Инструкция по изготовлению регулятора оборотов для болгарки своими руками

Все бюджетные варианты УШМ имеют несколько недостатков. Во-первых, не имеется системы плавного пуска. Это очень важная опция. Наверняка все из вас включали этот мощный электроинструмент в сеть, и при запуске наблюдали, как падает накал лампочки, которая также подключена к этой сети.

Такое явление происходит по той причине, что мощные электродвигатели в момент запуска потребляют огромные токи, из-за которых проседает напряжение сети. Это может вывести из строя сам инструмент, особенно китайского производства с ненадежными обмотками, которые могут в один прекрасный день сгореть во время пуска.

То есть система мягкого старта защитит и сеть, и инструмент. К тому же в момент запуска инструмента происходит мощная отдача или толчок, а в случае внедрения системы мягкого старта такого, разумеется, не будет.

Во-вторых, отсутствует регулятор оборотов, который позволит долго работать инструментом, не нагружая его.

Схема, представленная ниже, от промышленного образца:

Она внедряется производителем в дорогие приборы.

К схеме можно подключать не только «болгарку», но и, в принципе, любые приборы – дрель, фрезерные и токарные станки. Но с учетом того, что в инструменте должен стоять именно коллекторный двигатель.

С асинхронными двигателями такое не пройдет. Там необходим частотный преобразователь.

Итак, необходимо сделать печатную плату и приступить к сборке.

Скачать плату можно по следующей ссылке, что внизу статьи.

В качестве регулирующего элемента задействован сдвоенный операционный усилитель LM358, который с помощью транзистора VT1 управляет силовым симистором.

Итак, силовым звеном в этой схеме является мощный симистор типа BTA20-600.

Такого симистора не оказалось в магазине и пришлось купить BTA28. Он чуть мощнее того, что по схеме. В общем, для двигателей с мощностью до 1 кВт можно использовать любой симистор с напряжением не ниже 600 В и током от 10-12 А. Но лучше иметь некоторый запас и взять симисторы на 20 А, все равно они стоят копейки.

Во время работы симистор будет греться, поэтому на него необходимо установить теплоотвод.

Чтобы не было вопросов по поводу того, что двигатель при пуске может потреблять токи, которые значительно превышают максимальный ток симистора, и последний может попросту сгореть, помните, что схема имеет мягкий старт, и пусковые токи можно не принимать во внимание.

Наверняка всем знакомо явление самоиндукции. Этот эффект наблюдается при размыкании цепи, к которой подключена индуктивная нагрузка.

То же самое и в этой схеме. Когда резко прекращается подача питания на двигатель, ток самоиндукции с него может спалить симистор. А снабберная цепь гасит самоиндукцию.

Резистор в этой цепи имеет сопротивление от 47 до 68 Ом, а мощность от 1 до 2 Вт. Конденсатор пленочный на 400 В. В данном варианте самоиндукция как побочный эффект.

Читать также: Самодельный шпиндель для фрезерного станка по металлу

Резистор R2 обеспечивает токогашение для низковольтной цепи управления.

Сама схема в какой-то мере является и нагрузкой, и стабилизирующим звеном. Благодаря этому после резистора можно не стабилизировать питание. Хотя в сети есть такие же схемы с дополнительным стабилитроном, использовать его бессмысленно, поскольку напряжение на выводах питания операционного усилителя в пределах нормы.

Возможные варианты замен для маломощных транзисторов можно увидеть на следующей картинке:

Печатная плата, которая упоминалась ранее, представляет собой только плату для устройства плавного пуска, и в ней нет компонентов для регулировки оборотов. Это сделано специально, поскольку в любом случае регулятор нужно выводить с помощью проводов.

Настройка регулятора выполняется с помощью многооборотного подстроечного резистора на 100 кОм.

А основная регулировка уже с помощью резистора R5. Стоит сказать, что схема такого рода не позволит осуществлять регулировку от нуля, только от 30 до 100%.

Если нужен более мощный регулятор, то его можно собрать по следующей схеме:

Эта схема позволяет регулировать мощность практически от нуля, но для «болгарки» это не имеет смысла.

Вначале схема обязательно проверяется на работоспособность путем подключения в качестве нагрузки лампочки на 40-60 Вт 220 В.

Если все в порядке, то после отключения от сети сразу же нужно проверить симистор на ощупь – он должен быть холодным.

Далее, плата подключается к «болгарке» и производится запуск.

Если все работает нормально – «болгарка» запускается плавно, и регулируются обороты, — то пора приступать к тестам под нагрузкой.

