Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема регулятора оборотов для шуруповерта

Электрический шуруповерт работает либо от сети 220 В, либо от аккумуляторной батареи. Его мощность зависит от величины напряжения аккумулятора. Скорость вращения шуруповерта начинается от 15 000 об/мин. Кроме того, шуруповерт, который работает от сети, имеет 2 скорости вращения: более медленную для вкручивания, более высокую для сверления. Внутри кнопки подачи питания располагается регулятор оборотов. Довольно миниатюрный размер этого узла инструмента достигается при помощи микропленочной технологии. Его основной деталью является симистор. Принцип работы регулятора следующий:

  • При включении кнопки на управляющий электрод симистора подается переменный ток, имеющий синусоидальную фазу.
  • Происходит открытие симистора, ток начинает проходить через нагрузку.

Время срабатывания симистора зависит от амплитуды управляющего напряжения. Чем больше амплитуда, тем раньше происходит срабатывание симистора. Величина амплитуды задается при помощи переменного резистора, соединенного с кнопкой пуска. Схема подключения кнопки отличается в разных моделях. К регулятору оборотов возможно подключение конденсатора.

Зачастую в нынешних экономических условиях не всегда покупатель может себе позволить полноценный дорогой шуруповерт от именитых фирм. В более дешевых моделях такой функции может и не быть. Но это не повод отчаиваться. Регулятор оборотов можно собрать самостоятельно, о чем мы и поговорим ниже.

Регулятор оборотов шуруповерта собирается на основе ШИМ – контроллера и ключевого многоканального полевого транзистора. Управление работой этого узла инструмента осуществляет резистор. Его положение зависит от давления на кнопку пуска шуруповерта.

Направление вращения рабочего органа меняется путем смены полюсов напряжения, которое подается на щетки двигателя. Инструментально это осуществляется при помощи перекидных контактов, приводящихся в действие рычажком реверса.

Собрать такой регулятор возможно своими руками. Как это сделать, мы рассмотрим ниже.

Схема элементов, входящих в состав регулятора оборотов, представлена на рисунке ниже.

Схема

ШИМ-регулятор

В данном случае используется микросхема сдвоенного компаратора LM 393. Здесь первый компаратор работает как генератор пилообразного напряжения, на втором выполнена ШИМ. Сигналом управления для ШИМ служит падение напряжения на контактах двигателя. Если говорить упрощенно, то на схеме электродвигатель выглядит как активное и индуктивное сопротивления, соединенные последовательно между собой. При изменении нагрузки изменяется соотношение этих сопротивлений соответственно, регулятор же контролирует это и меняет заполнение ШИМ, тем самым стабилизируя обороты.

В качестве источника питания для ШИМ следует использовать электронный трансформатор. Он представляет собой полумостовой преобразователь напряжения из 220 в 12 В, который используется для питания галогеновых ламп освещения. Его размеры сопоставимы с размерами спичечного коробка. Цена колеблется в пределах 2–3 у. е. К нему необходимо добавить выпрямитель на выход (это четыре диода, к примеру, КД 213), а также конденсатор емкостью в несколько тысяч микрофарад на 25 вольт. Все это будет составлять импульсный источник питания с постоянным напряжением на выходе.

Отдельно стоит поговорить об изготовлении печатной платы для регулятора. Для ее изготовления необходим лист фотобумаги, лазерный принтер. Сначала необходимо напечатать рисунок на фотобумаге с помощью лазерного принтера, затем перенести его на заготовку платы с помощью нагретого утюга. Заготовка платы с прилепившейся бумагой ложится в емкость и подставляется под струю горячей воды. Это делается для того, чтобы желатиновый слой фотобумаги набух, и она отлепилась от платы. Оставшийся рисунок на плате протравливается хлорным железом.

Устройство и принцип действия электрического шуруповерта

На любом кнопочном изделии подобного рода имеется защитный механизм. Он может использоваться как электродрель для сверления отверстий, но в кратковременном режиме и без больших нагрузок. Понадобится два стабилизатора: один включается по схеме стабилизации напряжения, а второй — тока.

Читайте так же:
Диаметр стакана под выключатель

Как отремонтировать кнопку шуруповерта если она не работает — подробная инструкция Для проведения диагностики и выполнения ремонта шуруповерта понадобятся следующие инструменты: Крестовая отвертка; Отвертка с узким плоским шлицем.

Они вводятся в зацепление с сателлитами на штифтах водило, между которыми размещается солнечная шестерня. Если вы хотите пойти более простым путем, то просто покупаете новую кнопку, которая стоит порядка р.

Также к кнопке подсоединяются 3 провода от транзистора, отвечающего за регулировку оборотов.

При вращении патрона под нагрузкой наступает момент, когда для выполнения работы понадобится большее усилие, например последняя стадия закручивания шурупа, или когда необходимо усилие ограничить. Двигатель постоянного тока выполнен в виде цилиндра, у которого внутри корпуса расположены по кругу постоянные магниты.

В верхней части расположена кнопка реверса — переключатель направления вращения патрона. Схема на двух транзисторах Ещё одно простое устройство можно выполнить на доступных элементах.

Ремонт в данном случае необходимо проводить с применением спец инструмента. Ремонт тормоза двигателя Тормоз двигателя — это устройство, останавливающее вращение якоря в момент отпускания кнопки запуска.
подключение кнопки дрели (часть -1)

Сабельная пила

Если подружить это приспособление с аккумуляторным инструментом, то получится хорошее подспорье для работы в саду — там, где секатор не справляется. Разумеется, такой насадкой без проблем можно резать пиломатериалы некрупного сечения или, например, утеплитель (если, конечно, объёмы работ относительно небольшие).

Конструкция зарядного устройства от шуруповёрта

Зарядное устройство

Без сомнений, электроинструмент значительно облегчает наш труд, а также сокращает время рутинных операций. В ходу сейчас и всевозможные шуруповёрты с автономным питанием.

Рассмотрим устройство, принципиальную схему и ремонт зарядного устройства для аккумуляторов от шуруповёрта фирмы "Интерскол".

Для начала взглянем на принципиальную схему. Она срисована с реальной печатной платы зарядного устройства.

Схема зарядного устройства от шуруповёрта

Печатная плата зарядного устройства (CDQ-F06K1).

Печатная плата зарядного устройства

Силовая часть зарядного устройства состоит из силового трансформатора GS-1415. Мощность его около 25-26 Ватт. Считал по упрощённой формуле, о которой уже говорил здесь.

Трансформатор GS-1415 от зарядного устройства

Пониженное переменное напряжение 18V со вторичной обмотки трансформатора поступает на диодный мост через плавкий предохранитель FU1. Диодный мост состоит из 4 диодов VD1-VD4 типа 1N5408. Каждый из диодов 1N5408 выдерживает прямой ток 3 ампера. Электролитический конденсатор C1 сглаживает пульсации напряжения после диодного моста.

Основа схемы управления – микросхема HCF4060BE, которая является 14-разрядным счётчиком с элементами для задающего генератора. Она управляет биполярным транзистором структуры p-n-p S9012. Транзистор нагружен на электромагнитное реле S3-12A. На микросхеме U1 реализован своеобразный таймер, который включает реле на заданное время заряда – около 60 минут.

При включении зарядника в сеть и подключении аккумулятора контакты реле JDQK1 разомкнуты.

Микросхема HCF4060BE запитывается от стабилитрона VD6 – 1N4742A (12V). Стабилитрон ограничивает напряжение с сетевого выпрямителя до уровня 12 вольт, так как на его выходе около 24 вольт.

Если взглянуть на схему, то не трудно заметить, что до нажатия кнопки "Пуск" микросхема U1 HCF4060BE обесточена – отключена от источника питания. При нажатии кнопки "Пуск" напряжение питания от выпрямителя поступает на стабилитрон 1N4742A через резистор R6.

Далее пониженное и стабилизированное напряжение поступает на 16 вывод микросхемы U1. Микросхема начинает работать, а также открывается транзистор S9012, которым она управляет.

Читайте так же:
Выключатель для скрытой установки iр54

Напряжение питания через открытый транзистор S9012 поступает на обмотку электромагнитного реле JDQK1. Контакты реле замыкаются, и на аккумулятор поступает напряжение питания. Начинается заряд аккумулятора. Диод VD8 (1N4007) шунтирует реле и защищает транзистор S9012 от скачка обратного напряжения, которое образуется при обесточивании обмотки реле.

Диод VD5 (1N5408) защищает аккумулятор от разряда, если вдруг будет отключено сетевое питание.

Что будет после того, когда контакты кнопки "Пуск" разомкнутся? По схеме видно, что при замкнутых контактах электромагнитного реле плюсовое напряжение через диод VD7 (1N4007) поступает на стабилитрон VD6 через гасящий резистор R6. В результате микросхема U1 остаётся подключенной к источнику питания даже после того, как контакты кнопки будут разомкнуты.

Сменный аккумулятор.

Сменный аккумулятор GB1 представляет собой блок, в котором последовательно соединено 12 никель-кадмиевых (Ni-Cd) элементов, каждый по 1,2 вольта.

Сменный аккумулятор 14,4V

На принципиальной схеме элементы сменного аккумулятора обведены пунктирной линией.

Суммарное напряжение такого составного аккумулятора составляет 14,4 вольт.

Никель-кадмиевый элемент (Ni-Cd)

Также в блок аккумуляторов встроен датчик температуры. На схеме он обозначен как SA1. По принципу действия он похож на термовыключатели серии KSD. Маркировка термовыключателя JJD-45 2A. Конструктивно он закреплён на одном из Ni-Cd элементов и плотно прилегает к нему.

Датчик температуры

Один из выводов термодатчика соединён с минусовым выводом аккумуляторной батареи. Второй вывод подключен к отдельному, третьему разъёму.

Алгоритм работы схемы довольно прост.

При включении в сеть 220V зарядное устройство ни как не проявляет свою работу. Индикаторы (зелёный и красный светодиоды) не светятся. При подключении сменного аккумулятора загорается зелёный светодиод, который свидетельствует о том, что зарядник готов к работе.

При нажатии кнопки "Пуск" электромагнитное реле замыкает свои контакты, и аккумулятор подключается к выходу сетевого выпрямителя, начинается процесс заряда аккумулятора. Загорается красный светодиод, а зелёный гаснет. По истечении 50 – 60 минут, реле размыкает цепь заряда аккумулятора. Загорается светодиод зелёного цвета, а красный гаснет. Зарядка завершена.

После зарядки напряжение на клеммах аккумулятора может достигать 16,8 вольт.

Такой алгоритм работы примитивен и со временем приводит к так называемому "эффекту памяти" у аккумулятора. То есть ёмкость аккумулятора снижается.

Если следовать правильному алгоритму заряда аккумулятора для начала каждый из его элементов нужно разрядить до 1 вольта. Т.е. блок из 12 аккумуляторов нужно разрядить до 12 вольт. В заряднике для шуруповёрта такой режим не реализован.

Вот зарядная характеристика одного Ni-Cd аккумуляторного элемента на 1,2V.

Зарядная характеристика Ni-Cd аккумуляторов

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента (temperature), напряжение на его выводах (voltage) и относительное давление (relative pressure).

Специализированные контроллеры заряда для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов, как правило, работают по так называемому методу дельта -ΔV. На рисунке видно, что в конце зарядки элемента происходить уменьшение напряжения на небольшую величину – порядка 10mV (для Ni-Cd) и 4mV (для Ni-MH). По этому изменению напряжения контроллер и определяет, зарядился ли элемент.

Так же во время зарядки происходит контроль температуры элемента с помощью термодатчика. Тут же на графике видно, что температура зарядившегося элемента составляет около 45 0 С.

Вернёмся к схеме зарядного устройства от шуруповёрта. Теперь понятно, что термовыключатель JDD-45 отслеживает температуру аккумуляторного блока и разрывает цепь заряда, когда температура достигнет где-то 45 0 С. Иногда такое происходит раньше того, как сработает таймер на микросхеме HCF4060BE. Такое происходит, когда емкость аккумулятора снизилась из-за "эффекта памяти". При этом полная зарядка такого аккумулятора происходит чуть быстрее, чем за 60 минут.

Читайте так же:
Выключатель авт d250n mr1 optimat у3 кэаз 137335

Как видим из схемотехники, алгоритм заряда не самый оптимальный и со временем приводит к потере электроёмкости аккумулятора. Поэтому для зарядки аккумулятора можно воспользоваться универсальным зарядным устройством, например, таким, как Turnigy Accucell 6.

Возможные неполадки зарядного устройства.

Со временем из-за износа и влажности кнопка SK1 "Пуск" начинает плохо срабатывать, а иногда и вообще отказывает. Понятно, что при неисправности кнопки SK1 мы не сможем подать питание на микросхему U1 и запустить таймер.

Также может иметь место выход из строя стабилитрона VD6 (1N4742A) и микросхемы U1 (HCF4060BE). В таком случае при нажатии кнопки включение зарядки не происходит, индикация отсутствует.

Зарядное устройство шуруповёрта Интерскол в разобранном виде

В моей практике был случай, когда стабилитрон пробило, мультиметром он «звонился» как кусок провода. После его замены зарядка стала исправно работать. Для замены подойдёт любой стабилитрон на напряжение стабилизации 12V и мощностью 1 Ватт. Проверить стабилитрон на «пробой» можно также, как и обычный диод. О проверке диодов я уже рассказывал.

Меняем пробитый стабилитрон

После ремонта нужно проверить работу устройства. Нажатием кнопки запускаем зарядку АКБ. Приблизительно через час зарядное устройство должно отключиться (засветится индикатор «Сеть» (зелёный). Вынимаем АКБ и делаем «контрольный» замер напряжения на её клеммах. АКБ должна быть заряженной.

Проверка зарядного устройства после ремонта

Если же элементы печатной платы исправны и не вызывают подозрения, а включения режима заряда не происходит, то следует проверить термовыключатель SA1 (JDD-45 2A) в аккумуляторном блоке.

Схема достаточно примитивна и не вызывает проблем при диагностике неисправности и ремонте даже у начинающих радиолюбителей.

Сборка рабочей конструкции

Для удобства пользования и подключения, я вывел шнур от блока питания в корпус батареи. Шнур взял 3,5 метра длинной, какой был в наличии. Из батареи удалил все аккумуляторные элементы и вмонтировал LC-фильтр. Теперь, если у меня появится каким-то образом исправная батарея — ее всегда можно будет поставить на шуруповерт, а блок питания убрать про запас. Аккумуляторы из батареи не выбросил, есть идея где их применить, но это тема для другого обзора.

Внутренности новой батареи

Так как шнур, соединяющий блок с шуруповертом, обладает определенным сопротивлением и индуктивностью, можно попробовать замкнуть перемычкой выводы катушки L1. Теоретически, это может повысить мощность на мизерное значение.

Со шнуром шуруповерт себя отлично чувствует, но если честно, мне он показался несколько слабоватым при торможении рукой. Но пробные закручивания саморезов развеяли мои сомнения: саморезы длинной 35 мм спокойно закручиваются в фанеру 20 мм. Это означает, что шуруповерт будет удовлетворять большинство потребностей в ремонте.

Батарея на проводеШуруповерт на проводе

У блока я отрезал все выходные провода, оставив зеленый стартовый, его конец я припаял к общему проводнику платы, куда впаяны все черные. Лучше всего аккуратно выпаять все провода, но мой паяльник был слишком слабый для этого и пришлось обрезать. К общему контакту и +12 (куда впаяны желтые) припаял два коротких, жестких медных провода и соединил через клемник со шнуром к шурику.

Переделанный блок питания

На этом мы закончим данный обзор, желаемого мы добились — шуруповерт отлично работает от компьютерного блока питания. В дальнейшем планирую сделать для платы блока питания добротный фанерный корпус без щелей — тесты показали, радиаторы на плате совсем не греются и можно не беспокоиться о перегреве элементов в закрытом корпусе.

Читайте так же:
Выключатель двухклавишный elso aqua

Шуруповерт с блоком питания

Причины перегрева оборудования

При эксплуатации шуруповерт может перегреваться. Если не прекратить в этом случае работу, то инструмент может выйти из строя. Причин перегрева немало, но есть основные:

  • перепады электричества или неправильная работа аккумуляторов;
  • высокая нагрузка на инструмент;
  • сильный износ щеток на двигателе;
  • выход из строя вентилятора;
  • неудовлетворительная смазка подшипников или перекос вала.

Прежде чем разбирать шуруповерт, нужно запустить его без нагрузки, чтобы узнать причину перегрева. Если инструмент работает нормально, то может быть заводской брак. Если шуруповерт греется даже без нагрузки, то возможна одна из причин, указанных выше.

Шуруповерт и его конструктивные особенности

Начинать ремонт шуруповерта своими руками следует с ознакомления с его конструкцией. Главным элементом шуруповерта является электрический мотор. Шуруповерты бывают как сетевого, так и аккумуляторного типа. К использованию сетевого шуруповерта прибегают реже, из-за такого недостатка, как необходимость подключения инструмента к сети 220В. Инструменты аккумуляторного типа более популярны, так как позволяют проводить не только ремонтные работы дома, но и за его пределами.

Основными узлами аккумуляторного шуруповерта являются:

  1. Корпус. Обычно все шуруповерты изготавливаются из прочного пластика.
  2. Кнопка пуска. Она устроена так, что от силы нажатия на нее зависит количество оборотов патрона.
  3. Электродвигатель. В аккумуляторных инструментах применяются однофазные моторы коллекторного типа и постоянного тока. Двигатель представляет собой ротор, статор в виде магнитов, а также щеточный узел.
  4. Редуктор.
  5. Регулятор усилия.
  6. Переключатель реверса.
  7. Аккумулятор. Как правило он съемный и зачастую комплектуется с изделием в двойном экземпляре.
  8. Патрон. Как правило, применяются быстрозажимные патроны.

Некоторые модели дополнительно оснащаются светодиодными фонариками подсветки, а также указателями зарядки батареи. Возвращаясь к проблемам с шуруповертом, следует отметить, что любой из вышеперечисленных элементов может стать причиной неисправности инструмента. Что необходимо для ремонта? Первым делом требуется отыскать причину поломки, после чего принимать соответствующее решение об ее устранении. Инструмент можно разделить на две части: электрическую и механическую. Первоначально требуется выяснить, в чем проблема неработоспособности шуруповерта: в механике или электрике. Сделать это не составит особого труда, поэтому рассмотрим поломки более подробно.

Неисправности механической части

Выявить механические неисправности шуруповертов можно по такому признаку, как слышимость функционирования электродвигателя. При нажатии на кнопку пуска слышны признаки работы электродвигателя, но при этом патрон инструмента не вращается или при вращении слышны характерные звуки неисправности.

Как снять патрон

Устройство шуруповерта достаточно простое, но существенным недостатком является то, что все элементы практически в 2-3 раза меньше, чем на электродрели. К механическим возможным поломкам шуруповерта относятся следующие неисправности:

Ремонт патрона шуруповерта

  • Поломка патрона. Несмотря на то, что быстрозажимные патроны являются более универсальными и простыми в работе, существенным их недостатком можно назвать низкий срок службы. Починить быстрозажимной патрон невозможно, поэтому если инструмент отказывается держать сверло или биту, то патрон следует снять и заменить на новый. Это одна из наиболее частых неисправностей инструмента, но при этом не понадобится разбирать шуруповерт.
  • Выход из строя редуктора. На шуруповертах установлен редуктор планетарного типа. Обычно производители с целью экономии средств изготавливают шестерни редуктора из пластика или металла низкого качества. Это влияет не только на мощность инструмента, но и на срок его службы. Если двигатель при нажатии кнопки «Пуск» работает, а патрон не вращается, то проблема заключается именно в планетарном редукторе. Чтобы выяснить причину его неисправности, нужно разобрать инструмент, после чего определять поломку. Редуктор в случае выхода из строя одной шестеренки следует заменить.
  • Износ подшипника. Подшипник находится в планетарном редукторе, поэтому он заменяется вместе с шестеренками.
  • Поломка регулятора усилия. Данное устройство в шуруповертах применяется не только для увеличения или уменьшения тяговой силы инструмента, но и для повышения безопасности. Если в ходе выполнения работы произойдет заклинивание рабочей насадки, то вместо проворачивания инструмента, произойдет поворот регулятора. Таким образом, мастер не получит вывих руки, а электродвигатель будет защищен от высокой нагрузки, от которых он может сгореть.
Читайте так же:
Кратность токовой отсечки автоматических выключателей

Следует отметить, что малые размеры механической части инструмента несколько усложняют процесс ремонта инструмента, поэтому обязательно при проведении ремонтных работ будьте внимательны.

Неисправности электрической части

Ремонт аккумулятора шуруповерта

В отличие от дрели, шуруповерты функционируют преимущественно от аккумуляторов. Это означает, что в конструкции этих инструментов используются разные электродвигатели. Определить неисправность электрической части шуруповерта не составляет труда. Если аккумулятор заряжен, но при нажатии кнопки «Пуск» не слышен звук работы электромотора, то причиной является поломка именно в электрике. Рассмотрим основные виды неисправностей шуруповертов по электрической части.

Проверка аккумулятора шуруповерта

Ремонт кнопки шуруповерта

  • Неисправность аккумулятора. Первоначально следует обратить внимание на аккумулятор. Как правило, на шуруповертах используются низкокачественные никель-кадмиевые аккумуляторы. Они имеют существенный недостаток, который заключается в необходимости заряжать его только тогда, когда он полностью «сядет». Такие АКБ нельзя подзаряжать, так как это сокращает их срок службы. Если однажды шуруповерт откажется функционировать, то не спешите его разбирать убедитесь, что АКБ работоспособна и выдает заряд. Проверить можно путем подключения второго аккумулятора. Заряд батареи можно также проверить с помощью тестера, который должен показать соответствующую величину вольтажа.
  • Неисправность зарядного устройства. Для зарядки аккумулятора имеется специальное зарядное устройство. Если аккумулятор разряжен даже после того, как вы его зарядили, то следует проверить целостность зарядного устройства. Для этих целей обычно на зарядных устройствах имеются световые индикаторы. Если их нет, то нужно воспользоваться мультиметром.
  • Неисправность кнопки включения. Необходимо проверить пусковую кнопку, так как часто причиной ее неработоспособности является окисление контактов или попадание пыли. Инструмент следует разобрать, после чего почистить контакты. Кнопки обычно на шуруповертах имеют функцию регулирования скорости вращения патрона, для чего устанавливается транзистор. Если инструмент работает, но функция регулирования числа оборотов отсутствует, то нужно заменить транзистор.
  • Если не функционирует функция реверса, то исправить поломку можно путем очистки контактов кнопки переключения полярности.
  • Неисправность электродвигателя. Электромотор является одним из самых дорогостоящих конструктивных элементов шуруповерта. Если все проверено и выявлено, что проблема кроется в электромоторе, тогда следует выяснить причину. Чаще всего проблема возникает со щетками, которые с течением времени попросту истираются. Отремонтировать щетки невозможно, поэтому их следует заменить. Якорь следует заменить, если при прозвонке его выводов обмоток обнаружен обрыв. Перемоткой такого маленького ротора никто не будет заниматься, поэтому проще приобрести новый агрегат. Статор постоянного электродвигателя представлен в виде 2-3 магнитных пластин, которые не выходят из строя.

Теперь вы знаете основные признаки и виды неисправностей шуруповерта. Чтобы его отремонтировать, не нужно быть специалистом, а достаточно запастись инструментом и свободным временем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector