Педальный регулятор оборотов своими руками

Обновлено: 07.07.2024

При эксплуатации многих электроинструментов, а также бытовых приборов используют коллекторные электродвигатели. Хотя для их питания подходит и постоянное, и переменное напряжение, иногда встает вопрос о регулировании частоты вращения без потерь общей мощности, ведь в инструментах эконом-класса могут отсутствовать встроенные регуляторы.

Содержимое статьи

Основные функции регулятора оборота

возможность ступенчатого разгона и снижения оборотов электродвигателя, что ведет к уменьшению нагрузок и меньшему потреблению электрической энергии;
можно осуществить плавный запуск, а при мгновенном максимальном разгоне мотор получает сверхвысокие нагрузки, перегрев обмотки и иных приводов;
как средство дополнительной защиты электронных механизмов;
сокращение расходов на техобслуживание силовых агрегатов и насосов, так как снижаются риски поломок привода, а также отдельных механизмов.

Без похожих встроенных устройств не обходятся сварочные аппараты, стабилизаторы напряжения, ПК, телевизоры и т.д.

Принцип работы контроллера

Такие самодельные электронные регуляторы оборотов 220В, сделанные своими руками, долговечны, надежны, компактны по своим габаритам, бесшумны, и в то же время дают возможность тонко настроить работу всего привода.

Основные детали для сборки

Достаточный набор проводков.
Схема (берется из технической литературы либо из интернета).
Паяльник для работы.
Конденсаторы, тиристор, резисторы и др.

К вниманию! Качественная регулировка достигается включением в схемы переменных резисторов, обеспечивающих плавное (либо ступенчатое) изменение количества оборотов.

Технические характеристики контроллера

поддерживаемый диапазон напряжений = 110 − 240 Вольт;
возможны нагрузки в 2,5 кВт;
использование рабочей мощности в пределах 300 Вт;
возможно регулировать обороты в диапазоне от 9 до 99%.

Если после ознакомления со всей информацией появляется вопрос, как сделать регулятор оборотов вашего двигателя, схемы и подсказки специалистов наверняка помогут разобраться в этом не хитром, по сути, деле. Да и способов существует несколько: навесной монтаж, на поверхности печатной либо монтажной платы.

Различные детские игры, робототехника, приусадебная автоматика используют двигатели с малой мощностью, которые работают от источников питания в 12 Вольт. Регулировку скорости вращения в таких устройствах можно сделать, подсоединив последовательно в цепь резистор. Но при этом достигается низкий КПД, и нет возможности плавно менять скорость вращения. Иногда, при низком напряжении, может произойти полная остановка двигателя.

А сделанный своими руками регулятор оборотов на 12В будет полностью соответствовать необходимым характеристикам, хотя включает в себя минимум элементов: транзистор, операционный усилитель, таймер и микросхему.

Если намечается использовать более сильные нагрузки, можно взять более мощный полевой транзистор или собрать более сложные системы, имеющие повышенную точность регулировки (с таймером).

Различные варианты схем позволяют создавать не только одноканальные, но и двухканальные регуляторы.

Основные советы мастерам

одним из важнейших критериев при выборе является мощность, которая должна превышать либо соответствовать данным на используемом приборе или агрегате;
для коллекторных двигателей чаще выбирают векторные регуляторы, но скалярные более надежны;
напряжение должно соответствовать допустимому диапазону;
проводки выбираются не слишком длинные;
надежное запаивание мест соединения и хорошая изоляция;
так как основным предназначением устройства является преобразование частоты, данный аспект выбирается в соответствии с теми или иными техническими требованиями.

Получается, что при старании можно и снизить уровень шума вентилятора у ПК, уменьшив напряжение и число оборотов при помощи транзистора и двух резисторов.

Такая работа по сборке простого контроллера полезна для получения дополнительных полезных навыков, к тому же, поможет сэкономить деньги.

Приветствую всех радиолюбителей и не только!
Попросили меня отремонтировать электропривод швейной машинки ЭП-40-5-03.

