يقترح النظر في خيار التصنيع. إلكتروني تحكم السرعة لمحرك DC بجهد تشغيل 24 فولت.
تم تصميم التصميم المقترح لوحدة التحكم في سرعة المحرك لتغيير سرعة دوران الأداة على آلة حفر ، والتي تم وصف تصنيعها في الملاحظة "آلة الحفر - المعين". ومع ذلك ، يمكن استخدام هذا الجهاز للتحكم في الطاقة في تصميمات أخرى.
سبب الحاجة إلى تعديل ثورات الأداة للأسباب التالية. يتطلب تغيير المواد المعالجة وقطر ونوع الأداة تغييرًا في سرعة القطع. على سبيل المثال ، إن حفر زجاج شبكي أو بعض اللدائن الحرارية ، في الظروف المثلى لحفر المعادن ، لن يؤدي إلا إلى ذوبان المواد المعالجة في منطقة القطع وإلصاقها بالحفر. يتطلب الثقب ، والتوسيع ، والثقب نفسه لنفس الثقب أيضًا ثورات مختلفة للمعالجة السطحية عالية الجودة. تتطلب زيادة قطر الحفر انخفاضًا نسبيًا في عدد الثورات. بالإضافة إلى ذلك ، يلزم أحيانًا عكس اتجاه دوران الأداة. للوفاء الأولية بهذه الشروط ، يقترح تصنيع وحدة تحكم في السرعة الإلكترونية.
جعل تحكم سرعة المحرك.
1. البيانات المصدر.
في هذا المثال ، يتم استخدام محرك DC بجهد 24 فولت (0.7 أمبير) على آلة حفر.
لتشغيل هذا المحرك الكهربائي ، هناك حاجة إلى مصدر طاقة مناسب.
يمكن توفير الجهد والتيار المطلوب لتشغيل المحرك عن طريق محول مسح عمودي TVK-110L-1 ، مأخوذ من تلفزيون قديم. لها أبعاد وكتلة صغيرة (ШЛ 20 х 32) ومن اللف الثانوي يمكنها إنتاج تيار 1 أمبير بجهد 22 ... 24 فولت. في هذه الحالة ، سيكون الجهد المعدل حوالي 30 فولت ، ولكن مع زيادة الاستهلاك الحالي ، سينخفض جهد الخرج قليلاً.
2. تصنيع مقوم.
نظرًا لأنه مع الكبح الحاد المحتمل لأداة المعالجة ، من المحتمل حدوث طفرات في التيار الذي يستهلكه المحرك حتى 1.5 ... 2.0 A ، يجب استخدام الثنائيات ذات الهامش الحالي الهامشي للمعدل المصنّع. من المستحسن استخدام الثنائيات بجهد تشغيل يزيد عن 30 فولت وتيار محدد يزيد عن 2.0 أمبير.
يتم استخدام الثنائيات المثالية KD202D (200 فولت - 5.0 أمبير) في متناول اليد في النسخة المُنظَّمة من المنظم.
من الثنائيات المختارة ، سنقوم بتجميع مقوم الجسر وربطه بالملف الثانوي للمحول. نقوم بتزويد المحول بالطاقة من التيار الكهربائي والتحقق من جهد الخرج.
3. جعل قضية للجهاز.
حان الوقت لوضع الجزء الكهربائي من وحدة التحكم في السرعة. الخيارات التالية ممكنة. في حالة منفصلة مستقلة عن الماكينة ، في حالة مثبتة بشكل دائم على الماكينة ، وكذلك مدمجة في هيكل الماكينة (على سبيل المثال ، في جدول الماكينة).
نظرًا لأن التصميم المقترح هو منظم للطاقة لمختلف الأجهزة ، مع الأخذ في الاعتبار احتمالات استخدامه الإضافي المحتمل ، فمن المستحسن تصنيع هذا الجهاز في علبة هاتف محمول منفصلة. سيعتمد تصنيع أو شراء حقيبة مناسبة على رغباتك وقدراتك. كخيار ، تم استخدام زجاجة بلاستيكية من المواد الكيميائية ذات الأبعاد الكلية 90 × 70 × 90 مم في التصميم المعني.
