Недостатком небольших дешевых болгарок является отсутствие плавного пуска и регулировки оборотов. Каждый, кто включал мощный электроприбор в сеть, замечал как в этот момент падает яркость сетевого освещения. Это происходит из-за того, что мощные электроприборы в момент запуска потребляют огромный ток, соответственно, проседает напряжение в сети. Сам инструмент может выйти из строя, особенно китайский с ненадежными обмотками.

Система мягкого пуска защитит и сеть, и инструмент. Также не будет сильной отдачи (толчка) в момент включения. А регулятор оборотов позволит долго работать без перегрузки инструмента.

Представленная схема срисована с промышленного образца, устанавливаемая на дорогие приборы. Ее можно использовать не только для болгарки, но и для дрели, фрезерного станка и др., где стоит коллекторный двигатель. Для асинхронных двигателей схема не подойдет, там требуется частотный преобразователь.

Сначала нарисовал печатную плату для системы плавного пуска, без компонентов для регулировки оборотов. Это сделано специально, т.к. в любом случае регулятор надо выводить проводами. Имея схему каждый сам разберется что куда подключить.

В схеме регулирующим элементом является сдвоенный операционный усилитель LM358, через транзистор VD1 управляющий силовым симистором BTA20-600. Я не достал его в магазине и поставил BTA28 (более мощный). Для инструмента до 1кВт подойдет любой симистор с напряжением более 600В и током 10-12А. Т.к. схема имеет мягкий старт, то пусковые токи не спалят такой симистор. В ходе работы симистор нагревается и его следует установить на радиатор.

Известно явление самоиндукции, которое наблюдается при размыкании цепи с индуктивной нагрузкой. В нашей схеме цепь R1-C1 гасит самоиндукцию при выключении болгарки и защищает симистор от пробоя. R1 от 47 до 68 Ом, мощностью 1-2Вт. Конденсатор пленочный на 400В.

Резистор R2 обеспечивает ограничение тока для низковольтной части цепи управления. Сама эта часть является и нагрузкой, и в какой-то мере, стабилизирующим звеном. Благодаря этому после резистора можно не стабилизировать питание. Хотя есть вариант такой же схемы с дополнительным стабилитроном. Я его не поставил, т.к. напряжение питания микросхемы, итак, в пределах нормы.

Возможные замены маломощных транзисторов указаны под схемой.

Подстройку регулятора делают с помощью многооборотного резистора R14, а основную регулировку резистором R5. Схема не дает регулировку мощности от 0, а только от 30 до 100%. Если же нужен более простой мощный регулятор от 0, то можно собрать вариант проверенный годами. Правда для болгарки получение минимальной мощности бессмысленно.

Люди, часто пользующиеся электроинструментом иногда сталкиваются со следующей проблемой: двигатель будь то болгарки, циркулярной пилы, рубанка или другого оборудования стартует очень резко. Такой резкий старт таит в себе множество неприятностей: во-первый, присутствует высокий пусковой ток, который не лучшим образом сказывается на проводке, во-вторых, резкий старт двигателя быстро изнашивает механические части инструмента, в-третьих, снижается удобство использования, при пуске болгарку приходится крепко удерживать, она так и норовит вырваться из рук. В дорогих моделях уже встроена система плавного пуска, которая легко справляется со всеми этими неприятностями. Но что делать если этой системы нет? Выход есть – собрать схему плавного пуска самому. Кроме того, использовать её можно будет с лампочками накаливания, ведь чаще всего они перегорают именно в момент включения. Плавный пуск заметно снизит возможности лампочки быстро перегореть.

