Принципиальная Электрическая Схема Шуруповерта

Принципиальная Электрическая Схема Шуруповерта

Теперь придется воспользоваться паяльником и отпаять два элемента друг от друга, как показано на рисунке. Устройство шуруповерта: 1 — регулятор оборотов с реверсом, 2 — электродвигатель, 3 — редуктор.


Резистор Rx задаёт наибольший ток.

На графике показано, как во время заряда меняется температура элемента temperature , напряжение на его выводах voltage и относительное давление relative pressure. Она умеет отслеживать параметры батареи и при необходимости снижать ток автоматически.
ДЕЛАЕМ ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКБ с авто выключением при полном заряде

Подача электрического сигнала непосредственно на ротор двигателя осуществляется через коллектор. Далее нужно аккуратно собрать кнопку шуруповерта, установить на место и протестировать.

Когда случилась поломка, я находился по своим делам в Оренбурге и поэтому обратился в сервисный центр по ремонту там.

Сменный аккумулятор.

Довольно миниатюрный размер этого узла инструмента достигается при помощи микропленочной технологии.

Производим визуальный осмотр состояния кнопки на предмет наличия грязи и повреждений.

ремонт шуруповёрта, замена кнопки включения своими руками

Последовательное-и параллельное соединение элементов

Аккумулятор шуруповерта состоит из отдельных элементов. Электрическая цепь таких элементов может иметь схему как параллельного так и последовательного соединения (рис.2).

Проверить исправность элементов можно выполнить после определенного времени их зарядки, то- есть, проверяется наличие напряжения на каждом элементе, либо батареи в целом. Если при измерении напряжения элемента, значение на дисплее прибора «мультиметр» будет составлять меньший показатель (к примеру, не 1,2В, а 0,8В),- значит в данном элементе в процессе эксплуатации утеряны электрохимические свойства. Такие элементы подлежат своей замене. Электрохимические элементы для батареи (фото 2)

нужно подбирать в соответствии с их техническими характеристиками, то-есть, по напряжению и силе тока. Показатель на корпусе извлеченного элемента батареи к примеру составляет:

  • напряжение: 1,2В;
  • сила тока: 1200mA — 2900mA,

— следовательно, необходимо подбирать элементы именно с такими показателями. Соединение элементов между собой

выполняется перемычками (фото 3). При такой замене, Вам понадобится паяльник, паяльное олово и паяльная кислота.

Как проверить шуруповерт

В данной теме приведен пример из собственной практики.

Итак, перед нами на фотоснимке изображен шуруповерт Bort.

Первоначально, чтобы найти неисправность шуруповерта, можно проверить общее сопротивление его электрической схемы.

Перед проверкой, кнопку пуска необходимо включить, то есть закрепить кнопку, как это показано на фотоснимке (фото 4).

Затем, прибором Мультиметр измерить сопротивление электрической схемы шуруповерта (фото 5).

Для этого, прибор Мультиметр устанавливается в диапазон измерения сопротивления, затем щупами прибора прикасаемся к выведенным контактам (на рукоятке) шуруповерта, как это показано на фотоснимке (фото 5), при измерении дисплей прибора указывает на сопротивление, которое не сопоставимо для работы данного электроинструмента. Значение сопротивления здесь составляет показатель — короткого замыкания. По показанию дисплея прибора видно, что данный шуруповерт неисправен. Но нам надо установить конкретную причину, — в чем заключается неисправность?

Чтобы найти причину неисправности, — необходимо разобрать шуруповерт и проверить схему электрических соединений (фото 6).

Схема шуруповерта

В данной электрической схеме как мы можем заметить, — состоит транзистор.

Транзистор установлен на металлической пластине (фото 7), служащей для отвода тепла при нагревании. Проверяется транзистор на наличие сопротивления, между переходами (эмиттер — коллектор — база). Чтобы проверить транзистор и не заострять свое внимание на типе транзистора (n-p-n, p-n-p), две любые ножки транзистора проверяются в обеих направлениях.