لقد قطعت الحاوية جزئياً الجزء العلوي. يتم إغلاق النافذة الناتجة بلوحة زخرفية مصنوعة من صفائح معدنية بسمك 0.4 مم. الأضلاع التي تشكلت بعد الانحناء على ثلاثة جوانب من الرفوف على قطعة العمل تمنح اللوحة صلابة كافية للعمل. عند تركيبها في هيكل ، تعطي اللوحة أيضًا الإسكان قوة إضافية. اللوحة مجهزة بمقبس لجهد الخرج ، منظم طاقة ، لوحة بدائرة إلكترونية (أسفل).
وفقًا لحجم النافذة في العلبة ، من لوحة الدائرة العامة ، يتم قطع لوحة العمل لاستيعاب الدائرة الإلكترونية لوحدة التحكم.
4. الدائرة الكهربائية للمنظم.
على الإنترنت ، يمكنك العثور على العديد من الخيارات للدوائر لتنظيم سرعة محرك DC. تعتمد أبسط الدوائر وأكثرها استقرارًا على جهاز ضبط الوقت NE555. إنها تتطلب الحد الأدنى من المكونات ، ولا تحتاج عمليا إلى تكوين ويتم تجميعها بسرعة. لذلك ، لن نسعى جاهدين من أجل الأصالة ، سنقوم بإجراء تحكم إلكتروني في السرعة استنادًا إلى دائرة مولد مثبتة مع جهاز ضبط الوقت NE555 ، وفقًا للشكل أدناه.
تعتمد دائرة التحكم على DA1 - جهاز توقيت مدمج مستورد NE555 (تناظري محلي - KR1006VI1). تصميم المؤقت عبارة عن دائرة متكاملة متعددة الوظائف (IC). وغالبًا ما يتم استخدامه في الأجهزة المختلفة (الإلكترونيات وتكنولوجيا الكمبيوتر والأتمتة). الغرض الرئيسي من هذا المؤقت هو توليد نبضات ذات نطاق كبير من فترة التكرار (من الميكروثانية إلى عدة ساعات).
تتيح لك دائرة التحكم المحددة في جهاز ضبط الوقت NE555 التحكم في سرعة المحرك باستخدام تعديل عرض النبض (PWM).
في هذه الطريقة ، يتم توفير جهد الإمداد للمحرك على شكل نبضات بمعدل تكرار ثابت ، ولكن في نفس الوقت يمكن التحكم في مدتها (عرض النبضة). باستخدام طريقة التحكم هذه ، ستكون القدرة المرسلة وسرعة المحرك متناسبة مع مدة النبضة (دورة العمل لإشارة PWM - نسبة مدة النبضة إلى مدتها).
يتم وصف مبدأ تشغيل مولد إشارة PWM على جهاز ضبط الوقت NE555 بشكل متكرر ومفصل في المنشورات ذات الصلة ، والتي يمكن العثور عليها على الإنترنت.
يعمل المولد المنظم بتردد حوالي 500 هرتز. يعتمد تردده على سعة المكثف C1. سيتم تنظيم مدة النبض بواسطة مقاوم متغير R2. تتحكم الإشارات من خرج مولد إشارة PWM ، من خلال مضخم الصوت الحالي على الترانزستور VT1 ، في المحرك الكهربائي للجهاز. من خلال زيادة عرض النبضة الموجبة التي تصل إلى قاعدة الترانزستور VT1 ، نزيد الطاقة التي يتم توفيرها لمحرك التيار المستمر والعكس صحيح.يمكن تغيير مدة النبض ، وبالتالي سرعة المحرك ، في النطاق من 0 إلى 95 ... 98٪.
يمكن إجراء عكس اتجاه دوران الأداة باستخدام مفتاح التبديل المثبت على اللوحة. ولكن لتبسيط التصميم ، يتم تنفيذ هذه الوظيفة عن طريق تحويل القابس (تغيير القطب) في المقبس على اللوحة.
بدلاً من الترانزستور المركب n-p-n KT 829A ، يمكن استخدام الترانزستور ذو التأثير الميداني أو optocoupler من الطاقة المقابلة.
سيتم تشغيل المنظم من شبكة 220 فولت وسيخرج بقوة 24 فولت تنظمها الطاقة.يجب أن يكون جهد الإمداد لجهاز ضبط الوقت NE555 في نطاق 5 ... 16 فولت ، في الدائرة سيعمل من جهد مستقر 12 فولت. يمكن أن تعمل دائرة التحكم هذه أيضًا من مصدر طاقة آخر في غضون 24 ... 30 فولت.
