電子ドリルのスピードコントローラー回路です。電動工具のエンジンスピードコントローラー - 動作原理と図

06.09.2023

その他

電動工具（電動ドリル、研削盤など）を使用して作業する場合、速度をスムーズに変更できることが望ましい。しかし、供給電圧が単純に低下すると、ツールが発生する出力が低下します。提案されたスキーム (図 1) では、モーター電流のフィードバック制御が使用され、その結果、負荷が増加するとトルクが増加します。それに応じて

シャフト上。抵抗容量回路 R1-R2-C1 は調整可能な基準電圧を生成し、この基準電圧はエンジン R2 からサイリスタ VS1 の制御電極回路に入り、モーター M1 の残留逆起電力を補償します。負荷が増加すると、逆起電力も減少します。このため、主電源電圧の次の半サイクルでは、基準電圧によりサイリスタが早く開きます。対応するモーター電圧の増加は、モーターシャフトでの出力の増加につながります。速度が増加し、負荷が減少すると、上記のプロセスが逆に発生します。

装置のセットアップは、実際には抵抗 R1 を選択することになります。これにより、最低速度でエンジンがぎくしゃくすることなくスムーズに回転し、同時に全範囲の速度変化が提供されます。回路の下側端子 R2 に小さな抵抗を接続する必要があり、最低エンジン速度が制限される可能性があります。サイリスタ VS1 が非常に高温になる場合は、ヒートシンクに取り付ける必要があります。

レギュレーターの簡略版を図に示します。. 2. 電動ドリルのチャックにドライバーアタッチメントをクランプすると、このアタッチメントを使用してネジやタッピンネジを締めることができます。

文学

1 I.セミノフ。フィードバック付きパワーレギュレーター。 - アマチュア無線、1997 年、N12、P.21。

2 R.グラフ電子回路 1300 の例 - M Mir、1989、P 395。

3. シチェルバチュクでは、電気ドリルでネジを打ち込みます。 - アマチュア無線、1999 N9、S 23

電気ドリルは、日常生活や専門分野において不可欠なユニットであり、現在、ほとんどすべての職人の工具セットに含まれています。しかし、他の部品と同様に、ドリルも破損する可能性があるため、毎回専門家に連絡せずに済むように、自分で工具のメンテナンスと修理ができる必要があります。この記事では、故障の兆候とそれを取り除くためのオプション、最も一般的な故障と自分の手でドリルを修理する方法について説明します。

ドリルは電動工具で、さまざまな材料に穴を開けたり、ネジを締めたりする役割を果たします。作業はチャックに挿入される特別なドリルとチップを使用して実行されます。

電気ドリルには 220 ボルトの電流で駆動されるモーターが装備されており、トランスミッションギアやその他のコンポーネントが回転します。パワーユニットの出力は、スタートボタン上にあり両方向に回転する特別なレギュレーターによって調整されます。一部の機種にはブラシの位置を切り替える回転軸スイッチが装備されており、ドリルチャックからドリルチャックを左右に回転させることができます。

チャックにはスプライン部付きと平滑部の2種類があります。最初のケースでは、ドリルは特別なキーでクランプされており、回すとヘッドの下部がひねられ、部品が固定されます。通常のスムースチャックは手でしか締めることができないため、ドリルをしっかり締める必要がある場合にはスプライン付きチャックが有利です。

電動ドリルの主な故障の種類

どのようなツールでも突然故障する可能性はあります。これは、不適切な使用、メンテナンス規則の違反、または単に機器に対する不注意な態度が原因で発生します。故障を防ぐためには、メーカーが定めたすべての規則に従うだけでなく、タイムリーに修理し、摩耗した部品を交換する必要があります。

家庭用電動ドリルで考えられる故障には、次のようないくつかの種類があります。

スタートボタンを押してもドリルは動作しません。まず第一に、この場合、プラグとソケットの間の接触の品質と電気の存在を確認する必要があります。ほとんどの場合、このような誤動作は、負荷や電流低下の結果として断線が発生したときに、プラグ内の接点またはコード自体の焼けた接点によって発生します。この問題はリードケーブルを交換するだけで解決できます。

ドリルチャックは回転しますが、速度は変わりません。ここでは、ドリルスピードコントローラーの故障が考えられます。機械的な変形やローラーに汚れが付着することで故障する可能性があります。レギュレータの内部にはコンタクタが組み込まれており、焼損する可能性があります。家庭でこのような小さな部品をはんだ付けすることはできないため、アセンブリ全体を交換することによってのみ修理できます。一般に、速度制御機構を備えたドリルでは、この部分が最も脆弱な部分であるため、最大限の責任を持って取り扱う必要があります。
始動時、ブラシベントから不快な焦げ臭が発生し、エンジンローターからスパークが発生します。最初に行う必要があるのは、デバイスの電源を切り、コンセントからコードを抜くことです。そうしないと、電気ドリルを修理することがはるかに困難になります。次に、エンジンを注意深く検査し、ブラシとローター自体の摩耗レベルを判断し、ロッドの回転を妨げる異物やその他の汚染物質が内部にあるかどうかも確認する必要があります。

楽器中央部のカリカリ音。すべての機構とギアはプラスチックケースの後ろに隠されているため、破損した部品をすぐに特定することはできません。ほとんどの場合、ドライブディスクのスプラインは、特に通常のトランスミッションに加えて衝撃機構とロック装置を備えたハンマードリル機能を備えたドリルで破損します。これらの要素を交換するには、機器を完全に分解し、詳細なトラブルシューティングを実行する必要があります。壊れたドリルを使用しないことが重要です。壊れた破片が他のコンポーネントに落ちる可能性があり、回転させると機構が完全に破壊され、修復できなくなります。

チャックはドリルを固定せず、レンチで締めたときにクランプブレードが収束しません。ほとんどの場合、この誤動作は非常に迅速に解決できます;チャック自体は通常のネジでドリル本体に取り付けられており、ネジの頭はヘッドの内側にあり、振動によってネジが外れる可能性があります。その結果、ボルトによって花びらがドリルを締めることができなくなり、定形ドライバーを挿入して締める必要があります。
インパクトドリルでは、ドリルはクイックリリース機構を備えた特殊なチャックに挿入されますが、多くの場合、金属片やコンクリート片がこのユニット内に入り込み、小さな亀裂に詰まり、ラッチがソケットに収まらなくなります。そのため、挿入したチャックが常に穴から飛び出してしまいます。ここでは、機器を詳細に洗浄し、すべての汚染物質を除去することが役立ちます。

これらの故障は最も一般的であり、家庭で電気ドリルを使用しているときによく発生します。さらに深刻な故障が発生した場合は、ある程度の経験と修理手順がなければ故障を修正することができないため、エラーなくツールを復元するにはサービスセンターに連絡することをお勧めします。

ブラシの自動洗浄と交換

作業中、特に困難な状況では、ブラシ上にプラークが形成され、電気ドリルが加熱して火花が発生し始めます。ブラシを新しいものに交換して自分の手でドリルを修理するには、特定のアクションのアルゴリズムに従う必要があります。

最初のステップは、電気モーターの背面にあるネジを緩めることです。ほとんどの工具メーカーは、整備を容易にするために、本体を分解せずにすぐに取り外せ、スタートボタンが所定の位置に留まるようにこの部品を製造しています。カバーのネジを緩めるとカバーが完全に取り外され、メンテナンスのためにモーターブラシとそのローターにアクセスできるようになります。

次に、ワイヤ端子をカーボンブラシから外し、ロックタブを曲げてエレメントを引き抜く必要があります。パワーユニットにはブラシが両側に2本装備されており、同時に摩耗するためまとめて交換する必要があります。チップの摩耗レベルにより、ローターベアリングの状態がわかります。摩耗がカーボン長方形の上隅または下隅にある場合は、モーターのアーマチュアベアリングに遊びがあると結論付けることができ、この部品も交換する必要があります。

新しいドリルブラシを取り付ける前に、すべての内部要素を圧縮空気で吹き飛ばす必要があります。これにより、ローターの塵を取り除き、新しい部品にプラークが形成されるのを防ぐことができます。ボタンのリターンスプリングが自由に動かせるように、ボタンも洗浄する必要があります。ブラシをシートに差し込んでロックで固定し、端子を接続してカバーを組み立てます。

スタートボタンやスピードコントローラーの交換が必要な場合は、工具の取扱説明書にドリルボタンの接続図が記載されていれば修理可能です。すべての電気部品とケーブルの接続は、電源が供給されていない場所で、図に従ってのみ実行する必要があります。

したがって、電気ドリルを自分で修理することを計画している場合は、新しいスペアパーツを取り付けるときに電気接続の品質に疑いの余地がないように、特別な文献とツールを入手する必要があります。

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電気ドリルは、あらゆる種類の家の修理に欠かせないアシスタントです。塗料や壁紙の接着剤の混合から、主な目的であるさまざまな穴を開けるまで、さまざまな作業を実行するために使用できます。製品の電源ボタンはすぐに摩耗してしまうため、頻繁に修理または新しいものと交換する必要があります。このかなり単純な操作を実行するには、ユーザーはドリルボタンの接続図と、この重要な部分の最も一般的な誤動作に関する知識が必要です。

このシンプルに見える装置は、使用中にすぐに修理が必要になるという信号をユーザーに送りますが、誰もがそれを理解しているわけではありません。ドリルが一時的に中断されて動作し始めたり、ボタンを以前より強く押す必要がある場合、これらはこの部品の誤った操作の最初の症状です。

コードレスドリルを使用する場合、最初に行う必要があるのはテスターでバッテリー電圧を測定することです。電圧が公称値より低い場合は、充電する必要があります。

この場合、製品のオン/オフボタンの状態と機能に特に関心があります。正しく動作していることを確認するのは非常に簡単です。本体の留め具を外し、上部カバーを取り外し、電源コードを電源コンセントに差し込んで、デバイスに接続されているワイヤの電圧を確認する必要があります。デバイスに電圧供給が表示されているのに、ボタンを押しても製品が動作しない場合は、壊れているか問題が発生していることを示しています。 コンタクトの焼けデバイスの内部。

通常のオン/オフボタン

ドリルボタンの修理または交換は簡単なプロセスであると考えられていますが、一定のスキルが必要です。側壁を不用意に開けると、多くの部品が別の方向に飛び散ったり、ケースから落ちたりする可能性があります。

上にも書きましたが、接点の酸化や焼けによりボタンが機能しなくなる場合があります。これを修正するには必要があります それを分解する、次の順序に従ってください。

保護カバーのラッチを慎重に外し、開きます。
接点上のカーボン堆積物をアルコールで除去するか、サンドペーパーで清掃します。
そして組み立てて確認します。

すべてが正常に動作する場合は、原因が連絡先にあったことを意味します。そうでない場合は、次のことが必要です。 ボタンの交換.

製造中にレオスタットスライダーの下に適用される特別な層が摩耗することがよくあることを知っておく必要があります。この場合、ボタンも交換する必要があります。

多くの場合、ドリルボタンの接続図は、構造全体の機能をチェックするために使用されます。ドリルボタンの接続図が利用可能な場合にのみ、部分的な修理が可能で、ボタンが交換された場合に正しく接続されます。図には必ず添付する必要があります 製品の取扱説明書、何らかの理由でそこにない場合は、インターネットで検索できます。

リバース/スピードコントロール付き電源ボタン

写真のドリルボタンにはリバースのほかに電動モーターのスピードコントローラーが内蔵されています。この設計は非常に複雑であるため、特別なスキルがなければ分解することはできません。ケースを開けるとすぐに、すべての部品がばねで支えられているため、さまざまな方向に「散乱」します。正しい位置が分からなければ、構造全体を元に戻すことは不可能です。新しいものを購入し、インターネット上にある特別な図を確認して接続する方が簡単です。

最新のドリルはリバースで製造されているため、ボタンは複数の機能を同時に実行します。

動作中の製品の基本的な組み込み。
電気モーターの回転速度を調整する。
リバースをオンにする - エンジンローターの回転方向を変更します。

注意！リバースコントロールとスピードコントローラーは別のハウジングにあります。個別に確認する必要があります。

現代の製品では次のことを覚えておく必要があります。 スピードコントローラー特別な基板上に配置されており、製造中に絶縁組成物である化合物が充填され、硬化後にすべての部品を機械的、温度、化学的影響から保護します。したがって、修理することはできません。

