Montage eines Drehzahlreglers an einem Winkelschleifer.

Installation eines Drehzahlreglers an einem Winkelschleifer

Moderne Winkelschleifer-Drehzahlregelkreise basieren auf dem Prinzip, dass ein Halbleiterschalter nur einen Teil der Leistung einer oder beider Wechselstromhalbwellen überträgt. Diese Geräte verwenden Triacs (symmetrische Thyristoren) als Halbwellenregler, weshalb sie manchmal auch als Triac-Regler bezeichnet werden. Die nachstehende Abbildung zeigt ein vereinfachtes Diagramm eines solchen Geräts, das ausreicht, um sein Funktionsprinzip zu erklären, und auf der rechten Seite sind Diagramme des Ganzperioden-Wechselstroms vor und nach der Regelung dargestellt. Hier entsprechen die schraffierten Bereiche der Leistung, die von der Stromversorgung über den Triac-Regler an den Motor übertragen wird.

Das Wellenformsymbol im Diagramm steht für die Wechselspannungsquelle und der Buchstabe „M“ für den Motor des Winkelschleifers. In vereinfachter Form besteht der Regler aus zwei RC-Gliedern, einem Diistor und einem Triac. Durch Drücken des Schalters K1 werden der Motor M und der Regelkreis mit Wechselstrom versorgt. Der Strom, der durch den veränderlichen Widerstand R1 fließt, lädt den Kondensator C1. Der Zeitpunkt seiner Aufladung wird durch den Widerstand R1 bestimmt, der von der Position seines Schiebers abhängt und im Wesentlichen die Zeitsteuerung des Reglers bestimmt. Wenn der Kondensator vollständig aufgeladen ist, steigt die Spannung am Anschlusspunkt des Diistors auf seinen Nennwert an, der Diistor öffnet sich und liefert Spannung an die Steuerelektrode des Triacs. Der Kondensator C1 wird dann entladen. Dieses Moment ist im Diagramm des Reglers durch eine senkrechte dicke Linie dargestellt. Nach dem Öffnen des Triacs wird in der ersten Halbperiode Spannung an den Motor des Winkelschleifers angelegt.

Bei Umkehrung der Polarität des Wechselstroms geht die Spannung durch Null und der Diistor und der Triac werden geschlossen. In der negativen Halbschleife wiederholt sich alles und der Triac wird ebenfalls mit einer durch die Parameter der R1C1-Kette bestimmten Verzögerung eingeschaltet. Selbst bei Leerlaufdrehzahl arbeitet der Regler mit einer gewissen Einschaltverzögerung des Triacs. Denn obwohl der Moment, in dem R1 Strom in den Kondensator C1 einspeist, einem Nulldurchgang entspricht, muss er noch bis zur Durchbruchspannung des Diistors ansteigen. Die folgende Abbildung zeigt die Abhängigkeit der dem Winkelschleifermotor zugeführten Leistung von der zeitlichen Verschiebung der Steuerimpulse des Diistors. Im ersten Fall ist der Widerstand des Widerstands R1 minimal, so dass C1 schnell geladen wird; im zweiten Fall ist der Widerstand maximal, so dass der Kondensator langsamer geladen wird.

Warum müssen Sie die Drehzahl des Winkelschleifers überhaupt einstellen??

Im Allgemeinen verfügen preiswerte Winkelschleifer, die im Volksmund auch als Winkelschleifer bezeichnet werden, nicht über einstellbare elektronische Module, zu denen ein Motordrehzahlregler und ein Softstarter gehören. Die Besitzer solcher Sägen stellen mit der Zeit fest, dass ihr Fehlen die Funktionalität des Werkzeugs drastisch einschränkt. Es ist daher möglich, den Winkelschleifer mit einigen selbstgebauten Aufsätzen nachzurüsten.

Wenn der Motor des Mahlwerks eingeschaltet ist plötzlicher Anstieg der Drehzahl

Von null bis 10.000. Oder mehr. Jeder, der schon einmal mit einem Winkelschleifer gearbeitet hat, weiß, dass es manchmal schwierig ist, ihn beim Starten in der Hand zu halten, besonders wenn eine Diamantscheibe mit großem Durchmesser montiert ist.

Beim Anfahren werden die Rotorspule und der Stator des Elektromotors stark beansprucht. Der Winkelschleifer verfügt über einen Kollektormotor, der sich zunächst im Kurzschluss befindet: Das elektromagnetische Feld „versucht“ bereits, den Rotor zu drehen, aber er bleibt eine Zeit lang stehen, weil die Trägheitskraft dies verhindert. Dadurch wird ein sehr hoher Anlaufstrom in den Motorspulen induziert. Obwohl der Hersteller eine gewisse Sicherheitsspanne für die Spulen eingebaut hat, versagt die Isolierung angesichts der Überlastung beim Anfahren früher oder später, was zu Verdrehungen führt.

Zusätzlich zu den Startproblemen verursacht die fehlende Drehzahlanpassung einige Unannehmlichkeiten. Ein Leistungsregler für einen Winkelschleifer kann nützlich sein, zum Beispiel für bestimmte Anwendungen

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Beim Schleifen mit Bürsten besteht außerdem die Gefahr, dass sich der Draht im Spalt verklemmt. Wenn die Drehzahl zu hoch ist, kann Ihnen der Winkelschleifer aus der Hand gerissen werden.

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Wenn ein Winkelschleifer mit einem Leistungsregler (Drehzahlregler) mit Sanftanlaufmodul ausgestattet ist, werden alle oben genannten Probleme verschwinden, die Lebensdauer der Maschine wird sich erhöhen und die Sicherheit bei der Benutzung wird zunehmen.

Die einfachste Reglerschaltung

Der Schaltplan des Drehzahlreglers für den Winkelschleifer wird auf der Platine oder durch Wandmontage montiert. Die Leiterplatte kann auch intern hergestellt werden, wobei Textolith und Bleichmittel zum Ätzen verwendet werden. Anstelle von Eisen kann eine Mischung aus Wasserstoffperoxid, Salz und Zitronensäure verwendet werden.

Schematische Darstellung eines Motordrehzahlreglers für einen Winkelschleifer

Konfiguration der Schaltung

  • Widerstand R1 (4,7 kOhm);
  • Diac symmetrischer Thyristor (DB3);
  • Symmetrischer Thyristor-TRIAC (VT-136/138);
  • Vr1 Trimmwiderstand (500kOhm);
  • Kondensator C1 (0,1µF400V).

Funktionsprinzip

Das Prinzip der Schaltung ist wie folgt. Vr1 ist verantwortlich für die Ladezeit von C1. Thyristoren sind geschlossen, wenn eine Spannung an den Stromkreis angelegt wird, der Ausgang ist 0. Wenn der Kondensator aufgeladen wird, steigt die Spannung im Kondensator und öffnet den DIAC, der eine Spannung an den TRIAC liefert. Es öffnet sich auch und lässt Strom durch. Beide Thyristoren werden dann geschlossen und verbleiben in dieser Stellung, bis C1 wieder vollständig aufgeladen ist. Infolgedessen wird am Ausgang eine komplexe Wellenform mit einer Amplitude erzeugt, die direkt mit der Betriebszeit von C1-VR1-R1 zusammenhängt.

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Endmontage und Prüfung der Steuerung

Ein Schaltkreis wird auf einer gedruckten Leiterplatte oder einem Kühlkörper aus Kupfer (Aluminium) montiert

Der Einbauort der Thyristoren (ausschließlich auf dem Kühlkörper, er spielt die Rolle des Kühlkörpers) ist bei einer montierten Baugruppe besonders wichtig. Anschließend muss mit einer normalen Glühbirne geprüft werden, ob der Stromkreis funktioniert

Die Gleichmäßigkeit der Veränderung der Glühlampe entspricht der des fertigen Winkelschleifer-Drehzahlreglers nach der Endmontage.

Ein Kunststoff-Einstellrad ist in den Werksmodellen enthalten; auf Wunsch kann es auch separat erworben und dem selbstgebauten Steuergerät beigefügt werden. Wenn der Test erfolgreich war, wird der Regler am Winkelschleifer befestigt und in den Stromkreis des Geräts eingesteckt.

Drehzahlregelung und Sanftanlauf. Für die Sie?

Moderne Winkelschleifer verfügen über zwei wichtige Funktionen, die die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Werkzeugs erhöhen:

  • Geschwindigkeitsregler. Das Gerät ist auf einer Leiterplatte oder einem Kühlkörper montiert, der dazu dient, die Drehzahl des Motors in verschiedenen Betriebsarten zu verändern;
  • Softstart. Eine Schaltung, die einen langsamen Anstieg der Motordrehzahl von Null auf den Höchstwert ermöglicht, wenn das Gerät gestartet wird.
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Sie werden in elektromechanischen Geräten verwendet, die einen Schaltmotor verwenden. Verringern Sie den Verschleiß des mechanischen Teils der Maschine beim Starten. Reduzieren Sie die Belastung der elektrischen Komponenten der Maschine, indem Sie sie langsam laufen lassen.

Wie die Erforschung der Materialeigenschaften gezeigt hat, erfolgt die intensivste Produktion von reibenden Teilen, wenn ein plötzlicher Übergang von einem Ruhezustand in einen sich schnell bewegenden Zustand stattfindet. So verschleißt zum Beispiel ein Verbrennungsmotor eines Autos bei einmaligem Anlassen das Äquivalent einer Kolbengruppe über 700 Kilometer.

Bei Einschalten der Stromversorgung erfolgt ein plötzlicher Übergang vom Leerlauf zum Drehen mit 2.500 bis 10.000 Umdrehungen pro Minute. Jeder, der schon einmal mit einer Schleifmaschine gearbeitet hat, weiß, dass die Maschine einfach „ausgeknockt“ ist. An diesem Punkt treten die meisten Fehler auf, die den mechanischen Teil des Geräts betreffen.

Die Stator- und Rotorwicklungen erfahren mindestens eine Belastung. Der Kollektormotor läuft im Kurzschlussmodus an, die elektromotorische Kraft treibt die Welle bereits vorwärts, aber die Trägheit lässt noch keine Drehung zu. Es kommt zu einem Einschaltstromstoß in den Motorspulen. Obwohl sie strukturell so ausgelegt sind, dass sie so funktionieren, kommt früher oder später ein Punkt (z. B. Wenn die Netzspannung übersteigt), an dem die Isolierung der Wicklungen versagt und der Stromkreis zusammenbricht.

Wenn Sie Motorstarts und Drehzahländerungen in das Werkzeugdiagramm aufnehmen, verschwinden alle oben genannten Probleme automatisch. Es löst unter anderem das Problem eines „Stromausfalls“ während der Inbetriebnahme des Handgerätes. Es bedeutet, dass Ihr Kühlschrank, Ihr Fernseher oder Ihr Computer nicht mehr von Burnout bedroht sind. Der Sicherheitsschalter am Zähler wird nicht ausgelöst und schaltet den Strom in Ihrem Haus oder Ihrer Wohnung ab.

Siehe auch  So zerlegen Sie das Untersetzungsgetriebe des Makita 9069 Winkelschleifers. Die wichtigsten Fehler bei einem batteriebetriebenen Brenner

Der Sanftanlauf wird bei mittelgroßen und teuren Schleifern verwendet; die Drehzahlregelung wird hauptsächlich bei professionellen Winkelschleifern eingesetzt.

Warum ein Winkelschleifer einen Sanftanlasser und einen Drehzahlregler braucht?

Bei modernen Winkelschleifern gibt es 2 Optionen, um die Leistung und Sicherheit zu erhöhen:

  • Drehzahlregler (Frequenzumrichter). Ein Gerät, das zur Umwandlung der Motordrehzahl in verschiedenen Betriebsarten bestimmt ist;
  • Sanftanlasser. Eine Schaltung, die beim Einschalten der Maschine den langsamen Anstieg der Motordrehzahl von Null auf den Grenzwert gewährleistet.

Wird in elektromechanischen Geräten verwendet, in deren Struktur der Wechselstrom-Elektromotor mit Kollektor eingesetzt wird. Beitrag zur Verringerung des Verschleißes der mechanischen Teile der Maschine beim Einschalten. Dadurch werden die elektrischen Komponenten der Maschine entlastet und können reibungslos in Betrieb genommen werden. Untersuchungen zum Materialverhalten haben gezeigt, dass der stärkste Verschleiß bei abrupten Übergängen von einem stationären Zustand in einen schnell reagierenden Zustand auftritt. Das Anlassen eines Verbrennungsmotors in einem Auto beispielsweise entspricht einem Verschleiß des Kolbens und des O-Ring-Pakets nach 700 Kilometern.

Wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird, springt der Motor innerhalb von 60 Sekunden aus dem Stillstand in eine Drehzahl von 2.500 bis 10.000 Umdrehungen. Jeder, der schon einmal einen Winkelschleifer benutzt hat, kennt das Gefühl, dass ihm das Werkzeug einfach aus der Hand fliegt. Genau in diesem Moment passieren die meisten Unfälle mit Maschinenteilen.

Die Rotor- und Statorwicklungen werden gleich stark belastet. Ein Wechselstrommotor mit Kollektor startet im Kurzschlussbetrieb, die EMK treibt die Welle bereits vorwärts, aber die Trägheitskraft lässt sie noch nicht drehen. Es kommt zu einem Einschaltstromstoß in den Motorspulen. Obwohl sie für diese Art von Arbeit ausgelegt sind, kommt irgendwann der Moment (z. B. Bei einem Netzspannungseinbruch), in dem der Isolator der Wicklung nicht mehr standhält und ein Kurzschluss zwischen den Spulen entsteht.

Wenn Sie in die Schaltung der Werkzeugsanftanlaufvorrichtung eingreifen und die Drehfrequenz des Motors ändern, verschwinden alle oben genannten Störungen spontan. Außerdem wird der plötzliche und beträchtliche Netzspannungsabfall während des Anlaufs des Geräts vermieden. Es ist also klar, dass Haushaltsgeräte nicht durch Fehlfunktionen gefährdet sind. Und die Schutzschalter am Stromzähler werden nicht ausgelöst und schalten den Strom in der Wohnung oder im Haus ab.

Das Schema des Sanftanlaufs wird in Winkelschleifern des mittleren und hohen Preissegments verwendet, die Drehzahlregelung. Immer mehr in professionellen Modifikationen von Winkelschleifern. Die Geschwindigkeitsregulierung ermöglicht es Ihnen, empfindliche Materialien, Holz oder Lackierungen mit dem Winkelschleifer zu schleifen, denn höhere Geschwindigkeiten würden das Holz oder den Lack einfach abbrennen. Zusätzliche elektrische Schaltkreise erhöhen den Preis des Werkzeugs, verlängern aber die Lebensdauer und den Grad der Sicherheit im Gebrauch.

Sanftanlauf und Drehzahlregelung

Reibungsloser Start von Elektrowerkzeugen. Ein Schlüsselfaktor für ihre Langlebigkeit. Rückruf, wenn eine Glühbirne durchbrennt? Meistens, wenn das Gerät eingeschaltet ist. Denn wenn Sie das Gerät an das Stromnetz anschließen, erhöht sich die Belastung enorm. Die Spule hält dem Druck nicht stand und brennt durch.

Das gleiche Verfahren gilt für den Winkelschleifer. Beim Einschalten steigt der Strom schnell an, da die Antriebskraft den Anker bewegen und gleichzeitig die richtige Drehzahl erreichen muss. Die Auswirkungen eines solchen harten Starts können fatal sein. Bruch der Wicklung.

Um das Risiko einer Beschädigung des Werkzeugs durch hartes Anlaufen zu minimieren, muss der Winkelschleifer mit einem kleinen integrierten Sanftanlasser ausgestattet werden.

Eine weitere Premiere für Ihr Elektrowerkzeug. Drehzahlregler. Aus der eigenen Praxis weiß jeder, wie lästig es ist, mit einem Werkzeug zu arbeiten, das keine Rotationskontrolle hat. Wenn eine elektrische Bohrmaschine nicht über eine solche Vorrichtung verfügt, ist es schwierig, die Geschwindigkeit und den Vorschub der Bohrmaschine zu wählen. Dies führt dazu, dass der Bohrer entweder klemmt oder bricht.

Eine Drehmaschine funktioniert auf ähnliche Weise, mit einer ganzen Reihe von speziellen Zahnrädern zur Einstellung der Spindeldrehung. Dies wirkt sich nicht nur auf die Lebensdauer des Werkzeugs, sondern auch auf die Qualität des zu schneidenden Materials aus.

Es ist möglich, zwei Tugenden. Sanftanlauf und Drehzahlregelung. Mit einer elektronischen Schaltung zu kombinieren. Es ist durchaus möglich, ihn von Hand zu montieren und direkt in das Maschinengehäuse einzubauen. Mit dieser Schaltung wird er sanft anlaufen, ohne eine Überlastung der Wicklungen und des Netzes zu verursachen. Mit derselben Schaltung ist es möglich, die Geschwindigkeit an das jeweilige Material anzupassen.

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Warum wird die Drehzahl eines Winkelschleifers überhaupt eingestellt??

Eine Platine für den Geschwindigkeitsregler sieht wie folgt aus

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Ein Motordrehzahlregler ist nicht nur ein variabler Widerstand, der die Spannung herabsetzt. Eine elektronische Überwachung des Stromwertes ist erforderlich, da sonst die Leistung und damit das Drehmoment proportional zum Drehzahlabfall abnimmt. Irgendwann tritt eine kritische Unterspannung auf, wenn der Elektromotor beim kleinsten Widerstand der Scheibe die Welle einfach nicht mehr drehen kann. Daher muss selbst der einfachste Regler als gut durchdachte Schaltung konzipiert und gebaut werden.

Und fortschrittlichere (und daher teurere) Modelle sind mit Reglern ausgestattet, die auf integrierten Schaltkreisen basieren.

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Integrierter Regelkreis. (die am weitesten fortgeschrittene Version)

Betrachtet man die elektrische Schaltung eines Winkelschleifers, so besteht sie im Prinzip aus einem Drehzahlregler und einem Sanftanlaufmodul. Elektrowerkzeuge mit fortschrittlichen elektronischen Systemen sind wesentlich teurer als ihre herkömmlichen Gegenstücke. Es ist daher nicht für jeden Heimwerker möglich, ein solches Modell zu erwerben. Und ohne diese elektronischen Einheiten bleiben nur die Motorwicklungen und der Einschaltschlüssel übrig.

Die Zuverlässigkeit moderner elektronischer Komponenten in einem Winkelschleifer übersteigt die Lebensdauer der Motorwicklungen, daher sollten Sie sich nicht scheuen, ein Elektrowerkzeug zu kaufen, das mit diesen Geräten ausgestattet ist. Nur der Preis des Produkts kann ein begrenzender Faktor sein. Und nicht nur das: Wer ein preiswertes Modell ohne Regler kauft, muss früher oder später selbst einen Regler einbauen. Das Gerät ist als gebrauchsfertiges Modell erhältlich oder kann selbst hergestellt werden.

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Drehzahlregelung und Sanftanlauf. Für die Sie?

Moderne Winkelschleifer verfügen über zwei wichtige Funktionen, die das Werkzeug sicherer und zuverlässiger machen:

  • Geschwindigkeitsregler. Ist eine Vorrichtung, mit der die Motordrehzahl unter verschiedenen Betriebsbedingungen variiert werden kann;
  • Softstart. Die Schaltung, die einen langsamen Anstieg der Motordrehzahl von Null auf Maximum bewirkt, wenn Sie das Gerät einschalten.

Sie werden in elektromechanischen Geräten verwendet, die mit einem schaltenden Motor ausgestattet sind. Verringerung des Verschleißes des mechanischen Teils des Geräts während der Inbetriebnahme. Reduzieren Sie die Belastung der elektrischen Komponenten der Maschine, indem Sie sie schrittweise in Betrieb nehmen.

Wie Untersuchungen der Materialeigenschaften gezeigt haben, entsteht die stärkste Reibung bei einem abrupten Übergang von ruhiger zu schneller Bewegung. So verschleißt beispielsweise ein Verbrennungsmotor in einem Auto bei einem Start das Äquivalent einer 700 km langen Kolbengruppe.

Beim Einschalten der Stromversorgung erfolgt ein plötzlicher Übergang vom Ruhezustand zur Rotation der Scheibe mit 2,5-10.000 Umdrehungen pro Minute. Jeder, der schon einmal mit einer Schleifmaschine gearbeitet hat, weiß, dass die Maschine einfach „ausgeknockt“ ist. An diesem Punkt treten die meisten Fehler im Zusammenhang mit dem mechanischen Teil des Geräts auf.

Die Stator- und Rotorwicklungen stehen mindestens unter Stress. Der Kollektormotor startet im Kurzschlussmodus, die Antriebskraft treibt die Welle bereits vorwärts, aber die Trägheit lässt noch keine Drehung zu. Es kommt zu einem Einschaltstromstoß in den Motorspulen. Auch wenn sie für diese Art von Betrieb ausgelegt sind, kommt früher oder später der Punkt (z. B. Bei Überspannung), an dem die Isolierung der Wicklung versagt und der Stromkreis zusammenbricht.

Wenn Sie Motorstarts und Drehzahländerungen in das Diagramm des Werkzeugs aufnehmen, verschwinden alle oben genannten Probleme automatisch. Dies löst u.A. Das Problem des „Netzspannungseinbruchs“ beim Start des Handgerätes. Das bedeutet, dass Ihr Kühlschrank, Ihr Fernseher oder Ihr Computer nicht von einem Burnout bedroht sind. Der Sicherheitsschalter am Zähler löst nicht aus und unterbricht den Strom im Haus oder in der Wohnung.

Die Sanftanlaufschaltung wird in mittelgroßen und teuren Schleifmaschinen verwendet, die Drehzahlregelung wird hauptsächlich in professionellen Winkelschleifern eingesetzt.