5. المجموعة الكاملة للجهاز.
نكمل الجهاز بأجزاء وفقًا للرسم البياني أعلاه. يتم تثبيت الترانزستور الناتج VT1 والمثبت VR1 على مشعات صغيرة. في التصميم المعطى فهي مصنوعة من زاوية ألمنيوم.
6. التحقق من تشغيل دائرة المولد.
على الإنترنت هناك العديد من المتغيرات المتشابهة لدائرة المولد على جهاز ضبط الوقت NE555 ، ولكن قيم الأجزاء في دوائر مختلفة تختلف بعشرات ومئات المرات. لذلك ، لتبسيط تصنيع وتصحيح دائرة العمل ، يُنصح بتجميعها مسبقًا على لوحة دائرة عالمية.
نقوم بجمع دائرة المولد. إلى خرج المؤقت (دبوس 3) ، نقوم بتوصيل قاعدة الترانزستور n-p-n KT315. في دائرة جامعه ، نقوم بتشغيل مؤشر LED من خلال المقاوم المحدد 1kΩ. الباعث متصل بدائرة ناقص. نقوم بتغذية دائرة المولد من مصدر طاقة مستقر بجهد 12 فولت. باختيار قيم الأجزاء ، نتحكم في التشغيل الصحيح للمولد من خلال توهج LED.
يمكن أيضًا تثبيت LED للتحكم مباشرةً على خرج المؤقت (دبوس 3) ، ولكن ضع في اعتبارك أن جهاز ضبط الوقت NE555 لديه تيار إخراج يصل إلى 200 مللي أمبير. يسمح التناظرية المحلية المغلقة KR1006VI1 بتيار خرج يصل إلى 100 مللي أمبير.
7. تركيب دائرة تحكم السرعة.
نقوم بتنفيذ تخطيط اللوحة - نضع الأجزاء على المشعات ، ومقاوم للتحكم في السرعة المتغيرة ، ومكثفات إلكتروليتية. نقوم بحفر ثقوب في اللوح لتركيب الأجزاء وتثبيت اللوحة على لوحة الجهاز. نقوم بتثبيت دائرة التنظيم على لوحة العمل.
8. تجميع منظم سرعة المحرك.
نقوم بجمع جميع عقد تحكم السرعة. نقوم بإصلاح اللوحة على لوحة الجهاز باستخدام حشية رقيقة PCB لعزل اتصالات اللوحة من اللوحة المعدنية. يتم توصيل خرج المنظم بالمخرج الموجود على اللوحة. أيضا ، إلى أطرافه ، في الاتجاه المعاكس ، نقوم بلحام الصمام الثنائي VD3. سوف تخفف نبضات الحث الذاتي للمحرك. يجب أن يتحمل هذا الصمام الثنائي جهد التشغيل والتيار مرتين على الأقل من أداء المحرك.
سيتم تنفيذ دور مؤشر تشغيل المنظم بواسطة عنصر واحد من شريط LED1 ، بجهد 12 فولت. ضع (الغراء) على كتف جبل المحرك ، فوق ظرف الحفر ، للتزامن مع إشارة إضاءة منطقة العلاج.
9. وضع اللمسات الأخيرة على تصميم آلة الحفر.
أظهر العمل على الآلة المصنعة الحاجة إلى بعض التحسينات في تصميمها.
يتم تثبيت لوحة إضافية تحت برغي التثبيت في الارتفاع ، مما يسمح لك بتوزيع ضغط التثبيت على مساحة كبيرة ، وإزالة التشويش وتسهيل انزلاق قاعدة التعليق على حامل الماكينة.
بناء على اقتراح المعلق على التحكم في الوضع الأمثل للأداة بالنسبة لقطعة العمل ، تم إجراء وتثبيت توقف قابل للتعديل. يتم تثبيته في الجزء العلوي من قاعدة التعليق ويعمل كمحطة لذراع التعليق العلوي. يتم تعديل التركيز بحيث لا يمكن أن تنخفض ظرف الحفر وأذرع التعليق إلى أقل من 2 مم من خط الصفر. في الموضع على المحطة ، يتم تثبيت المثقاب في الظرف حتى يلمس طاولة الآلة.لذلك ستعمل تلقائيًا في المنطقة المثلى من 4 مم ، مع حد أدنى للإزاحة الجانبية يبلغ 0.01 مم.