Схема

В интернете часто встречается схема плавного пуска, построенная на достаточно редкой отечественной микросхеме К1182ПМ1Р, достать которую сейчас не всегда легко. Именно поэтому я предлагаю к сборке не менее эффективную схему, ключевым звеном которой является доступная микросхема TL072, вместо неё также можно ставить LM358. Время, за которое двигатель набирает полные обороты задаётся конденсатором С1. Чем больше его ёмкость, тем больше времени понадобиться для разгона, самый оптимальный вариант – 2,2 мкФ. Конденсаторы С1 и С2 должны быть рассчитаны на напряжение как минимум 50 вольт. Конденсатор С5 – как минимум 400 вольт. Резистор R11 будет рассеивать приличное количество тепла, поэтому его мощность должна быть как минимум 1 Ватт. В схеме можно применить любые маломощные транзисторы, Т1, Т2, Т4 имеют n-p-n структуру, можно использовать BC457 или отечественные КТ3102, Т4 имеет структуру p-n-p, на его место подойдут BC557 или КТ3107. Т5 – любой подходящий по мощности и напряжению семистор, например, BTA12 или ТС-122.

Изготовление плавного пуска

Схема собирается на печатной плате размерами 45 х 35 мм, плата разведена как можно компактней, чтобы её можно было встроить внутрь корпуса инструмента, который требует плавного пуска. Провода питания лучше впаять напрямую в плату, но если мощность нагрузки небольшая, то можно установить клеммники, как я и сделал. Плата выполняется методом ЛУТ, фотографии процесса представлены ниже.
Скачать плату:

(cкачиваний: 1089)

Дорожки желательно залудить перед впаиванием деталей, так улучшиться их проводимость. Микросхему можно установить в панельку, тогда её можно будет без проблем снять с платы. Сначала запаиваются резисторы, диоды, мелкие конденсаторы, а уже впоследствии самые крупные компоненты. После завершения сборки платы её обязательно нужно проверить на правильность монтажа, прозвонить дорожки, отмыть оставшийся флюс.

Первый запуск и испытания

После того, как плата полностью готова, можно проверять её на работоспособность. Первым делом, нужно найти маломощную лампочку на 5-10 ватт и через неё включить в плату в сеть 220 вольт. Т.е. плата и лампочка подключаются в сеть последовательно, а выход OUT остаётся неподключенным. Если на плате ничего не сгорело, а лампочка не зажглась, можно включать схему напрямую в сеть. Эту же маломощную лампочку можно подключить к выходу OUT для проверки. При подключении она должна плавно набрать яркость до максимума. Если схема работает исправно, можно подключать более мощные электроприборы. При продолжительной работе семистор, возможно, будет слегка нагреваться – в этом нет ничего страшного. При наличии свободного места его не помешает установить на радиатор.
На плате в процессе работы присутствует опасное сетевое напряжение, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности. Ни в коем случае нельзя прикасаться к деталям платы, когда она подключена к сети. Перед включением убедиться, что плата надёжна закреплена и на неё не попадут металлические предметы, способные привести к короткому замыканию. Для надёжности рекомендуется залить плату лаком или эпоксидной смолой, тогда ей не будет страшна даже влага. Успешной сборки!

Болгарка, или шлифовальная машина, – зачастую в хозяйстве просто необходима для выполнения работ по металлу. Кроме того, с её помощью можно выполнять чистку и деревянных, и каменных материалов. Сложно представить выполнение промышленных работ без болгарки. Это такой инструмент, который подойдёт как профессионалу в его деятельности, так и любителю в домашних работах по хозяйству.

При выполнении работ своими руками важно, чтобы в электроинструменте был плавный пуск. Это особенно актуально, если часто приходится работать, а сеть не выдерживает напряжения инструмента.

Бюджетный варианты угловых шлифовальных машин – УШМ – имеют ряд недостатков :

1. У электроинструмента отсутствует возможность плавного, мягкого пуска. Это может привести к перебоям электроэнергии, так как болгарка в первые секунды после включения потребляет большое количество электричества. Также есть огромная вероятность порчи электродвигателя и поломки инструмента после того, как осуществлен не мягкий, пуск, а резкий, рывками.
2. У электроинструмента, особенно простого китайского, нет в наличии регулятора оборотов (регулировкой оборотов можно обеспечить долгую работу инструмента без нагрузки на него).

