РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ДРЕЛИ – Введение в электронику

July 27, 2014 by admin Комментировать »

Мини-дрели, как правило, имеют большую скорость вращения, что вызывает скорый износ сверла, в частностй при сверлении текстолита печатных плат.

Предлагаемая схема может быть использована как для изменения скорости вращения дрели, так и для регулировки света электроламп, рассчитанных на напряжение 12 В.

Принцип действия

Устройство (рис. 4.49) содержит задающий генератор импульсов фиксированной частоты, выполненный на логических вентилях D1C и DID. Принцип управления частотой вращения электродрели заключается в изменении длительности подаваемых на неё импульсов (рис. 4.50). Скорость определяется средним значением подаваемого на дрель напряжения, которое пропорционально длительности импульсов. Таким образом, варьируя длительность импульсов, будем изменять скорость вращения дрели.

Данный принцип регулировки позволяет избежать включения в схему элементов, работающих в линейном режиме (все элементы работают в ключевых режимах), и как следствие – избежать выделения тепла. Общий КПД устройства очень высокий. При выборе частоты генератора исходим из следующих соображений: она должна быть достаточно большой, чтобы пульсации выходного напряжения были незаметны. Но она не должна быть слишком высокой, чтобы обеспечить применение схемы в устройствах с индуктивным входным сопротивлением, например, в электрическом двигателе. Частота от 45 до 50 Гц -приемлемый компромисс.

Работа схемы Питание схемы

Источником питания схемы может служить как батарейка на 12 В, так и сетевой выпрямитель. Практически все питающее напряжение через ключевые транзисторы (VT2, VT3 и VT4) поступает в нагрузку.

Для питания микросхем требуется стабилизированное напряжение. Диод VD1 защищает схему от неправильного подключения к источнику питания (неправильной полярности). Конденсатор С1 осуществляет сглаживание напряжения. Транзистор VT1 выполняет функции

Рис. 4.49. Принципиальная схема регулятора скорости вращения дрели

стабилизатора напряжения для логических ИС. Благодаря включенному в цепь базы стабилитрону VD2, задающему опорное напряжение 10 В, на эмиттере получаем стабилизированное напряжение примерно 9,5 В. Конденсатор С2 осуществляет дополнительную фильтрацию и вместе с конденсатором СЗ полностью развязывает логическую схему от источника питания по переменному току, блокируя воздействие на нее импульсных помех по питанию.

Рис. 4.50. Временная диаграмма работы регулятора скорости вращения дрели

Задающий генератор

Вентили ИЛИ-HE D1C и DID образуют несимметричный мультивибратор, генерирующий на своем выходе прямоугольные импульсы, период которых определяется формулой Т = 2,2 х R3 х С4. В данном случае эта величина составляет примерно 22 мс, что приблизительно соответствует частоте 45 Гц. Учитывая, что конденсатор С4 работает в условиях изменяющейся полярности напряжения, он должен быть неполярным.

Резистор R2 не влияет на период колебаний, но обеспечивает стабильность запуска генератора (мягкий режим запуска).

Конденсатор С5 и резистор R4 образуют дифференцирующую цепочку, формирующую короткие импульсы в момент фронтов импульсов генератора. Импульсы отрицательной полярности «срезаются» диодом VD3.

Принцип регулирования

Вентили ИЛИ-HE D1A и DIB образуют одновибратор («ждущий» мультивибратор), формирующий одиночные импульсы при подаче коротких запускающих импульсов положительной полярности. Их длительность определяется значениями емкости конденсатора С6, регулируемого резистора R7 и потенциометра R6. При увеличении сопротивления потенциометра возрастает длительность генерируемых положительных импульсов. Потенциометр совмещен с выключателем, контакты которого замыкаются в начале вращения потенциометра. Поэтому, уменьшая сопротивление вращением потенциометра R6, постепенно сокращаем длительность импульсов, снижая скорость вращения дрели, а затем полностью отключаем выходные транзисторы и останавливаем вращение.

Регулируемый резистор R7 служит для задания максимальной длительности импульсов и, следовательно, максимальной скорости вращения. Кроме того, для нормальной работы схемы необходимо, чтобь£-длительность формируемых одновибратором импульсов не превышала периода поступления запускающих.

Принцип усиления

Транзисторы VT2, VT3 й-‘УТ4 соединены по схеме Дарлингтона в составной транзистор для получения значительного усиления тока. Работают они в ключевом режиме. В результате на выходные клеммы схемы поступают импульсы переменной длительности с амплитудой равной напряжению питания.

Выполнение монтажа

Особое внимание – к правильному подключению выводов компонентов, имеющих полярность. Мощный тра^дйстор VT4 крепится к печатной плате (рис. 4.51,4.52) винтами. Потенциометр R6 может приклеиваться к плате и распаиваться монтажными проводами.

Советуем устанавливать интегральную схему на панельке. Настройка устройства заключается в следующем:

Рис. 4.51. Печатная плата регулятора скорости вращения дрели

•          Рис. 4.52. Монтажная схема регулятора скорости вращения дрели  регулируемый резистор R7 вращением против часовой стрелки устанавливаем в крайнее положение, что соответствует нулевому значению его сопротивления;

•           подключаем мультиметр к выходу регулятора, задав режим измерения постоянного напряжения. Потенциометр R6 вращением по часовой стрелке выставляем в положение максимального сопротивления и, поворачивая курсор регулируемого резистора R7 по часовой стрелке, наблюдаем за увеличением выходного напряжения. В момент падения потенциала происходит срыв запуска одновибратора. Для обеспечения нормальной работы схемы верните курсор немного назад.

Перечень элементов устройства приведен в табл. 4.14.

Таблица 4.14. Перечень элементов регулятора скорости вращения дрели

Источник: Фигьера Б., Кноэрр Р., Введение в электронику: Пер. с фр. М.: ДМК Пресс, 2001. – 208 с.: ил. (В помощь радиолюбителю).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты