Как подключить болгарку напрямую без регулятора оборотов

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.

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 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.

Как правило, бюджетные угловые шлифовальные машины (УШМ), в народе называемые болгаркой, не имеют в своей конструкции регулируемые электронные модули, к которым относятся регулятор оборотов двигателя и плавный пуск. Владельцы таких болгарок со временем начинают понимать, что их отсутствие резко снижает функциональность инструмента. В этом случае можно произвести доработку УШМ, установив на нее самодельные приспособления.

При подаче питания на двигатель шлифмашины происходит скачкообразное повышение оборотов

с нуля до 10 тыс. и более. Кто работал УШМ, хорошо знают, что порой сложно удержать ее в руках при запуске, особенно, если установлен алмазный диск большого диаметра.

Также во время запуска огромная нагрузка прилагается к обмотке ротора и статора электромотора. Поскольку в болгарке установлен коллекторный двигатель, то он стартует в режиме короткого замыкания: электромагнитное поле уже “пытается” провернуть ротор, но он еще некоторое время остается неподвижным, поскольку сила инерции не дает это сделать. В результате в катушках двигателя резко повышается пусковой ток. Несмотря на то, что производитель вложил некий запас прочности для катушек, учитывая перегрузки при старте, рано или поздно изоляция не выдерживает, что приводит к межвитковому замыканию.

Кроме проблем с запуском, отсутствие регулировки оборотов вызывает некоторый дискомфорт. Например, регулятор оборотов болгарки может пригодиться при определенных видах работ

• при шлифовке или полировке каких-либо поверхностей;
• при установке инструмента большого диаметра;
• для резки некоторых материалов.

Кроме того, при обдирочных работах корщетками велика вероятность заклинивания проволоки в какой-либо щели. Если обороты шпинделя были большими, то болгарку может просто вырвать из рук.

Если к УШМ подключить регулятор мощности (оборотов) с модулем плавного пуска, то все вышеописанные проблемы исчезнут, увеличится срок службы аппарата и повысится безопасность его использования.

Частые неисправности, причины

Болгарка может не набирать положенные нормативным режимом обороты, работать с самопроизвольным их изменением, с рывками и в крайних случаях вообще прекращать вращаться. При наличии опции регулировки оборотов она может не реагировать на изменение положения указателя режимов работы.

Некоторые виды неисправностей и способы их устранения рассмотрены в представленных видео.

Не набирает обороты

Болгарка модели Макита, работающая от аккумуляторов, в следующем видео не набирала величину рабочих оборотов. Первая причина, которая приходит в голову, — разряжены батареи аккумулятора, не подтвердилась. При разборке инструмента были обнаружены неисправные щеткодержатели. Попадание посторонней маслянистой жидкости внутрь щеточно-коллекторного узла вызвало разрушение щеток и оплавление пластиковой конструкции щеткодержателей.

Автор вместо дефектного поставил новый узел крепления щеток

Важно: графитовую пыль от разрушенных щеток следует тщательным образом убрать со статора и ротора, поверхность коллектора зачистить наждачным полотном и желательно заполировать

Не развивает обороты и дымит

Стабильность оборотов рабочего вала шпинделя во многом зависят от наличия неисправностей составляющих компонентов электрической части болгарки. В следующем видео сгорела обмотка статора, вследствие чего произошло задымление, и болгарка перестала вращаться. Выход из строя статора легко определить визуально: обрывы проводов, горелая изоляция.

Автор имел в запасе бывший в употреблении, но вполне рабочий статор, поэтому устранил дефект заменой вышедшего из строя.

Греется

Плохой контакт в соединениях электрической части болгарок, приводит к сильному нагреву корпуса, образованию повышенной силы искры из-за отклонения от номинальных значений электрических параметров. В следующем видео отгорели контакты на щеткодержателях. Возможно это произошло из-за нарушения расположения щеток, что приводило к большому образованию графитовой пыли и созданию дополнительного сопротивления на коллекторном узле. Автор предложил вариант более надежного соединения контактов и выправил расположение направляющих для щеток.