При нажатии на педаль мотор крутился рывками и совершенно не развивал обороты.
Изучив схему, и найдя там пробитый тиристор, было решено удалить плату из корпуса и полностью переделать управление.
Остановился на простой схеме с симисторным управлением и сохранением заводской функции регулировки оборотов.
Итак — удаляем все радиодетали и плату из корпуса и на её месте навесным монтажом паяем новую схему. Симистор поставил без радиатора, т.к. мощность мотора всего 80 Вт. Фильтр LC на моторе оставляем.

В педали используем только выключатель- концевик — при нажатии он замыкается, на схеме он обозначен как S1.
Переменный резистор оставляем родной, на схеме он обозначен как R2.

Диапазон регулировки оборотов получился примерно от 10 до 100%.
При нажатии педали мотор начинает вращаться с заданной переменным резистором скоростью, причем старт происходит плавно.
Из недостатков схемы — иногда при старте возникают небольшие рывки, как следствие упрощённой схемотехники. Но это заметно только на отсоединенном приводе от машинки без нагрузки.

Метки: швейная машина, электропривод, мотор

Комментарии 20

А вроде эта схемка лишена каких либо недостатков

можно было взять готовый диммер для света. По сути своей, это оно и есть. Или кнопку от эл-инструмента

Стоимость готового диммера в 10 раз выше. А для этой схемы были приобретены только 2 детали

Однажды столкнулся с аналогичной фигнёй.
Собирать схему было лень. Под рукой был регулятор от сгоревшего китайского пылесоса. Замена переменного резистора на ползунковый и але-оп. Педали сносу нет. Недостаток — да, присутствует, при шитье приходиться иногда педалировать.

Пользователю удобней обороты набирать самой педалью, как в авто.

у меня джаноме у неё двойное управление на машинке рычаг и педаль, плюс ограничитель максимальных оборотов.
иногда удобнее рычаг на машинке.

данная схема очень тупая, симмистор просто режет синусойду потому контроль оборотов двигателя затруднен.
это очень хорошо известно например тем кто болгаркой пытается полировать машину с такой схемкой.
так как обороты очень сильно зависят от нагрузки, и с переменной нагрузкой приходится постоянно педалировать, что напрягает. чтоб убрать этот косяк есть микросхемы с обратной связью по току, которые отслеживают обороты двигателя, и нажатие на педаль меняет не мощность подаваемую на двигатель, а его обороты, практически независимо от нагрузки. самоя простая это U2010b.
если познания позволяют, собери, и поймешь что эта симмисторная схемка тебе совсем не нужна, и вспоминать её будете только в страшном сне.

Отчасти согласен. Все недостатки схемы от ее простоты, а нагрузки большой в швейной машинке нет, ткани и всё. Кожу ей никто шить не будет.

Так-то ток в электродвигателе так же зависит от нагрузки. Если уж нужно контролировать обороты, ставится на вал двигателя тахогенератор, и по ЭДС на тахогенераторе контролируется скорость довольно точно (как в современных стиральных машинах)

На этом моторе, кстати, есть тахогенератор, находится возле крыльчатки обдува.

Это идеально. Тогда можно просто сделать контроль скорости независимо от нагрузки. Есть даже готовые решения.

напряжение/ток коллекторного двигателя всё замечательно позволяет прикинуть без тахогенератора.

легко и непринуждённо. Достаточно посмотреть на схемотехнику стабилизаторов оборотов моторов кассетников.

Можно, конечно, всё, даже адронный коллайдер собрать в огороде. Только по обратной связи от генератора регулятор и пьяная обезьяна соберет. А с обратной связью по току ещё и калибровать под мотор надо. А тем более ТС пишет что тахогенератор присутствует.

ознакомьтесь со схемотехникой стабилизаторов скорости кассетников. Всё делается влёт на 2 транзисторах. По крайней мере, на низком напряжении

Это слишком усложняет поделку, а такая точность не будет востребована.

то, что Вы описываете, как желаемое, называется "стабилизатор с отрицательным выходным сопротивлением", который сам "поддаёт газку" при увеличении нагрузки. Такое применялось повсеместно в моторах кассетников. На тиристорной схеме тоже реализуется влёт

Это называется обратноположительная связь и именно она использовалась в кассетниках, но есть одно но. Там постоянный ток, и по суте достаточно пары транзисторов чуть сложнее были схемы с шимом. А тут уже управление идет по переменке симистором, и это без специальных микросхем реализовать сложно, а самую простую я написал, сситаете что знаете вопрос лучше меня? Напишите вариант проще. В противном случае мне не понятен смысл того зачем вы это писали

всё верно. тем не менее, оно реализовано, например, в полировальных "болгарках"

Управление электроагрегатами с помощью педали довольно широко используется в промышленности и быту. Наиболее известным примером может быть управление скоростью оборотов швейной машинки. Однако, если вы захотите подключить педаль от швейной машины к другому устройству, вы можете столкнуться с некоторыми проблемами - диапазон регулировки напряжения не соответствует желаемому, или мощность двигателя слишком высока.

С помощью педали GEP-2 вы сможете с легкостью обойти подобные проблемы. Сама педаль не является законченным устройством. В комплект входят лишь механические элементы, на основе которых и компонуется устройство. Потенциометр, по параметрам которого формируются электротехнические характеристики, в комплект поставки не входит. Потенциометр подбирается отдельно, исходя из значений величины его сопротивления и мощности.

В поисках причины поломки швейной машинки функциональность педали практически не рассматривается. И зря. Снижение скорости и полная остановка хода указывают на неисправность именно этой детали.

Что представляет собой педаль

Педаль приводит в движение сложный механизм швейной машинки. С её помощью регулируется скорость хода.

В бытовых машинках педали бывают двух типов:

С реостатом

Реостатную модель легко распознать по тяжёлому весу. Корпус выполнен из металла или высокопрочного пластика, который не подвержен деформации под воздействием высоких температур. Особый выбор материала обусловлен тем, что в процессе работы педаль сильно греется.

Внутри корпуса установлен реостат, состоящий из большого количества графитных пластинок круглой формы.

Принцип работы реостатной модели основан на изменении электрического сопротивления току под воздействием механического давления на графитные пластины. Степень сжатия ножной педали отражается на скорости хода машинки. Процесс полностью зависит от величины тока, подаваемого на электропривод.

Находясь в свободном положении, графитовые пластинки не пропускают электрический ток. В этом случае цепь полностью разъединена. Запуск мотора осуществляется только после уменьшения сопротивления, которое возникает при сжатии пускового механизма.

Постоянное взаимодействие графитовых пластин приводит к их прогоранию. В результате на поверхности появляется налёт. Он препятствует прохождению электрического тока. Признаками неисправности являются:

замедление скорости хода машинки;
отсутствие хода даже при сильном надавливании на педаль.

Исчезновение медленных оборотов является поводом для обращения к мастеру с целью ремонта педали. Игнорирование неисправности приводит к выходу из строя пускового механизма.

С электроникой

Отличить реостатный тип от электронного можно по весу. Если первый вариант отличается увесистостью, то второй практически не ощущается в руке. Внутри корпуса расположены микросхемы и радиодетали.

Принцип работы основан на изменении частоты импульсов равнозначного напряжения или электрического тока, подаваемого на электродвигатель.

При возникновении неисправностей педаль электронного типа чаще всего выходит из строя мгновенно. Никаких предрасполагающих признаков выявить не удаётся. Ремонт нужно доверить специалистам – радиомеханикам. В их распоряжении имеются необходимые тестеры, паяльные приборы, комплектующие.

Особенности работы педали с электроприводом

Современные швейные машинки оснащаются только электрическим приводом. Ножной и ручной приводы остались в прошлом. Компактный корпус мотора фиксируется с боковой или оборотной стороны, не создавая помех швее. Функцию пускового механизма выполняет педаль.

В электроприводных машинках педаль характеризуется лёгким весом. Корпус изготавливается из пластмассы. Внутри установлена небольшая плата. Провод вмонтирован непосредственно в корпус пускового устройства.

Справка! Управлять педалью, работающей на микросхемах, просто. В некоторых моделях на корпусе устанавливают кнопку переключения скоростей, что позволяет швее настроить ход машинки под свои потребности.

Электроприводные педали капризные. При неправильном использовании могут остановиться, продолжить работу после частого нажатия на пусковой механизм. Обращаться с ними нужно аккуратно, чтоб не повредить целостность хрупкого корпуса. Ремонт лучше доверить профессионалу. Разобраться в микросхемах простому обывателю невозможно.

