Как подключить болгарку без регулятора оборотов

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.

Для чего вообще регулировать скорость вращения диска болгарки?

1. При резке металла разной толщины, качество работы сильно зависит от скорости вращения диска.
   Если резать твердый и толстый материал – необходимо поддерживать максимальную скорость вращения. При обработке тонкой жести или мягкого металла (например, алюминия) высокие обороты приведут к оплавлению кромки или быстрому замыливанию рабочей поверхности диска;
2. Резка и раскрой камня и кафеля на высокой скорости может быть опасной.
   К тому же диск, который крутится с высокими оборотами, выбивает из материала мелкие куски, делая поверхность реза щербатой. Причем для разных видов камня выбирается разная скорость. Некоторые минералы как раз обрабатываются на высоких оборотах;
3. Шлифовальные работы и полировка в принципе невозможны без регулирования скорости вращения.
   Неправильно выставив обороты, можно испортить поверхность, особенно – если это лакокрасочное покрытие на автомобиле или материал с низкой температурой плавления;
4. Использование дисков разного диаметра автоматически подразумевает обязательное наличие регулятора.
   Меняя диск Ø115 мм на Ø230 мм, скорость вращения необходимо уменьшить практически вдвое. Да и удержать в руках болгарку с 230 мм диском, вращающимся на скорости 10000 об/мин практически нереально;
5. Полировка каменных и бетонных поверхностей в зависимости от типа используемых коронок производится на разных скоростях. Причем при уменьшении скорости вращения крутящий момент не должен снижаться;
6. При использовании алмазных дисков необходимо уменьшать количество оборотов, так как от перегрева их поверхность быстро выходит из строя.
   Разумеется, если ваша болгарка работает только в качестве резака для труб, уголка и профиля – регулятор оборотов не потребуется. А при универсальном и разностороннем применении УШМ он жизненно необходим.

Типовая схема регулятора оборотов

Вот так выглядит плата регулятора оборотов в сборе

Регулятор оборотов двигателя – это не просто переменный резистор, понижающий напряжение. Необходим электронный контроль величины силы тока, иначе с падением оборотов будет пропорционально снижаться мощность, а соответственно и крутящий момент. В конце концов, наступит критически малая величина напряжения, когда при малейшем сопротивлении диска электродвигатель просто не сможет повернуть вал.
Поэтому, даже самый простой регулятор необходимо рассчитать и выполнить в виде проработанной схемы.

А более продвинутые (и соответственно дорогие) модели оснащаются регуляторами на основе интегральной микросхемы.

Интегральная схема регулятора. (наиболее продвинутый вариант)

Если рассматривать электрическую схему болгарки в принципе, то она состоит из регулятора оборотов и модуля плавного пуска. Электроинструменты, оснащенные продвинутыми электронными системами, существенно дороже своих простых собратьев. Поэтому далеко не каждый домашний мастер в состоянии приобрести такую модель. А без этих электронных блоков останется лишь обмотка электромотора и клавиша включения.

Надежность современных электронных компонентов УШМ превосходит ресурс обмоток двигателя, поэтому не стоит бояться приобретения электроинструмента, оснащенного такими приспособлениями. Ограничителем может быть лишь цена изделия. Мало того, пользователи недорогих моделей без регулятора рано или поздно приходят к самостоятельной его установке. Блок можно приобрести в готовом виде или изготовить самостоятельно.

Изготовление регулятора оборотов своими руками

Попытки приспособить обычный диммер мдля регулировки яркости лампы ничего не даст. Во-первых, эти устройства рассчитаны на совершенно другую нагрузку. Во-вторых, принцип работы диммера не совместим с управлением обмоткой электромотора. Поэтому приходится монтировать отдельную схему, и придумывать, как ее разместить в корпусе инструмента.

Самоделный регулятор скорости

Простейший тиристорный регулятор скорости вращения легко можно сделать самостоятельно. Для этого понадобится пять радиоэлементов, которые продаются на любом радиорынке.

Электрическая схема тиристорного регулятор скорости для вашего инструмента

Компактность исполнения позволяют разместить схему в корпусе УШМ без ущерба эргономике и надежности. Однако такая схема не позволяет сохранять крутящий момент при падении оборотов. Вариант подойдет для снижения оборотов при резке тонкой жести, проведении полировальных работ, обработке мягких металлов.