Теряет обороты под нагрузкой

В следующем видео болгарка при работе самопроизвольно меняла обороты, от случая к случаю имели место рывки. При этом опция регулировки оборотов на болгарке отсутствовала. Один такой рывок привел к поломке отрезного диска. После чего было принято решение найти и устранить неисправность. Диагностика электрической части при прозвонке мультиметром выявила, что из строя вышла кнопка включения (пуска).

Так как такие кнопки обычно не пригодны к ремонту (при разборке ее обнаружился полностью сработавшийся контакт), автор нашел замену. Функционально новая кнопка дублировала старую, однако несколько отличалась по габаритам. Автор удачно выбрал для нее новое месторасположение и болгарка восстановила свою работоспособность.

Для чего болгарке низкие обороты?

Встроенная функция регулирования скорости диска позволит деликатно обрабатывать такие материалы, как пластмасса или древесина. На низких оборотах повышается комфортность и безопасность работы. Особенно полезна такая функция в электро- и радиомонтажной практике, в автосервисах и реставрационных мастерских.

Кроме того, среди профессиональных пользователей электроинструмента существует устойчивое мнение, что чем проще устроен аппарат, тем он надёжнее. А дополнительный сервисный «фарш» лучше вынести за пределы силового агрегата. При таком раскладе ремонт техники значительно упрощается. Поэтому некоторые компании специально выпускают выносные отдельные электронные регуляторы, которые подключаются к сетевому шнуру машины.

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.

Если в вашем арсенале есть старенькая угловая шлифовальная машина, не спешите списывать её со счетов. Используя несложную электрическую схему, прибор можно легко модернизировать, добавив к нему функцию изменения частоты оборотов. Благодаря простому регулятору, который реально собрать своими руками за несколько часов, функциональность аппарата значительно возрастёт. Снизив частоту вращения, болгарку можно применить как шлифовальный и заточный станок для различных видов материалов. Появляются новые возможности для применения дополнительных насадок и оснастки.

Устройство электрического оборудования болгарки

За 40 лет внешний вид болгарки практически не изменился: продолговатый корпус с вмонтированными внутрь двигателем и редуктором, сбоку прикрученная ручка и защитный кожух.

Болгарка, как и любой инструмент, рано или поздно отказывается работать. Но бывают ситуации, когда для устранения неисправности достаточно простейшего ремонта электрического оборудования. Чтобы выполнить этот мелкий ремонт, нужно иметь понятие, как такое оборудование работает внутри, и уметь читать его электрическую схему.

Электрическая схема шлифовальной машинки состоит из таких элементов:

• якорь;
• коллектор;
• электрощетки;
• редуктор;
• статор;
• ручки-держатели;
• силовой кабель с вилкой.

Каждый из этих элементов выполняет в электрической цепи свои функции, неисправность каждого ведет к остановке работы инструмента. Например, якорь, являясь вращающимся элементом цепи, отвечает за вращения шлифовального диска. Чтобы заставить диск вращаться, якорь должен крутиться с еще большей скоростью. Поэтому чем больше скорость вращения якоря, тем больше мощность инструмента.

Коллектор — это площадка на якоре, на которую выходят все силовые и управляющие кабели. Его задача — переводить проходящие по обмоткам сигналы на понятный двигателю и управляющему блоку язык. Если снять крышку корпуса, то его отполированные пластины сразу бросаются в глаза, тем более что имеют сравнительно большие размеры.

Причины неисправности болгарки.

Предназначение электрощеток — обеспечивать подвод тока к коллектору от силового кабеля. Если они находятся в нормальном рабочем состоянии, то через вентиляционное отверстие будет видно их ровное свечение. Если же свечение незаметно или оно пульсирует, то это признак того, что со щетками есть проблемы.

Редуктор — очень важная деталь не только электрической схемы, но и всей конструкции болгарки. Его предназначение — подавать энергию от вращающегося якоря к шлифовальному диску, обеспечивая таким образом его вращение. Фактически именно редуктор отвечает за скорость и мощь вращения шлифовального диска болгарки.

