненно необходима. Кроме приведенных выше улучшений эксплуатационных характеристик, плавный пуск крайне важен для безопасности работы оператора. Болгарка с кругом Ø230 и мощностью 2000 Вт весит 5÷6 кг, и, чтобы удержать ее во время пускового рывка, требуются определенные усилия и устойчивое положение.

Блок плавного пуска можно приобрести в торговых сетях и самостоятельно смонтировать внутри корпуса любой УШМ. В видеоролике ниже показана его установка на новую мощную болгарку, приобретенную автором для зачистных работ. Это видео также интересно тем, что его автор с помощью стрелочного прибора демонстрирует величину скачка тока при включении болгарки сначала без плавного пуска, а затем уже с этим устройством.

Самым совершенным устройством управления болгаркой является система поддержания оборотов под нагрузкой, которая также выполняет функции регулятора скорости вращения и обеспечивает плавный пуск. В Интернете можно найти схему изготовления такого устройства на микросхеме U2010B, но она достаточно сложна даже для тех, кто обладает начальными навыками радиолюбителя. А можно ли приобрести готовый блок поддержания оборотов и сколько он стоит? Если кто-нибудь может ответить на этот вопрос, пожалуйста, поделитесь информацией в комментариях.

Болгаркой называют угловую шлифовальную машину, которая в домашних условиях позволяет зачищать поверхности, шлифовать, резать плитку и пилить дерево. Каждому мастеру хочется владеть надежным и функциональным инструментом, без сбоев и поломок. Заводские версии УШМ для этого можно слегка доработать — собрать регулятор оборотов для болгарки своими руками. Это повысит рабочий ресурс машинки и позволит работать без неприятных сюрпризов.

Зачем в болгарке плавный пуск и регулятор оборотов

Самый частый сюрприз в работе — выход из строя обмотки электродвигателя. Это может случиться всего через несколько запусков нового инструмента. Проблема образуется из-за очень высокой скорости вращения. В момент включения машинки происходит сразу несколько последовательных действий:

Регулятор оборотов болгарок Bosh

• резко увеличивается величина тока:
• запускается электродвигатель;
• набираются обороты до рабочих величин.

Все это происходит в очень короткий промежуток времени, что дает огромную нагрузку на каждый узел УШМ, особенно на электрическую обмотку. Как следствие — она обрывается.

Многие модели изначально оснащаются устройствами плавного запуска и регуляторами оборотов, но они не имеют большой популярности из-за высокой стоимости. На более бюджетных вполне реально собрать регулятор оборотов для болгарки собственноручно, причем плавный запуск собирается на той же микросхеме. Одним действием решаются две основных проблемы столь нужного инструмента.

Те, кто работал болгаркой с кафелем, камнем и подобными материалами, знают, что качество резки и внешний вид края сильно страдают от высоких скоростей, а сам инструмент буквально «убивается» от таких работ. Та же проблема и с металлическими деталями: алюминий и прочие мягкие сплавы нужно резать на минимальных оборотах, а толстое и твердое полотно — на максимальных скоростях. Процессы шлифовки и полировки поверхностей на высоких скоростях испортят материал.

Установка регулятора скорости существенно расширит имеющийся функционал и позволит не беспокоится о работоспособности. А предотвращение поломок никогда никому не мешало.

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.

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.

Тонкости работы болгарки с самодельным регулятором

Регулятор оборотов для УШМ своими руками

Ограничением в эксплуатации модифицированного инструмента будет строгое соблюдение режима «работа/отдых». Это необходимо для сохранения обмотки коллектора. При работе на пониженных оборотах коллекторный двигатель сильно греется и может доставить неприятности.

Следующий фактор — момент включения. Обороты нужно понижать на работающем инструменте. При включении на минимальных оборотах напряжения может не хватить для раскрутки ротора, ламели коллектора останутся замкнутыми, а обмотка начнет перегреваться и может сгореть.

Следует понимать, что установка регулятора никак не повысит мощность инструмента. Если в спецификации указано максимальное число 3000 об/мин, то болгарка будет выдавать диапазон от 0 до 3000 об/мин.

Видео по теме: Регулятор оборотов для болгарки

Используемые источники:

• https://stroy-podskazka.ru/instrumenty/bolgarka/regulyator-oborotov/
• https://wikimetall.ru/oborudovanie/plavnyj-pusk-svoimi-rukami.html
• https://specnavigator.ru/instrumenty/bolgarka/izgotovlenie-regulyatora-oborotov.html