Хотелось бы использовать болгарку в качестве шарошки, для зачистки, шлифования и т.д. чего либо. Но вот проблема, это очень высокие обороты. Имеемые у меня две болгарки, увы, без регулировки оборотов. Конечно, можно купить еще третью, с регулировкой оборотов, но великого смысла в этом не вижу.

А используя насадку типа «чашка» с латунированной проволокой, так вообще опасно. Во1х она расчитана на обороты до 5000-6500 об/мин. у болгарки же по умолчанию 12000 об/мин. В результате металлические проволки из щетки разлетаются, поражая своей проволокой все вокруг. Неприятное ощущение, да и просто опасно.

Увидев на Али блок позволяющий снизить обороты, купил такой блок. Получил, подключил, работает. Действительно, обороты снизились, до того уровня, когда разрушение щеток не происходит. Не скажу, что можно снизить эти обороты до нуля, но практически на самом минимуме, уменьшается в два раза.

Сначала попытался поставить блок в саму болгарку. Не вышло. Места в корпусе болгарки оказалось слишком мало. Поэтому пришлось делать внешний блок с регулированием. Но это даже и не плохо, так как его можно использовать для многих целей.

Читать также: Схема китайского зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Если болгарка не оснащена регулятором оборотов, можно ли установить его самостоятельно? Большинство угловых шлифовальных машин (УШМ), в простонародье болгарок, имеют регулятор оборотов.

Регулятор оборотов расположен на корпусе УШМ

Рассмотрение различных регулировок нужно начать с анализа электрической схемы болгарки.

простейшее представление электросхемы шлифовальной машины

Более продвинутые модели автоматически поддерживают скорость вращения вне зависимости от нагрузки, но чаще встречаются инструменты с ручной регулировкой оборотов диска. Если на дрели или электрическом шуруповерте используется регулятор куркового типа, то на УШМ такой принцип регулирование невозможен. Во-первых – особенности инструмента предполагают другой хват при работе. Во-вторых – регулировка во время работы недопустима, поэтому значение оборотов выставляется при выключенном моторе.

Зачем в болгарке плавный пуск и регулятор оборотов

Самый частый сюрприз в работе — выход из строя обмотки электродвигателя. Это может случиться всего через несколько запусков нового инструмента. Проблема образуется из-за очень высокой скорости вращения. В момент включения машинки происходит сразу несколько последовательных действий:

Регулятор оборотов болгарок Bosh

• резко увеличивается величина тока:
• запускается электродвигатель;
• набираются обороты до рабочих величин.

Все это происходит в очень короткий промежуток времени, что дает огромную нагрузку на каждый узел УШМ, особенно на электрическую обмотку. Как следствие — она обрывается.

Многие модели изначально оснащаются устройствами плавного запуска и регуляторами оборотов, но они не имеют большой популярности из-за высокой стоимости. На более бюджетных вполне реально собрать регулятор оборотов для болгарки собственноручно, причем плавный запуск собирается на той же микросхеме. Одним действием решаются две основных проблемы столь нужного инструмента.

Те, кто работал болгаркой с кафелем, камнем и подобными материалами, знают, что качество резки и внешний вид края сильно страдают от высоких скоростей, а сам инструмент буквально «убивается» от таких работ. Та же проблема и с металлическими деталями: алюминий и прочие мягкие сплавы нужно резать на минимальных оборотах, а толстое и твердое полотно — на максимальных скоростях. Процессы шлифовки и полировки поверхностей на высоких скоростях испортят материал.

Установка регулятора скорости существенно расширит имеющийся функционал и позволит не беспокоится о работоспособности. А предотвращение поломок никогда никому не мешало.

Как сделать регулировку для УШМ в домашних условиях, самодельные варианты

Относительно простую схему регулировки на полупроводниковых приборах некоторые пользователи, имеющие навык работы с электротехническими технологиями, могут сделать самостоятельно. Однако, она не сможет эффективно подстраивать силу тока при снижении оборотов, и величина крутящего момента на рабочем валу может быть недостаточной. Это не будет большим препятствием при проведении работ по полировке, резке тонколистового металла или обработке мягких материалов (пластика и подобных ему).

Если изготовление схемы собственными руками вызывает затруднения или характер работ с болгаркой, например с камнем или керамикой, требует использовать более сложную систему с микросхемой, возможен вариант приобретения готового блока и установки его на болгарку.

Авторы представленных ниже видео предлагают свои подходы к решению оснастить болгарку регулировкой оборотов.