接続図からわかるように、リバースと一緒にドリルボタンが含まれている場合、回転は 特殊なトグルスイッチ。この場合、異なるブラシにプラスまたはマイナスが供給されるため、モーターのアーマチュアは異なる方向に回転します。

デザインが複雑な場合は、ドリルスタートボタンを自分で分解しないでください。ワイヤーを外してサービスセンターに持ち込み、専門の専門家が完全な診断と修理を実行します。

私たちのアシスタントはさまざまな材料に穴を開けることができるため、多くの場合、大量の粉塵や廃棄物が発生します。使用後は必ず次のことを行ってください。 ドリルを掃除する次回デバイスを使用するときは、故障したり迷惑な停止が発生したりすることなく、スイスの時計のように動作します。

バシコルトスタン共和国からの訪問者の一人が約2週間前に私に手紙をくれました。彼は Radiokot のマイクロドリル用電子速度コントローラーの回路を気に入っていましたが、LM317 の発熱量が大きく、最大電流が 1.5A と低いといういくつかの欠点がありました。彼は、出力電流を 3A に増やすために、LM317 の代わりに LM2596 モジュールを使用することを提案しました。
このアイデアはコンセプトとしては優れていますが、モジュールを制御回路に適合させる方法について説明します。

まず、Alexander Savov による LM317 の修正回路を提案します。

このスキームの意味は、ドリルシャフトに負荷がかかっていないとき、エンジン速度は最小ですが、少し負荷がかかるとすぐに、速度が可能な最大値に跳ね上がることです。これらはすべて、R6 の電流センサーと、シャントの降下よりわずかに高いしきい値を持つ比較コンパレーターを使用して実装されます。
私はこのスキームをキャノピーで試してみることにしましたが、このスキームは非常にうまく機能しました。負荷をかけたエンジンは 12V ドライバーで使用されました

電流センサーでも同じ方法を使用して、モジュールをわずかに作り直してサボフ回路を追加して、LM2596 の回路を再設計しました。これが私が得たものです

モジュールをモーターに12Vに接続し、モジュールのトリマー抵抗器を最低エンジン速度、およその抵抗5kΩに設定しました。切り替え後、はんだを外し、5.1 kΩ の抵抗を取り付けました。図では、この抵抗は R11 として示されています。次に、4 番目の脚にキーを取り付け、地面に短絡させました。電流検出器をキーに接続し、テストを開始しました。 R8R9 シャントの降下を測定し、R7 トリマーを使用して 2 番目のレグの電圧を 3 番目のレグよりも数ミリボルト高く設定しました。回路の動作はかなり遅く、オンになるまでに長い時間がかかり、その後オフになるまでに長い時間がかかりました。フィードバックとC8の抵抗を選定することで安定した動作を実現しました。

取り付けられたドリルスピードコントローラーは次のようになります

原則として、回路は非常に機能し、生存する権利があることが判明しましたが、LM358は安定した電圧から電力を供給する必要があることを考慮する必要があるため、に設定することをお勧めします。
プリント基板にドリル速度コントローラーを実装するつもりはありません。機械はすでに持っていますが、少し後で印刷します。今は時間がありません。

また、使用した LM2596 モジュールはバシコルトスタン出身の友人から提供されたものであることにも注意してください。彼はウェブサイト SolBatCompany.Ru を運営しており、ソーラーパネルやさまざまな電子モジュールを販売しています。チェックすることをお勧めします。このようなモジュールは中国でわずか50ルーブルで購入できます。リンクはここにあります

組み立てたスピードコントローラーを使用して、操作の短いビデオを作成しました。

高品質の基板穴開けには、トルクおよび速度安定装置を備えた電気ドリルを使用する必要があります。トランジスタ安定化ユニットでは、安定化トランジスタで大きな電力損失が発生します。変圧器とラジエーターの重量と寸法が大きいため、このデバイスのポータブルバージョンは不可能です。

サイリスタレギュレータ電圧は、軽量であることと、電気モーターの速度とトルクを安定させるための技術的能力によって区別されます。パルスモードでのパワーサイリスタ両端の電圧降下はわずかであり、低電力ではラジエーターは必要ありません。

特徴:
主電源電圧 220V
電力 300 ワット
負荷電流 10 アンペア
安定化 86.7%

レギュレータ回路電気ドリルの速度は、電気モーター M1 から RC 回路 R12C2 VD2R6R1C1 を介してユニ接合ダブルベーストランジスタ VT1 のエミッタに正帰還を導入することでトルクを安定させます。
ダイオード VD2 を使用すると、ドリル M1 の電気モーターのブラシからトランジスタ VT1 のエミッタに正極性のパルスのみを供給できます。可変抵抗器 R6 は速度調整器として機能し、同時に負荷が変化したときに速度調整器を安定させます。
フィードバックなし 0.6A 22.2 V 13 ワット 260 回転分
フィードバックあり 2.8 A 21 V 58.8 ワット 520 rpm
フィードバックにより、アイドル速度 600 rpm で速度がわずかに低下します。

デュアルベーストランジスタの特徴:

I 最大、mA	UB1B2最大、B	UB2E最大、B	Pmax、mW	RB1B2、kΩ	fmax、kHz

単接合ダブルベーストランジスタ周期パルスおよび単一パルスの発生器で動作するように設計されており、トランジスタの端子間の抵抗は、制御エミッタ接合の電流に依存します。ユニ接合トランジスタの入力電流電圧特性には、負性微分抵抗を持つ部分があります。エミッタに一定の電圧がかかると、トランジスタのロックが解除され、ベースを流れる電流が急速に増加します。このプロセスは雪崩のように起こります。
ユニジャンクショントランジスタはサイリスタファミリーに属します。ユニジャンクショントランジスタは KU106A-G トランジスタ - サイリスタアセンブリに含まれており、ユニジャンクショントランジスタと三極サイリスタで構成されるハイブリッドデバイスです。

スキーム：
ユニ接合トランジスタ VT1 からのロック解除パルスはサイリスタ VS1 の制御電極に到達し、サイリスタ VS1 を流れる順電流が保持電流よりも大きい限り導通状態になり、その状態が維持されます。
カソード回路ＶＳ１の抵抗Ｒ３から抵抗Ｒ７〜Ｒ９を介して電圧が強力サイリスタＶＳ２の制御電極に供給され、オープン状態となる。

サイリスタ VS2 のスイッチング閾値は抵抗 R9 によって設定されます。入力特性の幅が広いため、パワーサイリスタのアノードはM1電動ドリルの電動モーターに直結されています。
電動機の回転中に発生するマイナス極性のパルスはダイオードVD3によって除去されます。
モーターコレクタからの電圧の一部は回転を安定させるためにデュアルベーストランジスタVT1のエミッタに供給されます。
HL1 LED は電気ドリルモーターの電圧を示し、300 ボルトを超える電圧のインパルスノイズを低減します。

ダイオード VD3 は、サイリスタがロックされている間、電気モーターのアーマチュアへの逆電流の流れを保証します。各半サイクルの開始時に、ダイオード VD2 と抵抗 R1、R6 を介して整流電圧が供給され、コンデンサ C1 が充電されますが、この時点ではまだ逆起電力はありません。次に、サイリスタ VS2 のアノードの電圧は、ダイオードブリッジ VD4 ～ VD7 の電圧と電機子の逆起電力の差、つまり回転速度に等しくなります。

シャフトの負荷トルクが増加して速度を低下させると、逆起電力が減少し、コンデンサ C1 の充電が加速され、サイリスタのロック解除の遅延角が減少します。速度の低下はほぼ完全に補償されます。
抵抗器 R3 からの電圧パルスは、前置増幅のために低電力サイリスタ VS1 の制御電極に供給され、その後、スイッチングしきい値 R7、R9 を設定するための抵抗器を介して供給されます。
回路 VD1、R9 は、強力な電力サイリスタ VS2 の制御電極に接続され、トランジスタ VT1 の緩和ジェネレータの動作に対する主電源電圧と負荷の影響を軽減します。
サイリスタ VS1 の電流は抵抗 R4 の値によって制限されます。制御性の回復、つまりサイリスタの電流と電圧がゼロから負に遷移する間の間隔が損なわれるため、その値を下げることはお勧めできません。極性が低下し、プラスに戻ります。

