Алгоритм поиска и устранения поломок электрической части
Мини дрель своими руками
При намерении чинить дрель надлежит придерживаться определенного алгоритма, начиная с наиболее простых и распространенных проблем и отсеивая их по мере диагностики:
- Если прибор не включается, надо вскрыть корпус и обследовать контакты кабеля мультиметром. Подключение производится к вилочному разъему и противоположному зажиму, после чего кабель 2-4 раза изгибается по длине. Если контакт нестабилен или отсутствует, внутри изоляционного покрытия провод оборвался. Если излом расположен рядом с краем, провод можно обрезать и подсоединить снова. Если нет, его надо заменить.
- Если со шнуром проблем нет, проводят диагностику выключателя, подсоединяя мультиметр к выводам. Искрение и окисление контактов говорят о проблемах. Выключатель надо разобрать, почистить от пыли, обработать контакты наждаком.
- Осматривают коммуникаторы между выключателем и щеточками. Затем сами щетки – они должны хорошо прижиматься пружинами к ламелям ротора. Если щетки изношены, их следует заменить. При засоре убрать пыль и почистить наждаком.
- Проверить наличие короткого замыкания между обмоточными контактами и корпусом и измерить сопротивление. Должен быть примерно один и тот же показатель на всех обмотках. Если на какой-то он отличается более, чем на 5%, ее надо перемотать.
Важно! Нельзя проверять контакты провода при включенном напряжении. Это чревато получением удара либо ситуацией короткого замыкания
Выключатель дрели
Устройство УШМ
Конструкция болгарки состоит из электропривода, вращающий момент которого передается через редуктор на шпиндель с рабочим инструментом. На болгарках профессионального уровня устанавливаются дополнительно устройства плавного пуска, регуляторы и стабилизаторы оборотов.
Устройство болгарки ДИОЛД МШУ-1,5-01 с регулировкой оборотов (6). Фото 220Вольт
Плавный пуск создает комфортные и безопасные условия работы с болгаркой, снижает возможность выхода из строя основных рабочих элементов болгарки (см. болгарки с плавным пуском). Наличие опции регулировки скорости расширяет возможности применения болгарки (см. про обороты УШМ), создает условия для отсутствия работы с перегрузками, что увеличивает длительность ее непрерывной работы (болгарки с регулировкой оборотов здесь).
Регулятор скорости
Регулятор оборотов (скорости) присутствует в составе болгарок, где качество обрабатываемого материала зависит от частоты вращения инструмента. Так, например, пластик при обработке на высоких оборотах может от нагревания начать плавиться. Для зачистки и шлифования поверхностей применяется рабочий инструмент, эффективно работающий на определенных частотах вращения шпинделя.
Регулировка производится вручную, изменением величины переменного сопротивления, встроенного в схему устройства. Помимо переменного резистора схема включает в себя электронный блок, который контролирует величину силы тока. Электронный контроль за этим электрическим параметром при снижении оборотов, а значит и мощности, будет поддерживать величину крутящего момента на рабочем шпинделе и обеспечит функционирование болгарки.
Типовая электрическая схема регулятора оборотов болгарки представлена на фото:
Типовая электрическая схема регулятора оборотов. Источник фото здесь
Здесь основным элементом является симистор (ВТ12). Такая схема используется для регулировки оборотов болгарок большой мощности. Управление открыванием/закрыванием симистора дополнительно осуществляется с помощью тиристоров (D83). Поэтому симистор имеет три рабочих вывода: 1,2 — обеспечивают прохождение тока от сети к нагрузке, 3 — управляющий его открытием/закрытием.
Схема регулировки оборотов маломощных болгарок может быть выполнена только на тиристорах. Они одновременно выступают как в качестве запирающих цепь органов, так и управляющих. Необходимость третьего вывода здесь отсутствует. Принципиальная схема представлена на фото:
Схема тиристорного регулятора мощности. Источник фото здесь
Диодный мостик (VD1) дает возможность выполнять регулировку напряжения на обеих полупериодах переменного тока только с помощью одного тиристора.
С плавным пуском
Некоторые специализированные микросхемы могут иметь обратную связь по току, защите от перегрузки и плавному пуску одновременно. Такими качествами обладает микросхема U2010B, которая составляет базовый компонент представленной ниже схемы:
Схема регулятора на микросхеме U2010B. Источник фото здесь
Особенностью работы устройства является отсутствие таходатчика, что позволяет не усложнять конструкцию УШМ. Блок включен в цепь в виде промежуточного устройства между электрическим разъемом и электроприводом.
