Станок из деталей печатных машинок
Дата: 09/11/2008
Тема: изготовление самодельного станка
Кто из радиолюбителей не мечтал о том, чтобы для сверления плат, фрезеровки дорожек или для гравировки и сверления передних панелей использовать что либо похожее на станок с ЧПУ (числовым программным управлением), управляемый компьютером?
А почему бы и нет?
Всеобщая компьютеризация привела не только к тому, что к компу можно подключить все что угодно, и почти под все задачи найти программы, но и к тому, что на свалку истории ( а то и на обычную) оказались выброшены предшественники компьютеров, которые можно заставить сослужить вторую службу. О чем идет речь? Об этом чуть попозже. А сначала об изысканиях на эту тему.
Основой любого станка с ЧПУ служит координатный стол, обеспечивающий перемещение инструмента или детали, (или того и другого) в трех плоскостях – вправо-влево, вперед-назад и вверх – вниз. Самой главной частью координатного стола являются направляющие – именно они обеспечивают точное и легкое перемещение движущихся частей относительно друг друга.
Обычно в практике самодельного станкостроения применяют круглые стержни и скользящие по ним втулки, такие, как например, в матричных и струйных принтерах или сканерах http://vri-cnc.narod.ru/obraz.htm . Но есть немало проблем, подстерегающих каждого, кто решится их использовать. Основная проблема – это износ. Станки работают в условиях обработки металлов, стружка и пыль которых оседают на смазанных стержнях и попадают под втулки. (контроллеры шаговых двигателей) Со временем зазор между втулкой и стержнем увеличивается, что, несомненно, вызывает появление люфтов. Решить эту проблему можно только заменой стержня и втулки, или изготовлением новой втулки, под диаметр износившегося стержня. Вторая проблема, с ней придется столкнуться еще на стадии изготовления станка – высокая точность изготовления стержня и втулки, ведь зазор между ними должен быть всего несколько микрон. Можно, конечно, взять направляющую от старого принтера, но там уже очевиден износ и надеяться на получение высокой точности бессмысленно.
От старого принтера можно взять только шаговые двигатели, для радиолюбительского станка они подойдут как нельзя лучше.
Что же применить в качестве направляющих? Поиски в Интернете привели к неутешительному выводу – есть отличные направляющие, да вот их цена просто на уровне космической. Самая примитивная полуметровая «рельса» с тележкой на ней стоит более 200 «зеленых». Для хорошего станка направляющих нужно как минимум 6 штук, не все конечно полуметровой длины, но, тем не менее, раскошелиться придется основательно.
Итак, что же использовать в качестве направляющих, надежное, с минимальными люфтами и главное – нахаляву.
Вот и подошли к предшественникам компьютеров, о которых шла речь в начале статьи. Это старые механические и электрические печатные машинки, правда, от них нам понадобятся только каретки.
В больших печатных машинках, типа «Robotron», «Ятрань», «Уфа», «Башкирия», «Листвица» – самые подходящие для переделки в станок, каретки. Снимаются они очень просто – каретка отодвигается влево, справа откручивается одна гайка, удерживающая каретку, затем каретку сдвигаем вправо и откручиваем такую же гайку слева, затем приподнимаем каретку и отсоединяем хлопчатобумажный поводок возврата каретки.
Каретку полностью разбираем, особенно аккуратно снимаем направляющие – длинные черные металлические стержни – рельсы. Аккуратно потому, что при снятии этих рельс высыпаются ролики или шарики, обеспечивающие легкое скольжение каретки.
Вот эти стержни, шарики и ролики, а также блок рельсов, обычно находящийся на подвижной части каретки, и пружина возврата каретки с креплением нам и понадобятся. На фото показаны различные направляющие от различных печатных машинок, все они пригодны для использования.
В каретках используются роликовые или шариковые направляющие, обеспечивающие очень легкое перемещение, с минимальными потерями на трение.
Вот как они устроены:
Желтым и зеленым цветом окрашены рельсы. Красным и голубым – ролики, Красным – шарики. Синий цвет – подвижная часть, розовый – неподвижная. Справа – регулировочный винт, обеспечивающий отсутствие люфта.
В некоторых машинках подвижная пластина и подвижные рельсы выполнены как единое целое.
Небольшое отступление:
На фото в начале статьи изображен станок с ЧПУ для обработки мягких пластиков и дерева, изготовленный мной из трех кареток от печатных машинок «Уфа».
Станок очень мощный, двигатель фрезера имеет мощность 800 ватт при 34 тысячах оборотов в минуту, что позволяет, например, фрезеровать буквы даже из 40 миллиметровой доски. Но это потребовало и повышенной прочности.
Для перемещения по осям X и Y использованы каретки целиком, что обеспечило размер обрабатываемой за один раз поверхности 480х480 мм.
Для оси Z (перемещение по вертикали) использована только часть каретки, длиной 150 мм, что обеспечило глубину обработки до 60 мм.
Продолжим тему изготовления станка.
Чем же хороши каретки от печатных машинок?
Ну и во первых, все нужные нам части выполнены из очень высококачественной стали.
Из множества исследованных машинок, отработавших многие годы, я не встречал такой, у которой хотя бы незначительно были бы изношены рельсы, и уж тем более не встречал потускневших(изношенных) роликов или шариков. Советское качество, ничего не скажешь.
Во вторых, практически все каретки могут быть применены как целиком, так и частично.
То есть из каретки всегда можно вырезать нужный фрагмент, если станок больших размеров не нужен.
В третьих, и это самое важное – зазоры в подшипниках кареток легко регулируются, это заложено в конструкции кареток.
Примечание: Это касается только перечисленных машинок с большими каретками. В маленьких и портативных машинках рельсы выполнены штампованными и зазоры в них не регулируются.
В четвертых, печатные машинки пока не дефицит, компьютеризация вытесняет их из кабинетов, они списываются, перекочевывают на склады, и в любой организации или колхозе у кладовщика можно их выпросить «за спасибо» или, в крайнем случае, за «исконно русскую валюту».
Итак, нужные каретки есть, что делать дальше? А дальше все зависит от вашего желания.
Если вы хотите иметь станок небольших размеров, то можете использовать только часть каретки, например – половину. В этом случае половина каретки может служить направляющей для рабочего стола, а вторая половина – направляющей для перемещения инструмента по оси Y, то есть поперечного перемещения. Для перемещения инструмента по вертикали можно использовать еще часть каретки, закрепив ее неподвижную часть строго перпендикулярно на подвижной части поперечной каретки. В принципе, все зависит от вашей фантазии.
Второй мой координатный стол, для работы по металлу и камню, дожидающийся сейчас гравировальной машинки «Proxxon», выполнен несколько иначе.
Основой его служит стальной швеллер размером 240х320 мм. В этом швеллере на строгальном станке сделаны полки для рельс от машинки «Robotron».
Стол представляет собой пластину из 6 мм дюраля Д16Т, размером 340х260 мм, на которой снизу строго параллельно (точность до микрона) закреплены еще два рельса. Зазор в направляющих регулируется с помощью 4-х винтов ввернутых сбоку в швеллер на уровне рельс.
По бокам к швеллеру крепятся две фигурные пластины из 4-х миллиметровой стали, а сверху к ним – средняя часть каретки от той же печатной машинки. Вертикальная направляющая – тоже часть каретки от печатной машинки, закрепленная перпендикулярно на подвижной части поперечной каретки.
На ее подвижной части закреплена дюралевая пластина, а на ней будет крепиться гравировальная машинка «Proxxon».
Рабочее поле 210х300 мм, то есть размер листа А4, вертикальный ход – 45 мм.
Все подвижные части приводятся в движение шаговыми двигателями посредством устройств привода.