Статор — наиболее технически сложный узел в электрической схеме болгарки. В нее впрессованы все обмотки якоря и ротора, определяющие их вращение. Находящиеся в статоре обмотки катушек рассчитаны до последнего витка. При выходе статора из строя удачно выполненная непрофессионалом его перемотка — очень редкий случай. Поэтому если в болгарке сломался статор, то лучше не рисковать и устранять его неисправность в мастерской.

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.

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.

Простейшая схема

УПП с регулированием оборотов на тиристоре КУ 202 получил широкое применение благодаря очень простой схеме исполнения (схема 1). Его подключение не требует особых навыков. Радиоэлементы для него достать очень просто. Состоит эта модель регулятора из диодного моста, переменного резистора (выполняет роль регулятора U) и схемы настройки тиристора (подача U на управляющий выход номиналом 6,3 вольта) отечественного производителя.

Благодаря размерам и количеству деталей регулятор этого типа можно встроить в корпус электроинструмента. Кроме того, следует вывести ручку переменного резистора и сам регулятор оборотов можно доработать, встроив кнопку перед диодным мостом.

Основной принцип работы заключается в регулировке оборотов электродвигателя инструмента благодаря ограничению мощности в ручном режиме. Эта схема позволяет использовать электроинструмент мощностью до 1,5 кВт. Для увеличения этого показателя необходимо заменить тиристор на более мощный (информацию об этом можно найти в интернете или справочнике). Кроме того, нужно учесть и тот факт, что схема управления тиристором будет отличаться от исходной. КУ 202 является отличным тиристором, но его существенный недостаток состоит в его настройке (подборка деталей для схемы управления). Для осуществления плавного пуска в автоматическом режиме применяется схема 2 (УПП на микросхеме).

Плавный пуск на микросхеме

Оптимальным вариантом для изготовления УПП является схема УПП на одном симисторе и микросхеме, которая управляет плавным открытием перехода p-n типа. Питается устройство от сети 220 В и ее несложно собрать самому. Очень простая и универсальная схема плавного пуска электродвигателя позволяет также и регулировать обороты (схема 2). Симистор возможно заменить аналогичным или с характеристиками, превышающими исходные, согласно справочнику радиоэлементов полупроводникового типа.

Схема 2. Схема плавного пуска электроинструмента

Устройство реализуется на основе микросхемы КР118ПМ1 и симисторе. Благодаря универсальности устройства его можно использовать для любого инструмента. Он не требует настройки и устанавливается в разрыв кабеля питания.

При пуске электродвигателя происходит подача U на КР118ПМ1 и плавный рост заряда конденсатора С2. Тиристор открывается постепенно с задержкой, зависящей от емкости управляющего конденсатора С2. При емкости С2 = 47 мкФ происходит задержка при запуске около 2 секунд. Она зависит прямо пропорционально от емкости конденсатора (при большей емкости время запуска увеличивается). При отключении УШМ конденсатор С2 разряжается при помощи резистора R2, сопротивление которого равно 68 к, а время разрядки составляет около 4 секунд.

Для регулирования оборотов нужно заменить R1 на резистор переменного типа. При изменении параметра переменного резистора происходит изменение мощности электромотора. R2 изменяет величину тока, протекающего через вход симистора. Симистор нуждается в охлаждении и, следовательно, в корпус модуля можно встроить вентилятор.

Таким образом, для запуска электродвигателей различного инструмента необходимо использовать УПП заводского изготовления или самодельные. УПП применяются для увеличения срока эксплуатации инструмента. При запуске двигателя происходит резкое увеличение тока потребления в 7 раз. Из-за этого возможно подгорание статорных обмоток и износ механической части. УПП позволяют значительно снизить пусковой ток. При изготовлении УПП самостоятельно нужно соблюдать правила безопасности при работе с электричеством.

Достоинства универсальных УШМ

УШМ (болгарка) METABO WEV 10-125 Quick 600388000 (в коробке). Фото 220Вольт

Не всегда обычной болгаркой без дополнительных опций удается решить задачу по обработке некоторых видов материалов, рабочий инструмент не приспособлен для эффективной работы на оборотах, которые выдает болгарка без регулятора скорости. Особенно остро проблема выбора нужных режимов стоит перед пользователями, занимающимися шлифовкой, зачисткой, полировкой различных материалов. Для выполнения работ иногда приходится искать другой инструмент с подходящими характеристиками.