Таким способом было установлено отсутствие проводимости между коллектором и базой транзистора. Но в следствии чего мог выйти из строя транзистор? Проводим диагностику для отдельных электрических соединений, а именно, для электродвигателя шуруповерта (фото 8).

На фотоснимке указано недопустимое значение сопротивления для электродвигателя (фото 8). В чем же именно состоит причина неисправности электродвигателя? Смотрим дальше.

Электродвигатель шуруповерта — коллекторный, работающий от постоянного тока. На торцевой части крышки электродвигателя расположены графитовые щетки (фото 9). Графитовые щетки в данном примере, в хорошем состоянии. Здесь также нужно проверить проводимость контактных соединений (провод — щетка).

Ротор электродвигателя состоит из обмоток (фото 10), соединенных между собой последовательно. Статор электродвигателя представляет из себя постоянный магнит с двумя полюсами, то есть статор электродвигателя не имеет обмоток.

В этом Вы можете убедиться, — корпусом электродвигателя притягиваются металлические предметы (фото 11).

Из этого можно сделать вывод, что в неисправности электродвигателя наблюдается пробой изоляции между проводами обмоток ротора.

Ну вот и установлена причина поломки шуруповерта, состоящая в неисправности:

  • транзистора;
  • обмоток ротора электродвигателя.

Остается только заменить соответствующие детали.

Разновидности патронов для шуруповерта.

При работе с инструментом используются насадки для шурупов или сверла. Стандартный хвостовик насадок выполняется в виде шестигранника. Для крепления насадок и передачи им вращательного движения предназначен патрон. Он устанавливается на резьбовой конец шпинделя и фиксируется от расслабления с помощью винта.

Наиболее распространен трехкулачковый, самоцентрирующийся, самозажимной патрон. Внутри него выполнено шестигранное углубление для установки хвостовика насадки. Ее крепление осуществляется между кулачками путем вращения муфты. В конструкцию муфты входит фиксатор, позволяющий зажимать насадку без прокручивания шпинделя.

Электродвигатель

Малогабаритный мотор коллекторного типа – основная часть инструмента. Шуруповерты, работающие от сети, оснащены двухфазным электродвигателем переменного тока, запуск происходит через пусковой конденсатор. Аккумуляторные модели работают от постоянного источника питания. Основные элементы электрического двигателя:

  • цилиндр из прочной стали, внутри него содержатся магнитные элементы;
  • якорная часть закреплена на латунных опорах;
  • в пазах уложены обмотки из материала, восприимчивого к магнитному полю;
  • через равное количество витков обмотки есть выход к коллекторным пластинам;
  • на хвостовой части якоря закреплены щетки из графита или другого прочного металла.

Для надежной фиксации щетки прижимаются подпружиненной пластиной. Это позволяет сохранять целостность структуры, а также движение вдоль вертикальной оси. Именно щетки изнашиваются чаще всего и нуждаются в регулярной замене.

Важно! Электрическое напряжение подается только на щетки. Направление работы шуруповерта зависит от полярности тока.

Как избавиться от «эффекта памяти»

Если все элементы аккумулятора в норме, значит, проблема в «эффекте памяти». Придётся собрать аккумулятор шуруповёрта в обратном порядке и попробовать избавиться от этой проблемы.

ФОТО: vselampi.store Обычная лампа накаливания поможет в цикловании аккумулятора для устранения «эффекта памяти»

Для работы понадобится обычная лампа накаливания на 12 В с как можно большей мощностью. К ней необходимо припаять два провода. При помощи этой лампы аккумулятор будет разряжаться быстрее. Остаётся выполнить не менее 6-8 циклов «заряд/разряд». Часто после подобного циклования аккумулятор становится как новый и работает без проблем ещё 2-3 года.