Если ваша болгарка используется для обработки камня, или на нее можно установить диски размером более 180 мм, необходимо собрать более сложную схему, где в качестве модуля управления используется микросхема КР1182ПМ1, или ее зарубежный аналог.

Электросхема регулировки оборотов с применением микросхемы КР1182ПМ1

Такая схема контролирует силу тока при любых оборотах, и позволяет минимизировать потерю крутящего момента при их снижении. К тому же, эта схема бережнее относится к двигателю, продлевая его ресурс.

Вопрос, как сделать регулировку оборотов инструмента, возникает при стационарном его размещении. Например, при использовании болгарки в качестве циркулярной пилы. В таком случае, регулятором оснащается точка подключения (автомат или розетка), и регулировка оборотов происходит дистанционно.

Вне зависимости от способа исполнения, регулятор оборотов УШМ расширяет возможности инструмента и добавляет комфорта при его использовании.

У вас есть болгарка, но нет регулятора оборотов? Вы можете изготовить его своими руками.

Регулятор оборотов и плавный пуск для болгарки

И то и другое необходимо для надёжной и удобной работы электроинструмента.

Что такое регулятор оборотов и для чего он нужен

Это устройство предназначено для управления мощностью электродвигателя. С его помощью можно регулировать скорость вращения вала. Цифры на регулировочном колесе означают изменение частоты вращения диска.

Регулятор оборотов болгарки

Регулятор устанавливается не на все болгарки.

Болгарки с регулятором оборотов: примеры на фото

Отсутствие регулятора сильно ограничивает применение шлифовальной машины. Скорость вращения диска влияет на качество работы болгарки и зависит от толщины и твёрдости обрабатываемого материала.

Если скорость не регулируется, то обороты постоянно держатся на максимуме. Такой режим подходит только для твёрдых и толстых материалов, таких как уголок, труба или профиль. Причины, по которым наличие регулятора необходимо:

1. Для тонкого металла или мягкого дерева нужна более низкая скорость вращения. Иначе кромка металла оплавится, рабочая поверхность диска замылится, а дерево почернеет от высокой температуры.
2. Для резки минералов необходимо регулировать обороты. От большинства из них на высокой скорости откалываются мелкие кусочки и место реза становится неровным.
3. Для полировки автомобилей не нужна самая высокая скорость, иначе лакокрасочное покрытие испортится.
4. Чтобы поменять диск с меньшего диаметра на больший, надо уменьшить обороты. Практически невозможно удержать руками болгарку с большим диском, вращающимся на огромной скорости.
5. Алмазные диски нельзя перегревать, чтобы не испортить поверхность. Для этого снижаются обороты.

Зачем нужен плавный пуск

Наличие такого пуска — это очень важный момент. При запуске мощного электроинструмента, подключенного к сети, происходит бросок пускового тока, который во много раз превышает номинальный ток двигателя, напряжение в сети проседает. Хотя этот бросок кратковременный, он вызывает повышенный износ щёток, коллектора двигателя и всех элементов инструмента, по которым он протекает. Это может стать причиной выхода из строя самого инструмента, особенно китайского, с ненадёжными обмотками, которые могут в самый неподходящий момент сгореть во время включения. А также идёт большой механический рывок при запуске, что ведёт к быстрому износу редуктора. Такой пуск продлевает жизнь электроинструмента и увеличивает уровень комфорта при работе.

Электронный блок в УШМ

Электронный блок позволяет объединить регулятор оборотов и плавный пуск в одно целое. Электронная схема реализована по принципу импульсно — фазового управления с постепенным увеличением фазы открытия симистора. Таким блоком могут снабжаться болгарки разной мощности и ценовой категории.

Болгарка, или УШМ (угловая шлифовальная машина) как она официально называется, иногда содержит встроенный регулятор оборотов. В некоторых моделях он отсутствует. Регулирование скорости вращения в таком инструменте это не просто вопрос удобства, а часто необходимость. Различные материалы требуют своей скорости резания или шлифования и если машина ее не обеспечивает, то, как минимум, серьезно снижается качество работ.

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.

Как собрать схему регулировки?

Традиционная схема регулирования скорости довольно проста: фазоимпульсное отпирание симистора, в ней всего несколько деталей. Однако она ведет себя не слишком стабильно, поэтому профессиональный инструмент использует этот принцип в усложненном варианте, с обратной связью и защитой от перегрузки по току (микросхемы U2008B и U2010B).

