Устройство Для Плавного Запуска Болгарки

Как изготовить схему плавного пуска угловой шлифовальной машины своими руками

Популярная схема реализуется на основе управляющей микросхемы фазового регулирования КР118ПМ1, а силовая часть выполнена на симисторах. Такое устройство достаточно просто монтируется, не требует дополнительной настройки после сборки, а стало быть, изготовить ее может мастер без специализированного образования, достаточно уметь держать в руках паяльник.

Электрическая схема регулировки плавного пуска для болгарки

Предложенный блок можно подключить к любому электроинструменту, рассчитанному на переменное напряжение 220 вольт. Отдельный вынос кнопки питания не требуется, доработанный электроинструмент включается штатной клавишей. Схему можно установить как внутрь корпуса болгарки, таки и в разрыв питающего кабеля в отдельном корпусе.

Наиболее практичным является подключение блока плавного пуска к розетке, от которой запитывается электроинструмент. На вход (разъем ХР1) подается питание от сети 220 вольт. К выходу (разъем XS1) подключается расходная розетка, в которую втыкается вилка УШМ.

При замыкании клавиши пуска болгарки, по общей цепи питания подается напряжение на микросхему DA1. На управляющем конденсаторе происходит плавное нарастание напряжения. По мере заряда оно достигает рабочей величины. За счет этого тиристоры в составе микросхемы открываются не сразу, а с задержкой, время которой определяется зарядом конденсатора. Симистор VS1, управляемый тиристорами, открывается с такой же паузой.

Посмотрите видео с подробным разъяснением как сделать и какую схему применить

В каждом полупериоде переменного напряжения, задержка уменьшается в арифметической прогрессии, в результате чего напряжение на входе в электроинструмент плавно возрастает. Этот эффект и определяет плавность запуска двигателя болгарки. Следовательно обороты диска возрастают постепенно, и вал редуктора не испытывает инерционного шока.

Время набора оборотов до рабочего значения определяется емкостью конденсатора С2. Величина 47 мкФ обеспечивает плавный пуск за 2 секунды. При такой задержке нет особого дискомфорта для начала работы с инструментом, и в то же время сам электроинструмент не подвергается избыточным нагрузкам от резкого старта.

После выключения УШМ, конденсатор С2 разряжается сопротивлением резистора R1. При номинале 68 кОм время разряда составляет 3 секунды. После чего устройство плавного пуска готово к новому циклу запуска болгарки.
При небольшой доработке, схему можно модернизировать до регулятора оборотов двигателя. Для этого резистор R1 заменяется на переменный. Регулируя сопротивление, мы контролируем мощность двигателя, меняя его обороты.

Таким образом, в одном корпусе можно выполнить регулятор оборотов двигателя и устройство плавного пуска электроинструмента.

Остальные детали схемы работают следующим образом:

• Резистор R2 контролирует величину силы тока, протекающую через управляющий вход симистора VS1;
• Конденсаторы С1 и С2 являются компонентами управления микросхемой КР118ПМ1, используемыми в типовой схеме включения.

Для простоты и компактности монтажа, резисторы и конденсаторы припаиваются прямо к ножкам микросхемы.

Симистор VS1 может быть любым, со следующими характеристиками: максимальное напряжение до 400 вольт, минимальный пропускной ток 25 ампер. Величина тока зависит от мощности угловой шлифовальной машины.

По причине плавного пуска болгарки, ток не будет превышать номинального рабочего значения для выбранного электроинструмента. Для экстренных случаев, например, заклинивания диска УШМ – необходим запас по току. Поэтому значение номинальной величины в амперах следует увеличить вдвое.

Номиналы радиодеталей, использованных в предлагаемой электросхеме – испытаны на УШМ мощностью 2 кВт. Запас по мощности имеется до 5 кВт, это связано с особенностью работы микросхемы КР118ПМ1.
Схема рабочая, многократно исполненная домашними мастерами.

Электроинструмент в нашей мастерской занимает одно из главных мест. Все функции каждое электрическое устройство выполняет согласно техническим данным. Что хотелось бы еще? Очень хочется, чтобы инструмент подольше не выходил из строя или не ломался вообще. Как человек привыкает к другу – собаке, так он привыкает и к инструменту.

Один из основных инструментов – угловая шлифовальная машина, которую мы называем болгаркой. Это универсальный инструмент, который способен резать, шлифовать, очищать поверхность, пилить доски и еще ко многим операциям ее можно приспособить.

Как изготовить регулятор оборотов своими руками

Чтобы не осложнять восприятие принципа работы сложными терминами, принципиальную работу схемы можно объяснить просто. В ней имеется чувствительный элемент, который считывает величину нагрузки. В зависимости от считанного значения этот элемент управляет запорным устройством.

Принцип действия аналогичен работе водопроводного крана. В данном случае вы являетесь чувствительным элементом, который управляет водопроводным краном. Поток воды в зависимости от необходимости становится то больше, то меньше. Тот же процесс происходит и с током.

Необходимо правильно понимать тот момент, что мы никак не сможем увеличить скорость вращения больше той, которая указана в характеристике болгарки. Обороты мы можем только понизить. Если максимальные обороты 3000, то диапазон, в котором мы сможем регулировать обороты, будет находиться ниже этого значения.

В простейшем варианте можно использовать схему регулятора на тиристоре. Он будет и чувствовать, и регулировать. Два в одном. Схема эта имеет всего пять деталей. Она очень компакта и легко разместится в корпусе. Такой регулятор не будет работать от нулевого значения оборотов, но это для болгарки и не нужно.

Если в работе нужны более низкие обороты, то необходимо применять другую схему на интегральной микросхеме, где запорным элементом будет симистор. Такая схема сможет регулировать обороты практически от нуля и до нужного значения.

И в той, и в другой схеме основная нагрузка ложится на запорный элемент. Он должен быть рассчитан на напряжение до 600 В и на ток до 12 А. Если ваша шлифовальная машина мощнее 1 кВт, то запорный элемент должен выдерживать нагрузку до 20 А.

Все детали схемы на тиристоре можно разместить на печатной плате или просто навесным монтажом. По второму варианту детали впаиваются на печатной плате. Печатная плата может изготавливаться разными методами. Ее можно вытравить из фольгированного текстолита, можно даже вырезать резаком, но получится очень грубо. В принципе ее можно попросить изготовить знакомого радиолюбителя за весьма скромное вознаграждение.

Когда готовая плата будет готова, то необходимо выбрать удобное место в корпусе болгарки для ее установки. Установить ее желательно так, чтобы было удобно пользоваться, и чтобы она не мешала в процессе работы.

Перед тем как установить схему в машину ее надо проверить. Для этого вместо болгарки на выход надо подключить обычную лампу накаливания. Подойдет экземпляр мощностью 60 – 40 Вт на 220 В. Работоспособность будет очевидна по изменению свечения накала лампочки.

Теперь остается вмонтировать устройство на выбранное место и произвести пробный пуск болгарки. Она перестанет во время пуска вырываться из ваших рук, а обороты будут плавно регулироваться вращением регулятора.

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 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.

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.

Регулятор плавного пуска для болгарки

В связи с особенностями конструкции, старт угловой шлифовальной машины сопряжен с высокими динамическими нагрузками. За счет массы рабочего диска, в начале вращения на ось редуктора действуют силы инерции. Это влечет за собой некоторые негативные моменты:

Нагрузки на ось при резком старте создают инерционный рывок, который при большом диаметре и массе диска может вырвать электроинструмент из рук;

В результате чего изнашиваются щетки и перегреваются обе обмотки электромотора. При постоянном включении и выключении электроинструмента, перегрев может оплавить изоляцию обмоток и привести к короткому замыканию, с последующим дорогостоящим ремонтом.

Большой крутящий момент при резком наборе оборотов преждевременно изнашивает шестерни редуктора УШМ;

В некоторых случаях возможно отламывание зубьев и заклинивание редуктора.

Перегрузки, которые воспринимает рабочий диск, могут разрушить его при запуске двигателя.

Поэтому наличие защитного кожуха обязательно.

Чтобы лучше понять механику работы, рассмотрим устройство болгарки на чертеже. Хорошо видны все элементы, испытывающие перегрузку при резком старте.

Схематический чертеж расположение рабочих органов и систем управления в болгарке

Для уменьшения пагубных воздействий резкого пуска, производители выпускают болгарки с регулировкой оборотов и плавным пуском.

Регулировка оборотов находится на рукоятке инструмента

Но таким приспособлением оснащаются лишь модели средней и высокой ценовой категории. Многие домашние мастера приобретают УШМ без регулятора и замедления пусковых оборотов. Особенно это касается мощных экземпляров с диаметром отрезного диска более 200 мм. Такую болгарку мало того что тяжело удержать в руках во время запуска, износ механики и электрической части происходит гораздо быстрее.
Выход один – установить плавный пуск болгарки самостоятельно. Существуют готовые заводские устройства с регулятором оборотов и замедлением старта двигателя при запуске.

