Как увеличить крутящий момент на шуруповерте

Настройки крутящего момента

Перед работой с шуруповертом выберите необходимые настройки крутящего момента.

Чтобы изменить настройки крутящего момента, выполните следующие действия.

• Чтобы увеличить крутящий момент, поверните регулировочную рукоятку по часовой стрелке.
• Чтобы понизить крутящий момент, поверните регулировочную рукоятку против часовой стрелки.

Когда выбранный крутящий момент будет достигнут, внутренняя муфта разомкнется, и раздастся щелчок. Это будет указывать на то, что питание двигателя отключено.

С помощью измерителя крутящего момента проверьте, что инструмент настроен на требуемый крутящий момент. Выгравированные отметки на кольце представлены только в качестве справочной информации.

Закрепите регулировочную рукоятку с помощью защитного кожуха, чтобы не допустить изменений крутящего момента.

Не используйте шуруповерт с крутящим моментом, превышающим 80% от номинального максимального крутящего момента, чтобы избежать неточного сброса муфты.

S8020 | A2390001 — | 4221000273

© Atlas Copco Industrial Technique AB, 2021 | Юридическое уведомление

Smart Connected Information

• Скачать
• Скачать все для использования в автономном режиме – только ПК
• Печать
• Печатать эту тему
• Распечатать этот раздел
• Печатать все
• Язык
• US-English (en-US)
• Česky (cs-CZ)
• Deutsch (de-DE)
• Español (es-ES)
• Français (fr-FR)
• Italiano (it-IT)
• 日本語 (ja-JP)
• 한국어 (ko-KR)
• Polski (pl-PL)
• Português (Brasil) (pt-BR)
• русский (ru-RU)
• Slovenská (sk-SK)
• Svenska (sv-SE)
• 简体中文 (zh-CN)

• Язык
• US-English (en-US)
• Česky (cs-CZ)
• Deutsch (de-DE)
• Español (es-ES)
• Français (fr-FR)
• Italiano (it-IT)
• 日本語 (ja-JP)
• 한국어 (ko-KR)
• Polski (pl-PL)
• Português (Brasil) (pt-BR)
• русский (ru-RU)
• Slovenská (sk-SK)
• Svenska (sv-SE)
• 简体中文 (zh-CN)

• Печатать эту тему
• Распечатать этот раздел
• Печатать все

Соотношение скорости и крутящего момента в дрелях и ударных шуруповёртах

И профессионалы, и начинающие мастера не всегда понимают, чем отличается взаимосвязь между скоростью и крутящим моментом у дрелей и ударных шуруповертов. Это больше, чем разница в настройках режимов. У этих двух инструментов скорость и крутящий момент проявляют себя по-разному. Хорошая новость в том, что когда вы поймёте, как это работает в плане оптимизации процессов, вам будет легче ровно удерживать инструмент.

Соотношение скорости и крутящего момента в аккумуляторных дрелях

С отверстиями лучше всего справляются дрели. Точка.

Независимо от того, работаете ли вы стандартным винтовым или перовым сверлом, или даже корончатым, благодаря плавной передаче усилия отверстия получаются чище, чем от «грубой» силы ударного шуруповёрта. Вы, конечно же, справитесь с работой, поставив в шуруповёрт сверло с шестигранным хвостовиком. Просто дрель сделает это более плавно и согласованно.

На высоких оборотах ударный шуруповёрт сверлит быстро. Однако, он очень замедляется при повышении сопротивления, и тогда работает ударный механизм. Если дрель встречает сопротивление, её скорость остаётся более или менее стабильной, а работа, как правило, выполняется быстрее. Это происходит за счёт «реактивного момента».

Что такое реактивный крутящий момент?

Реактивный крутящий момент возникает, потому что двигатель дрели приводит в движение патрон и крепеж по часовой стрелке, в то время как само сверло (поскольку оно привязано к этому двигателю) хочет вращаться с той же силой в противоположном направлении. Вы реально это чувствуете, когда держите дрель. Просто ваш рычаг и приложенная к рукоятке сила не дают сверлу вращаться в противоположном направлении. Когда вы пытаетесь завинтить крупные крепежные детали, такие как болты-глухари или просто более длинные шурупы, эта реактивная сила становится более агрессивной. В этом случае на помощь приходит ударный шуруповёрт, изменяющий соотношение скорости и крутящего момента, чтобы облегчить жизнь вашему плечу и запястью.