Поэтому при выборе инструмента очень важно обращать внимание на такие параметры, как регулировка оборотов и наличие плавного пуска. Кроме того, при выборе УШМ следует обращать внимание на мощность. Здесь основным показателем служит объём выполняемых работ.

Если работа не масштабная и не частая на бытовом уровне, то подойдёт электроинструмент с регулировкой в 125 мм и мощностью между 600-900 Вт.

Для объёмной работы в промышленных масштабах следует использовать УШМ мощнее примерно в два раза. Ещё к основным показателям кроме технических характеристик, относится безопасность. Болгарка должна быть безопасной. Что это значит? Во-первых, как уже было сказано, наличие плавного пуска, предотвращающего скачки напряжения во время включения. Автоматические предохранители, необходимые для экстренной остановки мотора во время сбоя системы. Предохранители служат регулятором, когда круг клинит. Обеспечивается защита от пыли. Она необходима при частом использовании болгарки, чтобы пыль не скапливалась в инструменте.

Важна функция теплоотвода. Теплоотвод защищает от перегрева. Во время работы, особенно если работы продолжительные, корпус машины подвержен сильному нагреванию, чтобы не было перегрева и необходим отвод тепла. При перегрузке УШМ останавливается – это происходит во время нагревания, приближающемуся к 200 о С. Ну и балансировка диска служит для снижения неприятной вибрации и биения инструмента при работе, особенно этому воздействию подвержены старые изношенные диски. Обращать внимание и уделять внимание безопасности при выборе инструмента и при дальнейшей работе с ним очень важно.

При выборе инструмента стоит отметить, что существуют болгарки с одной и с двумя ручками. Здесь следует полагаться исключительно на удобство. Двуручные модели скорее всего будут более удобными при держании, однако такие инструменты тяжелее по весу, одноручные модели также придётся держать двумя руками, но такие УШМ меньше по размеру и весу.

Лидерам на рынке электроинструментов является фирма Bosch. Инструменты данной фирмы обладают всеми необходимыми характеристиками от удобства до безопасности. Также плюсами инструментов фирмы Bosсh является то, что есть хорошая вентиляция.

Bt136 600E: схема включения регулировки напряжения

Дешёвые болгарки, не обладающие достаточной мощностью, производители не обременяют схемами включения регулировки напряжения, иначе такие болгарки уже были бы не из дешевых. При пуске болгарки, если он плавный, процесс осуществляется через переходник, соединенный контактами с блоком выпрямителя. Блок выпрямителя преобразовывает ток.

Но иногда болгарку имеет смысл модернизировать с помощью установленной схемы. Электросхема собирается достаточно просто. Сделать ее не сложно, и в готовую схему можно при желании подключать не только болгарку, но любой другой инструмент. Однако в инструменте должен быть коллекторный двигатель, а не асинхронный.

Самодельный подход к созданию схемы будет заключаться в следующем :

• Для начала работы следует скачать плату, если её нет;
• В качестве силового звена используется симистор Bt136 600E;
• При работе симистор будет нагреваться, чтобы этого избежать, устанавливается теплоотвод;
• Используемые резисторы дают сопротивление току, обеспечивая токогашение;
• Настройка регулятора происходит за счет многооборотного подстроечного резистора;
• Для проверки следует подключить лампочку;
• После подключения лампочку необходимо отключить – симистор должен быть холодным;
• Подключение полученной схемы к болгарке.

Если правильно подключена плата, симистор и резисторы УШМ должны запускаться плавно, а также использование частоты вращения должно регулироваться. После этого можно апробировать болгарку в деле. Подобные знания могут понадобиться при ремонте неисправностей электродвигателя. Например, когда повышается напряжение или имеет место неправильная балансировка.