Готовое устройство для регулировки плавного пуска

Такие блоки устанавливаются внутрь корпуса, при наличии свободного места. Однако, большинство пользователей УШМ предпочитают изготавливать схему для плавного пуска болгарки самостоятельно, и подключать ее в разрыв питающего кабеля.

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.

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.

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.

Болгарка или угловая шлифовальная машина является очень полезным инструментом в хозяйстве при работах с различными поверхностями. Такой инструмент кардинально облегчает многие утомительные процессы. С его помощью можно обработать, отшлифовать или обрезать металлические, деревянные, каменные или пластиковые материалы. Большинство современных болгарок изначально оснащены функцией «плавного пуска». В чём польза данной функции?

Способы подключения регулятора внутрь корпуса болгарки

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.

Советы по выбору

Как правильно выбрать УШМ? Для этого стоит воспользоваться несколькими основными критериями.

Для выбора подходящего инструмента стоит определиться с конкретным видом работ, которые предстоит выполнять данным инструментом. Болгарки могут быть разных видов: сетевые, с аккумуляторами, бензиновые и пневматические.

Сетевые модели, пожалуй, распространены более всего. Такие болгарки работают от домашней сети, то есть – от простой розетки. Такие модели инструмента обладают высокой мощностью, компактностью и высокой скоростью вращения режущих дисков.

Но ограничение в работе с такой болгаркой связано с зависимостью от электросети. Например, при работе на улице не всегда поблизости есть розетка и приходится пользоваться различными удлинителями.

Аккумуляторные приборы лишены данного минуса. Они имеют специальное крепление для блоков питания, которые заряжаются от электросети. После зарядки работать таким инструментом можно без всяких проводов. Обычно такие болгарки имеют компактные размеры и небольшие диаметры режущих дисков. Как правило, стоят такие модели дороже стандартных инструментов. Также период их работы ограничен емкостью блока питания.

Бензиновые модели болгарок встречаются нечасто. Такие приборы отличаются крупными габаритами, ведь им необходим бак для топлива, а также двигатель внутреннего сгорания. Среди плюсов стоит выделить высокую мощность данных моделей, широкий спектр выбора дисков и автономность. К отрицательным аспектам относится их вес и объемность, высокий уровень шума и, конечно, дополнительные затраты на топливо для работы прибора.

Пневматические модели УШМ часто используются в производственных целях и очень редко для бытовых работ. Это необычные болгарки, которые работают от потока сжатого воздуха, нуждаются в специальном компрессоре. У таких моделей полностью исключена проблема перегревания, а период работы может быть ограничен только лишь человеческим фактором. Также такие модели являются самыми легкими и бесшумными.

Для несложных работ по обработке и шлифовке поверхностей подойдут легкие модели шлифовальных машин с небольшим диаметром режущего круга. Для работ по резке прочных материалов стоит подбирать более мощное и, соответственно, громоздкое оборудование с большим диаметром дисков. Диаметры дисков могут быть от 125 (минимальный размер) до 230 (максимальный размер) мм – то есть диапазон размеров довольно широкий. Универсальным диаметром режущего диска является 180 мм. Таким кругом можно и обрабатывать поверхности, и резать материал.

При выборе диска стоит провести внимательный визуальный осмотр. Даже небольшие повреждения и сколы могут привести к крайне печальным последствиям. К слову, почти 90% несчастных случаев при работе с болгаркой происходит по вине дефекта на режущих дисках.

Также важным критерием выбора является удобство работы. Болгарка должна быть снабжена удобными ручками, не должна выскальзывать из ладони и иметь большой вес. Многие болгарки имеют электронное реле для защиты от скачков напряжения и перегрузок. Это полезная функция, поэтому стоит выбирать инструмент с таким предохранителем.

Рекомендуется выбирать модели с функцией плавного запуска. Это поможет инструменту прослужить гораздо большее время, да и пользоваться болгаркой с такой функцией гораздо удобнее и безопаснее.

Устройство плавного пуска

На современных шлифовальных машинах функция плавного пуска уже установлена, но некоторые мастера самостоятельно снабжают свои болгарки устройством плавного пуска. В принципе, поставить ограничитель не так уж и сложно.