Как отремонтировать педаль своими руками

В любой момент швейная машинка может поломаться. В первую очередь под подозрение попадает электродвигатель. При отсутствии запаха горелых проводов причину стоит искать в пусковом механизме.

Справка! Проверить работоспособность мотора можно путём его прямого подключения к розетке.

Причины поломки реостатных моделей и способы устранения

Обрыв электрической цепи внутри провода

Повреждение может быть в любом месте провода. Основными причинами разрыва являются: небрежное отключение или включение машинки в сеть, дёргание за кабель при отсоединении от розетки, падение тяжёлых предметов на проводник, продавливание ножкой стула или стола.

Для устранения проблемы рекомендуется заменить весь провод. Может потребоваться помощь электрика, так как вилка выливается на производстве вместе с проводом.

Окисление контактов

Нужно продиагностировать состояние контактов в корпусе и вилке. Достаточно зачистить их для восстановления работоспособности пускового механизма. В качестве абразива рекомендуется использовать наждачную бумагу мелкой фракции.

Прогорание графитовых пластинок

Поломку легко распознать по снижению скорости хода машинки, отсроченному срабатываю привода после нажима на педаль. После вскрытия корпуса нужно осмотреть графитовые пластинки. Если на поверхности много чёрной пыли, значит, элементы реостата прогорели.

Их необходимо заменить новыми. Приобрести в магазине комплектующие детали пускового механизма проблематично. Придётся воспользоваться альтернативным решением, предусматривающим покупку новой педали.

Повреждение корпуса

При нарушении целостности пластикового корпуса возможен ремонт. Для этого придётся собрать все осколки и склеить их жаростойким клеем. Такой способ целесообразно применять, если отпадает небольшой фрагмент. При сильном повреждении смысл в восстановлении корпуса пропадает по следующим причинам:

выполнить ремонт очень трудоёмко;
под силой давления хрупкое соединение станет разваливаться;
нарушается изоляция, что может привести к удару током.

Лучше приобрести новую педаль.

Справка! Даже качественный клей при нагреве размягчается, что оборачивается повторной поломкой склеенной детали.

Ремонт электронных педалей

Выявить причину поломки электронных педалей самостоятельно невозможно из-за отсутствия специальных знаний и приборов (осциллограф, тестер и пр.). Только мастер способен определить, что спровоцировало проблему: выход из строя микросхемы или неисправность тиристора. За помощью лучше обратиться к радиомеханику или электронщику.

Что можно сделать своими силами, так это осмотреть внутренности педали. Для этого вскрывают корпус, и изучают состояние всех проводков. Подозрительные на обрыв места пропаивают паяльником.

Профилактика возникновения проблем

Соблюдение простых правил поможет избежать проблем с педалью. Во-первых, не стоит оставлять её длительное время подключённой к электросети. Даже при отсутствии функциональной нагрузки детали устройства перегреваются, что провоцирует поломку. Во-вторых, в процессе работы или обслуживании швейной машинки нужно обеспечить сохранность корпуса и провода.

При выполнении работы возникает риск их повреждения ножкой стула, ножницами или другими предметами.

Неаккуратная смотка проводов после завершения шитья провоцирует разрыв контактов. Мастера не рекомендуют оборачивать кабелем педаль, сворачивать её в плотный клубок. Достаточно сложить вчетверо и зафиксировать эластичным зажимом.

Продлить работу педали также может осторожное обращение, исключающее падение и механическое воздействие на корпус.

Проблемы с педалью редко возникают в машинках с электродвигателем TUR-2 (Чайка, Веритас, Подольская). В старых моделях Зингер провод очень толстый с внутренней изоляцией, что существенно снижает риск обрыва контактов.

Многие пользуются швейными машинками с электроприводами.

Бывает выходят из строя электроприводы швейных машин как отечественного, так и импортного производства.

Заменить электропривод дорого, а вот отремонтировать электродвигатель или педаль можно в частых случаях и самому своими руками, сэкономив при этом не малую сумму.

Конечно, встречаются и сложные неисправности, например полностью сгоревший якорь или статор мотора, но это бывает не часто, поэтому остальные неисправности можно устранить самому.