回復時間は、順電流と逆電流、スイッチオフ電圧の振幅、制御電極の電圧など、多くの要因によって決まります。
ちなみに、電波障害は逆電流によって発生しますが、この逆電流はサイリスタを高速でオフする段階でほぼ瞬時に低下し、過電圧を引き起こす可能性があります。
強制スイッチングはダイオード VD3 を取り付けることによって作成され、ブロッキングに十分な時間サイリスタ VS2 の電流を遮断できます。

無線コンポーネントの定格を変更してさまざまなモードで電気ドリル速度コントローラーを実際にテストしたところ、電気モーターの速度と速度を安定させるために正のフィードバックを使用する理論的正当性が確認されました。
アイドリング回転数は600rpmを超えませんでしたが、
どちらの場合も電気モーターのシャフトにかかる負荷は約 4 kg で、電気モーターのタイプは DPR 72-F6-06 DC、本体の長さは 80 mm、直径は 40 mm でした。
フィードバックがあるとトルクが増加しましたが、速度はわずかに低下しました。

回路内の無線コンポーネント希少ではありません:
MLT タイプの 0.25 ワットの電力用の抵抗器、ダブルベーストランジスタ VT1 およびサイリスタ VS1 は KU106V-G アセンブリで置き換えることができます。パワーサイリスタと変圧器のタイプは、使用される電気モータの電圧と電力によって異なります。。 6.3 ボルトの 4 つの巻線と 3 アンペアを超える電流を直列回路に接続した TN-54 タイプの変圧器は、回路内で適切に動作します。
シリコンダイオードアセンブリタイプのPBL405は電圧降下が低く、ヒートシンクが不要です。
平板サイリスタVS2に小型ラジエーター60*40*50を取り付けます。

回路調整電気ドリルの速度コントローラは次のとおりです。抵抗器 R6 の抵抗値 (回転数) の最小値で、抵抗器 R9 の値を変更してサイリスタ VS2 をオンにするしきい値を設定し、次に抵抗器 R6 の抵抗値を増加します。必要な電気モーターの速度を設定します。
プリント配線図では、スイッチング回路、電源トランス、ダイオードブリッジを除くほぼすべての無線コンポーネントが配置されており、スピードコントローラーとLEDインジケータHL1はケースのトップカバーに取り付けられており、ヒューズFU1、スイッチSA1、電源コードが配置されています。出力は側面に付いています。

文学：
1. サイリスタ。技術資料 1971 英語からの翻訳。出版社は「エナジー」。
2. 電気ドリルの速度調整器。 V.ノビコフ。『ラジオミール』第5号 2006年 p.19
3. 電子機器用の抵抗、コンデンサ、トランス、チョーク、スイッチングデバイス。ディレクトリ。ミンスク「ベラルーシ」1994

放射性元素のリスト

指定	タイプ	宗派	量	私のメモ帳
VT1	トランジスタ	KT117B	1	メモ帳へ
VS1	サイリスタ＆トライアック	KU101E	1	メモ帳へ
VS2	サイリスタ＆トライアック	KU202E	1	メモ帳へ
VD1	ツェナーダイオード	D818B	1	メモ帳へ
VD2	ダイオード	KD503B	1	メモ帳へ
VD3	整流ダイオード	1N4005	1	メモ帳へ
VD4～VD7	ダイオード	PBL405	4	メモ帳へ
C1-C4	コンデンサ	0.1μF	4	メモ帳へ
C5	コンデンサ	0.05μF 630V	1	メモ帳へ
R1	抵抗器	4.7キロオーム	1	メモ帳へ
R2	抵抗器	910オーム	1	メモ帳へ
R3、R12	抵抗器	100オーム	2	メモ帳へ
R4	抵抗器	1.2キロオーム	1	メモ帳へ
R5	抵抗器	360オーム	1	メモ帳へ
R6	可変抵抗器	100キロオーム	1	メモ帳へ
R7	抵抗器	1.5キロオーム	1	メモ帳へ
R8	抵抗器	1キロオーム	1