Zpětnovazební regulátor otáček vrtačky

Zpráva

gaminn · #1 Příspěvek od **gaminn** » 09 pro 2022, 22:02

Ahoj,
koupil jsem magnetickou vrtačku z AliExpressu, která nemá možnost nastavení otáček. Chtěl jsem si ho tam dobastlit, tak jsem si pořídil https://www.hadex.cz/m458a-stmivac-a-re ... y-do-4000w

Což o to, otáčky to mění, ale při nízkých otáčkách se vrtačka rozbíhá extrémně pomalu a nemá sílu.

Existuje nějaký podobný modul, který by fungoval zpětnovazebně? Ideálně, kdyby se dal přímo koupit.

Díky

JirkaZ · #2 Příspěvek od **JirkaZ** » 09 pro 2022, 22:36

Nejjednodušší zapojení zpětnovazební regulace je s tyristorem a motorem v jeho katodě, různé variace na toto zapojení se dají najít na webu a vyšly (možná dokonce víckrát) v Amatérském radiu (+ viz odkazy na konci článku). Regulace je půlvlnná, ale v oblasti nejnižších otáček (kde je nejvíc potřeba) funguje velmi dobře.

Tohle je trochu sofistikovanější a určitě by to šlo upravit i pro vrtačku.

Temic (Telefunken) a později Atmel vyráběl řídící IO pro triaky s možností zpětnovazební regulace - snímal se proud motorem pomocí snímacího odporu a možná i elektromotorické (tzv. zpětné) napětí. Některé typy využívaly tachogenerátor. Šlo o U208, U211, U2008, UAA145 atd. (seznam není ani přesný, ani vyčerpávající).

Bohužel už se nedělají a skoro je nelze koupit, zato si můžeš za pár peněz postavit a hlavně naprogramovat něco s nejméně 32bit MCU a modrozubem, nebo wajfaj atd.

Pokrok holt nezastavíš.

Edit: jo a podívej se třeba taky sem.

gaminn · #3 Příspěvek od **gaminn** » 09 pro 2022, 22:53

Moc díky za nakopnutí. Nemám problém s programováním mikrokontrolerů a obecně se slaboproudem a s návrhem DPS, ale co se teorie kolem motoru a jeho řízení týče, tak tady nemůžu sloužit. Budu se muset dovzdělat.

Třeba ten U2008 stále prodává Číňan. Těžko říct, jestli je to spolehlivá kopie, každopádně zapojení vypadá celkem jednoduše.

#4 Příspěvek od **rnbw** » 09 pro 2022, 23:02

Bud je to recyklovane alebo falosne (preznaceny uplne iny IO).

jardafiala · #5 Příspěvek od **jardafiala** » 10 pro 2022, 09:32

Pod označením Spínač PROTOOL 616159 se to dávalo do přímých a malých úhlových brusek a mělo to zpětnou vazbu. A když ten spínač vyfotíš tak bych mohl poradil čím ho nahradit, MOŽNÁ že bych nějaký našel doma. Významná většina spínačů s regulací i bez do domácího nářadí pochází od firmy marquardt a má jenom různé provedení toho co kouká z pouzdra na co se tlačí.

JirkaZ · #6 Příspěvek od **JirkaZ** » 10 pro 2022, 11:07

Tak on třeba i Bosch v modré řadě má u některých typů nářadí zpětnovazební regulaci (říkají tomu klasickým marketingovým blábolem "konstantní elektronika"), takže by se teoreticky dal koupit a nějak implantovat odpovídající díl.

Jenže to prostě je proprietární "neprůhledné" řešení s pochybnou dostupností, zejména do budoucna a cenou zcela v rukách výrobce a dodavatelů.

Navíc vůbec není jisté (z logických obvodových důvodů), zda bude takový regulátor vyhovující pro "jakýkoliv" motor. Pravděpodobně nebude.

Pokud vrtačka nemá interní zpětnovazební regulaci, tak jednoznačně doporučuju externí regulátor, a to spíš z diskrétních součástek. Je to nadčasové a vždy vyrobitelné, resp. opravitelné.

Jen to holt chce trochu snahy, vědomostí a měření. Prostě nejdeme koupit rohlík do globalizátoru. Ale jsme tu mezi elektroniky, nebo ne?

Edit: tady je souhrn těch článků z AR (pouze regulátory bez optočidla, tachodynama apod.). Opět to nebude úplné a vyčerpávající, ale materiálu je myslím ažaž.

Tady je další zdroj schémat pro experimenty.

Ke starším konstrukcím: samozřejmě použitím moderních citlivých tyristorů půjde třeba snížit výkon na předřadném odporu pro potenciometr apod. (zvýšením jejich odporu).

Odrušení je nutné! Zdaleka ne v každém schématu je použito. V podstatě jediný účinný způsob je symetrický příčkový LC filtr doplněný nějakým dalším opatřením (menší indukčnost v anodě tyristoru atd.).

Leda že by uživatel bydlel na samotě v hlubokém lese, pak je odrušení asi nepodstatné ;-)

Jo a velký pozor na zatěžování vrtačky při minimálních otáčkách, nechladí se a snadno může shořet (zejména poddimenzované výrobky z PRC).

gaminn · #7 Příspěvek od **gaminn** » 11 pro 2022, 13:34

jardafiala píše:Pod označením Spínač PROTOOL 616159 se to dávalo do přímých a malých úhlových brusek a mělo to zpětnou vazbu. A když ten spínač vyfotíš tak bych mohl poradil čím ho nahradit, MOŽNÁ že bych nějaký našel doma. Významná většina spínačů s regulací i bez do domácího nářadí pochází od firmy marquardt a má jenom různé provedení toho co kouká z pouzdra na co se tlačí.

Ahoj, spínač na vrtačce je normální kolébkový s podsvícením, vlastně to není spínač ale přepínač. Plánuju, že vedle přepínače přijde knoflík potenciometru, kterým se bude štelovat rychlost.

gaminn · #8 Příspěvek od **gaminn** » 11 pro 2022, 13:41

Tak jsem objevil tátův starý tyristorový regulátor z AR A11/1989, str 425. Při nízkých otáčkách funguje perfektně. Došlo mi, že sháním triakový regulátor, ne tyristorový. Rád bych, aby to umělo obě půlvlny, resp. aby to umělo regulovat otáčky v celém rozsahu a s plným výkonem. Klidně ať to má víceotáčkový potenciometr. Co se týče chlazení, asi se pokusím do těla vrtačky dobastlit aktivní chlazení - samostatný ventilátor.

Hlavně bych ale rád, kdyby se ten triakový modul dal koupit. Asi není v mých možnostech investovat xx hodin do ubastlení vlastního regulátoru, hlavně výsledek by byl s mými znalostmi výkonové elektroniky značně nejistý. Věřím, že se hotový modul dá koupit, určitě nejsem první, co to hledá a potřebuje.

gaminn · #9 Příspěvek od **gaminn** » 11 pro 2022, 17:43

Tohle je motor vrtačky. Nevím, jestli má smysl ho dál rozebírat, ale moc se mi nechce, zdá se, že by bylo nutné jít s tím pod lis. Na uhlíkách naměřím 2,8 ohmu, na přívodních vodičích 4,6 ohm. Výkon podle číňana to má 1100 W.

Zkusil bych tohle zapojení, jestli je nějaká šance, aby ho jako amatér zprovoznil. V životě jsem nepoužil triak a diak - dokázal by mi někdo poradit, jaké z nabídky GME vybrat? Samozřejmě mi je jasné, že triak musí být dejme tomu na 400 V a min. 10 A, ale v ostatních parametrech, pokud jsou nějaké další podstatné, plavu.

Co se aktivního chlazení týče, tak to bude asi problém. Spíš to vidím na teplotní ochranu motoru.

gaminn · #10 Příspěvek od **gaminn** » 11 pro 2022, 19:17

A ještě taková blbost ohledně tyristorového regulátoru z AR A11/1989. Pokud bych chtěl, aby fungoval na obě vlny, tak se nabízí zařadit před regulátor usměrňovač. Hádám, že to ale asi nebude fungovat - jednak to podle mě rozbije zpětnovazební regulaci a druhak to možná nebude mít rád motor.

Tak mě napadlo prostě to zapojení ozrcadlit tak, aby jedna část obvodu pouštěla jednu půlvlnu a druhá druhou. Paralelně ke každé půlce regulátoru jsem přidal diodu, která v druhé půlvlně danou půlku regulátoru zkratuje.

Co na to odborníci? Bude se takový obvod plus minus chovat ekvivalentně původnímu zapojení s tím rozdílem, že pojede na obě půlvlny? Nebo je to úplná blbost?

JirkaZ · #11 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 pro 2022, 19:27

Spínací prvek (ať už tyristor, nebo triac) musí být minimálně na 600, lépe 800V. Proudové dimenzování bych volil alespoň 16A.

Pokud to chceš do toho schématu výše (pochází z odkazu ode mě), tak zkus třeba triac BTA16CWRG a na místě diacu např. DB3.

Triac pochopitelně na chladiči (výhoda tohoto typu je, že křídlo není spojené s žádným vývodem, viz DS).

Pamatuj na bezpečnost, což mimo jiné znamená potenciometr s plastovým hřídelem.

A taky tam doplň to odrušení.

#12 Příspěvek od **rnbw** » 11 pro 2022, 19:31

Triakovy regulator sa da kupit cely hotovy, aj v GME.

gaminn · #13 Příspěvek od **gaminn** » 11 pro 2022, 19:34

To ano, už jsem koupil v tipě, ale není to zpětnovazební, tj. při nízkých otáčkách to je nepoužitelné. Jestli víš o typu, který je zpětnovazební, tak dej prosím vědět. Samozřejmě bych byl nejradši, kdyby se dal regulátor přímo koupit.

JirkaZ · #14 Příspěvek od **JirkaZ** » 11 pro 2022, 19:35

Celovlnných regulátorů máš v mých odkazech dostatek (tedy pokud jsi to prostudoval pořádně), takže nemusíš nic vymýšlet.

Univerzálnímu motoru je jedno, zda je napájen stejnosměrně, nebo střídavě.

Věř ale tomu, že (s výjimkou speciálních případů) tu regulaci v horní polovině spektra otáček nebudeš potřebovat.

Hotový a dobře funkční modul (s konkrétně použitým motorem) koupíš jen náhodou. A nediv se pak (a hlavně neptej), proč dělá či nedělá to či ono.

gaminn · #15 Příspěvek od **gaminn** » 11 pro 2022, 19:56

No právě že jsem nabyl toho dojmu, že u jakéhokoliv schématu, které použiju, je výsledek nejistý, zvlášť s mými zkušenostmi. Pokud to nebude fungovat na první dobrou, tak nejspíš budu v koncích.

Vzhledem k tomu, že regulátor z Amaterského radia s mým motorem funguje velmi dobře, tak by vlastně bylo ideální ho použít. Pokud usměrněné napětí motoru nevadí, tak ale podle mě vadí samotnému regulátoru, resp jeho funkci. V invertované půlvlně bude zpětná vazba od indukovaného napětí otočená o 180 °. Aspoň mám ten pocit...

Skoro bych se smířil s nižším výkonem, ale na druhou stranu, kdyby to zrcadlové zapojení fungovalo, tak bych ho klidně použil.