При роботі з електроінструментом (електродрель шліфувальним пристроєм та ін) бажано мати можливість плавно змінювати його оберти. Але просте зменшення напруги живлення призводить до зниження розвивається інструментом потужності У пропонованій схемі (рис.1) використовується регулювання зі зворотним зв'язком по струму двигуна, в результаті чого при збільшенні навантаження відповідно збільшується і крутний момент
На валу. Резистивно-ємнісний ланцюжок R1-R2-C1 формує регульовану опорну напругу, яка з двигуна R2 надходить у ланцюг керуючого електрода тиристора VS1 і компенсує залишкову проти-ЕРС двигуна М1 Якщо швидкість обертання двигуна падає через зростання навантаження, зменшується і його проти-ЕРС . Завдяки цьому в черговому напівперіод мережної напруги тиристор за рахунок опорної напруги відкривається раніше. Відповідне підвищення напруги двигуна призводить до збільшення потужності на валу двигуна. У разі збільшення оборотів у разі зниження навантаження описаний процес відбувається навпаки
Налаштування пристрою зводиться практично до підбору опору R1, щоб при мінімальних обертах двигун обертався рівно, без ривків, і в той же час забезпечувався повний діапазон зміни обертів. Можливо, до нижнього за схемою виводу R2 доведеться підключити невеликий резистор, що обмежує мінімальні обороти двигуна. Якщо тиристор VS1 сильно грітиметься, його потрібно встановити на тепловідведення.
Спрощений варіант регулятора показано на рис. 2. Якщо в патрон електродриля затиснути насадку-викрутку, за допомогою цієї приставки можна закручувати гвинти та шурупи (саморізи).
Література
1 І.Семенов. Регулятор потужності із зворотним зв'язком. - Радіоаматор, 1997, N12, С.21.
2 Р. Граф. Електронні схеми 1300 прикладів – М Світ, 1989, З 395.
3. У Щербатюк Загортаємо шурупи електродрилем. - Радіоаматор, 1999 N9, З 23
Електричний дриль зараз присутній у комплекті інструментів практично будь-якого майстра, тому що це незамінний агрегат у побуті або на професійній ниві. Але, як і будь-яка деталь, дриль може зламатися і, щоб не звертатися щоразу до фахівців, потрібно вміти обслуговувати та ремонтувати свій інструмент самостійно. У цій статті розглянуто ознаки поломки та варіанти їх усунення, а також найпоширеніші несправності та як виконати ремонт дриля своїми руками.
Дриль відноситься до електричних інструментів і виконує функції зі свердління отворів у різних матеріалах, а також закручування шурупів. Робота здійснюється за допомогою спеціальних свердлів та наконечників, які вставляють у затискний патрон.
Електричний дриль обладнаний мотором, що приводиться в дію струмом номіналом 220 Вольт, який обертає шестерні передачі та інші вузли. Потужність силового агрегату налаштовується спеціальним регулятором, який розташований на кнопці пуску і провертається в обидві сторони. Деякі моделі обладнані перемикачем осі обертання, який змінює розташування щіток, від патрон дриля може здійснювати оберти, як вправо, так і вліво.
Затискний патрон буває двох типів: зі шліцевою частиною та з гладкою. У першому випадку затискання свердла здійснюється спеціальним ключем, який при повороті закручує нижню частину головки і фіксує деталь. Звичайний гладкий патрон може закручуватися тільки від руки, тому, якщо необхідно сильно затиснути свердло, перевага має патрон зі шліцами.
Основні види несправності електричного дриля
Будь-який інструмент може раптово зламатися, це відбувається через неправильну експлуатацію, порушення регламенту технічного обслуговування або просто недбалого ставлення до техніки. Щоб не допускати виникнення поломки, потрібно дотримуватися всіх правил, встановлених виробником, а також вчасно ремонтувати і замінювати деталі, що відпрацювали свій термін.