Универсальность УШМ с регулировкой числа оборотов как раз состоит в возможности задавать самостоятельно скорость вращения, например, кордщеток при зачистке. При выполнении шлифовальных операций увеличивается пятно контакта между рабочим инструментом и обрабатываемой поверхностью, что требует применения болгарок повышенной мощности. Такие болгарки с установленными на них дополнительными опциями выполняют практически любой вид работ с различными материалами.

Подключение плавного пуска

Электронный регулятор оборотов в основном нужен домашним мастерам для расширения возможностей болгарки в части шлифовки и обработки мягких материалов. Профессионалы, как правило, используют для отдельных видов работ специализированный инструмент и используют УШМ только по прямому назначению. С устройством плавного пуска ситуация иная. Для инструмента бытового назначения, имеющего небольшую мощность, эта опция полезна, но необязательна. А вот для профессиональных болгарок с приводами свыше 1000 Вт она жизненно необходима. Кроме приведенных выше улучшений эксплуатационных характеристик, плавный пуск крайне важен для безопасности работы оператора. Болгарка с кругом Ø230 и мощностью 2000 Вт весит 5÷6 кг, и, чтобы удержать ее во время пускового рывка, требуются определенные усилия и устойчивое положение.

Блок плавного пуска можно приобрести в торговых сетях и самостоятельно смонтировать внутри корпуса любой УШМ. В видеоролике ниже показана его установка на новую мощную болгарку, приобретенную автором для зачистных работ. Это видео также интересно тем, что его автор с помощью стрелочного прибора демонстрирует величину скачка тока при включении болгарки сначала без плавного пуска, а затем уже с этим устройством.

Ремонт болгарки или удаление регулятора скорости

Если среди вашего инструментария имеется старая болгарка, не торопитесь избавляться от нее. Задействовав простенькую электросхему, инструмент можно усовершенствовать, добавив ему опцию корректировки частоты вращения. За счет обычного управляющего устройства, которое можно создать своими руками в течение нескольких часов, функции инструмента существенно расширятся. Понизив количество вращений за единицу времени, углошлифовальную машинку можно использовать как заточной и шлифовочный агрегат для разных типов материалов. Появятся дополнительные возможности для использования вспомогательных оснасток и насадок.

Устройство УШМ

Любая болгарка состоит из следующих деталей:

• ротор – часть электродвигателя, которая вращается при работе и регулируется по скорости, ещё называется якорем;
• коллектор – место на роторе, где находятся управляющие обмоточные провода;
• щётки – детали, которые служат проводниками тока от кабеля до обмотки коллектора;
• редуктор – механизм, выполняющий роль привода от вращающегося ротора к кружащемуся диску, состоит из шпинделя, подшипника, из двух шестерёнок (большая и шестерня вала);
• статор – часть электродвигателя, в которой работает ротор;
• крыльчатка охлаждения болгарки;
• кнопка запуска;
• сетевой кабель с электрическим приводом;
• кожух защиты;
• корпус болгарки;
• дополнительная рукоятка.

Все указанные детали можно поделить на две части:

• электрическую;
• механическую.

https://youtube.com/watch?v=ahXMGzFf68Q

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.

Практически у всех моделей болгарок нижнего ценового диапазона отсутствуют такие полезные опции, как регулировка скорости вращения шпинделя и плавный пуск. При наличии желания и некоторых навыков регулятор оборотов для болгарки можно изготовить своими руками, хотя гораздо проще приобрести готовый электронный блок за несколько сотен рублей. Регулировка частоты вращения расширяет возможности УШМ и позволяет выполнять с помощью нее обработку мягких материалов на пониженных скоростях резания. Помимо регулятора числа оборотов для УШМ очень полезной функцией является плавный пуск, который сглаживает резкое нарастание тока в обмотках электродвигателя в момент подачи на него напряжения. Этим предотвращается скачкообразное увеличение крутящего момента и «проседание» питающей сети. Кроме того, плавный пуск снижает ударные нагрузки на двигатель и редуктор болгарки, что защищает их от преждевременного износа.