Регулятор оборотов для болгарки своими руками

При использовании смекалки для создания регулятора оборотов своими руками, можно использовать выпаянные платы регулятора швейной машины или пылесоса. Кроме того, составляющие для регулятора недорогие по цене, при возможности их можно легко купить. Стоит отметить, что в устройстве редуктор необходим для поддержки определенного количества оборотов и скорости. Если скорости повышенные, то причина скорее всего в статоре. Статор требует ремонта. Починка статора возможна в домашних условиях.

Работа коллекторного двигателя обеспечивается любым видом электрического напряжения. При изменении мощности напряжения нужно уменьшить или увеличить количество оборотов. Изменить это число помогает как раз таки тиристорный регулятор оборотов.

Этапы сборки регулятора :

• Для начала необходимо открутить ручку болгарки, оценить место и придумать, куда расположить элементы схемы (если места нет, то можно сделать устройство в отдельной коробке);
• Резистор можно сделать из алюминия;
• При условии несильного нагревания симистора радиатор достаточен небольшого размера;
• Далее происходит припаивание конструкции.

В заключение идет проклейка эпоксидной смолой для закрепления. Самодельное устройство может работать годами. Бывают случаи, что устройство после включения разгоняется на повышенных скоростях – это значит, обмотка статора замкнулась. В данном случае произошло витковое замыкание. Статор требует ремонта, чаще всего требуется его перемотка.

Какие бывают характерные неисправности: разрывается или сгорает обмотка, возникает короткое замыкание, пробивается изолирующая поверхность.

Делаем регулятор частоты вращения

Электрическая болгарка невозможна без регулятора частоты вращения, чтобы существовала возможность понизить число оборотов.

Схема регулятора с точки зрения физики выглядит так :

• Резистор – R1;
• Подстроечный резистор – VR1;
• Конденсатор – C10;
• Симистор – DIAC;
• Симистор – TRIAC.

Электронный регулятор бывает не только встроенным, но и выносным для удобства. В болгарках фирмы Bosch электроника устанавливает число оборотов от почти 3 тысяч до 11,5 тысяч. Нет нагрузки на мощности счетчика, учитываются все показатели. Снизить количество оборотов и повысить их не затруднит инструмент. Регулируемые частоты вращения просто необходимы при любой работе болгаркой.

Делаем плавный пуск для электроинструмента своими руками (видео)

Только на первый взгляд, кажется, что болгарка может никогда не понадобиться в жизни, что ситуаций, когда она пригодится и уж тем более когда её придётся чинить, не возникнет. Конечно, можно обратиться к профессионалам, а можно самим определить неисправность и постараться её устранить.

Плавный пуск асинхронного двигателя – это всегда трудная задача, потому что для запуска индукционного мотора требуется большой ток и крутящий момент, которые могут сжечь обмотку электродвигателя. Инженеры постоянно предлагают и реализуют интересные технические решения для преодоления этой проблемы, например, использование схемы включения , автотрансформатора и т. д.

В настоящее время подобные способы применяются в различных промышленных установках для бесперебойного функционирования электродвигателей.

Из физики известен принцип работы индукционного электродвигателя, вся суть которого заключается в использовании разницы между частотами вращения магнитных полей статора и ротора. Магнитное поле ротора, пытаясь догнать магнитное поле статора, способствует возбуждению большого пускового тока. Мотор работает на полной скорости, при этом значение крутящего момента вслед за током тоже увеличивается. В результате обмотка агрегата может быть повреждена из-за перегрева.

Таким образом, необходимой становится установка мягкого стартера. УПП для трехфазных асинхронных моторов позволяют защитить агрегаты от первоначального высокого тока и крутящего момента, возникающих вследствие эффекта скольжения при работе индукционного мотора.

Преимущественные особенности применения схемы с устройством плавного пуска (УПП):

1. снижение стартового тока;
2. уменьшение затрат на электроэнергию;
3. повышение эффективности;
4. сравнительно низкая стоимость;
5. достижение максимальной скорости без ущерба для агрегата.