Стандартный диммер для изменения яркости освещения нашел применение в эксплуатации болгарки в следующем видео.

Важно: мощность диммера должна быть минимум не меньше мощности болгарки. Качество полировальных работ и меньшее количество выделяемой пыли при их проведении определяют целесообразность доработки электрической части болгарки с использованием стандартного диммера. Данная конструкция требует разумной дозировки ручной нагрузки при проведении работ, так как не исключается перегрев двигателя и есть риск выхода его из строя.

Готовый полупроводниковый регулятор мощности можно купить в интернет-магазинах. Автор следующего видео приобрел в Aliexpress китайский экземпляр, при чем достаточно большой мощности – 4 кВт. Такая величина позволяет повысить универсальность его применения. Много бытовых приборов (болгарка, дрель, нагревательные элементы в виде ТЭНов) эксплуатируются в рядах мощностей, где такой регулятор может достаточно эффективно работать. Основной недостаток таких регуляторов — невозможность поддерживать нагрузку длительное время (электроинструмент быстро перегревается и требуется его остановка для охлаждения).

Управление частотой вращения некоторых электрических инструментов можно осуществлять не только вручную с помощью поворотного колесика. Некоторыми устройствами удобнее управлять с помощью педалей. В следующем видео автор демонстрирует такой способ управления. Здесь взят регулятор оборотов выполненный в виде педали со швейной машинки и адаптирован для управления электрическим лобзиком. Ничего не мешает сделать такой вариант управления болгаркой, однако необходимость этого должна быть обоснована характером проводимых работ.

Без потери мощности

Регулятор, который изменяет обороты, не теряя мощности, самостоятельно изготовить практически невозможно. Такие устройства с обратной связью по отслеживанию величины оборотов и корректировкой на их основании силы тока выпускаются только производителями болгарок. Изготовить или установить самостоятельно можно только регуляторы на полупроводниковых схемах, которые не гарантируют 100% сохранения мощности при изменении частоты вращения шпинделя болгарки.

Как уменьшить/увеличить скорость вращения диска

Готовую недорогую китайского производства плату можно смонтировать, как сделал автор следующего видео, в отдельном пластиковом корпусе, подключенного к кабелю с вилкой и установленном на нем розеткой. Подключив вилку к электрической сети, а болгарку к нему через розетку, можно изменяя регулировочным колесиком величину переменного сопротивления, устанавливать на УШМ требуемые обороты. Полировка поверхности таким электроинструментом будет производиться намного качественнее.

Как поставить, подключить

Пользователи болгарок придумали много разных способов компоновки регулятора оборотов и болгарки, для которой он предназначен. Он может находиться в качестве автономного элемента вне корпуса болгарки, так и встраиваться внутрь. Ниже представлены видео с такими вариантами.

В качестве внешнего управляющего устройства в следующем видео автор использует переноску с кнопкой включения/выключения. Как раз вместо этой самой кнопки вставляется готовая китайская плата на полупроводниках. Технология электромонтажных работ выполнена на хорошем техническом уровне. Такую переноску будет удобно использовать во время выполнения болгаркой работ, требующих применения низких оборотов.

Разместить дополнительные устройства внутри корпуса болгарки бывает достаточно сложной проблемой. Часто требуется принятие нетривиальных решений, как, например, в следующем видео. Здесь, чтобы поместить плату с регулировкой оборотов и плавным пуском, пришлось поменять кнопки, задействованные в работе рычага включения/выключения. В освободившееся пространство удалось разместить симистор с радиатором охлаждения регулятора оборотов и плату с микросхемой плавного пуска болгарки.

Как отключить, убрать датчик напряжения

В следующем видео у автора на одной из моделей болгарки вышел из строя регулятор оборотов. Попытки его отремонтировать не увенчались успехом. Автор описывает, как можно убрать поломанный регулятор и собрать электрическую схему без него (просто подключить обмотки статора напрямую через выключатель). Болгарка будет функционировать, только на одних лишь максимальных оборотах.

Простейшая схема регулятора

Электрическая схема регулятора оборотов для болгарки собирается на печатной плате или навесным монтажом. Причем печатную плату тоже можно сделать самостоятельно с помощью текстолита и хлорного железа для протравки. Вместо железа можно использовать смесь перекиси водорода, соли и лимонной кислоты.