ФОТО: informbuilding.ru Аккумулятор другой, но смысл тот же – разряд батареи при цикловании

Причиной для ремонта послужила нестабильная работа кнопки включения. При полном нажатии двигатель шуруповерта переставал работать.

Для диагностики неисправности необходимо разобрать корпус шуруповерта. Для это снимаем аккумулятор, плоской отверткой снимаем декоративную накладку на корпусе (под ней находятся винты крепления корпуса). Фиксируются накладки на пластиковых застежках, которые довольно легко ломаются.

Читайте также  Как припаять светодиодную ленту

Отверткой с крестообразным шлицем откручиваем винты крепления корпуса (в нашем случае 8 винтов) и аккуратно разбираем корпус.

При вскрытии видно, что силовой транзистор оплавлен. Транзистор участвует в схеме плавного регулирования оборотов шуруповерта. При полном же нажатии кнопки цепь питания двигателя замыкается напрямую, обеспечивая работу на полную мощность. Скорее всего проблема именно в кнопке.

Необходимо убедиться в исправности двигателя. Для этого отсоединим два провода питания двигателя от кнопки, вытянем их и нажмем узкой плоской отверткой на пружинный контакт кнопки.

Для того чтобы добраться до второго провода, вынимаем контакты аккумулятора и кнопку из пазов в корпусе шуруповерта.

Подключаем двигатель шуруповерта к контактам аккумулятора (полярность не важна). Проверяем вращение.

В случае если двигатель исправен, необходима замена кнопки. Важно подобрать кнопку именно под данный шуруповерт, поскольку по размерам не все кнопки могут стать в пазы. Кнопка продается в комплекте с клеммами аккумулятора и транзистором.

Производим подключение новой кнопки.

Для этого подключаем двигатель в клеммы кнопки. На данном этапе полярность подключения не важна.

Подключаем аккумуляторные контакты новой кнопки к аккумулятору.

Нажимаем кнопку и проверяем направление вращения двигателя. Обращаем внимание на положение рычага переключения направления. Это необходимо для того, чтобы подобрать привычное для вас положение кнопки выбора направления вращения. Если положение не соответствует, достаточно поменять два провода от двигателя между собой местами.

Собираем корпус шуруповерта в обратной последовательности. Вдеваем пластиковый толкатель в его паз и соединяем его с рычагом кнопки. Устанавливаем контакты аккумулятора в паз корпуса.

Устанавливаем транзистор с алюминиевой пластиной в паз.

Аккуратно размещаем провода в корпусе, учитывая все пазы и защелки. Это необходимо для того, чтобы в процессе обратной сборки не перебить провода. Корпус должен легко и без усилий собраться.

Закручиваем винты крепления корпуса с небольшим усилием и устанавливаем пластиковую накладку.

Ремонт аккумулятора своими руками

Для ремонта аккумулятора шуруповёрта нужно знать его конструкцию и точно определить место поломки и саму неисправность. Если хотя бы один элемент выйдет из строя, вся цепь потеряет свою работоспособность. Наличие «донора», у которого все элементы в порядке или новые «банки» помогут решить эту проблему.

Мультиметр или лампа на 12 В подскажет, какой именно элемент неисправен. Для этого нужно поставить аккумулятор заряжаться до полной его зарядки. После чего разберите корпус и измерьте напряжение всех элементов цепи. Если напряжение «банок» ниже номинального, то нужно пометить их маркером. Затем соберите аккумулятор и дайте ему поработать до тех пор, пока его мощность заметно упадёт. После этого разберите снова и замерьте напряжение помеченных «банок». Проседание напряжения на них должно быть наиболее заметным. Если разница составляет 0,5 В и выше, а элемент работает, то это говорит о его скором выходе из строя. Такие элементы необходимо заменить.

С помощью лампы на 12 В можно также определить неисправные элементы цепи. Для этого нужно полностью заряженный и разобранный аккумулятор подключить к контактам плюс и минус на лампу 12 В. Нагрузка, созданная лампой, будет разряжать аккумуляторную батарею. После чего замерьте участки цепи и определите неисправные звенья. Ремонт (восстановление или замену) можно произвести двумя способами.

  1. Неисправный элемент обрезается и паяльником припаивается новый. Это касается литий — ионных батарей. Так как восстановить их работу не представляется возможным.
  2. Никель — кадмиевые и никель — металл — гидридные элементы можно восстановить, если присутствует электролит, который потерял объём. Для этого их прошивают напряжением, а также усиленным током, что способствует устранению эффекта памяти и повышает ёмкость элемента. Хотя полностью устранить дефект не получится. Возможно, спустя, некоторое время неисправность вернётся. Гораздо лучшим вариантом будет замена вышедших из строя элементов.

↑ Дальнейшая доработка

5 — вольтовые обмотки намотаны двойным проводом и запараллелены на соответствующих парах выводов трансформатора.
Включил в сеть (поначалу последовательно с лампой накаливания 220×60). Все индикаторные лампочки зажглись, как елочная гирлянда! Лампа 220×60 даже не вспыхнула – там электролит малой емкости – 6,8 мкФ х 400 В.

Через пару минут выключил, пощупал элементы, соблюдая главное правило электрика – держать одну руку в кармане! – все элементы были холодные!
Далее увеличил нагрузку — припаял автомобильную лампу 10 вт и включил в сеть напрямую – работает! Выключив, пощупал элементы – холодные. Оставил на полчаса. Транзисторы и транс – чуть теплые.
Прикрепил к транзисторам небольшие алюминиевые радиаторы – вааще не греются. На один радиатор прикрепил полоску электрокартона — радиатор находился в опасной близости к выключателю сетевого напряжения.

Пробовал разные трансы (у меня их три шт) – чуть меняется яркость ламп. Это объяснимо – когда-то экспериментировал с ними по методике из датагорской статьи «Старому компьютерному БП – новую жизнь в аудио!» и обнаружил, что секции первичной обмотки имеют разное количество витков, причем разница существенна – до 40%! Простительная китайская рассеянность…

Для выпрямления берем два диода ER302 из того же АТХ. Припаиваем анодами к 12 – вольтовым выводам трансформатора.

Примечание. Для 12-14 вольтовых аккумуляторных батарей подключаемся к 5-вольтовым выводам.
Далее к катодам – дроссель выходных напряжений того же АТХ, на котором оставлена только 12-вольтовая обмотка. Без дросселя шуруповерт работает нестабильно. И завершают эту цепочку параллельно включенные электролит 100 мкФ х 63 В минусом на «косичку»
трансформатора и керамика 0,1 мкФ.

Думал сделать платку, но потом решил сделать навесом – так проще и наглядней. Транс и дроссель прикреплены к днищу аккумуляторного контейнера, из которого удалены аккумуляторы, капроновыми стяжками плюс термоклеем – при работе возможны удары и падения. Да и вибрация.
Плату энергосберегайки привинчиваем винтом М3 с гайкой и пружинной шайбой к днищу контейнера. Радиаторы скрепляем между собой деревянной проставкой с мелкими саморезами. Концы проставки для укрепления обматываем суровой ниткой (нитка — ужас какая суровая — подойти страшно!) и пропитываем ПВА.

Подключаем шуруповерт, соблюдая полярность. Включаем – работает на обеих скоростях! Пытаемся остановить рукой – немного снижаются обороты, но остановить невозможно!
Собираем, устанавливаем выключатель.
Желтый светодиод установлен для. да просто был он у меня! Да и индикация заметная, особенно при просадке напряжения под нагрузкой (можно, кстати, организовать локальное освещение рабочей зоны).

Напряжение на конденсаторах без нагрузки около 22,5 В – такое же, как Uх.х. батареи из 15-ти аккумуляторов. Балластный резистор 3 кОм припаиваем к выводу светодиода и заключаем в термоусадку. Светодиод подключаем параллельно конденсаторам.

P.S. У меня есть сетевой шуруповерт. Все хорошо, но у него нет электротормоза вала! А у этого есть!

Думаю, подобный ИБП можно прикрутить и к другим девайсам. Если усилить проводники на плате и прочие элементы (не забыв заменить термистор на АТХ – ский), ватт 200, как минимум, можно из него качнуть.

Читайте также  Неорганические полимеры примеры

Конструкция блока питания

Самодельные БП для шуруповертов могут иметь различные варианты схемотехнического и конструктивного исполнения:

  • Встроенные в корпус стандартных аккумуляторов;
  • В виде отдельного блока;
  • Импульсные;
  • Трансформаторные.

Теперь подробнее о каждом из них.

Встроенные

Несомненное преимущество встроенных устройств заключается в том, что из внешних деталей остается только лишь сетевой шнур маленького сечения. Самостоятельно изготовить такой блок питания под силу не всем. Тут требуется немалый опыт, поскольку малогабаритные мощные блоки питания можно сделать только по импульсной схеме. Трансформатор необходимой мощности классической конструкции в рукоять шуруповерта не поместится, а с подходящими габаритами будет иметь мощность в единицы ватт, чего хватит только для холостой работы.

Отдельный блок

Ввиду того, что блок питания находится вне корпуса шуруповерта, к нему не предъявляются ограничения по габаритам и массе, поэтому он может быть выполнен с желаемым запасом по мощности. Единственное ограничение – длина и площадь поперечного сечения соединительных шнуров между инструментом и источником питания, ведь, согласно закона Ома, при снижении напряжения при одинаковой мощности потребления растет ток, поэтому низковольтный шнур питания должен иметь большее сечение, чем сетевой на 220 В. К этому добавляется также требование по минимизации падения напряжения на проводах. Толстый шнур имеет повышенную массу и жесткость, что уменьшает удобство пользования инструментом.

Импульсные источники

Импульсные источники питания характеризуются тем, что понижающий трансформатор в них работает на повышенной частоте, в результате чего имеет минимальные габариты при той же мощности. Общие габариты устройства вполне позволяют разместить конструкцию в стандартном корпусе вместо неисправных аккумуляторов. Из минусов – сложность конструкции для самостоятельного повторения.

Трансформаторные устройства

Блоки питания на трансформаторах еще не потеряли своей актуальности ввиду простоты изготовления и надежности. Единственный минус таких изделий – большие габариты и масса, но это не существенно, когда устройство выполнено в виде отдельного блока и установлено стационарно.

Устройства на трансформаторах получили преимущественное распространение среди самодельных устройств, поэтому будут рассмотрены самым подробным образом.

Конструкция трансформаторного блока питания

Данное устройство характеризуется наличием следующих составных частей:

  • Силовой трансформатор;
  • Выпрямитель:
  • Фильтр питания;
  • Стабилизатор напряжения.

Силовой трансформатор представляет собой самую габаритную и тяжелую часть устройства. Он предназначен для преобразования высокого входного напряжения в низкое, соответствующее требованиям подключаемой нагрузки.

Задача выпрямителя состоит в преобразовании переменного напряжения в постоянное. Наибольшей эффективностью обладают мостовые схемы выпрямления, состоящие из четырех диодов или монолитного выпрямительного моста.

Фильтр сглаживает пульсации напряжения после выпрямительного моста.

Теоретически этих элементов достаточно для работы шуруповерта, но скачки напряжения в питающей сети, его просадки из-за увеличения нагрузки могут привести к нестабильной работе двигателя, а увеличение сверх нормы – к выходу из строя.

Задача стабилизатора состоит в поддержании стабильного напряжения на выходе, вне зависимости от величины нагрузки и уровня напряжения питающей сети.

Для самостоятельной сборки можно порекомендовать простую проверенную схему стабилизатора, которая отличается минимумом деталей и доступна для повторения любому, кто умеет держать в руках паяльник и пользоваться измерительными приборами.

В приведенной схеме можно увеличить емкость конденсатора до 1000-2000 мкФ, а транзисторы использовать типов КТ807, КТ819 с любой буквой.

Основная проблема состоит в подборе трансформатора с необходимым уровнем выходного напряжения. Оно должно быть несколько больше того, что требуется для инструмента, поскольку часть будет оставаться на элементах стабилизатора. Для нормальной работы стабилизатора требуется, чтобы выпрямленное напряжение превышало стабилизированное на несколько вольт. Слишком много нельзя, поскольку его излишек будет падать на ключевом транзисторе, нагревая его, а низкое значение в ряде случаев приведет к снижению выходного напряжения.

Обратите внимание! После мостового выпрямителя и фильтра значение постоянного напряжение будет превышать входное переменное примерно в 1.4 раза.

Таким образом, блок питания для шуруповерта на 12В требует трансформатор с выходным напряжением 12-14 В переменного тока.

Важно! Транзистор обязательно должен крепиться на радиатор охлаждения.

Использование блока питания компьютера

Собрать блок питания для шуруповерта с двигателем 12В своими руками рационально из блока питания от компьютера. Стандартные напряжения материнской платы и внешних устройств компьютера составляют:

  • + 3.3 В;
  • + 5 В;
  • + 12 В;
  • – 12 В.

Стандартные БП способны выдавать в цепи +12 В ток до 10-15 А, что абсолютно приемлемо для большинства моделей шуруповертов. На разъемах питания необходимое напряжение присутствует на черном (масса) и желтом проводах. Остальные провода не нужны, и их желательно отпаять прямо на плате блока питания, чтобы они не мешались и не создавали повода для замыкания.

В некоторых случаях, возможно, использовать компьютерный блок питания для шуруповерта 14 В. Правда будет наблюдаться небольшое падение мощности. А вот шуруповерты на 16 и 18 Вольт с такими устройствами работать не будут. При наличии квалификации можно внести в схему стандартного блока питания изменения с целью повышения напряжения, но рядовому пользователю такое обычно не под силу.

Обратите внимание! Все сказанное относится к устаревшим, но еще встречающимся блокам питания АТ. Более современные ATX требуют некоторых переделок для возможности включения, поскольку оно организовано на материнской плате компьютера специальной схемой.

При должной аккуратности это можно сделать самостоятельно. Для этого на самом большом разъеме устройства нужно найти провод зеленого цвета. Замыкая его через кнопку на черный провод массы, можно включить блок питания.

Используя любой источник, не требуется вносить каких-либо изменений в конструкцию инструмента. Для подачи напряжения следует воспользоваться корпусом от неисправных аккумуляторов, просверлив в нем отверстия для питающих проводов. Сами проводники нужно аккуратно, не расплавив пластик, припаять к выходным клеммам, строго соблюдая полярность.

Собранную конструкцию требуется поместить в подходящий корпус и, при необходимости, снабдить ручкой для переноски.

Бестрансформаторные устройства

В интернете можно встретить рекомендации по переделке пускорегулирующих устройств мощных люминесцентных ламп (экономок) для использования в качестве блока питания шуруповерта. Но мало где говорится, что такие конструкции имеют гальваническую связь с сетью переменного тока и пользоваться ими небезопасно. Не следует повторять подобные конструкции и подвергаться риску удара электрическим током.

Конструирование внешнего источника может послужить временной мерой в качестве замены аккумуляторов, поскольку именно мобильность и независимость от сети являются основным преимуществом аккумуляторных устройств. Неудобно, когда шнур питания путается и мешает работать, особенно в труднодоступных местах.