Circuito del controlador de velocidad de la máquina de perforación ajustable

Circuito del controlador de velocidad de la máquina de perforación ajustable

El circuito controlador de velocidad de perforación variable propuesto mantiene una velocidad constante (ajustable) sobre el motor de la máquina perforadora, independientemente de la carga.

Una de las herramientas eléctricas más utilizadas es el taladro eléctrico. A pesar de sus innumerables ventajas, el taladro eléctrico tiene un gran revés: alta velocidad constante para muchas aplicaciones.



Incluso cuando hay configuraciones de doble velocidad, el límite inferior cubre alrededor de 300-750 rpm, que sigue siendo muy rápido para trabajos sutiles como perforar mampostería o utilizar cortadores de moscas en láminas de metal.



Nuestra versión del controlador de velocidad en el taladro eléctrico permite la variación de velocidades de 0 a 75% de la velocidad máxima. Además, también permite un funcionamiento a velocidad normal sin desconectar el controlador del taladro.

Incluso cuando hay cambios en la carga, el controlador está equipado con una compensación incorporada para preservar las velocidades considerablemente uniformes.



Cómo funciona

La característica típica de un motor eléctrico es que produce un voltaje inverso que se opone al suministro cuando está funcionando.

Esta condición se llama EMF de espalda. Se encuentra que el voltaje opuesto es proporcional a la velocidad del motor eléctrico. El controlador de velocidad de perforación SCR utilizó este efecto para ofrecer una cantidad definida de compensación de velocidad versus carga.

Este controlador despliega un Rectificador controlado por silicio (SCR) para enviar energía de media onda al motor de perforación. Los fundamentos de la conductividad de un SCR son:



  1. El ánodo (terminal A) tiene una carga positiva con respecto al cátodo (terminal K).
  2. Cuando la puerta (terminal G) desarrolla al menos 0,6 V positivos con respecto al cátodo.
  3. Aproximadamente 10 mA de corriente fluyen hacia el terminal de puerta.

El momento en que el SCR se enciende en cada semiciclo positivo se puede regular eficientemente controlando el nivel de la forma de onda de voltaje a la puerta. En conclusión, podemos controlar perfectamente la cantidad de energía suministrada al taladro.

Las resistencias R1 y R2 y el potenciómetro RV1 se convierten en divisor de voltaje que proporciona un voltaje de media onda de valor ajustable a la puerta del SCR. Si el motor está parado, el cátodo del SCR estará a 0 V y se encenderá casi por completo. A medida que aumenta la velocidad del taladro, se forma un voltaje a través del taladro.

Este potencial adicional reduce los voltajes efectivos puerta-cátodo. Entonces, cuando el motor acelera, la potencia suministrada disminuye hasta que el motor se estabiliza a una velocidad regulada por la configuración de RV1.

Digamos que se coloca una carga en el taladro. Esto tenderá a desacelerar el taladro y, al mismo tiempo, provocará una caída del voltaje en el taladro. Entonces, se suministra más potencia al motor debido al tiempo de encendido automático avanzado del SCR.

Por lo tanto, la velocidad de perforación se mantiene una vez configurada independientemente de la carga. El diodo D2 funciona para reducir a la mitad la potencia disipada en R1, R2 y RV1 mediante la restricción de la corriente a través de ellos solo a semiciclos positivos.

El diodo D1 protege la puerta SCR del voltaje inverso extremo.

SW1 corta fácilmente el SCR en la posición de máxima velocidad. Como resultado, RV1 no funciona y todo el suministro de red se aplica al taladro.

Construcción

Lo más importante es saber que el circuito del controlador de velocidad del taladro está conectado directamente a la red eléctrica sin un transformador de aislamiento.

Por lo tanto, se deben tomar medidas de precaución durante el montaje para que no se produzcan lesiones graves o mortales.

No se requiere el uso de una tira de etiquetas o una PCB porque solo se utilizan unos pocos componentes electrónicos. Solo se necesitan dos juntas 'en el aire' y estas deben estar bien aisladas para evitar cualquier posibilidad de cortocircuitos.

Para este proyecto se utiliza un tipo de SCR de montaje con pernos. Este componente se coloca usando la lengüeta de soldadura que viene con él y se suelda en la lengüeta central del interruptor.

No se necesitan disipadores de calor para cargas de hasta 3 A. Si tiene un SCR con paquete de plástico, puede perforar un orificio a través de la lengüeta del interruptor y atornillar el SCR recto.

No obstante, se recomienda colocar una pieza de aluminio, con una dimensión de 25 mm x 15 mm, entre el SCR y la orejeta del interruptor para que funcione como disipador de calor.

Es fundamental recordar realizar conexiones a tierra para todos los componentes externos porque la unidad está funcionando a 240 Vac. Para el caso, empleamos un compartimento de plástico con tapa de metal.

Además, se utiliza una abrazadera de cable sujeta con un tornillo de metal a través del lateral de la caja de plástico.

Recuerde preparar la toma de tierra para este tornillo, la tapa y el terminal de tierra de la toma de salida.