Існує кілька різновидів можливих несправностей побутової електродрилі, до яких належать:
- Коли натискається кнопка пуску, дриль не працює. В першу чергу, у цьому випадку необхідно перевірити якість контакту вилки та розетки, а також наявність електрики. Найчастіше, така несправність виникає через обгорілі контакти всередині вилки або в самому шнурі, коли в результаті навантаження або перепаду сили струму утворюється розрив проводу. Вирішується ця проблема простою заміною провідного кабелю;
- Патрон дриля обертається, але швидкість обертів незмінна. Тут можна припустити, що несправний регулятор обертів дриля, який може зламатися через механічну деформацію або попадання бруду на ролик. Усередині регулятора вбудований контактор, який може перегоріти, і відремонтувати його можна, тільки замінивши вузол повністю, тому що припаяти таку дрібну деталь в домашніх умовах не вийде. Взагалі, у дриля з механізмом регулювання оборотів це найвразливіша частина, тому до неї необхідно ставитись з максимальною відповідальністю;
- При запуску з вентиляційного отвору щіток виникає неприємний запах горілого, ротор двигуна іскритий. Перше, що потрібно зробити, це відключити прилад і висмикнути шнур із розетки, інакше здійснити ремонт електричного дриля буде набагато складніше. Далі необхідно уважно оглянути двигун, визначити рівень зношування щіток і самого ротора, а також перевірити, чи немає всередині сторонніх предметів або інших забруднень, що заважають обертанню штока;
- Хрускіт у центральній частині інструменту. Всі механізми і передачі приховані за пластиковим корпусом, тому відразу визначити деталь, що зламалася, не вийде. Найчастіше ламаються шліци приводного диска, особливо біля дриля з функцією перфоратора, яка, крім звичайної передачі, має ударний механізм і блокуючий пристрій. Для заміни даних елементів знадобиться повне розбирання інструменту та проведення докладного дефектування. Важливо не користуватися зламаним дрилем, тому що шматки, що відкололися, можуть потрапляти в інші вузли, що при обертанні повністю зруйнує механізм, і відновити його не вийде;
- Патрон не фіксує свердло, затискні пелюстки не сходяться під час затягування ключем. Найчастіше усунути цю несправність можна дуже швидко, сам патрон кріпиться до корпусу дриля звичайним шурупом, капелюшок якого розташований усередині головки і від вібрації може відкручуватися. В результаті болт заважає пелюсткам стягувати свердло, його необхідно закрутити, вставивши фігурну викрутку;
- На ударному дрилі свердло вставляється в спеціальний патрон, обладнаний швидкознімним механізмом, часто всередину цього агрегату потрапляють шматочки металу або бетону, які забиваються в дрібні тріщини і не дають фіксатору стати у своє гніздо, тому вставлений патрон постійно вискакує з отвору. Тут допоможе детальне чищення інструменту та видалення всіх забруднень.
Дані несправності є найпоширенішими і часто зустрічаються під час використання електродриля у побуті. У разі більш серйозних поломок для відновлення інструменту без помилок краще звернутися до сервісного центру, оскільки без наявності певного досвіду та інструкції з ремонту усунути поломку не вдасться.
Самостійне чищення щіток та їх заміна
У процесі роботи, особливо у складних умовах, на щітках утворюється наліт, і електричний дриль починає грітися та іскрити. Щоб відремонтувати дриль своїми руками, шляхом заміни щіток на нові, необхідно слідувати певному алгоритму дій.
На першому етапі потрібно відкрутити шурупи у задній частині електродвигуна. Більшість виробників інструментів для зручності обслуговування роблять цю частину таким чином, щоб її можна було швидко зняти, не розбираючи основного корпусу, причому кнопка пуску залишається на місці. Після викручування кришки вона повністю знімається, при цьому стають доступними для обслуговування щітки двигуна та його ротор.
Далі необхідно від'єднати від вугільних щіток клеми проводів та, відігнувши стопорні пелюстки, витягнути елемент назовні. Силовий агрегат обладнаний двома щітками із двох сторін, які зношуються одночасно, тому підлягають заміні разом. За рівнем виробітку наконечників можна зрозуміти, в якому стані знаходяться підшипники ротора. Якщо знос розташований у верхньому або нижньому куті вугільного прямокутника, можна зробити висновок, що в підшипнику якоря двигуна є люфт, цю деталь потрібно також замінити.
Перед встановленням нових щіток для дриля необхідно продути стиснутим повітрям усі внутрішні елементи, це допоможе очистити ротор від пилу та запобігти утворенню нальоту на нових деталях. Кнопка також має бути очищена, щоб її зворотна пружина мала вільний хід. Щітки вставляються в посадкове гніздо і фіксуються замком, після чого приєднуються клеми і здійснюється зворотне складання кришки.
Якщо потрібна заміна кнопки пуску або регулятора швидкості обертів, то відремонтувати цей вузол можливо, тільки якщо є схема підключення кнопки дриля, яка повинна бути вказана в інструкції до експлуатації інструменту. Підключення всіх електричних деталей та кабелів повинно проводитися на знеструмленій ділянці і лише відповідно до схеми.
Таким чином, при плануванні провести ремонт електродриля самостійно потрібно обзавестися спеціальною літературою та інструментом, щоб не виникало сумнівів як електричні з'єднання при встановленні нових запасних частин.
Відео
Електричний дриль є незамінним помічником у всіх видах домашнього ремонту: з його допомогою можна виконувати ряд завдань від перемішування фарб, клею для шпалер до основного призначення – свердління різних отворів. Швидкому зносу піддається кнопка включення виробу, яку доводиться часто ремонтувати чи змінювати на нову. Щоб провести цю досить нескладну операцію, користувачеві потрібна схема підключення кнопки дриля та знання найпоширеніших несправностей цієї важливої деталі.
Цей простий на вигляд пристрій під час використання подає сигнали користувачеві, що незабаром йому знадобиться ремонт, тільки не всі їх розуміють. Якщо дриль починає працювати з тимчасовими перебоями або кнопка вимагає сильнішого натискання, ніж раніше, це перші симптоми некоректної роботи цієї деталі.
Коли ви використовуєте акумуляторний дриль, то насамперед треба заміряти тестером напругу акумулятора – якщо менше номінального, то він підлягає зарядці.
В даному випадку нас особливо цікавить стан та функціональні здібності саме кнопки увімкнення/вимкнення виробу. Перевірити справність її роботи досить просто: треба відкрутити кріплення основного корпусу, зняти верхню кришку та перевірити напругу проводів, що йдуть до пристрою, увімкнувши шнур живлення в розетку. Коли прилад показує надходження напруги, а при натисканні на кнопку виріб не працює, це говорить про те, що вона зламана або сталося підгоряння контактіввсередині пристрою.
Звичайна кнопка вкл/вимк.
Ремонт або заміна кнопки дриля вважається простим процесом, але необхідно мати певні навички - при необережному відкритті бічної стінки багато деталей можуть розлетітися в різні боки або випасти з корпусу.
Як було написано вище, кнопка може не функціонувати через окислення або підгоряння контактів. Щоб виправити це, потрібно розібрати її, дотримуючись наступного порядку.
- Обережно підчепити фіксатори захисного кожуха та відкрити його.
- Нагар на контактах видалити за допомогою спирту, або зачистити наждачним папером.
- Потім зробити складання та перевірку.
Якщо все працює нормально, то значить, причина була в контактах, інакше потрібно заміна кнопки.
Слід знати, що часто стирається спеціальний шар, який при виготовленні наноситься під повзунок реостата - у цьому випадку кнопка також замінюється.
Досить часто схема підключення кнопки дриля використовується для перевірки функціональних здібностей усієї конструкції: тільки за її наявності можна виконати частковий ремонт або здійснити правильне підключення кнопки у разі її заміни. Схема повинна йти разом із інструкцією з експлуатації виробуЯкщо ж її з якоїсь причини там немає, то пошукати можна в інтернеті.
Кнопка включення з реверсом/регулятором обертів
Представлена на фотографії кнопка для дриля, крім реверсу, має вбудований регулятор обертів електричного двигуна. Ця конструкція відрізняється підвищеною складністю, тому без особливих навичок розібрати її неможливо: як тільки ви розкриєте корпус, всі деталі «розбігуться» в різні боки, тому що їх підпирають пружини. Не знаючи їх правильного розташування, зібрати назад усю конструкцію буде неможливо – простіше купити нову, а приєднання виконати, звіряючись зі спеціальною схемою, знайти яку можна в інтернеті.
Сучасні дриля випускаються з реверсом, тому кнопка виконує відразу кілька функцій:
- основне включення виробу у роботу;
- регулювання обертів обертання електродвигуна;
- увімкнення реверсу - зміна напрямку обертання ротора двигуна.
Увага! Управління реверсом і регулятор обертів знаходяться у різних корпусах - перевіряти їх треба окремо.
Необхідно пам'ятати, що у сучасних виробах регулятор оборотіврозташовується на спеціальній підкладці, і при виготовленні він заливається компаундом - ізоляційним складом, який після твердіння захищає всі деталі від механічного, температурного та хімічного впливу. Тому ремонту не підлягає.
Як видно зі схеми підключення, коли в ній є кнопка дриля разом з реверсом, перемикання обертання здійснюється за допомогою спеціального тумблера.При цьому плюс або мінус подається на різні щітки, тому якір двигуна обертається у різному напрямку.
Не варто самостійно розбирати кнопку пуску дриля у разі складної її конструкції – від'єднайте дроти та віднесіть у центр сервісу, де професійні фахівці проведуть повну діагностику та ремонт.
Наша помічниця може свердлити різні матеріали, тому часто виникає багато пилу та відходів. Після кожного використання слід чистити дриль, тоді при наступному використанні пристрій буде працювати як швейцарський годинник: без збоїв та прикрих зупинок.
Написав мені тижнів зо два тому один із відвідувачів з республіки Башкортостан. Сподобалася йому на радіокоті схема електронного регулятора оборотів для мікро дриля, тільки є в ній кілька недоліків: більше виділення тепла LM317 і малий максимальний струм 1,5А. Запропонував він використовувати модуль LM2596 замість LM317, щоб підняти вихідний струм до 3А.
Ідея хороша за змістом, але як пристосувати модуль до схеми управління, про це я зараз і розповім.
Для початку запропоную доопрацьовану схему Олександра Савова на LM317
Сенс цієї схеми в тому, що коли на валу дриля немає ніякого навантаження, обороти двигуна мінімальні, але варто його трохи навантажити, як обороти схоплюються до максимально можливих. Все це реалізовано за рахунок датчика струму на R6 і компоратора, що порівнює, з порогом трохи вище, ніж падіння на шунті
Схему я вирішив спробувати навісом і схема працює цілком на достатньому рівні. Двигун у навантаженні використовував від шуруповерта 12В 
Використовуючи цей метод на датчику струму переробив схему під LM2596, трохи переробивши модуль і підростивши до нього схему Савова. Ось що в мене вийшло
Підключив модуль із двигуном до 12В, підстроювальним резистором на модулі виставив мінімальні обороти двигуна, зразок опір 5кОм. Після переміник випаяв і встановив резистор 5,1кОм, на схемі цей резистор вказаний R11. Тепер на четверту ніжку встановив ключ, що шунтує на землю. До ключа підключив детектор струму та почав випробування. Виміряв падіння на шунті R8R9, встановив на 2 нозі підстроєчником R7 напруга на кілька мілівольт більше, ніж на 3 нозі. Схема заробила досить мляво, то довго вмикалася, то довго вимикалася. Підібравши резистор у зворотному зв'язку і С8 вдалося досягти стабільної роботи.
Ось так виглядає регулятор обертів дриля навісним монтажем 
У принципі, схема виявилася досить робочою і має право на життя, але треба враховувати, що LM358 повинна харчуватися від стабілізованої напруги, тому рекомендується встановити для неї.
Реалізувати регулятор оборотів дрилі на друкованій платі я не збираюся, у мене вже є верстат, але друк вам зроблю трохи пізніше, зараз час немає
Хочу так само помітити, що модуль LM2596 надав товариш з Башкортостану, у нього є сайт SolBatCompany.Ru, що торгує сонячними панелями і різними електронними модулями, рекомендую заглянути до нього. Купити такий модуль можна в Китаї лише за 50 рублів, ось посилання
За зібраним регулятором оборотів зробив невелике відео його роботи
Для якісного свердління отворів плат необхідно використовувати електродриль зі стабілізатором крутного моменту та обертів. Транзисторний стабілізований блок має великі втрати потужності на регульованому транзисторі. Велика вага та габарити трансформатора та радіаторів не дозволяють виконати переносний варіант приладу.
Тиристорні регуляторинапруги вигідно відрізняються малою вагою та технічними можливостями стабілізації оборотів і крутного моменту електродвигуна. Падіння напруги на силовому тиристорі в імпульсному режимі незначне і за невеликої потужності відпадає потреба в радіаторі.
Характеристики:
Напруга мережі 220Вольт
Потужність 300 Ватт
Струм навантаження 10 Ампер
Стабілізація 86,7%
Схема регулятораоборотів електродриля стабілізує момент, що крутить, введенням позитивного зворотного зв'язку з електродвигуна М1 через RC ланцюг R12C2 VD2R6R1C1 на емітер одноперехідного двобазового транзистора VT1
Діод VD2 дозволяє подавати на емітер транзистора VT1 тільки імпульси позитивної полярності зі щіток електродвигуна дрилі М1. Змінний резистор R6 працює як регулятор обертів і в той же час стабілізує їх при зміні навантаження:
Без Зворотного зв'язку 0,6А 22,2 13ватт 260 про. хв
З Зворотним зв'язком 2,8 А 21 В 58,8 ват 520 об.хв
З зворотним зв'язком обороти падають незначно, при холостому ході 600 оборотів.
Характеристики двобазових транзисторів:
|
Iе max, мA |
UБ1Б2 max, B |
UБ2Е max, B |
Pmax, мВт |
RБ1Б2, кOm |
fmax, кГц |
||
Одноперехідні двобазові транзисторипризначені для роботи в генераторах періодичних та одноразових імпульсів. Опір між висновками транзисторів залежать від струму керуючого емітерного переходу. На вхідний вольтамперної характеристики одноперехідних транзисторів є ділянка з негативним диференціальним опором. При певній напрузі на емітер відбувається відмикання транзистора і швидке наростання струму через базу. Процес відбувається лавиноподібно.
Одноперехідний транзистор відноситься до сімейства тиристорів. Одноперехідний транзистор входить до транзисторно-тиристорного складання КУ106А-Г і є гібридним приладом, що складається з одноперехідного транзистора і тріодного тиристора.
Схема:
Відпираючий імпульс з одноперехідного транзистора VT1 надходить на керуючий електрод тиристора VS1, який переходить у провідний стан і залишається в ньому поки поточний через тиристор VS1 прямий струм більше струму утримання.
Напруга з резистора R3 ланцюга катода VS1 через резистори R7R9 надходить на електрод потужного потужного тиристора VS2 і приводить його у відкритий стан.
Поріг включення тиристора VS2 встановлюється резистором R9. через великий розкид вхідних характеристик.Анод силового тиристора безпосередньо пов'язаний з електромотором електродрилі М1.
Імпульси негативної полярності, що виникли при обертанні електродвигуна, усувають Cя діодом VD3.
Частина напруги з колектора двигуна надходить на стабілізацію обертання – еммітер двобазового транзистора VT1.
Світлодіод HL1 індикує напругу на електродвигуні електродрелі і знижує імпульсні перешкоди напругою понад 300 Вольт.
Діод VD3 забезпечує протікання зворотного струму якоря електродвигуна в той час, коли тиристор замкнений. На початку кожного напівперіоду напруга випрямляча через діод VD2 і резистори R1, R6 надходить на зарядку конденсатора С1, проти-е.д.с у цей момент ще немає. Далі напруга на аноді тиристора VS2 дорівнюватиме різниці напруги діодного мосту VD4-VD7 і проти-е.д.з якоря, тобто від швидкості обертання.
Зменшення швидкості зі збільшенням моменту навантаження на валу знижує проти-е.д.с і прискорює зарядку конденсатора С1, зменшує кут затримки відмикання тиристора -зниження швидкості майже повністю компенсується.
Імпульси напруги з резистора R3 надходять на електрод малопотужного тиристора VS1 для попереднього посилення, далі через резистори установки порога включення R7,R9
на керуючий електрод потужного силового тиристора VS2. Ланцюг VD1,R9 знижує вплив мережевої напруги та навантаження на роботу релаксаційного генератора на транзисторі VT1.
Струм тиристора VS1 обмежений номіналом резистора R4, знижувати його значення не рекомендується, так як буде порушено відновлення керованості, тобто знизиться інтервал між переходом струму і напруги тиристора через нуль негативну полярність і назад в позитивну.