Электропривод для швейной машины

Электроприводов у швейных машин много разных, но принцип один. Ниже один из них:

Электродвигатель Тип МШ-2, 220В, 0,5А, 40Вт

Общие сведения

Электроприводы типов МШ-2 и МШ-2ЭР предназначены для бытовых швейных машин отечественного производства и некоторых моделей импортных машин, оверлоков и бытового инструмента (шлифмашин и т.д).

Структура условного обозначения

МШ-2ЭР:
МШ — электропривод для швейных машин;
2 — номер модификации;
ЭР — электронный регулятор напряжения.
Климатическое исполнение УХЛ,
категория размещения 4.2 по ГОСТ 15150-69.

Условия эксплуатации

Номинальные значения климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150-69.
Эксплуатация внутри помещений при температуре окружающего воздуха от 10 до 35°С.
Среда невзрывоопасная, не содержащая химически активных смесей, приводящих к разрушению металла и изоляции.
Эксплуатация на расстоянии не менее 1 м от электронагревательных приборов.
Хранение в сухом отапливаемом помещении при температуре от 1 до 40°С.
Защита человека от поражения электрическим током соответствует классу 2 по ГОСТ 12.2.007. 0-75.
Электроприводы соответствуют требованиям ТУ 16-539.280-78.

Технические характеристики

Номинальное напряжение, В — 220
Частота питающей сети, Гц — 50
Номинальная мощность, Вт — 40
Номинальный ток, А, не более — 0,5
Частота вращения вала электродвигателя, мин-1 — 6000±1200
КПД, % — 45
Номинальный вращающий момент, Н·м — 0,0635
Расход электроэнергии, кВт·ч — 0,1
Масса, кг, не более — 1,8
Режим работы электродвигателя повторно-кратковременный с продолжительностью включения до 40% времени цикла.
Наибольшая продолжительность цикла 10 мин: пауза 6 мин, работа 4 мин.
Количество рабочих циклов не регламентируется.
Плавность регулирования обеспечивается при установке привода на швейную машину.
Средняя наработка на отказ — не менее 300 ч.

Конструкция и принцип действия

Электропривод МШ-2 состоит из однофазного коллекторного электродвигателя с последовательным возбуждением с кронштейном, работающего от сети переменного тока частотой 50 Гц и угольного пускорегулирующего реостата.
Электропривод МШ-2ЭР отличается от МШ-2 наличием электронного регулятора напряжения.
Регулирование частоты вращения вала двигателя осуществляется изменением напряжения, возникающим при изменении силы нажатия на педаль.
Направление вращения вала электродвигателя левое, если смотреть со стороны выходного конца вала.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры электроприводов МШ-2 и МШ-2ЭР приведены на рисунке, ниже.

Электропривод МШ-2 (с угольным пускорегулирующим реостатом)

МШ-2ЭР (с электронной педалью)

Разборка электродвигателя

Первым делом необходимо снять щетки. Старайтесь делать это аккуратно и не спеша, сама щетка соединена с пружиной и если ее не придерживать может вылететь, а при падении разбиться.

Щетки снимаются с помощью отвертки, необходимо надавить на держатель щетки и повернуть его на 90 градусов.

Пружина, фиксатор, графитовые щетки

Состояние щеток нормальное, трещины и сколы отсутствуют.

Теперь необходимо снять шкив с вала электродвигателя. Делается это просто, как показано на фото, надавливаем на фиксатор и снимаем шкив с вала. Опять же будьте внимательны, фиксатор с пружиной и может улететь, потом будете долго искать.

А здесь видно как установить шкив на место, фиксатор вставляем в отверстие на валу, придавливаем его отверткой и насаживаем шкив. Фиксатор под действием пружины войдет в отверстие шкива и зафиксирует его.

Осталось только раскрутить винты с гайками и снять корпус.

Ротор, статор, электродвигатель

Год выпуска 1965, старичок древний, и судя по всему его ни разу не разбирали, возможно меняли щетки. Со временем смазка подшипников высохла, поэтому он сильно и нагревается.

Если надавить на основание подшипника то оно отойдет, получаем хороший доступ для чистки и смазки, ничего не скажешь, удобно.