Es fundamental utilizar únicamente cableado continuo ya que los cables de tierra van de un punto de tierra a otro sin enlaces intermedios. Está bien soldar dos cables de tierra a un terminal de tierra, pero nunca sujete dos cables debajo de un solo tornillo.

La cubierta de aluminio de la caja UB3 no es robusta para esta aplicación, especialmente cuando se corta el orificio para la toma de salida.

Por lo tanto, asegúrese de fabricar una tapa nueva con un material de acero de calibre 18 o aluminio de calibre 16.

Como precaución de seguridad adicional, se recomienda utilizar una pequeña cantidad de pegamento, laca o incluso esmalte de uñas en las ranuras del tornillo que se asegurará dentro de la unidad. Esto garantiza un ajuste seguro.

Puede notar que en algunos SCR, la corriente de activación proporcionada por R1 y R2 es inadecuada. Para superar esto, simplemente agregue una resistencia adicional de 10k en paralelo con cada resistencia.

Cómo utilizar

En primer lugar, conecte el circuito del controlador de velocidad del taladro a la red eléctrica y el taladro al controlador.

Luego, seleccione la velocidad que desee: velocidad máxima o variable. Puede notar que no hay un interruptor de ENCENDIDO o APAGADO porque la función de alternancia la proporciona el propio interruptor del taladro.

A máxima velocidad, el taladro funciona normalmente y el control de velocidad en el controlador no tiene ningún efecto.

Si se selecciona velocidad variable, el control regulará la velocidad entre 0 y 75% de la velocidad máxima. Es posible que haya zonas muertas en los extremos de control de baja velocidad y alta velocidad.

Esto es muy normal y sucede debido a las propiedades de perforación y las tolerancias de los componentes dentro del controlador.

A velocidades extremadamente bajas, puede notar que el taladro se sacude sin carga. Pero en el momento en que se introduce una carga, la sacudida se reduce y finalmente desaparece.

Siempre que el taladro se utilice a menos de la velocidad máxima, el efecto de enfriamiento del motor se reducirá significativamente.

Esto sucede porque el ventilador de enfriamiento está conectado al eje del inducido y también gira más lento. Por lo tanto, el taladro se calentará más cuando se utilice a bajas velocidades, por lo que es importante no utilizar el taladro en este modo durante un período prolongado.

LISTA DE PARTES
R1, R2 = Resistencia 10k 1W 5%
RV1 = Potenciómetro 2.5k Lin
D1, D2 = Diodos 1N4004
SCR1 = SCR 2N4443 o BT151 (8A / 10A, 400V)
SW1 = Caja de interruptores
Flex y enchufe de 3 núcleos
Abrazadera de cable
Tomacorriente de 3 pines

Es posible que algunos SCR tengan una corriente de activación por encima del valor normal, lo que puede inhibir el funcionamiento de la unidad. En tales casos, puede agregar SCR en paralelo, junto con dos resistencias de 10k con una resistencia adicional de 10k para garantizar que haya suficiente corriente disponible para el disparo de la puerta SCR.

Uso del control de fase Triac

Casi todos los controladores de velocidad de perforación se ven afectados por varios aspectos negativos. Por ejemplo, estabilidad de velocidad inadecuada, demasiada inestabilidad a velocidades reducidas y una gran disipación de potencia de la resistencia en serie empleada para detectar la corriente del motor.

El circuito que se explica en este artículo no incluye ninguno de estos inconvenientes y, además, es increíblemente sencillo. La entrada de CA de la red es rectificada por D1 y bajada por R1.

La corriente consumida por T1 podría gobernarse a través de P1, manipulando así también la tensión continua que se presenta a través de C2, por lo tanto en la base T2. T2 está conectado como un seguidor de emisor, y el voltaje que se desarrolla en el cátodo de D3 es alrededor de 1,5 V por debajo del voltaje base de T2.

Suponiendo que el motor está cambiando pero que el triac está apagado, el volver e.m.f. creado a través del motor se desarrollará en el pin T1 del triac.

Mientras este voltaje sea más alto que el voltaje del cátodo D3, el triac permanecerá apagado, sin embargo, a medida que el motor desacelera, este voltaje caerá y el triac se activará.

En el caso de que la carga en el motor aumente, como resultado, el motor de perforación se desacelerará, la e.m.f. bajará más rápido y el triac se disparará más rápidamente, lo que provocará que el motor retroceda para aumentar la velocidad.

Debido a que el triac podría activarse solo en semiciclos positivos de la forma de onda de CA, el controlador de velocidad de perforación no ajustará la velocidad del motor continuamente desde cero hasta la velocidad de estrangulamiento, y para el trabajo estándar a máxima velocidad se incorpora S1, que activa el trlac. por completo.

Sin embargo, el circuito muestra muy buenos atributos de control de velocidad en el crucial rango de velocidad reducida. L1 y C1 entregan r.f. Supresión de interferencias causada por el corte de fase del triac.

L1 podría ser un r.f. Choke supresor de una inductancia de varias microhenries.

La corriente nominal de L1 debe estar entre dos y cuatro amperios, con respecto a la corriente nominal del motor de perforación. Casi cualquier Triac de 600 V y 6 A funcionará muy bien en el circuito.




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