Конфигурация электрической схемы

Для изготовления схемы понадобятся:

• резистор R1 (4,7 кОм);
• симметричный тиристор DIAC (DB3);
• симметричный тиристор TRIAC (ВТ-136/138);
• подстроечный резистор VR1 (500кОм);
• конденсатор С1 (0,1 мкФ*400В).

Принцип работы

Принцип работы схемы построен следующим образом. За отсчет времени зарядки С1 отвечает VR1. При подаче напряжения на цепь тиристоры закрыты, на выходе — 0. По мере зарядки конденсатора напряжение в нем увеличивается и открывает DIAC, что дает подачу напряжения на TRIAC. Он также открывается и пропускает ток. Затем оба тиристора закрываются и находятся в таком положении до полной обратной перезарядки C1. В итоге на выходе образуется сложный волновой сигнал с амплитудой, напрямую зависящей от рабочего времени цепи C1-VR1-R1.

Окончательная сборка и тестирование регулятора

На печатной плате или радиаторе из меди (алюминия) собирается схема. При навесной сборке особенно важно место установки тиристоров (строго на радиаторе, он играет роль теплоотвода). Затем проводится обязательная проверка работоспособности схемы с помощью обычной электрической лампочки. Плавность изменения накала будет той же, что и в готовом регуляторе оборотов для болгарки после окончательной сборки.

В заводских моделях предусмотрено пластиковое регулировочное колесо, при желании его также можно купить отдельно и включить в комплект самодельного регулятора. Если тестирование прошло успешно, регулятор крепится на болгарку и врезается в схему питания инструмента.

Установка регулятора на болгарку

Регулятор оборотов для болгарки своими руками может монтироваться в четырех вариантах:

• в ручку;
• во внешнюю коробку, которая крепится в удобном месте на корпусе инструмента;
• в полость для охлаждения (производители используют именно этот вариант);
• на сетевой кабель.

Установка дополнительной коробки не требует резки корпуса для вывода регулятора, но место стоит выбирать очень придирчиво, чтобы новшество не мешало удобно держать инструмент. Монтаж в ручку или полость для охлаждения потребует прорезать дыру для выхода регулировочного колеса, здесь главное — не потерять жесткость защитного кожуха и хорошо зачистить края, чтобы при работе не ранить руки.

Часто оптимальным вариантом служит крепление на провод. В этом случае регулятор легко протестировать, не нужно задумываться о месте и способе крепления (изолента и пластиковый корпус вполне подойдут). При желании его всегда можно снять и переделать.

Тонкости работы болгарки с самодельным регулятором

Ограничением в эксплуатации модифицированного инструмента будет строгое соблюдение режима «работа/отдых». Это необходимо для сохранения обмотки коллектора. При работе на пониженных оборотах коллекторный двигатель сильно греется и может доставить неприятности.

Следующий фактор — момент включения. Обороты нужно понижать на работающем инструменте. При включении на минимальных оборотах напряжения может не хватить для раскрутки ротора, ламели коллектора останутся замкнутыми, а обмотка начнет перегреваться и может сгореть.

Следует понимать, что установка регулятора никак не повысит мощность инструмента. Если в спецификации указано максимальное число 3000 об/мин, то болгарка будет выдавать диапазон от 0 до 3000 об/мин.

Видео по теме: Регулятор оборотов для болгарки

Публикации по теме

Что это такое?

В болгарках с регулятором скорости применяют коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Они могут работать на постоянном или переменном токе. Двигатель такого типа легко регулируется изменением тока в цепи.

Благодаря тому, что современные регуляторы используют ключевое импульсное управление, они греются очень незначительно и могут быть встроены в корпус даже малогабаритного инструмента. Для регулирования используется потенциометр, ручка которого выводится на рукоятку машины.

Зачем контролировать скорость движения диска?

Различные скорости резания или шлифования требуются по физическим свойствам материалов, с которым работают. Так, высокая скорость при небольшом давлении требуется при резке твердых материалов, которые иначе могут крошиться или раскалываться. Мягкие материалы, нестойкие к действию тепла (термопласты, дерево), наоборот, требуют малой скорости:

• керамика: 10000 об/мин;
• металл: 8000 об/мин;
• твердые пластики: 5000 – 8000 об/мин;
• дерево: 3000 – 5000 об/мин;
• мягкие пластики: менее 2000 об/мин.

Все профессиональные инструменты снабжены стабилизированным регулятором скорости, но недорогие бытовые УШМ, мощностью менее 1200 Вт, не всегда дополняются им. В этой статье поговорим о том, как сделать такой регулятор самостоятельно, чтобы уменьшить обороты.