Час відновлення залежить від багатьох факторів: прямого і зворотного струму, амплітуди напруги, що замикається, і напруги на керуючому електроді.
До речі, радіоперешкоди створює зворотний струм, який майже миттєво спадає на етапі замикання тиристора з дуже швидкістю і може викликати перенапруги.
Примусова комутація створюється установкою діода VD3 і дозволяє перервати струм у тиристорі VS2 на час достатній для замикання.
Практичні випробування регулятора оборотів електродриля в різних режимах зі зміною номіналів радіокомпонентів підтвердили теоретичні обґрунтування використання позитивного зворотного зв'язку для стабілізації швидкості та оборотів електродвигуна:
Оберти холостого ходу не перевищували 600 об/хв,
навантаження на вал електродвигуна в обох випадках було близько 4 кг сили, електродвигун типу ДПР 72-Ф6-06 постійного струму, довжина корпусу 80мм, діаметр 40 мм.
Крутний момент зріс за наявності зворотний зв'язок, обороти впали незначно.
Радіодеталі у схеміне дефіцитні:
резистори на потужність 0,25 ват типу МЛТ, двобазовий транзистор VT1 і тиристор VS1 можна замінити складанням КУ106В-Г, тип силового тиристора і трансформатора залежить від напруги і потужності електродвигуна, що використовується. Добре працюють у схемі трансформатори типу ТН-54 з чотирма обмотками по 6,3 вольта і струмом більше трьох ампер, з'єднаних у послідовний ланцюг.
Крем'яне діодне складання типу PBL405 має невелике падіння напруги і не вимагає радіатора.
На плоский тиристор VS2 встановити невеликий радіатор 60*40*50.
Регулювання схемирегулятора оборотів електродриля полягає в наступному: при мінімальному значенні опору резистора R6 (обороти) встановити поріг включення тиристора VS2 зміною номіналу резистора R9, далі збільшенням опору резистора R6 встановити необхідні оберти електродвигуна.
На малюнку друкованого монтажу розташовані майже всі радіодеталі крім ланцюгів комутації, силового трансформатора та діодного моста, регулятор обертів та світлодіодний індикатор HL1 встановлені на верхній кришці корпусу, на боці закріплені запобіжник FU1, вимикач SA1 та виведення силового шнура.
Література:
1. Тиристори. Технічний довідник 1971р. Переклад з англійської. Видавництво "Енергія".
2.Регулятор оборотів електродрилі. В.Новіков. «Радіосвіт» №5 2006 р. стор.19
3.Резистори, конденсатори, трансформатори, дроселі, комутаційні пристрої РЕА. Довідник Мінськ «Білорусь» 1994 р.
Список радіоелементів
| Позначення | Тип | Номінал | Кількість | Примітка | Магазин | Мій блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Транзистор | КТ117Б | 1 | До блокноту | ||
| VS1 | Тиристор & Сімістор | КУ101Е | 1 | До блокноту | ||
| VS2 | Тиристор & Сімістор | КУ202Е | 1 | До блокноту | ||
| VD1 | Стабілітрон | Д818Б | 1 | До блокноту | ||
| VD2 | Діод | КД503Б | 1 | До блокноту | ||
| VD3 | Випрямний діод | 1N4005 | 1 | До блокноту | ||
| VD4-VD7 | Діод | PBL405 | 4 | До блокноту | ||
| С1-С4 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 4 | До блокноту | ||
| С5 | Конденсатор | 0.05 мкф 630 В | 1 | До блокноту | ||
| R1 | Резистор | 4.7 ком | 1 | До блокноту | ||
| R2 | Резистор | 910 Ом | 1 | До блокноту | ||
| R3, R12 | Резистор | 100 Ом | 2 | До блокноту | ||
| R4 | Резистор | 1.2 ком | 1 | До блокноту | ||
| R5 | Резистор | 360 Ом | 1 | До блокноту | ||
| R6 | Змінний резистор | 100 ком | 1 | До блокноту | ||
| R7 | Резистор | 1.5 ком | 1 | До блокноту | ||
| R8 | Резистор | 1 ком | 1 |