Можно приобрести уже готовые приборы для плавного пуска, а можно изготовить такой прибор самостоятельно. Ниже представлена одна из самых известных схем устройства плавного запуска инструмента.

Итак, для изготовления системы плавного пуска понадобятся:

• микросхема – КР1182ПМ1;
• R1 – 470 Ом R2 – 68;
• C1 и C2 – 1 микрофарад – 10 вольт;
• C3 – 47 микрофарад – 10 вольт.

Суть работы такого аппарата заключается в следующих характеристиках.

• Когда прибор включается, то напряжение из сети начинает поступать на микросхему (DA1).
• Затем управляющий конденсатор начинает постепенно заряжаться. После чего прибор доходит до нужного показателя напряжения. По этой причине тиристоры открываются в микросхеме с небольшим запаздыванием. Период такого запаздывания зависит от времени, которое необходимо, чтобы конденсатор полностью зарядился.
• Симистор VS1 будет открываться тоже постепенно. Это происходит потому, что он тоже находится под управлением тиристоров.

Данные процессы осуществляются периодами, которые постепенно становятся меньше. И по этой причине напряжение, которое подается на двигатель болгарки, вырастает не скачками, а постепенно. Благодаря этому болгарка включается плавно.

Емкость конденсатора C2 напрямую влияет на время, за которое двигатель полностью начинает работать. Конденсатор, который имеет ёмкость в 47 мкФ, запускает прибор примерно за 2-3 секунды. А в тот момент, когда болгарка выключается, разряд конденсатора C1 осуществляется с помощью резистора R1 на 60 кОМ. Это происходит примерно за то же время, что и включение. Затем инструмент можно запускать снова для дальнейшей работы.

Данный блок вполне можно подключать к любому устройству, который рассчитан на напряжение в 220 В. Основой данного устройства является микросхема и симистор. Главное, чтобы минимальная сила тока симистора равнялась 25 А, а максимальное его напряжение составляло бы 400 В. Такая схема собирается на печатной плате. Плата должна быть разведена как можно компактней.

Схема плавного пуска болгарки своими руками

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.

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.

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.

Особенности и назначение

Для чего же нужна функция плавного пуска? Причина в том, что при включении болгарки на её двигатель резко подаётся большое напряжение. Это крайне негативно влияет на электронику инструмента, а также изнашивает проводку. Именно резкие скачки напряжения чаще всего и выводят болгарку из строя. К тому же при резком запуске довольно сложно удержать инструмент в руках, потому что его начинает трясти и вести в сторону. Все это может привести не только к поломке инструмента, но и к травмам. Именно поэтому большинство производителей снабдили свои модели функцией плавного запуска и регулировкой оборотов.

Функция регулировки оборотов полезна тем, что такой болгаркой можно выполнять различные виды работ. Скорость вращения диска подбирается в зависимости от того, что необходимо сделать УШМ – отшлифовать, отполировать или обрезать материал. Скорость вращения дисков может сказываться на качестве резки поверхности. Например, для твердых поверхностей необходима большая скорость вращения диска, а для более мягких наоборот – низкая скорость. Работы по шлифовке очень трудновыполнимы без регулятора скорости вращения круга.

Крайне важно помнить о безопасности, работая с болгаркой. Это травмоопасный прибор, поэтому халатность в обращении с ним недопустима. Необходимо работать в защитной маске, перчатках и крепко держать шлифовальную машину двумя руками, чтобы он не соскальзывал с обрабатываемой поверхности.

Схема плавного пуска электродвигателя болгарки своими руками

У всех кто пользуется болгаркой не один год, она ломалась. Поначалу каждый мастер пытался отремонтировать шлифовальную машинку сверкающую искрами самостоятельно, надеясь, что она заработает после замены щёток. Обычно после такой попытки, сломанный инструмент остается лежать на полке с прогоревшими обмотками. А на замену покупается новая болгарка.

Дрели, шуруповёрты, перфораторы, фрезеры в обязательном порядке оборудованы регулятором набора оборотов. Некоторые так называемые калибровочные шлифмашинки также снабжаются регулятором, а обычные болгарки имеют только кнопку включения.

Маломощные болгарки производители не усложняют дополнительными схемами преднамеренно, ведь такой электроинструмент должен стоить дешево. Понятно конечно, что срок службы недорого инструмента всегда короче, чем у более дорогого профессионального.

Самую простую болгарку можно модернизировать, так что у неё перестанут повреждаться редуктор и обмоточные провода якоря. Эти неприятности преимущественно происходят при резком, другими словами, ударном пуске болгарки.

Вся модернизация заключается всего лишь в сборке электронной схемы и закреплении её в коробке. В отдельном коробке, потому что в ручке шлифмашинки очень мало места.

Проверенная, рабочая схема выложена ниже. Она первоначально предназначалась для регулировки накала ламп, то есть для работы на активную нагрузку. Её главное достоинство ? простота.

• Изюминкой устройства плавного пуска, принципиальную схему которого вы видите, является микросхема К1182ПМ1Р. Эта микросхема узкоспециализированная, отечественного производства.
• Время разгона можно увеличить, выбрав конденсатор С3 большей емкости. Во время заряжания этого конденсатора, электродвигатель набирает обороты до максимума.
• Не нужно ставить взамен резистора R1 переменное сопротивление. Резистор сопротивлением 68 кОм оптимально подобран для этой схемы. При такой настройке можно плавно запустить болгарку мощностью от 600 до 1500 Вт.
• Если собираетесь собрать регулятор мощности, тогда нужно заменить резистор R1 переменным сопротивлением. Сопротивление в 100 кОм, и больше, не занижает напряжение на выходе. Замкнув ножки микросхемы накоротко, можно вовсе выключить подключенную болгарку.
• Вставив в силовую цепь семистор VS1 типа ТС-122-25, то есть на 25А, можно плавно запускать практически любую доступную в продаже шлифмашинку, мощностью от 600 до 2700 Вт. И остается большой запас по мощности на случай заклинивания шлифмашинки. Для подключения болгарок мощностью до 1500 Вт, достаточно импортных семисторов BT139, BT140. Эти менее мощные электронные ключи дешевле.

Семистор в приведенной выше схеме полностью не открывается, он отрезает около 15В сетевого напряжения. Такое падения напряжения никак не сказывается на работе болгарки. Но при нагреве семистора, обороты подключенного инструмента сильно снижаются. Эта проблема решается установкой радиатора.

У этой простой схемы есть ещё один недостаток – несовместимость её с установленным в инструмент регулятором оборотов.

К коробке прикручивается розетка и подключается кабель с вилкой, что делает эту конструкцию внешне похожей на удлинитель.

Если позволяет опыт и есть желание, можно собрать более сложную схему плавного пуска. Приведенная ниже принципиальная схема является стандартной для модуля XS–12. Этот модуль устанавливается в электроинструмент при заводском производстве.

Если нужно менять обороты подключенного электродвигателя, тогда схема усложняется: устанавливается подстроечный, на 100 кОм, и регулировочный резистор на 50 кОм. А можно просто и грубо внедрить переменник на 470 кОм между резистором 47 кОм и диодом.

Параллельно конденсатору С2 желательно подсоединить резистор сопротивлением 1 МОм (на приведенной ниже схеме он не показан).

Напряжение питания микросхемы LM358 находится в пределах от 5 до 35В. Напряжение в цепи питания не превышает 25В. Поэтому можно обойтись и без дополнительно стабилитрона DZ.

Какую бы вы схему плавного пуска ни собрали, никогда не включайте подключенный к ней инструмент под нагрузкой. Любой плавный пуск можно сжечь, если торопиться. Подождите пока болгарка раскрутиться, а затем работайте.

Устройства плавного пуска и торможения

• Производитель: IHT (Украина)
• Номинальный ток, А: 16
• Мощность двигателя, кВт: 3,5
• Напряжение сети, В: 200-240

Снят с производства

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 6,8
• Мощность двигателя, кВт: 3

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 6,8
• Мощность двигателя, кВт: 3

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 9
• Мощность двигателя, кВт: 4

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 16
• Мощность двигателя, кВт: 7,5

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 12
• Мощность двигателя, кВт: 5,5

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 25
• Мощность двигателя, кВт: 11

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 30
• Мощность двигателя, кВт: 15

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 37
• Мощность двигателя, кВт: 18,5

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 45
• Мощность двигателя, кВт: 22

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 60
• Мощность двигателя, кВт: 30

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 105
• Мощность двигателя, кВт: 55

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 106
• Мощность двигателя, кВт: 55

в наличии

• Производитель: ABB (Швейцария)
• Номинальный ток, А: 143
• Мощность двигателя, кВт: 75

в наличии

Возникли сложности в выборе, обращайтесь:

Характеристика устройств плавного пуска и торможения (УПП)

В переходных режимах (старт и стоп) электроприводов с асинхронным двигателем мгновенный ток может превышать номинальный в 5–8 раз. Это создает нагрузку на внутреннюю сеть питания, что может привести к короткому замыканию, перегреву и преждевременному износу обмоток стартера. В 1,5–2 раза увеличивается крутящий момент ротора, вызывая динамические удары и ускоряя изнашивание механических элементов двигателя. Возникает нагрузка на систему, работающую от привода. Например, в насосных системах наблюдаются гидроудары, в конвейерах — порывы транспортерной ленты.

Средство обхода указанных неприятностей — софтстартер — электромеханическое или электронное устройство регулирования процессов разгона и торможения. При включении двигателя оно линейно наращивает напряжение, подающееся на двигатель, — от 30–60% номинального до полного. Позволяет удерживать верхнюю границу пускового тока лишь в 3–5 раз выше номинального. Снижает электродинамические нагрузки и сокращает время пуска и остановки.

Рассматриваемые приборы применяются в приводных системах:

• с реверсивно-редукторными, ременными и цепными передачами;
• с высокой инерцией: прессов, дробилок, мельниц, центрифуг;
• транспортерных и конвейерных линий;
• компрессоров;
• помп и насосов (в т.ч. обеспечивается компенсация избыточного давления);
• вентиляторов.

Работа «мягких» пускателей основана на встречно включенных силовых тиристорах (симисторах). Вариативность устройств обусловлена различиями в методах изменения напряжения в зависимости от нагрузки на двигатель, в схемах регулирования, сервисных функциях.

Схемы регулирования обусловлены включением УПП в питающую сеть:

• однофазные — только для смягчения ударов механической нагрузки, плавное торможение и ограничение пускового тока не осуществляются; используется с двигателями мощностью до 11 кВт;
• двухфазные — для легких режимов пуска привода мощностью до 250 кВт;
• трехфазные — универсальные пускатели, подходящие для частых пусков и остановок (обычно до 30 раз в час продолжительностью 10 с) и обеспечивающие точное удержание пользовательских характеристик.

УПП выполняют амплитудное или фазовое управление напряжением. Амплитудное регулирование приемлемо для запуска в холостом или слабо нагруженном режиме. Фазовое — оптимально для приводов с «тяжелыми» и частыми стартами.

Дополнительные сервисные функции расширяют область применения пускателей:

• Управление крутящим моментом — важно для устойчивой скорости систем, например с поступательным движением, и для предотвращения износа. В конструкцию включена петля регулирования, вычисляющая значения момента на валу и поддерживающая заданное значение путем изменения напряжения.
• Защита от механических перегрузок.
• Тепловая защита.
• Сигнализация обрыва или перекоса фаз.
• Псевдочастотное регулирование — снижение скорости двигателя на определенное время для отладки системы.
• Динамическое торможение путем подачи постоянного напряжения на обмотку ЭД; применяется для систем с активной нагрузкой, движущихся при отсутствии тормоза, т.е. для предпусковой остановки.
• Толчковый режим (функции BOOST) для механизмов с большой инерционной массой.
• Байпас (шунтирующий контактор) отключает УПП для минимизации энергетических потерь и защиты тиристорного регулятора от перегрева. Срабатывает в установившемся режиме работы двигателя.
• Снижение напряжения питания при малой нагрузке — применяется для насосных и вентиляционных систем с целью уменьшить потребление энергии.

Задача параметров УПП — времени пуска и торможения, начального напряжения — осуществляется вручную. Внешнее управление пускателями может быть аналоговым или цифровым. Аналоговые модели регулируются потенциометрами и дополнительными внешними устройствами. Цифровые реализуются посредством микропроцессорных контроллеров и обладают широким функционалом. Настройка в таких пускателях выполняется с интерактивной панели или по сетевому протоколу промышленной системы.

Выбор софтстартеров осуществляется на основе их перегрузочной способности, требований к пусковому и полному току двигателя, количества пусков в час. Ток УПП должен превышать номинальный ток двигателя.

Устройство плавного пуска не регулирует скорость ЭД в рабочем режиме и не выполняет реверсирование ротора. Защиту от короткого замыкания УПП также не обеспечит — необходимо применять соответствующие вводные автоматы.