Без потери мощности
Самый простой и дешевый метод регулировки оборотов болгарки основан на изменении напряжения. Однако, на малых оборотах значительно уменьшается крутящий момент, и болгарка не может выполнять свои функции. Другой способ более дорогой и сложный базируется на использовании управления с помощью микропроцессора. Информацию для работы схемы с микропроцессором дает установленный на вал ротора таходатчик. Обратная связь через таходатчик дает практически 100% сохранение крутящего момента при падении оборотов двигателя.
Основные неисправности болгарки и их причины
По статистике, большинство случаев выхода из строя УШМ связаны с электрической частью аппарата. Некоторые поломки могут быть незначительными, что позволяет провести ремонт болгарки своими руками. Но, например, при перегорании обмоток двигателя ремонт угловой шлифовальной машины может произвести только специалист.
Болгарка не включается
Причины того, что УШМ не включается, могут быть следующие:
- неисправна электрическая вилка;
- неисправен электрический кабель;
- сломалась кнопка запуска;
- нарушен контакт между кабелем питания и кнопкой;
- обрыв контактного провода электрощетки;
- сильный износ электрощеток;
- выход из строя обмоток ротора или статора.
УШМ не развивает обороты
Причины того, что угловая шлифмашина не набирает обороты, могут быть разные.
- Поломка блока регулировки оборотов. Для проверки этой версии необходимо подключить двигатель аппарата напрямую, минуя регулятор, и проверить работу устройства.
- Неисправность электрического кабеля вследствие постоянных перегибов или механического повреждения. Из-за этого поврежденный провод начинает греться под нагрузкой, а обороты двигателя падать.
- Загрязнение коллектора пылью. Необходимо удалить загрязнения спиртом.
- Проблемы с щетками. Они могут износиться или иметь короткий контактный провод, как показано на следующем фото.
Щетка хотя наполовину и стерлась, но является вполне работоспособной. При этом короткий контактный провод не дает пружине прижать электрод к коллектору. Данная ситуация также может быть причиной того, почему УШМ перестала работать в нормальном режиме.
Электродвигатель греется
Причины того, что греется болгарка, могут быть следующие.
- Неправильный режим работы аппарата. В результате перегрузок электродвигатель может сильно нагреваться, что часто ведет к перегоранию обмоток.
- Разрушение подшипников, расположенных на якоре. В результате ротор цепляется за статор, работа двигателя затрудняется, и обмотки перегреваются. Проблема решается заменой подшипников.
- Засорение вентиляционных каналов, через которые поступает воздух для охлаждения двигателя. Необходимо очистить вентиляционные отверстия от пыли.
- Поломка крыльчатки, служащей для охлаждения двигателя. Установлена она на роторе, на противоположной по отношению к коллектору стороне. Если крыльчатка сломана, ее необходимо заменить на новую.
- Межвитковые замыкания обмоток статора и ротора. Потребуется перемотка катушек или замена данных деталей на новые.
Болгарка искрит
Если вы заметили сильное искрение при включении углошлифовальной машины в том месте, где находится коллектор, то причины данной неприятности могут быть следующие.
- Повреждение обмотки якоря: обрыв одной или нескольких секций обмотки, межвитковое замыкание. При таких поломках появляется повышенный шум, падают обороты двигателя и горят щетки.
- Нарушился контакт между коллекторными пластинами и обмоткой.
- Слабый прижим щеток. При длительных режимах болгарки пружины перегреваются и могут “отжигаться”, теряя при этом упругость.
- Разбалансировка ротора двигателя.
- Нарушение цилиндрической поверхности коллектора. Это иногда происходит после перемотки, если якорь не протачивается на токарном станке, а сразу устанавливается в аппарат. В таком случае можно также наблюдать, что чрезмерно искрят щетки.
- Между ламелями коллектора нарушена изоляция. Также может быть засорение пазов продорожки графитом или пробой между ламелями.
- Износ подшипников, вызывающий биение ротора, также приводит к тому, что сильно искрят щетки.
- Нарушение геометрии вала якоря. Обычно это случается при неаккуратной разборке электродвигателя, когда вал гнется.
- Установлены графитовые щетки не той марки. Щетки подбираются, исходя из ожидаемых оборотов и напряжения.
- Поднятие одной или нескольких ламелей приводит к тому, что быстро сгорают щетки. Случается это по причине перегрева двигателя при длительной работе. В результате стекломасса, служащая основой коллектора, размягчается, и ламели начинают подниматься. Из-за того, что ламели подняты, щетки стираются очень быстро.
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.
Электрическая схема
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.
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.
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.
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.
Виды неисправностей электрической и механической частей дрели
Ремонт датчика движения своими руками
Наиболее распространенными проблемами с электрической составляющей являются случаи, когда дрель искрит на щетках вследствие их значительного стачивания или износа. Прибор с сильно износившимися щетками не включится вообще. Признак проблем с двигателем – отсутствие знаков его включения (звук, вибрация и прочее). У дрели с регулировкой оборотов могут перестать функционировать реверс и управление скоростью.
Механические неисправности – поломка подшипника или редукторного механизма, выход вала из строя. Проявляются они гудением, периодическими остановками прибора, замедленным вращением. Иногда возникают проблемы с патроном: трудности при отсоединении сверла, выкручивания патрончика относительно вала.
Как сделать регулировку для УШМ в домашних условиях, самодельные варианты
Относительно простую схему регулировки на полупроводниковых приборах некоторые пользователи, имеющие навык работы с электротехническими технологиями, могут сделать самостоятельно. Однако, она не сможет эффективно подстраивать силу тока при снижении оборотов, и величина крутящего момента на рабочем валу может быть недостаточной. Это не будет большим препятствием при проведении работ по полировке, резке тонколистового металла или обработке мягких материалов (пластика и подобных ему).
Если изготовление схемы собственными руками вызывает затруднения или характер работ с болгаркой, например с камнем или керамикой, требует использовать более сложную систему с микросхемой, возможен вариант приобретения готового блока и установки его на болгарку.
Стандартный диммер для изменения яркости освещения нашел применение в эксплуатации болгарки в следующем видео.
Важно: мощность диммера должна быть минимум не меньше мощности болгарки. Качество полировальных работ и меньшее количество выделяемой пыли при их проведении определяют целесообразность доработки электрической части болгарки с использованием стандартного диммера
Данная конструкция требует разумной дозировки ручной нагрузки при проведении работ, так как не исключается перегрев двигателя и есть риск выхода его из строя.
Управление частотой вращения некоторых электрических инструментов можно осуществлять не только вручную с помощью поворотного колесика. Некоторыми устройствами удобнее управлять с помощью педалей. В следующем видео автор демонстрирует такой способ управления. Здесь взят регулятор оборотов выполненный в виде педали со швейной машинки и адаптирован для управления электрическим лобзиком. Ничего не мешает сделать такой вариант управления болгаркой, однако необходимость этого должна быть обоснована характером проводимых работ.
Без потери мощности
Регулятор, который изменяет обороты, не теряя мощности, самостоятельно изготовить практически невозможно. Такие устройства с обратной связью по отслеживанию величины оборотов и корректировкой на их основании силы тока выпускаются только производителями болгарок. Изготовить или установить самостоятельно можно только регуляторы на полупроводниковых схемах, которые не гарантируют 100% сохранения мощности при изменении частоты вращения шпинделя болгарки.
Как уменьшить/увеличить скорость вращения диска
Готовую недорогую китайского производства плату можно смонтировать, как сделал автор следующего видео, в отдельном пластиковом корпусе, подключенного к кабелю с вилкой и установленном на нем розеткой. Подключив вилку к электрической сети, а болгарку к нему через розетку, можно изменяя регулировочным колесиком величину переменного сопротивления, устанавливать на УШМ требуемые обороты. Полировка поверхности таким электроинструментом будет производиться намного качественнее.
Как поставить, подключить
Пользователи болгарок придумали много разных способов компоновки регулятора оборотов и болгарки, для которой он предназначен. Он может находиться в качестве автономного элемента вне корпуса болгарки, так и встраиваться внутрь. Ниже представлены видео с такими вариантами.
В качестве внешнего управляющего устройства в следующем видео автор использует переноску с кнопкой включения/выключения. Как раз вместо этой самой кнопки вставляется готовая китайская плата на полупроводниках. Технология электромонтажных работ выполнена на хорошем техническом уровне. Такую переноску будет удобно использовать во время выполнения болгаркой работ, требующих применения низких оборотов.
Разместить дополнительные устройства внутри корпуса болгарки бывает достаточно сложной проблемой. Часто требуется принятие нетривиальных решений, как, например, в следующем видео. Здесь, чтобы поместить плату с регулировкой оборотов и плавным пуском, пришлось поменять кнопки, задействованные в работе рычага включения/выключения. В освободившееся пространство удалось разместить симистор с радиатором охлаждения регулятора оборотов и плату с микросхемой плавного пуска болгарки.
Как отключить, убрать датчик напряжения
В следующем видео у автора на одной из моделей болгарки вышел из строя регулятор оборотов. Попытки его отремонтировать не увенчались успехом. Автор описывает, как можно убрать поломанный регулятор и собрать электрическую схему без него (просто подключить обмотки статора напрямую через выключатель). Болгарка будет функционировать, только на одних лишь максимальных оборотах.
Как подключить регулятор на болгарку для уменьшения или увеличения оборотов
Хорошая болгарка есть у каждого мастера. Она популярна среди профессионалов и в любом домашнем хозяйстве по причине удобной работы и многозадачности. Инструмент задуман, как шлифовальная машина, но его уникальный угловой редуктор сделал этот прибор самой популярной пилой. При установке соответствующих дисков, УШМ пилит и режет различные материалы, шлифует и полирует поверхности, с легкостью проникая в труднодоступные места.
Поскольку материалы для резки и шлифовки попадаются разной твердости и текстуры, то и скорость вращения диска при их резе должна отличаться. Иначе, режущий круг свою задачу не выполнит или, того более, заклинит в материале в самый неподходящий момент и приведет к выходу из строя двигатель.
Идеальный вариант — модель, у которой производителем встроен регулятор оборотов. Купить болгарку с регулировкой оборотов – лучшее решение.
Изготовление регулятора оборотов для болгарки своими руками
Самый простой регулятор можно собрать своими руками. Те домашние мастера, которые понимают толк в электрических схемах, вполне могут изготовить регулятор оборотов по простой схеме на полупроводниках.
Способов, как сделать регулятор и внедрить этот блок в инструмент, есть несколько, его можно установить и вовнутрь корпуса, и присоединить внешне, отдельным элементом. В любой установке он сможет регулировать обороты.
Внешнюю плату также можно смонтировать в отдельной пластмассовой коробке, оснастив ее вилкой и розеткой. По факту это та же переноска пускового тока, через нее включают УШМ, а колесиком на коробке регулируют обороты. Получается отличная машинка для полировки.
Этот способ сложнее, зато дает возможность разместиться в корпусе, что компактно и удобно.
- Перед тем, как установить схему, нужно заменить клавиши, включающие инструмент в сеть.
- Освободится место. Сюда нужно поставить электронные ключи — симистор или тиристор для переключения скоростей вращения.
- Можно подключить и микросхему плавного пуска, что даст возможность избежать рывка на старте.
Для каких задач необходима регулировка
Болгарки с регулятором оборотов применяются:
- При шлифовке и резе очень тонких листов (металла или пластика). В этом случае нужно снизить обороты почти до нулевого значения оборотов. Крутящий момент должен быть рассчитан так, чтобы материал не плавился.
- Для резки плитки, керамики, искусственного или натурального камня. В начале реза нужно увеличить скорость вращения, затем снизить, и в конце снова усилить обороты, чтобы не появились сколы и трещины.
- При работе с дисками с алмазным напылением. С ними лучше резать на низких оборотах, так не происходит сильный нагрев, и можно дольше работать.
- Во время работы с полировочными насадками, особенно при финишной полировке.
Плюсы и минусы регулятора, сделанного своими руками
Плюс в том, что ваша угловая шлифовальная машинка получит дополнительные функции. Вы сможете изменять скорость вращения диска, понижать и повышать обороты.
Но домашняя технология имеет и несколько минусов:
- Сильно греется, поэтому нагрузку долго давать нельзя. Рекомендуется режим работы с периодическими выключениями, чтобы машинка остыла.
- Потеря мощности. Полупроводниковые регуляторы неплохо корректируют силу тока и отлично меняют частоту вращения шпинделя. Но при этом, к сожалению, мощность инструмента падает. Только заводской регулятор мощности, установленный производителем, сохраняет мощность двигателя на 100%.
Стоит заметить, что падение мощности актуально лишь при работе с камнем и керамической плиткой
А при выполнении разреза тонколистных материалов, где очень важно понизить число оборотов, потеря мощности практически незаметна
