조정 가능한 드릴 머신 속도 컨트롤러 회로

제안 된 가변 드릴 속도 컨트롤러 회로는 부하에 관계없이 드릴 머신 모터에서 일정한 (조정 가능한) 속도를 유지합니다.

가장 많이 사용되는 전동 공구 중 하나는 전동 드릴 머신입니다. 무수한 장점에도 불구하고 파워 드릴에는 한 가지 큰 장애가 있습니다. 즉, 많은 응용 분야에서 일정한 고속입니다.

이중 속도 구성이있는 경우에도 하한은 약 300-750rpm을 커버하며, 이는 드릴링 석조물이나 판금에 플라이 커터를 사용하는 것과 같은 미묘한 작업에 여전히 매우 빠릅니다.

파워 드릴의 속도 컨트롤러 버전은 최대 속도의 0 %에서 75 %까지 속도를 변경할 수 있습니다. 또한 드릴에서 컨트롤러를 분리하지 않고도 정상적인 속도로 작동 할 수 있습니다.

부하에 변화가있을 때에도 컨트롤러는 상당히 균일 한 속도를 유지하기 위해 내장 된 보상 기능을 갖추고 있습니다.

작동 원리

전기 모터의 일반적인 특성은 작동 할 때 전원에 반대되는 역 전압을 생성한다는 것입니다.

이 상태를 역기전력이라고합니다. 반대 전압은 전기 모터의 속도에 비례하는 것으로 밝혀졌습니다. SCR 드릴 속도 컨트롤러는이 효과를 활용하여 속도 대 부하 보상을 확실하게 제공했습니다.

이 컨트롤러는 실리콘 제어 정류기 (SCR) 드릴 모터에 반파 전력을 게이트합니다. SCR 전도도의 기본 사항은 다음과 같습니다.

1. 양극 (단자 A)은 음극 (단자 K)에 대해 양전하를 띤다.
2. 게이트 (단자 G)가 음극과 관련하여 최소 0.6V 양으로 발전 할 때.
3. 약 10mA의 전류가 게이트 단자로 흐르고 있습니다.

시간 SCR 스위치 켜짐 각 포지티브 하프 사이클에서 게이트에 대한 전압 파형 레벨을 제어하여 효율적으로 조정할 수 있습니다. 결론적으로 드릴에 공급되는 전력량을 완벽하게 제어 할 수 있습니다.

저항 R1 및 R2 및 전위차계 RV1이 전압 분배기 SCR 게이트에 조정 가능한 값의 반파 전압을 제공합니다. 모터가 움직이지 않으면 SCR의 음극이 0V가되어 거의 완전히 켜집니다. 드릴의 속도가 증가하면 드릴에 전압이 형성됩니다.

이 추가 전위는 효과적인 게이트 음극 전압을 감소시킵니다. 따라서 모터가 가속되면 RV1의 구성에 의해 조정 된 속도로 모터가 안정 될 때까지 공급 전력이 감소합니다.

드릴에 하중이 가해 졌다고 가정 해 보겠습니다. 이것은 드릴을 감속하는 경향이 있으며 동시에 드릴의 전압이 떨어지게합니다. 그러면 SCR의 자동 실행 시간으로 인해 더 많은 전력이 모터에 공급됩니다.

따라서 드릴 속도는 하중에 관계없이 설정되면 유지됩니다. 다이오드 D2는 R1, R2 및 RV1을 통과하는 전류를 양의 반주기로만 제한함으로써 R1, R2 및 RV1에서 소비되는 전력을 절반으로 줄이는 기능을합니다.

다이오드 D1은 극심한 역 전압으로부터 SCR 게이트를 보호합니다.

SW1은 최대 속도 위치에서 SCR을 쉽게 단락시킵니다. 결과적으로 RV1이 작동하지 않고 전체 전원 공급 장치가 드릴에 적용됩니다.

구성

가장 중요한 것은 드릴 속도 컨트롤러 회로가 절연 변압기없이 주전원에 직접 연결되어 있다는 점을 아는 것이 중요합니다.

따라서 중상 또는 치명적인 부상이 발생하지 않도록 조립 중에 예방 조치를 취해야합니다.

소수의 전자 부품 만 사용되기 때문에 태그 스트립이나 PCB를 사용할 필요가 없습니다. 두 개의 '공중'조인트 만 필요하며 단락의 가능성을 피하기 위해 안전하게 절연되어야합니다.

이 프로젝트에는 스터드 장착 유형의 SCR이 사용됩니다. 이 구성 요소는 함께 제공되는 솔더 러그를 사용하여 배치되고 스위치의 중앙 러그에 납땜됩니다.

최대 3A의 부하에는 히트 싱크가 필요하지 않습니다. 플라스틱 팩 SCR이있는 경우 스위치 러그를 통해 구멍을 뚫고 SCR을 똑바로 볼트로 고정 할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 25mm x 15mm 크기의 알루미늄 조각을 SCR과 스위치 러그 사이에 배치하여 방열판으로 사용하는 것이 좋습니다.

장치가 240 Vac에서 작동하기 때문에 모든 외부 구성 요소에 대해 접지 연결을하는 것을 기억하는 것이 기본입니다. 케이스의 경우 금속 뚜껑이있는 플라스틱 구획을 사용했습니다.

또한 플라스틱 케이스 측면을 통해 금속 나사로 부착 된 케이블 클램프가 사용됩니다.

이 나사, 덮개 및 출력 소켓의 접지 단자에 대한 접지 연결을 준비하는 것을 잊지 마십시오.

접지 케이블이 중간 링크없이 한 접지 지점에서 다른 지점으로 연결되므로 연속 배선 만 사용하는 것이 중요합니다. 두 개의 접지 케이블을 하나의 접지 러그에 납땜하는 것은 좋지만 하나의 나사 아래에 두 개의 와이어를 고정하지 마십시오.

UB3 상자의 알루미늄 덮개는 특히 출력 소켓의 구멍이 잘린 경우이 응용 분야에 견고하지 않습니다.

따라서 18 게이지 강철 또는 16 게이지 알루미늄 재질로 새 뚜껑을 제작하십시오.

추가 안전 예방 조치로 장치 내부에 고정 될 나사 홈에 소량의 접착제, 래커 또는 매니큐어를 사용하는 것이 좋습니다. 이것은 안전한 장착을 보장합니다.

일부 SCR에서 R1 및 R2에서 제공하는 트리거 전류가 부적절하다는 것을 알 수 있습니다. 이를 극복하려면 각 저항과 병렬로 추가 10k 저항을 추가하십시오.

사용하는 방법

먼저 드릴 속도 컨트롤러 회로를 전원 공급 장치에 연결하고 드릴을 컨트롤러에 연결합니다.

그런 다음 원하는 속도 (최대 또는 가변 속도)를 선택합니다. 토글 기능은 드릴의 스위치 자체에 의해 제공되기 때문에 ON 또는 OFF 스위치가없는 것을 알 수 있습니다.

최고 속도에서는 드릴이 정상적으로 실행되고 컨트롤러의 속도 제어는 효과가 없습니다.

가변 속도를 선택하면 제어 장치가 전체 속도의 0 ~ 75 % 사이에서 속도를 조절합니다. 제어의 저속 및 고속 끝에서 데드 존이있을 수 있습니다.

이것은 매우 정상적인 현상이며 컨트롤러 내의 드릴 속성 및 부품 공차로 인해 발생합니다.

매우 낮은 속도에서는 무부하 상태에서 드릴이 흔들리는 것을 알 수 있습니다. 그러나 부하가 가해지는 순간 저크가 줄어들고 결국 사라집니다.

드릴을 최대 속도 이하로 사용하면 모터의 냉각 효과가 크게 감소합니다.

이것은 냉각 팬이 아마추어 샤프트에 부착되어 있고 더 느리게 회전하기 때문에 발생합니다. 따라서 저속으로 사용하면 드릴이 더 뜨거워 지므로이 모드에서는 드릴을 장시간 사용하지 않는 것이 중요합니다.

부품 목록
R1, R2 = 저항기 10k 1W 5 %
RV1 = 전위차계 2.5k Lin
D1, D2 = 다이오드 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 또는 BT151 (8A / 10A, 400V)
SW1 = 스위치 박스
3 코어 플렉스 및 플러그
케이블 클램프
3 핀 전원 콘센트

일부 SCR에서 정상 값 이상의 전류를 트리거하여 장치 작동을 방해 할 수 있습니다. 이러한 경우 SCR 게이트 트리거링에 충분한 전류를 사용할 수 있도록 추가 10k 저항이있는 2 개의 10k 저항과 함께 SCR을 병렬로 추가 할 수 있습니다.

Triac 위상 제어 사용

거의 모든 드릴 속도 컨트롤러에는 몇 가지 부정적인 측면이 있습니다. 예를 들어, 부적절한 속도 안정성, 감소 된 속도에서 너무 많은 흔들림, 모터 전류를 감지하는 데 사용되는 직렬 저항기의 큰 전력 손실.

이 기사에서 설명하는 회로에는 이러한 단점이 전혀 포함되어 있지 않으며 더욱이 매우 간단합니다. 주 AC 입력은 D1에 의해 정류되고 R1에 의해 낮아집니다.

T1에 의해 소비되는 전류는 P1을 통해 제어 될 수 있으므로 C2를 가로 질러 자신을 나타내는 DC 전압을 조작하여 T2베이스에 있습니다. T2는 이미 터 팔로워로 연결되고 D3의 음극에서 발생하는 전압은 T2 기본 전압보다 약 1.5V 낮습니다.

모터가 스위칭 중이지만 트라이 액의 전원이 꺼 졌다고 가정하면 다시 e.m.f. 모터를 통해 생성 트라이 액의 T1 핀에서 발생합니다.

이 전압이 D3 음극 전압보다 높으면 트라이 액은 꺼진 상태로 유지되지만 모터가 감속하면이 전압이 떨어지고 트라이 악이 활성화됩니다.

모터에 가해지는 부하가 증가하여 드릴 모터가 느려지는 경우 등은 e.m.f. 속도가 더 빨라지고 트라이 액이 더 빠르게 트리거되어 모터 백업 속도가 증가합니다.

트라이 액은 AC 파형의 양의 반주기에서만 활성화 될 수 있기 때문에 드릴 속도 컨트롤러는 모터 속도를 0에서 스로틀 속도까지 지속적으로 조정하지 않을 것이며 표준 최대 속도 작업의 경우 S1이 통합되어 trlac을 활성화합니다. 완전히.

그럼에도 불구하고 회로는 중요한 감소 된 속도 범위에서 매우 우수한 속도 제어 속성을 보여줍니다. L1과 C1은 r.f를 전달합니다. 트라이 악 위상 절단으로 인한 간섭 억제.

L1은 카운터에서 쉽게 구할 수있는 r.f 일 수 있습니다. 여러 마이크로 헨리 인덕턴스의 억 제기 초크.

L1의 정격 전류는 드릴 모터의 정격 전류와 관련하여 2 ~ 4 암페어 사이 여야합니다. 거의 모든 600V 6A 트라이 액 회로에서 매우 잘 작동합니다.