Сейчас появляются более продвинутые варианты, с использованием ШИМ-регуляторов. Их схемы немного сложнее, но главные сложности там возникают при наладке и сборке. Могут потребоваться приборы стоимостью в десятки тысяч рублей (осциллограф), и умение работы с недешевыми деталями, которые боятся статических зарядов. В общем, это не для обычных потребителей.

Поэтому лучше взять среднее решение: вариант с симистором и микросхемой U2008, эта схема потребует лишь правильной сборки и недорогих деталей. Несложное устройство, но для бытового инструмента оно работает просто превосходно.

Принципиальная электрическая схема

Принципиальная схема изображается на рисунке ниже:

Большинство деталей, используемых в схеме: резисторы МЛТ-0.25, конденсаторы К73-17.

ВНИМАНИЕ! Резистор R2, независимо от его конструкции, должен иметь хорошо изолированную ручку. Он имеет непосредственную связь с питающей сетью.

Конденсатор C4 типа К50-35 на напряжение 50 В. Нужно учесть, что на вывод 5 микросхемы D1 подается отрицательное напряжение. Обычно в схемах общим проводом сделан минус, но здесь плюс. Резистор R5 МЛТ-0.5, R7 – лучше применить многооборотный пленочный резистор. Диод D1 можно брать КД105Б, В или аналогичный. Резистор R8 – МЛТ-2, на нем будет падать заметная мощность. Резистор R9 обсуждается далее.

Работа схемы

Микросхема U2008B – это фазовый регулятор, стабилизированный по напряжению. В нем предусмотрен выбор между функцией плавного пуска и стабилизацией скорости. На вывод 1 подается сигнал от датчика тока или, если используют плавный пуск, подключается электролитический конденсатор емкостью несколько микрофарад.

К выводу 2 подключают конденсатор фазозадающей цепи. Вывод 3 – вход регулятора угла отпирания симистора. Чем больше этот угол, тем позднее отпирается симистор в каждом полупериоде, и тем меньше энергии передается в регулируемую нагрузку. Вывод 4 – это общий вывод, земля для схемы. Не следует путать ее с физической землей или заземлением. Вывод 5 – питание микросхемы, от выпрямителя на сопротивлении R8, диоде D1 и конденсаторе C4.

Вывод 6 – это подстройка минимального угла открывания симистора. Его регулируют так, чтобы при крайнем положении резистора R2 в нагрузке достигалась наибольшая мощность. Вывод 7 – вход датчика напряжения сети. Микросхема использует его для компенсации фазового сдвига и определения уровня автоматического перезапуска. Также, внутренним образом, в самом чипе организована защита по току в нагрузке.

Вывод 8 – это выход импульсов управления симистором.

Резистор R9 подбирается так, чтобы напряжение на нем составляло +- 250 мВ. Для этого нужно знать ток, протекающий через мотор. Его можно определить по мощности, разделив мощность на напряжение сети. Например, для мощности 600 Вт, ток будет равен 600/220 = 2.72 А. Тогда R9 = 0.25/2.72 = 0.09. Резистор 0.1 Ом можно изготовить из куска нихромового провода достаточной толщины, чтобы он не нагревался.

Приведенная схема будет стабилизировать скорость вращения, делая ее независимой не только от напряжения сети, но и в хорошей степени от нагрузки на диск болгарки. Если нужен только плавный пуск, то вместо R9 нужна перемычка, а C1 нужно заменить на электролитический конденсатор емкостью 22 … 100 мФ. К выводу 1 микросхемы нужно подключить минус конденсатора.

Порядок сборки

Для сборки лучше всего использовать печатный монтаж. Он прочно закрепляет детали. Схема выше нарисована таким образом, что может подсказать как располагать детали – все выводы микросхемы идут от ключа по кругу в порядке возрастания. Из-за необходимости охлаждения симистора, размер платы не может оказаться меньше, чем спичечный коробок.

Охлаждать симистор придется, так как в более-менее мощных моделях болгарки на нем будет падать около 10-15 Вт мощности. Поэтому нужно предусмотреть место для алюминиевого радиатора для симистора. На листе бумаги в натуральную величину рисуют монтажную схему и с помощью кернера переносят отверстия под выводы деталей на заготовку из фольгированного текстолита. Отверстия сверлят мини-дрелью сверлами подходящего под выводы деталей диаметра.

Затем со стороны, обратной установке деталей, аккуратно рисуют нитролаком дорожки, стараясь, чтобы они не замыкали между собой. После высыхания, плату травят раствором хлорного железа, или медного купороса с обычной кухонной солью. Протравленную плату нужно тщательно промыть большим количеством воды и высушить. Высушенную плату залуживают, используя канифоль и припой.

Выводы деталей также залуживают перед запайкой в плату, стараясь не перегревать полупроводниковые детали, особенно микросхему. Перед лужением можно протереть выводы спиртом, это может значительно облегчить качество лужения, особенно, если выводы касались руками.

СОВЕТ: В таких работах как химия, лужение и пайка руки человека всегда грязные по определению. Малейшие следы жира портят поверхность лужения и затрудняют работу флюсу. Не следует касаться поверхностей лужения руками, используйте пинцеты.

Как подключить прибор?

Самодельный регулятор, возможно, и не удастся внедрить в корпус самого инструмента, даже если и будет такое желание. Это связано, как всегда, с нехваткой места, и тем, что конструкторы изначально не предусматривали такую возможность. Или было предусмотрено место для установки другого устройства, которое в этой модификации машинки может и отсутствовать.

Установка самодельной платы

Полезно начинать делать плату со схемой, сначала разобрав и осмотрев корпус машинки. Возможно, там найдется место и идея как его использовать. Тогда разработку платы нужно вести под имеющееся место. Ручка регулятора скорости выводится также по обстоятельствам. И тип переменного резистора выбирается аналогично: бывают с плоским колесиком, и бывают с осью. Не забывайте изолировать ручку регулятора.

Если устройство невозможно встроить в корпус машины, то его придется делать в небольшой коробке с розеткой или встроить в шнур болгарки поблизости рукоятки.

Особенности монтажа готового блока

При сборке регулятора в корпус нужно проявить осмотрительность и не перестараться с плотностью элементов на плате. Иначе возможны замыкания в цепях или перегрев элементов.

При сборке в отдельной коробке можно использовать корпус розетки или удлинителя. Это удобный и распространенный вариант. В этом случае нужно обязательно как-то пометить готовое изделие, чтобы не спутать его с простым удлинителем. Превышая нагрузку, можно сжечь симистор и датчик тока R9.

Если использовать вариант заделки регулятора в шнур болгарки, то здесь нужно позаботиться о плотном вводе шнуров в корпус, при помощи резинового уплотнения. Это нужно во избежание скручивания проводов и попадания влаги или металлической пыли в корпус. Ось или колесико потенциометра R2 желательно защитить хотя бы от пыли.

Тонкости работы

Если регулятор собран правильно и настроен, то включение инструмента будет удобно производить на малых оборотах, когда не наблюдается рывка. При работе, особенно учитывая повышенную опасность УШМ, нужно сделать так, чтобы случайное воздействие на ручку регулятора было невозможным. Особенно это важно, если регулятор встраивают в шнур, недалеко от корпуса самой болгарки.

Если до этого машинка не имела регулятора, то нужно иметь в виду, что этот регулятор будет стремиться поддерживать под нагрузкой близкие к холостому ходу обороты, так что не нужно особенно разгонять болгарку под большую нагрузку. Когда сопротивление обрабатываемого материала тормозит диск, напряжение на датчике тока возрастает за счет увеличения тока, а напряжение на моторе немного падает. Микросхема реагирует на это изменением угла (момента отпирания симистора) в сторону увеличения мощности.

В случае слишком большого тока срабатывает защита и угол изменяется в сторону уменьшения мощности. Так что, возможно, придется подобрать R9 путем экспериментов, в небольших пределах изменяя расчетное сопротивление.

Заключение

Собрать регулятор оборотов для недорогой болгарки по силам почти каждому владельцу. Для этого нужно несколько недорогих деталей, любая из которых, в крайнем случае, может быть куплена в интернет-магазине. Тиристор из статьи стоит 40 руб на Чип-и-Дип, а U2008B есть на Алиэкспресс за 140 руб. Остальные материалы также доступны, возможно уже есть под руками.

УШМ с регулятором оборотов намного функциональнее и безопаснее, изнашивается значительно меньше. А самодельный регулятор стоит гораздо дешевле, чем встроенная опция, даже в бытовой машинке.