Додаток до статті : Найважливіший верстат "дерев'яного" моделіста.
Перш за все - для чого це потрібно. Майже у кожного моделіста є саморобний чи промисловий електроінструмент з приводом від колекторного двигуна постійного струму. При цьому зазвичай такий інструмент не має регулятора обертів або є найпростіша ступінчаста регулювання. Не буду зайвий раз доводити, що наявність регулятора обертів в інструменті дозволяє оптимально підібрати режим для кожної операції, особливо при використанні різних насадок. Крім того, моделісти часто використовують низьковольтні нагрівачі - паяльники, пристосування для згинання дерев'яних рейок і т. П. При цьому за допомогою регулятора можна отримати оптимальну температуру нагрівача. Моделісту іноді доводиться наносити гальванічні покриття, для чого необхідний регульований джерело постійного струму. Всі ці функції здатне виконати пристрій, описане нижче.
при конструюванні бормашини постало питання про вибір схеми регулятора обертів. Реостатні схеми регулювання швидкості обертання колекторних двигунів постійного струму, в тому числі із застосуванням силових транзисторів, на яких падає частина напруги, мають низький ККД при малих і середніх оборотах. На баластних транзисторних ключах розсіюється значна теплова потужність, що посилює вимоги до системи їх охолодження. Тому вибір системи регулювання швидкості обертання упав на імпульсні схеми зі зміною ширини прямокутних імпульсів напруги, що подаються на обмотку двигуна (широтно-імпульсна модуляція - ШІМ). Принцип ШІМ полягає в наступному: напруга в навантаження подається імпульсами постійної амплітуди, причому співвідношення між шириною імпульсу і паузи (шпаруватість) регулюється, що еквівалентно зміни напруги харчування на навантаженні. Перевагою цієї схеми є її висока економічність і надійність. Керуючий навантаженням транзистор буває тільки або повністю включений, або вимкнений, тому він практично не нагрівається і його можна встановлювати без тепла.
Після аналізу різних регуляторів якості базової була обрана схема, опублікована в журналі (№4 / 2001., Передрук з "Hobby Elektronika" №7 / 01, автор Іштван Кекеш). Регулятор (см.схему) містить задає генератор напруги трикутної форми частотою 2кГц (DA1.1, DA1.4), електронний ключ VT1 і регулятор шпаруватості (DA1.2, DA1.3, R8). На малюнку нижче показані графіки напруг в типових точках схеми.
Тут синім кольором показано напруга на виході генератора трикутного напруги (висновок 1 DA1), червоним - напруга регулювання обертів з потенціометра R8, зеленим - напруга на двигуні. Дуже наочно видно, що включення і виключення напруги на навантаженні відбувається в момент збігу напруги, що задає і напруги на регулюючому потенціометрі. Чим вище напруга, що управляє, тим ширше імпульс на навантаженні.
В схемою передбачена можливість включення двигуна за допомогою ножної педалі SA2. У моєму варіанті в якості педалі працює звичайний Короткоходовая кінцевий вимикач з нормально замкнутими контактами (в народі -), що лежить на підлозі. При вимкненому SA1 двигун працює постійно, при включеному - тільки при натисканні на педаль. Завдяки наявності конденсатора C2 пуск двигуна здійснюється плавно, що іноді може бути корисно (при зазначеної ємності C2 приблизно за 1 сек.). Перемикач SA4 служить для реверсування двигуна. Діод D3 стабілізує харчування регулятора. Харчування здійснюється через понижуючий трансформатор TV1 і випрямляч D4. Параметри трансформатора залежать від застосованого електродвигуна. У першому наближенні напруга вторинної обмотки трансформатора має дорівнювати номінальній напрузі електродвигуна плюс 5 вольт, що падають на випрямлячі і ключовому транзисторі. Для можливості роботи у форсованому режимі можна додати ще відсотків 20-30. Розрахунковий струм вторинної обмотки трансформатора, діодів випрямляча і ключового транзистора повинні бути більше, ніж струм, споживаний електродвигуном, причому для надійності роботи краще дати запас в 3-5 разів. При напрузі живлення менше 20В діод D3 можна виключити. Напруги, зазначені на схемі, відповідають двигуну 27В 30 Вт.
Більшість елементів схеми змонтовано на друкованої плати розміром 65Х40 мм. (Більш тонкої лінією показана перемичка) Плата встановлена в корпусі на двох трубчастих стійках з гвинтами М2,5 (див. Також схему розташування елементів і шаблон для свердління отворів ). Усередині корпусу змонтовані трансформатор, конденсатор С4, випрямляч D4. Регулятор оборотів R8, перемикачі та роз'єми для підключення двигуна і педалі змонтовані на лицьовій панелі, резистори R13 І R14 змонтовані на R8.
Як DA1 можна застосувати будь-який універсальний счетверенний операційний підсилювач. В оригіналі були вказані TL064, TL075, TL084, я застосував LM324. Ключовий транзистор застосований КТ829А (100В, 8А), для більш потужних двигунів можна застосувати КТ827А (100В, 20А). Діоди D1 і D2 захищають VT1 від викидів напруги на індуктивному навантаженні.
При налагодженні R13 і R14 не встановлюють, дроти від плати припаюють прямо до R8. При правильному монтажі і справних деталях схема починає працювати відразу. Обертанням R8 перевіряють регулювання оборотів від нуля до максимуму. Якщо останні не збігаються з крайніми положеннями R8, необхідно підібрати R13 і R14, щоб максимум і мінімум збіглися з крайніми положеннями регулятора. Можливий варіант, коли схема не буде працювати через те, що не починається задає генератор. В цьому випадку можна спробувати трохи збільшити номінал R4. Для зміни часу плавного пуску можна змінювати ємність C2.
На закінчення хочу відзначити, що витративши всього близько $ 10 і трохи вільного часу, можна значно поліпшити характеристики свого електроінструменту. Всі питання по виготовленню та налагодження даного пристрою задавайте в форумі .