Здесь видно во что превратилась смазка за долгие годы эксплуатации, подшипник проворачивается с усилием. Для исправной работы двигателя все его подшипники необходимо содержать в чистоте и регулярно использовать качественную смазку для подшипников. На ухудшение смазки подшипника электродвигателя укажут следующие изменения: замедление вращения или остановка колец подшипника, его нагревание или расплавка. Менять смазывающее вещество нужно при его загрязнении и появлении более густой консистенции.

Перед полной заменой смазки необходимо:

промыть подшипник керосином,
набить свежую смазку.

Руки и инструменты (деревянные или металлические лопаточки) должны быть чистыми. Пространство между шариками и обоймами заполнить смазкой по всему диаметру.

Смазываем и второй подшипник со стороны крыльчатки.

После нехитрых операций, двигатель заработал как новенький!

А вот второй двигатель МШ-2ЭР (с электронной педалью). Не хотел работать, периодически останавливался или не запускался.

При тщательном осмотре была обнаружена некачественная пайка, может быть заводской брак, а может окисление припоя в результате неправильной эксплуатации. Провод практически болтался, в результате чего электродвигатель нестабильно работал.

Пайка, припой элементов двигателя

Все детали и провод необходимо хорошо залудить, и припаять.
И не забываем про смазку. Она уже сильно загустела. Поэтому сначала очищаем подшипник от старой смазки и забиваем новую.

Мотор заработал стабильно, теперь его ждет долгая жизнь!

Педаль электропривода

Скорость шитья обычно регулируется силой нажатия на педаль электропривода. Двигатель и регулятор оборотов присоединяются к электрической сети с помощью электрошнура. Запуск машины производится путем нажатия на педаль регулятора оборотов. Большему нажатию соответствует большая скорость шитья. После остановки машины необходимо снять ногу с педали во избежание непроизвольного пуска.

Существует множество типов регуляторов напряжения.
Основные типы:

угольный пускорегулирующий реостат.
электронный регулятор напряжения.

В педали с угольным реостатом имеется сборка угольных таблеток находящихся в керамическом корпусе. При надавливании на педаль, таблетки сжимаются, в результате чего сопротивление падает и двигатель запускается, чем сильнее сдавить таблетки тем меньше сопротивление и выше скорость двигателя. Основные неисправности в таких регуляторах как и везде, это неисправность кабеля, разъемов, вилки электропитания. Часто сгорают угольные таблетки, в этом случае необходима замена выгоревших таблеток. Если их нет то можно выточить их из графитовых щеток с помощью турбинки и надфиля.

Схема педали для электропривода МШ-2

1 — пускорегулирующая педаль,

2 — контакт шунтирующий,

3 — угольный реостат,

4 -конденсатор КГБИ-0,05 (С2),

6 — конденсатор МБГВ (МБГП-1) 0,5мкф х 400В (С3),

8 — обмотка возбуждения двигателя.

Вот такой вариант схемы педали для электропривода МШ-2. Разница с предыдущей — наличие дросселей L1, L2, сглаживающих пульсации от помех вместе с конденсаторами С1,2,3.

Педаль для швейной машины, регулятор напряжения.

Конструкция довольно простая, имеется устройство подавления помех из конденсаторов и дросселей.

Устройство педали. Конденсатор, подавление помех

Перестал крутиться электродвигатель, но не сразу, сначала он то работал, то не работал.
Очень часто встречающаяся причина, плохая некачественная пайка. На фото видно, что эмалированный провод идущий от дросселя перед пайкой не был очищен от эмали и залужен. Просто повесили соплю, решили что и так будет работать.

Пришлось исправлять чужую оплошность, убирать сопли припоя, зачищать эмаль-провод, и нормально припаивать.

Попалась недавно педаль китайского производства (фото ниже).

Открывается легко, достаточно отверткой поддеть верхнюю крышку педали.

Регулировка напряжения ступенчатая, несколько скоростей. Достаточно простая и надежная, состоит из дросселя, диода и группы контактов.

Деталей мало, да и ломаться нечему, возможен выход их строя диода или подгорание контактов, иногда обрыв дросселя.

Читайте также: