Regulátor otáček pro úhlovou brusku: jak si to vyrobit sami, připojit

Udělej si sám regulátor otáček pro úhlovou brusku: funkce aplikace, schéma zapojení, instalace uvnitř skříně. Co je měkký start a jak jej připojit. Časové diagramy pro regulátor otáček a měkký start. Téměř všechny modely úhlových brusek v nižší cenové relaci postrádají takové užitečné možnosti, jako jsou nastavitelné otáčky vřetena a měkký start. Pokud máte touhu a určité dovednosti, můžete si sami vyrobit regulátor rychlosti pro úhlovou brusku, i když je mnohem snazší koupit hotovou elektronickou jednotku za několik set rublů. Nastavení rychlosti otáčení rozšiřuje možnosti úhlové brusky a umožňuje její použití pro zpracování měkkých materiálů při nižších řezných rychlostech. Kromě regulátoru otáček u úhlové brusky je velmi užitečnou funkcí měkký rozběh, který vyhlazuje prudký nárůst proudu ve vinutí elektromotoru v okamžiku, kdy je na něj přivedeno napětí. Tím se zabrání náhlému zvýšení točivého momentu a „prověšení“ napájecí sítě. Měkký start navíc snižuje rázové zatížení motoru a převodovky úhlové brusky, což je chrání před předčasným opotřebením. Proč potřebujete nastavit otáčky na úhlové brusce? Každá bruska je konstrukčně „nabroušena“ tak, aby fungovala pouze s řezným nebo brusným kotoučem určitého průměru. Celkem se jedná o šest nejběžnějších průměrů v rozmezí od 115 do 300 mm, které odpovídají šesti skupinám rychlostí otáčení vřetena naprázdno. Například brusky s kruhy Ø125 mm mají rychlost otáčení asi 11÷12 tisíc ot./min a s kruhy Ø150 mm – 9÷10 tisíc ot./min. Takové hodnoty otáček vřetena jsou dány tím, že řezné kotouče jsou určeny pro vysoce výkonné zpracování tvrdých materiálů (kov, kámen, keramika) při řezných rychlostech až 80 m/s. Při řezání a zejména broušení měkkých a viskózních materiálů jsou však vyžadovány zcela jiné řezné parametry a podle toho i použití nástroje s regulátorem otáček. Navíc to platí nejen pro dřevo a plasty, ale také pro oceli, titan a slitiny hliníku. Například zpracování plastů a měkkého dřeva probíhá při řezných rychlostech od 8 do 12 m/s, broušení titanu a slitin nerezové oceli – do 15÷20 m/s a i běžná ocel se brousí rychlostí maximálně 30 m/ sek. Proto by rychlost otáčení brusných nástavců pro brusky měla být několikanásobně nižší než jmenovitá rychlost. Je třeba poznamenat, že z větší části jsou regulátory otáček úhlových brusek v podstatě regulátory výkonu dodávaného do elektromotoru úhlové brusky. To znamená, že snížení otáček je dosaženo snížením výkonu zdroje až o 15 % jmenovitého. Ale pro broušení a řezání měkkých materiálů to příliš nevadí, protože v tomto případě je zpočátku vyžadována malá síla. Schematické schéma regulátoru otáček Moderní obvody regulátoru otáček úhlových brusek jsou postaveny na principu, že polovodičový spínač přenáší pouze část výkonu jedné nebo obou půlvln střídavého proudu. Triaky (symetrické tyristory) se v takových zařízeních používají jako regulátor půlvlnné délky, proto se jim někdy říká triakové regulátory. Níže uvedený obrázek ukazuje zjednodušené schéma takového zařízení, dostatečné pro vysvětlení principu jeho činnosti, a vpravo od něj jsou schémata plné periody střídavého proudu před a po regulaci. Zde zastíněné oblasti odpovídají výkonu, který je přenášen na elektromotor ze zdroje energie prostřednictvím triakového regulátoru. V diagramu symbol vlny označuje zdroj střídavého napětí a písmeno „M“ označuje motor úhlové brusky. Regulátor ve zjednodušené podobě obsahuje dva RC obvody, dinistor a triak. Při stisku spínače K1 se do elektromotoru M a obvodu regulátoru přivádí střídavé napětí. Proud procházející proměnným rezistorem R1 začne nabíjet kondenzátor C1. Doba jeho nabíjení je dána odporem rezistoru R1, který závisí na poloze jeho motoru, který ve skutečnosti nastavuje časové parametry činnosti regulátoru. Po plném nabití kondenzátoru vzroste napětí v místě jeho připojení k dinistoru na jmenovitou hodnotu, dinistor se otevře a napájí řídící elektrodu triaku. Kondenzátor C1 je vybitý. Tento moment je na schématu činnosti regulátoru znázorněn silnou svislou čarou. Po otevření triaku je v první půltaktu přivedeno napětí do motoru brusky. Když se změní polarita střídavého proudu, napětí prochází nulou, takže dinistor a triak jsou uzavřeny. V záporném půlcyklu se vše opakuje a triak se zapíná se zpožděním určeným parametry řetězce R1C1. Regulátor i při volnoběhu pracuje s určitým zpožděním při zapnutí triaku. To je způsobeno tím, že ačkoliv moment, kdy je proud přiváděn odporem R1 do kondenzátoru C1, odpovídá napětí procházejícím nulou, musí stále stoupat na úroveň průrazného napětí dinistoru. Níže uvedený obrázek ukazuje závislost výkonu dodávaného do motoru úhlové brusky na časových posunech řídicích impulsů dinistoru. V prvním případě je odpor rezistoru R1 minimální, takže C1 se nabíjí rychle a ve druhém případě je maximální, takže se kondenzátor nabíjí pomaleji. Co je měkký start Plynulý rozběh úhlové brusky je zvyšující se přívod napětí do jejího motoru, při kterém zrychluje bez skoků v rozběhovém proudu a s postupným nárůstem točivého momentu. Tento režim chrání napájecí síť před nadměrným odběrem výkonu a zabraňuje jejímu „propadnutí“. To platí zejména při napájení brusky z autonomních zdrojů napětí. Kromě toho chrání vinutí motoru před nadměrnými proudy, které mohou vést k jejich poruše. Při plynulém startu převodovka úhlové brusky nepůsobí rázové zatížení, což ji chrání před předčasným opotřebením. Elektronický obvod, který zajišťuje hladký start úhlové brusky, je postaven na stejném principu jako obvod regulátoru otáček. Zde je také použit triak pro omezení napájení elektromotoru. Ale na rozdíl od regulátoru rychlosti otáčení nejsou řídicí impulsy do triaku generovány ručním nastavením odporu v RC obvodu, ale elektronickým obvodem, který generuje sekvenci impulsů s klesající dobou zpoždění. Níže uvedený diagram ukazuje, jak se zkracuje doba posunu pulzu a jak se zvyšuje výkon dodávaný do motoru úhlové brusky. Vzhledem k tomu, že měkký start a regulátor rychlosti pracují na stejném obvodu, vyrábí se elektronické jednotky, které kombinují funkce obou těchto zařízení. Jednotka řízení otáček je velmi kompaktní zařízení, které se snadno vejde do těla úhlové brusky. Na internetu můžete snadno najít schémata a manuály pro výrobu takových regulátorů. Ale jak je vhodné si to vyrobit sami, to se každý rozhodne sám, protože v internetových obchodech lze hotový blok zakoupit pouze za 300–500 rublů. Na fotografii níže je elektronický regulátor otáček pro napětí do 250 V a jmenovitý proud 12 A s šestipolohovým stupňovým nastavením, standard pro úhlové brusky. Jeho cena bez dodání je asi 200–300 rublů, v závislosti na prodejci. Pro instalaci regulátoru s takovými rozměry je v úchopové části (zadní rukojeti) mlýnku více než dost místa. U úhlových brusek s nízkým výkonem bývá volný prostor umístěn blíže jeho konci, u výkonnějších je to mezi rukojetí a motorem nebo v rukojeti samotné (viz foto níže). Instalace takového regulátoru nevyžaduje žádné speciální dovednosti, protože jej stačí připojit k napájecímu obvodu elektromotoru úhlové brusky. Video níže ukazuje resuscitaci staré brusky jejím vybavením regulátorem otáček. Zajímavé je tlačítkové ovládání otáček s pamětí hodnoty po vypnutí napájecího napětí.

Připojení měkkého startu Elektronický regulátor otáček potřebují především domácí kutilové pro rozšíření možností úhlové brusky z hlediska broušení a zpracování měkkých materiálů. Profesionálové zpravidla používají specializované nástroje pro určité typy práce a používají úhlové brusky pouze k určenému účelu. Jiná situace je u softstartéru. Pro domácí nářadí s malým výkonem je tato možnost užitečná, ale není nutná. Ale pro profesionální úhlové brusky s pohonem nad 1000 W je to životně důležité. Kromě výše uvedených vylepšení výkonu je pro bezpečnost obsluhy rozhodující hladký start. Bruska s kotoučem Ø230 a výkonem 2000 W váží 5÷6 kg a udržet ji při rozjezdu vyžaduje určité úsilí a stabilní polohu. Jednotku měkkého startu lze zakoupit v maloobchodních řetězcích a nezávisle namontovat do krytu jakékoli úhlové brusky. Video níže ukazuje její instalaci na novou výkonnou úhlovou brusku zakoupenou autorem pro odizolovací práce. Toto video je zajímavé i tím, že jeho autor pomocí ukazovacího zařízení demonstruje velikost skoku proudu při zapnutí úhlové brusky nejprve bez měkkého startu a poté s tímto zařízením.
Nejpokročilejším ovládacím zařízením pro úhlovou brusku je systém pro udržování otáček při zátěži, který zároveň funguje jako regulátor otáček a zajišťuje plynulý rozběh. Na internetu můžete najít schéma výroby takového zařízení na čipu U2010B, ale je to docela komplikované i pro ty, kteří mají základní radioamatérské dovednosti. Zdroj: wikimetall.ru

Doporučujeme vám přihlásit se k odběru našich stránek na sociálních sítích: Facebook | VKontakte | Twitter | Google+ | Spolužáci