Как плавно запустить двигатель?

Существует пять основных методов плавного пуска.

• Высокий крутящий момент может быть создан путем добавления внешнего сопротивления в цепь ротора, как показано на рисунке.

• С помощью включения в схему автоматического трансформатора можно поддерживать пусковой ток и крутящий момент за счет уменьшения начального напряжения. Смотрите рисунок ниже.

• Прямой запуск – это самый простой и дешевый способ, потому что асинхронный двигатель подключен напрямую к источнику питания.
• Соединения по специальной конфигурации обмоток – способ применим для двигателей, предназначенных для эксплуатации в нормальных условиях.

• Использование УПП – это наиболее передовой способ из всех перечисленных методов. Здесь полупроводниковые приборы, такие как тиристоры или тринисторы, регулирующие скорость асинхронного двигателя, успешно заменяют механические компоненты.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя

Большинство схем бытовых аппаратов и электрических инструментов создано на базе коллекторного электродвигателя 220 В. Такая востребованность объясняется универсальностью. Для агрегатов возможно питание от постоянного либо переменного напряжения. Достоинство схемы обусловлены обеспечением эффективного пускового момента.

Чтобы достичь более плавного пуска и обладать возможностью настройки частоты вращения, применяются регуляторы оборотов.

Пуск электродвигателя своими руками можно сделать, к примеру, таким образом.

Сопряжен с высокими динамическими нагрузками. За счет массы рабочего диска, в начале вращения на ось редуктора действуют силы инерции. Это влечет за собой некоторые негативные моменты:

1. Нагрузки на ось при резком старте создают инерционный рывок, который при большом диаметре и массе диска может вырвать электроинструмент из рук;

ВАЖНО! При запуске болгарки, всегда держите инструмент обеими руками, и будьте готовы к его удержанию. В противном случае можно получить травму. Данное предупреждение особенно актуально для тяжелых алмазных или стальных дисков.

2. При резкой подаче рабочего напряжения на двигатель, возникает перегрузка по току, которая проходит после набора номинальных оборотов;

В результате чего изнашиваются щетки и перегреваются обе обмотки электромотора. При постоянном включении и выключении электроинструмента, перегрев может оплавить изоляцию обмоток и привести к короткому замыканию, с последующим дорогостоящим ремонтом.

3. Большой крутящий момент при резком наборе оборотов преждевременно изнашивает шестерни редуктора УШМ;

В некоторых случаях возможно отламывание зубьев и заклинивание редуктора.

4. Перегрузки, которые воспринимает рабочий диск, могут разрушить его при запуске двигателя.

Поэтому наличие защитного кожуха обязательно.

ВАЖНО! Во время запуска болгарки, открытый сектор кожуха должен быть направлен в сторону, противоположную от оператора.

Чтобы лучше понять механику работы, рассмотрим устройство болгарки на чертеже. Хорошо видны все элементы, испытывающие перегрузку при резком старте.

Схематический чертеж расположение рабочих органов и систем управления в болгарке

Для уменьшения пагубных воздействий резкого пуска, производители выпускают болгарки с регулировкой оборотов и плавным пуском.

Регулировка оборотов находится на рукоятке инструмента

Но таким приспособлением оснащаются лишь модели средней и высокой ценовой категории. Многие домашние мастера приобретают УШМ без регулятора и замедления пусковых оборотов. Особенно это касается мощных экземпляров с диаметром отрезного диска более 200 мм. Такую болгарку мало того что тяжело удержать в руках во время запуска, износ механики и электрической части происходит гораздо быстрее.
Выход один – установить плавный пуск болгарки самостоятельно. Существуют готовые заводские устройства с регулятором оборотов и замедлением старта двигателя при запуске.

Готовое устройство для регулировки плавного пуска

Такие блоки устанавливаются внутрь корпуса, при наличии свободного места. Однако, большинство пользователей УШМ предпочитают изготавливать схему для плавного пуска болгарки самостоятельно, и подключать ее в разрыв питающего кабеля.