Кривая скорости и крутящего момента дрели

Приведённый график помогает проиллюстрировать основную предпосылку зависимости скорости от крутящего момента в аккумуляторных дрелях. На полной мощности дрель обеспечивает самый высокий крутящий момент на самой низкой скорости или передаче. Более высокая передача производит меньший крутящий момент. То есть, чтобы получить больший крутящий момент у двухскоростной дрели, вы должны установить первую передачу (низкоскоростной режим). Чтобы увеличить скорость при выполнении работы, при которой не нужен высокий крутящий момент, используйте вторую передачу (более высокую).

Соотношение скорости и крутящего момента в ударных шуруповёртах (и гайковёртах)

Ударный шуруповёрт превосходно погружает крепёж во многом благодаря более высокому крутящему моменту и наличию молоткового механизма. Это обеспечивает постоянную скорость процесса без реактивного момента, действующего на запястье. Всё вышесказанное справедливо даже для тяжёлых работ.

Дрель создает более плавное и согласованное усилие, но в то же время она воздействует на вашу руку, что усложняет сверление. Ударный шуруповерт, устраняя эту реактивную силу, полагается на свою вращающуюся наковальню, вбивающую крепёж вращательными ударами. Скорость при этом немного ниже, хотя ударный шуруповёрт и нельзя назвать медленным.

Кривая зависимости скорости и крутящего момента в аккумуляторных ударных шуруповёртах и гайковёртах

График иллюстрирует, в самом общем смысле, как скорость в ударных шуруповёртах и гайковёртах влияет на крутящий момент. На полной мощности ударный инструмент увеличивает скорость вращения наковальни. Эта дополнительная скорость даёт больше ударов, и, соответственно, больший крутящий момент. Чтобы получить самый высокий крутящий момент в многоскоростном ударном инструменте, его нужно перевести в режим с самой высокой скоростью. Более низкие скорости или режимы уменьшают удары и позволяют выполнять более деликатные работы.

Соотношение скорость — крутящий момент и бесщёточные двигатели

Поначалу передачи в многоскоростных дрелях и ударных шуруповёртах переключались механическим переключателем в верхней части инструмента. Но потом появились бесщёточные двигатели, для управления которыми необходима электроника. Следовательно, производители начали добавлять электронные элементы и для управления режимами – потому что теперь они могли это сделать. И сейчас мы наблюдаем, что дрели оборудованы стандартными переключателями режимов, в то время как ударные шуруповёрты – электронными кнопками. Обычно производители размещают их или выше батареи или в верхней части корпуса.

Переключение режимов у ударных шуруповертов и гайковёртов

То, что происходит после переключения режимов, зависит от того, какой инструмент вы используете. С ударным шуруповёртом всё просто. Если вы переходите от более низкой к более высокой скорости, увеличивается как скорость вращения (об/мин), так и крутящий момент (Нм). Чем выше режим, тем быстрее и мощнее работает инструмент. Обычно профессионалы используют низкоскоростные режимы для небольших столярных шурупов и переключают на более высокие скорости для ввинчивания строительных крепежей.

Переключение режимов у дрелей

У дрелей скорость и крутящий момент обратно зависимы. На низкой скорости (или в режиме 1) дрель может обеспечить каждый ньютон-метр доступного ей крутящего момента. Высокая скорость – это большее количество оборотов в минуту, но более низкий уровень крутящего момента. Вы увидите, что можете вкручивать обычные винты и шурупы на высокой скорости, но должны переключаться на низкую для более сложных работ – сверления длинными спиралевидными свёрлами или большими кольцевыми пилами.

В чём разница?

Ударный шуруповёрт открывает вам доступ к большей мощности при переходе от низкой к высокой скорости. Дрель дает вам доступ к большей части своей мощности в обоих режимах. Однако для передачи большего крутящего момента, когда это необходимо, эта мощность отбирается от скорости вращения. Когда скорость важнее, вы можете выбрать режим более высоких оборотов со сниженным крутящим моментом.

Крутящий момент шуруповерта: на что влияет и как настроить

Разбираемся, для чего нужна ограничительная муфта шуруповерта и как правильно настраивать показатель крутящего момента для той или иной работы.

Дрель-шуруповерт предназначена для быстрого закручивания и выкручивания крепежей и давно стала для многих незаменимым домашним инструментом.

Вот только далеко не все пользователи понимают назначение ограничительной муфты рядом с патроном и нередко выставляют крутящий момент на максимальное значение, что может привести к повреждениям крепежа и поверхности во время работы.

Для чего нужна ограничительная муфта и как правильно настроить крутящий момент шуруповерта — разбираемся в статье.

Дрели-шуруповерты WORX

Аккумуляторные и сетевые дрели-шуруповерты Worx станут незаменимыми помощниками для ремонтных и строительных работ.

Что такое крутящий момент шуруповерта

Крутящий момент шуруповерта — мера усилия, которое применяется для вращения рабочего вала. Иными словами, это максимальный момент силы, который будет развивать инструмент при закручивании или выкручивании крепежей. Измеряется показатель в Ньютон-метрах.

Наличие нескольких ступеней крутящего момента у современных сетевых и аккумуляторных шуруповертов позволяет дозировать усилие, чтобы выполнить работу максимально безопасно и аккуратно, не повредив при этом поверхность или крепежные элементы.

Как устроена ограничительная муфта

У большинства моделей дрелей-шуруповертов есть поворотное кольцо с цифрами возле зажимного патрона — это и есть ограничитель крутящего момента или предохранительная муфта.

В основе конструкции ограничительной муфты — две храповые шестерни с пружиной между ними. При увеличении показателя крутящего момента пружина прижимает шестерни друг к другу и инструмент может развивать больший крутящий момент. И наоборот, при уменьшении показателя — механизм снижает максимально допустимый крутящий момент инструмента.

Иногда на профессиональных моделях шуруповертов вместо муфты можно встретить электронный регулятор крутящего момента. Такой вариант кажется удобнее механической регулировки, однако не стоит забывать, что электроника устроена сложнее, чем механическая регулировка, и легче выводится из строя.

На что влияет крутящий момент

Регулировка крутящего момента шуруповерта позволяет дозировать применяемое при работе усилие, поэтому правильная настройка показателя помогает подобрать оптимальный режим для любой конкретной работы с крепежом.

Почему важно правильно выставлять крутящий момент:

Чтобы не повредить метизы. При неправильной установке крутящего момента можно повредить винты, болты или другие крепежные элементы, которые вы используете. Например, может оторваться головка винта, если ему больше некуда ввинчиваться, а инструмент продолжает работу. А если винт окажется достаточно крепким — может разорваться и сама бита.

Как правильно настроить крутящий момент

Большинство моделей шуруповертов имеет несколько ступеней регулировки крутящего момента, чтобы можно было выставлять нужный показатель перед началом работ.

Максимальный крутящий момент будет зависеть от возможностей модели. Например, в ассортименте дрелей Worx можно найти ударную дрель-шуруповерт WORX WX367 с крутящим моментом до 40 Нм или модель WORX WX354 20V с показателем до 60Нм.

Дрель-шуруповерт ударная WORX WX367 20V 40Нм

Дрель-шуруповерт ударная WORX WX354 20V 60Нм

Что учитывать при установке крутящего момента:

• Материалы и размеры крепежа. Чем крупнее крепежный элемент, тем больше должно быть приложено усилий при его закручивании или выкручивании.
• Тип поверхности. Для работы с жёсткими конструкциями и металлом от инструмента потребуется больше усилий при закручивании крепежей. Также важно учитывать физические свойства материала: чем выше плотность, тем больше должен быть показатель силы вращения. Например, для мягкой древесины и гипсокартона потребуется меньший крутящий момент, чем для жесткой древесины и металла.
• Вид работы. При работе с твердыми видами древесины и другим плотным материалом лучше заранее подготовить отверстие. Это позволит сохранить структуру материала, а для закручивания винта в готовое отверстие потребуется меньший крутящий момент. А для сверления отверстий обычно на муфте предусмотрен специальный режим — это максимальный крутящий момент.

Для правильного установки показателя крутящего момента можно ориентироваться на таблицу примерных значений для работы с разными материалами и разным размером крепежей.

Диаметр винта, мм	Показатель для мягких материалов, Нм	Показатель для твердых материалов, Нм
6	10	25
7	11	27
8	14	30

При использовании показателей из таблицы или других ориентировочных значений готовы скорректировать показатель в процессе работы, если для оптимального закручивания потребуется большее или меньшее усилие.

Основные советы перед началом работы с шуруповертом:

1. Прочитайте инструкцию

В инструкции к любому инструменту содержатся не только советы по запуску и правильной подготовке к работе, но и правила техники безопасности, поэтому не начинайте работать до ознакомления с инструкцией.

2. Подберите биту и установите крутящий момент

В соответствии с инструкцией и типом работы установите подходящую для крепежа биту и нужные рабочие характеристики инструмента.

3. Проведите тест

Предварительно проверьте на ненужной заготовке, как будет закручиваться конкретный крепеж. Шуруп должен заходить без излишнего погружения или недокручивания. Если это не так — попробуйте отрегулировать показатели крутящего момента и скорости.

Совет: Лучше ставить показатель крутящего момента в заведомо меньшее значение и постепенно повышать для достижения нужного результата. Это позволит сохранить материал и оснастку и сделает работу более безопасной и аккуратной.

4. Не забывайте про технику безопасности

Даже для опытных пользователей не будет лишним еще раз вспомнить про технику безопасности при работе. Обязательно надевайте защитные очки и перчатки, не работайте с мокрыми руками и в свободной одежде, не пытайтесь достичь инструментом труднодоступных мест и всегда храните шуруповерт в безопасном месте.

Теперь вы знаете, что при правильном использовании ограничительная муфта шуруповерта поможет уберечь от повреждений крепежи и материал.

Чтобы работа прошла быстро и безопасно, а результат радовал надежностью и аккуратностью — всегда соблюдайте правила установки крутящего момента и технику безопасности.

Другие записи

Рассказываем, как бороться с последствиями снегопада классическими способами и с использованием снегоуборочной техники WORX.

Короб для хранения вещей на колесиках можно создать своими руками, а помогут в этом инструменты Worx и наша инструкция!

Создайте оригинальный столик в стиле терраццо с помощью простых материалов и ручных инструментов Worx!

Электронный редуктор или как кардинально увеличить крутящий момент коллекторного двигателя переменного тока на низких оборотах. Часть 1. Предварительные замечания

В статье приведены принципиальные схемы, разводка плат и фотографии устройств регуляторов-стабилизаторов скорости вращения мини дрелей на базе микросхем U2010B / U2008B. Стабилизация скорости вращения коллекторных двигателей переменного тока, примененных в этих дрелях, дала возможность в разы увеличить их крутящий момент, что позволило существенно расширить сферу применения подобных дрелей и использовать их в таких режимах работы, которые ранее были для них недоступны (сверление отверстий, распиловка, заточка). Показаны примеры применения сконструированных устройств совместно с мини дрелями.

Введение

Коллекторные двигатели постоянного и переменного тока, как известно, обладают одним общим свойством: при увеличении напряжения, подаваемого на такие двигатели, увеличиваются их скорость и крутящий момент. Причем, на холостом ходу, то есть без нагрузки на вал, или, другими словами, при нулевом тормозном моменте, скорость вращения таких двигателей (а особенно двигателей переменного тока) может достигать достаточно высоких значений – до десятков тысяч об/мин. В то же время при сверлении отверстий, например, электродрелью от двигателя требуется повышенный крутящий момент, который тем больше, чем толще сверло. При этом для более точного позиционирования сверла и, особенно, для приемлемого режима сверления скорость вращения должна быть достаточно низкой (несколько сот об/мин). В связи с этим в электродрели устанавливают механический редуктор, снижающий скорость вращения вала и одновременно увеличивающий его крутящий момент в десятки и даже в сотни раз (особенно в дрелях-шуруповертах). Если же двигатель используется в инструментах для заточки (например, сверл) или резки каких-либо материалов (например, в циркулярной пиле), то есть на его валу установлен абразивный точильный или отрезной круг, то сверхвысокая скорость вращения двигателя на холостых оборотах (например, 30000 об/мин) может привести к разрушению таких кругов (они могут просто разлететься на куски, что уже травмоопасно). В связи с этим, при эксплуатации подобных кругов для них указывается максимальная скорость их вращения. Однако если снизить скорость вращения двигателя до приемлемого уровня путем подачи на двигатель пониженного напряжения, то одновременно снизится и крутящий момент. А поскольку тормозной момент круга часто на порядок больше аналогичного момента сверла, так как их диаметры могут отличаться на порядок, то при низкой скорости вращения и, соответственно, малом крутящем моменте при достаточном тормозном моменте такой круг может просто остановиться. В связи с этим в подобных устройствах, так же как и в электродрелях, может понадобиться установка механического редуктора.

Механический редуктор, устанавливаемый, например, в электродрели, как известно, представляет собой устройство, состоящее из нескольких стальных шестерен, укрепленных на осях с подшипниками. Поскольку редуктор имеет некоторые габариты и вес, естественно, габариты и вес таких дрелей несколько увеличены (до 2 кг и более), но при ручном сверлении отверстий это не представляет особой проблемы. Однако если для более прецизионных сверловочных работ используется стойка для дрели, то установка подобной дрели с редуктором в такую стойку уже представляет некоторую проблему. В основном это связано с относительно большими габаритами и весом подобных дрелей и, кроме того, их рукоятка существенно мешает работе. Здесь вне конкуренции более легкая (не более 1 кг) и компактная так называемая мини дрель (её ещё называют прямой шлифовальной машиной, гравером и т.п.). Такое устройство представляет собой просто коллекторный электродвигатель (постоянного или переменного тока) без редуктора (и без рукоятки), на валу которого укреплен патрон для зажатия сверл (или иных насадок, например, отрезных или точильных абразивных дисков). В стойке для дрели подобное устройство закрепляется специальным зажимом (хомутом).

В то же время, как уже упоминалось, сверхвысокие скорости вращения электродвигателей подобных устройств на холостом ходу и низкий крутящий момент на малых и средних скоростях при сверлении отверстий, при разрезке (циркулярная пила) или заточке (точило), не позволяют их использовать в таких режимах работы. Однако эту проблему можно решить более простым и эффективным электронным способом.

Этот способ заключается в стабилизации скорости вращения вала электродвигателя вне зависимости от тормозного момента, или, другими словами, при увеличении тормозного момента на двигатель подается бóльшая мощность, отчего соответственно увеличивается крутящий момент, и установленная скорость вращения вала остается прежней (или, по крайней мере, к ней стремится).

Электронный стабилизатор скорости вращения коллекторных электродвигателей представляет собой устройство, имеющее несложную электронную схему, основу работы которой составляют электрические эффекты, возникающие в электродвигателях при торможении их вала. Что это за эффекты?

Если, например, в электродвигателе постоянного тока попытаться затормозить вал, то возникнет так называемая противо-ЭДС – дополнительное напряжение определенной формы, которое можно использовать для увеличения мощности, подаваемой на двигатель. В работе автора [1] показано, что если питать подобный двигатель выпрямленным напряжением 12 – 18 В частотой 50 Гц (то есть, пульсирующим с частотой 100 Гц), и использовать для подачи на двигатель часть этого напряжения с помощью тиристора, на управляющий электрод (УЭ) которого подавать импульсы для его открытия в определенное время, зависящее от противо-ЭДС, то таким способом можно решить подобную задачу, или, другими словами, стабилизировать скорость вращения двигателя. В схеме [1] входное напряжение подается на двигатель через тиристор, а простейшая RC-цепочка подключена к аноду и катоду тиристора. Напряжение, снятое с конденсатора C, подается на базу npn-транзистора, коллектор которого подключен к аноду тиристора, а эмиттер – к УЭ тиристора. При торможении вала двигателя возникает противо-ЭДС, которая с помощью транзистора включает тиристор раньше, вследствие чего на двигатель подается бóльшая площадь полусинусоиды (выпрямленного напряжения), отчего крутящий момент увеличивается, и, таким образом, скорость вращения вала остается прежней, то есть той, которая изначально была установлена.

Но коллекторный двигатель переменного тока (его еще называют универсальным, поскольку он может работать и от напряжения постоянного тока), используемый в мини дрелях, работающих от сетевого напряжения ~220 В, устроен иначе, чем двигатель постоянного тока. Основное отличие этих двигателей – устройство статора. Если в двигателях постоянного тока магнитное поле статора, как правило, постоянно, поскольку статор представляет собой постоянный магнит кольцевой формы, то в двигателях переменного тока статор (как и ротор) является электромагнитом. Часто в таких двигателях в качестве статора используются два электромагнита, обмотки которых подключены последовательно с обмотками ротора (с помощью щеток), или, другими словами, сетевое напряжение подается на одни концы обмоток, а вторые их концы подключены к щеткам (коллектору) ротора. Направление обмоток статора и ротора выбрано таким образом, что при любой полуволне переменного напряжения магнитное поле заставляет вращаться ротор в одну и ту же сторону. Кстати, если поменять направление обмоток статора, то вал будет вращаться в обратную сторону. Это свойство используется в дрелях и шуруповертах для так называемого реверса – переключения направления вращения в обратную сторону. В такой конфигурации двигателя при его торможении, к сожалению, противо-ЭДС не возникает (или возникает, но очень слабая). Поэтому все попытки автора применить к такому двигателю схему, описанную в [1], ни к чему не привели.

К счастью, для стабилизации скорости вращения подобных двигателей, работающих от сетевого напряжения ~220 В, в свое время немецкой компанией Telefunken (Temic Semiconductors) была разработана специализированная микросхема U2010B и ее несколько упрощенный вариант U2008B. Впоследствии эти микросхемы выпускались компанией Atmel, которая больше известна как разработчик микроконтроллеров. Микросхемы U2008B/U2010B используют иной эффект коллекторных двигателей переменного тока, возникающий при торможении их вала. Этот эффект состоит в том, что при торможении вала ток через двигатель увеличивается. Если этот ток пропустить через токоизмерительный резистор достаточно малого номинала (десятые доли Ома), измерить напряжение на этом резисторе и, в зависимости от этого напряжения, открывать симистор раньше или позже, то таким способом можно достаточно просто стабилизировать скорость вращения двигателя. Фактически на этих микросхемах организован хорошо известный из теории автоматического управления (ТАУ) так называемый ПИД-регулятор (Пропорционально-Интегрально-Дифференциальный регулятор) – устройство в цепи обратной связи, используемое в системах автоматического управления для поддержания заданного значения измеряемого параметра. Такой ПИД-регулятор обладает одним неприятным свойством (впрочем, присущим всем ПИД-регуляторам) – так называемым перерегулированием, проявляющимся в том, что при торможении вала двигателя его скорость может не только оставаться прежней (как на холостом ходу), но даже увеличиваться (и очень существенно). Кроме того, она может и осциллировать с небольшой частотой. Все зависит от соответствующей настройки. Сами микросхемы U2008B/U2010B достаточно распространены, недороги, и в Интернете можно найти массу схем стабилизаторов скорости вращения двигателей переменного тока на базе этих микросхем. Однако все подобные схемы в качестве исходных используют базовые схемы, приведенные в справочных листках на микросхемы U2008B/U2010B, и, кроме того, сконструированы (схемы) на устаревшей элементной базе. Здесь необходимо особо подчеркнуть, что сами по себе схемы хорошо известны, и главное заключается не в самих схемах, а в номиналах и типах компонентов в них входящих, а также в их настройке. В связи с изложенным автором разработаны конкретные устройства на базе этих схем, которые показали достаточно удовлетворительную работу. Описание таких устройств и их настройка с конкретными двигателями переменного тока и является предметом настоящей статьи.

Таким образом, дальнейшее изложение будет построено следующим образом. Вначале будут рассмотрены принципиальные схемы устройств – стабилизаторов скорости вращения электродвигателей на базе микросхем U2008B/U2010B, описан принцип их работы и настройка. Затем будут приведены разводка плат, их фотографии, а также фотографии самих устройств. Далее будут показаны примеры применения этих устройств с конкретными двигателями, а именно: с двигателем, установленным в стойку для дрели, и с двигателем, на базе которого сконструирована небольшая циркулярная пила и точильный станок (последние две опции объединены в одном общем устройстве).

Предварительные замечания о некоторых механических и электрических характеристиках электродвигателей

Как известно, крутящий момент двигателя, рассматриваемого в настоящей статье, в зависимости от частоты его вращения нелинеен. Он имеет два максимума: один – при нулевой частоте, то есть при полностью заторможенном двигателе, второй – при относительно высоких частотах, приближающихся к максимальной. Наиболее интересен диапазон низких частот вплоть до нулевой (особенно в режимах сверления), а диапазон высоких частот, как в режимах разрезки (циркулярная пила), заточки (точило), так и в режимах сверления в свете настоящей статьи интереса не представляет, поэтому далее не рассматривается.

Кроме того, крутящий момент, M, пропорционален квадрату тока, I, протекающего через двигатель, то есть M = kI 2 , где k – коэффициент пропорциональности. Этот факт также хорошо известен и будет использован при дальнейшем изложении.

В качестве «подопытных кроликов» для проверки работоспособности устройств на базе микросхем U2008B/U2010B были выбраны две мини дрели: «TUNGFULL 1806B» и «SKRAB 56000». Это две недорогие мини дрели не имеют редуктора и рукоятки; кроме того, они относительно легки (не более 1 кг). По своим параметрам эти мини дрели, на взгляд автора, как нельзя лучше подходят для использования в устройствах стабилизаторов скорости вращения на базе микросхем U2008B/U2010B.

В паспорте на мини дрель, как правило, указывается её рабочее напряжение питания, мощность, а также скорость вращения (или ее диапазон, если она оборудована электронным переключателем скорости) на холостом ходу. Например, у двигателя мини дрели «SKRAB 56000» напряжение составляет 220 В, мощность 480 Вт, скорость 8000-30000 об/мин (он оборудован переключателем скоростей на базе простейшей схемы на симисторе). У двигателя мини дрели «TUNGFULL 1806B» при том же напряжении питания мощность составляет 260 Вт, а скорость вращения 27,600 об/мин.

Поскольку, как указывалось во введении, микросхемы U2008B / U2010B в качестве одного из параметров, влияющих на регулирование скорости вращения, используют ток, протекающий через двигатель, имеет смысл более подробно рассмотреть диапазон токов вышеуказанных мини дрелей.

Наибольший ток (см. выше) имеет двигатель в полностью заторможенном состоянии. Как определить этот ток, и как он связан с паспортной мощностью мини дрели? Для этого автором был проведен несложный эксперимент, сводящийся к следующему.

С помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТРа) на дрель подавалось переменное напряжение, измеряемое стрелочным тестером; одновременно измерялся и ток (также переменный, то есть в режиме AC) с помощью цифрового тестера. Вначале напряжение устанавливалось достаточно низким (40–50 В), чтобы вал можно было легко затормозить, а затем напряжение быстро увеличивалось до 220 В, и при заторможенном вале, удерживаемом не более 1–2 секунд, снималось показание тока. Эксперимент показал следующее. При полностью заторможенном двигателе и напряжении 220 В ток двигателя дрели «TUNGFULL 1806B» составил около 3 А, а ток двигателя дрели «SKRAB 56000» составил около 2.8 А. Нетрудно подсчитать, что мощность, W, дрели «TUNGFULL 1806B» составила: W = 3 A × 220 В = 660 Вт (против паспортной 260 Вт), а мощность дрели «SKRAB 56000»: W = 2.8 A × 220 В = 616 Вт (против паспортной 480 Вт). Как видно из этого эксперимента, мощности дрелей при полностью заторможенном двигателе существенно превышают паспортные.

Автор задался вопросом: a при каких напряжениях питания мощности заторможенных двигателей дрелей соответствуют паспортным? Это было выяснено путем подачи разных напряжений (ниже 220 В) и одновременного измерения тока.

Вот результат. У дрели «TUNGFULL 1806B» при напряжении питания 138 В ток составил 1.88 А, а мощность: 138 В × 1.88 А = 259.4 Вт (≈260 Вт). У дрели «SKRAB 56000» при напряжении 190 В ток составил около 2.5 А, а мощность: 190 В × 2.5 А = 475 Вт (≈480 Вт). Вот эти значения токов и напряжений (1.88 А и 138 В для дрели «TUNGFULL 1806B» и 2.5 А и 190 В для дрели «SKRAB 56000») и были использованы в дальнейшем при расчете номиналов токоизмерительных резисторов, о которых упоминалось выше.

Теперь после этих предварительных пояснений перейдем к принципиальным схемам устройств.

Материалы по теме

1. Datasheet Atmel U2008B
2. Datasheet Atmel U2010B