Привод стола и инструмента.
Ничего сложного в нем нет – шаговый двигатель на каждую ось перемещения, ходовой вал, самодельный карданчик, бронзовая разрезная гайка, закрепляемая на подвижной части каретки.
Необязательно применять винт, можно использовать и зубчатый ремень привода, как в принтерах, но дискретность перемещений (без дополнительного редуктора), а значит – точность, с винтом будет на порядок лучше. К тому же винт обеспечивает большее тяговое усилие при том же шаговом двигателе.
Двигатель лучше взять с подшипниками, а не с втулками оси, и подвергнуть его доработке, устранив продольный люфт вала. Для этого к тыльной стороне двигателя прикручивают квадратную пластину, в центре которой сделано углубление и между пластиной и валом вставляют шарик от подшипника. Когда притягивают пластину к тыльной стороне двигателя, шарик давит на вал двигателя и не дает ему люфтить.
Не переусердствуйте!
Самодельный карданчик изготавливают из стальной или бронзовой втулки, внутренние диаметры которой сначала сверлят равными диаметру вала двигателя и ходового винта.
Затем, одев втулку на вал двигателя, через него сверлят сквозное отверстие диаметром равным диаметру иглы от маленького игольчатого подшипника, в крайнем случае – диаметру отрезка пружинной проволоки или даже велосипедной спицы. Вставив хвостовик ходового винта во втулку, поворачивают втулку на валу двигателя строго на 90 градусов и сверлят второе сквозное отверстие через хвостовик ходового вала. Сняв втулку, увеличивают ее внутренние диаметры на 0,5 – 1 мм. Затем снова вставляют в нее вал двигателя и хвостовик ходового вала, впрессовывают иглы от подшипника или отрезки велосипедных спиц. Расклепывают отверстия во втулке, чтобы иглы не выпадали. Не забудьте капнуть в карданчик пару капель масла. Люфт в карданчике при правильно подобранном диаметре сверл составит несколько микрон, что вполне устраивает для большинства задач.
Ходовой вал.
Обычный стальной стержень с нарезанной на нем резьбой. Можно купить их в хозтоварах, а можно нарезать резьбу самому. Диаметр вала для малых станков достаточен 6 мм, для больших 8-10 мм. Шаг резьбы стандартный. При самостоятельной нарезке леркой возьмите пруток на 100-150 мм длиннее, чем необходимо и нарежьте резьбу на всей длине, кроме последних 10 мм (хвостовик). Затем отмерив необходимую длину вала, отрежьте лишний кусок со стороны начала нарезки резьбы. Дело в том, что при нарезке резьбы леркой первые 80-100 мм могут пойти неровно и гайка, накрученная на такой винт, будет вихлять. После 100 мм обычно резьба выравнивается и дальше гайка идет ровно. Вот этот неровный отрезок резьбы и надо безжалостно вырезать. Зашлифовав торец вала, сделайте строго по центру небольшое углубление, для упорного шарика. Обращаю внимание на то, что шаг резьбы не всегда точно соответствует указанному на лерке, и при большой длине винта набегает небольшая погрешность. Так, длина 400 витков резьбы с шагом 1 мм не всегда равна 400 мм, отклонения достигают 2 мм. Учитывайте это при работе со станком.
Разрезная бронзовая гайка.
Для гайки рекомендую взять прямоугольный бронзовый брусочек, на станке с строго горизонтальным столом просверлить в брусочке отверстие под резьбу, и нарезать резьбу только первым метчиком, с диаметром, равным диаметру ходового вала. Затем, смазав вал и резьбу гайки, несколько раз навернуть гайку на вал до конца длины резьбовой части, до тех пор, пока гайка не станет вращаться легко.
Это позволит снизить люфт в гайке до минимума. Еще более снизить люфт поможет разрезание гайки поперек резьбы, но не полностью и установка регулировочного винта, обеспечивающего небольшой натяг в гайке.
А дальше – закрепите гайку на подвижной части, а двигатель с закрепленным карданчиком и ходовым валом – на неподвижной части каретки. Обязательно обеспечьте соосность вала двигателя и отверстия в закрепленной разрезной гайке.
Расчет величины и скорости подачи.
Итак, мы изготовили узел подачи, но на какое расстояние он передвинется за один шаг, пока не знаем. Вычислить это просто. Ходовой винт моего большого станка имеет шаг 1 мм, а угол поворота шагового двигателя составляет 7,5 градусов на шаг. Разделим 360 на 7,5 получим число шагов на полный оборот. Итого двигатель сделает 48 шагов за оборот. В то же время один оборот ходового винта вызовет перемещение инструмента или детали на 1 мм. Теперь разделим 1 мм на 48 и получим величину перемещения инструмента на один шаг. Она будет равна 0,0208 мм.
Определим максимальную скорость перемещения инструмента.
Например, по паспорту шаговый двигатель делает до 500 шагов в секунду. 500 разделим на количество шагов за оборот(48) и получим искомое число – 10,4 мм/сек.
Неплохая скорость для холостого перемещения инструмента, т.е. когда инструмент поднят. Но для гравировки, например, такая скорость велика. Учтите это, когда будете вводить данные в программу обработки.
Мой маленький станок имеет немного другие параметры. Величина подачи на 1 шаг – 0,0025 мм, скорость холостой подачи 2,5 мм/сек.
Маленькая поправка: Скорость подачи – только расчетная, она не учитывает такое явление как резонанс шагового двигателя. На самом деле она несколько меньше и зависит от многих факторов и определяется по каждой оси перемещения экспериментальным методом, но уже после изготовления станка.
Еще три нюанса.
1. После сборки и регулировки не надейтесь на винтовые соединения, они быстро разбалтываются. Скрепите соединяемые детали еще и штифтами. Особенно это касается направляющих и сопрягаемых с ними деталей.
2. Самый нагруженный двигатель – двигатель вертикальной подачи, в момент подъема инструмента, за счет его большого веса. Например, в моем большом станке вес фрезера и подвижной части каретки составляет 2,3 кг. Недостаток мощности двигателя может привести к тому, что в момент начала холостого перемещения инструмент окажется в детали и тогда – прощай фреза, прощай деталь. Чтобы обеспечить легкость и безопасность возврата инструмента, использован компенсатор веса инструмента, изготовленный из пружины возврата каретки той же печатной машинки. При большом весе фрезера можно использовать даже две возвратные пружины, как на первом фото.
3. Обязательно предохраняйте направляющие от попадания в них стружки. Это обеспечит высокое качество изготовления деталей, отсутствие заеданий и более долговечную работу станка в целом. Особенно нуждаются в защите продольные направляющие стола. Примените обычный фартук из кожзаменителя или полиэтилена.
Блок управления.
Зависит от используемых шаговых двигателей и программы управления.
Схема управления станком уже была опубликована на этом сайте, http://www.cqham.ru/Vetrov90407.htm автор – Роман Ветров.
Сайт автора
Программа управления.
Не мудрите с попытками создать свою программу, их создано уже более чем достаточно, я например, использую программу VRI-cnc созданную Романом Ветровым vetrovroman HA mаil.ru. Для управления азимутом режущего пера и нужен еще один канал. Уже сейчас программа рисует дорожки, сверлит отверстия, поддерживая форматы Gerber и Excellon, созданные программой Layout, а также файлы, созданные в AutoCAD.
Что еще можно делать станком?
Можно сделать перфоратор, закрепив вместо фрезы электромагнит с пробойником.
Можно рисовать, сверлить, пилить, строгать, фрезеровать, даже нарезать зубчатые колеса.
Можно использовать как намоточный станок. Можно использовать как стеклорез.
Все зависит от того, какой дополнительно инструмент вы используете и как умеете фантазировать.
Насколько трудоемкий процесс изготовления станка? Как говорится в поговорке – глаза бояться, руки делают. Большой станок я делал две недели, тратя ежедневно три часа и по 6-8 часов в выходные.
Много времени ушло на раздумья и придумывание, все было впервой. На маленький станок ушло всего 5 вечеров и два выходных, сказался небольшой опыт.
Из электроинструмента использовались болгарка, дрель и настольный сверлильный станок.
Для маленького станка потребовалось заказать основание, но можно было бы и обойтись самодельным. Все остальное сделано в мастерской самостоятельно.
Домашнему мастеру в хозяйстве часто приходится делать то, что вручную не всегда легко и удобно. На помощь в таком случае приходят разнообразные станки. Но для нужно устройство, которое будет их приводить в движение, например, электродвигатель. Но асинхронные трёхфазные двигатели хоть и просты в устройстве и очень распространены, но не всегда есть возможность найти и купить конденсаторы для него. Поэтому вы можете использовать двигатели от бытовой техники. В этой статье мы рассмотрим схему подключения двигателя от стиральной машины к сети для прямого вращения и реверса.
Какие двигатели используют в стиральных машинах
В большинстве стиральных машин используются коллекторные электродвигатели. Они удобны тем, что не требуют пусковых и рабочих конденсаторов, могут напрямую подключаться к сети. К тому же простейший регулятор оборотов для них можно купить в любом магазине электротоваров.
Коллекторный двигатель от стиральной машины состоит из:
Ротора с коллектором;
Тахогенератора или датчика холла.
Для измерения оборотов двигателя и их регулирования используются как раз-таки тахогенераторы или датчики холла. Их для обычного пуска от двигателя от сети 220В не используют, но нужны для работы со сложными регуляторами оборотов, которые поддерживают мощность на валу независимо от его нагрузки (в пределах номинальной, естественно).
Схема подключения
Изначально двигатели от стиральной машины подключаются к сети с помощью клеммной колодки. Если её не сняли до вас — при осмотре двигателя вы увидите подобную картинку:
Порядок расположение проводов может отличаться, но в основном их назначение такое:
2 провода от щеток;
2 или 3 провода от обмотки статора.
2 провода от датчика оборотов.
Если у вас три провода от статора, то один из них — это средний вывод, используется для повышения оборотов в режиме отжима. Тогда если вы прозванивая обмотку обнаружили, что одна пара проводов даёт сопротивлении выше чем другая пара, то подключившись к концам с большим сопротивлением обороты будут меньше, но крутящий момент выше. А если выберете выводы с меньшим сопротивлением, то наоборот – обороты выше, а момент ниже.
В зависимости от конкретной модели на колодке могут быть выведены контакты какой-нибудь защиты, например, тепловой и прочее. В итоге для просто подключения к сети нам потребуется четыре провода, например, такие:
Напомним, что надбавляющие большинство двигателей стиральных машин — это коллекторные двигатели с последовательным возбуждением. Что это значит? Нужно подключать обмотку статора последовательно с обмоткой возбуждения, то есть с обмоткой якоря.
Чтобы это сделать нужно один конец обмотки статора подключить к сетевому проводу, второй конец обмотки статора соединяем с проводом одной из щеток, а вторую щетку подключаем ко второму сетевому проводу, такая схема подключения изображена на рисунке ниже.
Реверс
На практике случается так, что для применения в стенке невозможно закрепить двигатель в другой плоскости, то вам может не подойти его направление вращения. Отчаиваться не нужно. Чтобы изменить направление вращения двигателя от стиральной машины нужно всего лишь переключить местами концы обмотки статора и обмотки возбуждения.
Чтобы в процессе работы была возможность переключения направления вращения двигателя нужно использовать тумблер типа DPDT. Это шести контактные тумблеры, в которых есть две независимых контактных группы (два полюса) и два положения, в которых средний контакт соединяется либо с одним, либо с другим крайним контактом. Его внутренняя схема изображена выше.
Схема подключения двигателя от стиральной машины с возможностью переключения направления вращения и изображена ниже.
Вам нужно припаять провода от щеток к крайним контактам тумблера, а к одному из средних контактов провод от обмотки статора, ко второму — сетевой провод. Второй конец обмотки статора всё также соединяется с сетью. После этого нужно припаять перемычки к свободным двум контактам "крест—накрест".
Регулировка оборотов
Обороты всех коллекторных двигателей легко регулируются. Для этого изменяют ток через их обмотки. Сделать это можно изменив напряжение питания, например, срезав часть фазы, снизив действующее значение напряжения. Такой способ регулировки называется Система Импульсно-Фазового Управления (СИФУ).
На практике для регулировки двигателя от стиралки можно использовать любой бытовой диммер мощностью 2.5-3 кВт. Можно использовать диммер для осветительных ламп, но в таком случае замените симистор на BT138X-600 или BTA20-600BW, например, или любой другой с 10 кратным запасом по току относительно потребления двигателя, если конечно изначальных характеристик не окажется достаточно. Схему подключения вы видите ниже.
Но за простоту решения приходится платить. Так как мы уменьшаем напряжение питания, то мы ограничиваем и ток. Соответственно уменьшается и мощность. Однако при нагрузке двигатель, чтобы поддерживать заданные обороты, начинает потреблять больший ток. В результате из-за пониженного напряжения двигатель не сможет развить максимальную мощность, и его обороты под нагрузкой упадут.
Чтобы этого избежать есть специальные платы, которые поддерживают заданные обороты получая обратную связь от датчика оборотов. Именно тех проводов, которые мы не задействовали в рассмотренных схемах. Работает это по алгоритму подобного такому:
1. Проверка заданного числа оборотов.
2. Считывание значений датчика и сохранение их в регистр.
3. Сравнение показаний датчика, реальных оборотов с заданными.
4. Если реальные обороты соответствуют заданным — ничего не делать. Если обороты не соответствуют тогда:
Если обороты повышены — увеличиваем угол среза фазы СИФУ на определенное значение (понижаем напряжение, ток и мощность);
Если обороты понижены — уменьшаем угол среза фазы СИФУ (повышаем напряжение, ток и мощность).
И так повторяется по кругу. Таким образом когда вы нагружаете вал двигателя — система сама принимает решение увеличить напряжение подаваемого на двигатель или уменьшить его когда нагрузка увеличивается.
Необязательно бросаться за разработку такого устройства на микроконтроллерах, есть недорогие готовые решения. Примером такого устройства являются построенные на интегральной микросхеме TDA1085. Пример схемы подключения вы видите ниже.
Здесь подписи обозначают:
М – выход на двигатель.
AC – подключение к сети.
T – подключение к таходатчику.
R0 – регулятор текущих оборотов.
R1 – минимальные обороты.
R2 – максимальные обороты
R3 – для подстройки схемы, если двигатель работает неравномерно.
Схема приведенной платы (для увеличения нажмите на рисунок):
Заключение
Учтите, что коллекторный, или как его еще называют в народе, щеточный двигатель от стиральных машин довольно высокооборотист, в районе 10000-15000 об/мин. Это связано с его конструкцией. Если вам нужно достичь малых оборотов, например, 600 об/мин, используйте ременную или зубчатую передачу. В противном случае, даже с применением специального регулятора вам не получится добиться нормальной работы.
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Вступайте в наши группы в социальных сетях:
Со временем стиральная машина либо устаревает морально и физически, либо ломается. Некоторые ее выбрасывают, но часто с машинки снимают движки — двигатель от стиралки наверняка пригодится в хозяйстве. Но через определенное время, когда возникает потребность из двигателя от стиральной машины сделать что-либо полезное, приходится разбираться с тем, как его подключить к электросети. Далее в статье мы расскажем в деталях о том, как использовать электродвигатель от старой стиральной машины.
Типы движков
Подключения двигателя неразрывно связаны с его конструкцией. По этой причине, если что-либо затевается с б.у. движком, желательно в первую очередь по внешнему виду определить его устройство и только после этого подсоединить электродвигатель от стиральной машины к сети 220 В и сделать его запуск. Но в старых недорогих моделях стиральных машин применялось всего лишь два типа движков:
Асинхронный двигатель стиральной машины обычно ставился на бак для стирки белья. Центрифуга, которая белье отжимала, предусматривала применение коллекторного двигателя, поскольку этот электромотор вращается быстрее. Поэтому, если вы имеете дело со стиральной машинкой такой конструкции, можно заранее иметь представление о том, где и какого типа движок установлен, и какой мотор от стиральной машины снимать в случае надобности.
Но если движки были сняты давно, и необходимо подключение мотора от стиральной машины к сети 220 В, в первую очередь проверяем, есть ли у ротора коллектор. Если не это понятно из-за конструкции корпуса, надо разобрать двигатель от старой стиральной машины, сняв крышку со стороны, противоположной валу.
Коллекторный двигатель
Если движок таки коллекторный, рекомендуется привести в порядок коллектор и прилегающие к нему поверхности, почистив их до подключения мотора от графитовой пыли. Также перед тем как запустить двигатель от стиральной машины, имеет смысл решить, надо ли сделать подсоединения, меняющие направление вращения вала. Если это потребуется, делается возможным переключение щеток. Для коллекторного двигателя от старой стиральной машины характерно то, что щетки, а соответственно и ротор соединены последовательно со статором.
Это характерно как для двигателя от стиральной машины-автомата, так и для большинства коллекторных движков сетевого включения. Коллекторные двигатели всех бытовых электроприборов устроены одинаково. Для изменения направления вращения вала необходимо переключателем поменять местами клеммы щеток (т.е 1 и 2, как показывает схема подключения электродвигателя ниже).
Скорость вращения и мощность двигателя стиральной машины с коллектором зависят от напряжения. Поэтому их легко можно регулировать диммером. Для этого клеммы 1 и 4 или 2 и 4, если клемма 2 в случае переключения займет место клеммы 1, подключают к диммеру и его регулятором подбирают необходимую скорость вращения вала. При непосредственном присоединении к сети обороты вала будут максимально большими. Коллекторный двигатель от стиральной машины-автомата управляется специальной схемой, во многом схожей с диммером.
Основное отличие в том, что в ней применен запуск циклов вращения от различных датчиков. В коллекторных движках более дорогих моделей стиральных машин может быть пара дополнительных проводов от тахогенератора. Поэтому перед тем как подключить двигатель от стиральной машины, их надо правильно определить. Хотя это не сложно сделать по меньшему сечению этих проводов.
- В некоторых устройствах применялся электромагнитный тормоз. Он может добавлять еще два провода. Эту конструктивную особенность также надо учитывать, выполняя подключение двигателя от стиральной машины.
Использовать эти провода при подключении коллекторного движка к электросети не придется. Поэтому, если не предвидится каких-либо самоделок со схемой управления движком, эти провода можно просто отрезать, чтобы они не вносили путаницы. Длительное подключение электродвигателя стиральной машины к сети 220 В вызывает его значительный нагрев. Для нормальной работы, как изоляции, так и подшипников необходимо ограничивать их нагревание путем принудительного охлаждения. Поэтому рекомендуется надеть на вал движка крыльчатку и только после этого включить в работу.
Некоторые модели коллекторного двигателя от стиральной машины могут содержать еще одну пару проводов. Такой нюанс характерен для устройств с одним мотором, как правило, барабанного типа. Эти движки вращают барабан медленнее в процессе стирки и ускоренно при отжиме. Для этого они снабжаются двумя дополнительными выводами, которыми регулируется скорость вращения вала. Эти характеристики обычно отображает шильдик двигателя, пример которого показан далее на изображении. WASHING — это параметры режима стирки, а SPIN — режим отжима.
По данным шильдика можно определить, на какое напряжение надо подключить мотор дополнительной обмоткой. Поскольку токи указаны одинаковые, а мощности при этом отличаются в 10 раз, очевидно, что на выводы движка, соответствующие режиму стирки, подается более низкое напряжение. Его примерная величина может быть получена путем деления указанной мощности (30 ватт) на указанную силу тока и поправочный коэффициент k. Его величину можно определить исходя из того, что другое значение мощности (300 ватт) получается, когда делается запуск движка при напряжении 220 В.
Величина k для режима WASHING может быть другой, но для начальной оценки величины напряжения такой вариант расчета вполне подходит.
Реальную величину напряжения покажет экспериментальное подключение двигателя стиральной машины через трансформатор или ЛАТР. Если такой двойной режим будет нужен в какой-либо поделке, на основании показанных расчетов можно будет подобрать дополнительный низковольтный источник питания (обычно это трансформатор).
Асинхронный двигатель
Асинхронные движки менее оборотистые и развивают скорость меньше 1500 об/мин при питании напряжением 220 В. Их конструкция содержит две обмотки:
Поэтому перед тем как подключить электродвигатель от стиральной машины, в первую очередь надо правильно определить эти обмотки. Обычно из асинхронного двигателя выходят четыре провода. Но бывает и три. Каждая пара в двигателе с четырьмя проводами соответствует определенной обмотке. При этом известно то, что сопротивление пусковой обмотки больше. Поэтому для того, чтобы найти, где какая обмотка, надо тестером замерить сопротивление каждой из них. В принципе для работы асинхронного двигателя от сети 220 В достаточно подключения к ней только рабочей обмотки.
Но проблема в этом случае будет с разгоном движка. Потребуется приложением внешней силы раскрутить вал до скорости, начиная с которой движок самостоятельно выйдет на рабочие обороты. Такой способ запуска, особенно если имеется нагрузка на вале или тем более редукторе, неприемлем. По этой причине используется пусковая обмотка. Чтобы понять, что с ней делать, надо ознакомиться со схемами подключения подобных движков. Они наглядно показывают то, что в любой схеме один вывод рабочей обмотки соединяется с одним выводом пусковой обмотки.
Поэтому та модель движка, у которой три провода, уже имеет внутри корпуса соединение этих обмоток, и остается лишь завершить одну из схем. Как разобраться, где какая обмотка, наглядно изображено на схеме справа вверху. Какую схему выбрать — решает пользователь. В принципе можно применить только кнопку, на которую нажимать при пуске движка. Тогда при пуске момент на вале двигателя получится наибольшим из всех вариантов схем. Но в этом случае получается максимальная нагрузка на контакты кнопки из-за наибольшего по величине тока в пусковой обмотке.
К тому же есть риск эту обмотку сжечь, если она будет подключена напрямую к сети слишком долго (причем неизвестно, сколько времени можно ее питать напряжением 220 В, подключив напрямую к сети). То же самое получится, если номинал у резистора будет слишком мал, а у емкости — слишком велик. Поэтому для увеличения пускового момента конденсатор большой емкости делают отключаемым после разгона вала движка. Наиболее сбалансированный вариант — это «Емкостный сдвиг фаз с рабочим конденсатором». Эта схема рекомендуется к применению без каких-либо оговорок. Особенно если движок стартует с ненагруженным валом и емкость конденсатора невелика, порядка 1–2 мкФ.
Направление вращения вала асинхронного движка от стиральной машинки зависит от очередности соединения выводов пусковой и рабочей обмоток. Если из двигателя выходит три провода, его реверс сделать не удастся без разрыва соединения выводов обмоток, скрытого в его корпусе. Для реверса выводы пусковой обмотки надо поменять местами.