Как изготовить схему плавного пуска угловой шлифовальной машины своими руками

Популярная схема реализуется на основе управляющей микросхемы фазового регулирования КР118ПМ1, а силовая часть выполнена на симисторах. Такое устройство достаточно просто монтируется, не требует дополнительной настройки после сборки, а стало быть, изготовить ее может мастер без специализированного образования, достаточно уметь держать в руках паяльник.

Электрическая схема регулировки плавного пуска для болгарки

Предложенный блок можно подключить к любому электроинструменту, рассчитанному на переменное напряжение 220 вольт. Отдельный вынос кнопки питания не требуется, доработанный электроинструмент включается штатной клавишей. Схему можно установить как внутрь корпуса болгарки, таки и в разрыв питающего кабеля в отдельном корпусе.

Наиболее практичным является подключение блока плавного пуска к розетке, от которой запитывается электроинструмент. На вход (разъем ХР1) подается питание от сети 220 вольт. К выходу (разъем XS1) подключается расходная розетка, в которую втыкается вилка УШМ.

При замыкании клавиши пуска болгарки, по общей цепи питания подается напряжение на микросхему DA1. На управляющем конденсаторе происходит плавное нарастание напряжения. По мере заряда оно достигает рабочей величины. За счет этого тиристоры в составе микросхемы открываются не сразу, а с задержкой, время которой определяется зарядом конденсатора. Симистор VS1, управляемый тиристорами, открывается с такой же паузой.

Посмотрите видео с подробным разъяснением как сделать и какую схему применить

В каждом полупериоде переменного напряжения, задержка уменьшается в арифметической прогрессии, в результате чего напряжение на входе в электроинструмент плавно возрастает. Этот эффект и определяет плавность запуска двигателя болгарки. Следовательно обороты диска возрастают постепенно, и вал редуктора не испытывает инерционного шока.

Время набора оборотов до рабочего значения определяется емкостью конденсатора С2. Величина 47 мкФ обеспечивает плавный пуск за 2 секунды. При такой задержке нет особого дискомфорта для начала работы с инструментом, и в то же время сам электроинструмент не подвергается избыточным нагрузкам от резкого старта.

После выключения УШМ, конденсатор С2 разряжается сопротивлением резистора R1. При номинале 68 кОм время разряда составляет 3 секунды. После чего устройство плавного пуска готово к новому циклу запуска болгарки.
При небольшой доработке, схему можно модернизировать до регулятора оборотов двигателя. Для этого резистор R1 заменяется на переменный. Регулируя сопротивление, мы контролируем мощность двигателя, меняя его обороты.

Таким образом, в одном корпусе можно выполнить регулятор оборотов двигателя и устройство плавного пуска электроинструмента.

Остальные детали схемы работают следующим образом:

• Резистор R2 контролирует величину силы тока, протекающую через управляющий вход симистора VS1;
• Конденсаторы С1 и С2 являются компонентами управления микросхемой КР118ПМ1, используемыми в типовой схеме включения.

Для простоты и компактности монтажа, резисторы и конденсаторы припаиваются прямо к ножкам микросхемы.

Симистор VS1 может быть любым, со следующими характеристиками: максимальное напряжение до 400 вольт, минимальный пропускной ток 25 ампер. Величина тока зависит от мощности угловой шлифовальной машины.

По причине плавного пуска болгарки, ток не будет превышать номинального рабочего значения для выбранного электроинструмента. Для экстренных случаев, например, заклинивания диска УШМ – необходим запас по току. Поэтому значение номинальной величины в амперах следует увеличить вдвое.

Номиналы радиодеталей, использованных в предлагаемой электросхеме – испытаны на УШМ мощностью 2 кВт. Запас по мощности имеется до 5 кВт, это связано с особенностью работы микросхемы КР118ПМ1.
Схема рабочая, многократно исполненная домашними мастерами.