PWM regulátor pro odporovou pilu

23. května 2012 | Autor: Kamil Hrádek Pro výrobu "bublinových" letadel jsem potřeboval jednoduchou a levnou řezačku s PWM regulovaným zdrojem napětí, který by měl univerzální využití i pro jiné účely. Rámy řezačky mám v úmyslu dělat tři. První bude ruční řezačka na malé obrobky s šířkou cca 20cm. Druhá bude rámová pila s šířkou 105cm pro oddělování metrových polystyrenových tabulí. Třetí řezačka bude stolní, přichycená k frézovacímu stolku, rameno bude statické a pohybovat se bude pouze polystyrenem, ale o té někdy příště v samostatném článku.

Jak to funguje

Protože jsem ještě žádnou odporovou pilu nedělal a na internetu jsou informace o potřebném výkonu různé, budu svou řezačku dělat s dostatečnou výkonovou rezervou. Použil jsem proto transformátor ze staré UPSky, který dává při 105VA na sekundárním vinutí 8V AC. Což pokud dobře počítám je 13A na výstupu. Průřez vodičů sekundárního vinutí 4mm tomu i odpovídá. Usměrněním přes Grätzův můstek získávám 8x1,2=9,6V stejnosměrného napětí, které je potřeba vyhladit velkou kapacitou kondenzátoru. Přesnou kapacitu si vypočítat neumím a ani jsem to nechtěl vyhledávat na internetu, proto jsem použil 6 paralelně zapojených elektrolytických kondenzátorů 2,2mF/35V. 6x2,2= 13,2mF celková kapacita. Takto vyhlazené napětí jde už krásně použít pro napájení vlastního regulátoru.
Ten je založený na dvojitém časovači NE556 a pro spínání velkého proudu jsem použil výkonový tranzistor BUZ11, který umí sepnout až 30A. Pro případ většího zahřívání přišroubuji k tranzistoru kus hliníku. Schéma vychází z nějakého datasheetu. Pin č. 4 IO je Reset a sepnutím spínače SP1 začně klopný obvod kmitat. Frekvence kmitů se určuje kapacitou kondenzátoru. Vzal jsem první po ruce a běží to. Potenciometrem se reguluje výkon. Když by místo odporové pily byl motor, potenciometr by reguloval otáčky motoru.
Pozn.: šroub procházející tranzistorem a chladičem nesmí být na - pólu, jinak oscilátor nekmitá (nebo kmitá, ale nejde to).

Schéma

Deska plošného spoje

Tento návrh jsem ale nakonec nepoužil a nakreslil DPS ručně

Stavba řezačky polystyrenu

 

PWM regulátor je umístěný v kovové krabičce strarého opticko-metalického převodníku, na něm je tavnou pistolí přichycena DPS s můstkovým usměrňovačem a vyhlazovacími kondenzátory. To celé je opět přichyceno tavnou pistolí k transformátoru

Jako kryt PWM regulátoru jsem použil 3l kanystr (kapalina do ostřikovačů), protože se mi nechtělo vytvářet či kupovat extra krabici. Kanystr má dostatečnou tuhost a ucho na přenášení se hodí. Transformátor jsem přichytil čtyřmi šrouby M6 25mm k překližkové desce tl. 5mm a to celé skrz dno kanystru je zajištěné matkami s podložkou. Zárověň šrouby slouží i jako nožičky. K překližkové desce jsou ještě přichyceny bukové hranoly, ke kterým se přichytí vruty horní část kanystru.
Horní část kanystru jsem v místě řezu po obvodě vyztužil 1mm hliníkovým páskem šířky 40mm. Přichyceno nýty. Plech jsem trochu natvaroval dovnitř, aby šla horní část kanystru lehce nasazovat. dále jsem udělal otvory pro zásuvku rámové pily, spínač a potenciometr. Kabel napájecího napětí 220V je vyveden hrdlem kanystru a jde krásně smotat dovnitř, tudíž při přenášení nepřekáží. Prodlužovací kabel k odporové pile lze pohodlně odpojit a zásuvky jsou na všech třech pilách stejné. Mohu tak pily střídat bez komplikací s kabely.

Řezací drát

Jako řezací drát jsem použil obyčejný ocelový drát Stabilit 0,6mm prodávaný v Hobbymarketech za cenu cca 50Kč - 17m délky. Protože má řezačka regulaci, mohu výkon snížit na minimum a pak postupně přidávat až do "nejlepšího" efektu, kdy se už nedělají "vlásky" a zároveň se ještě neutavuje polystyren okolo. V případě 1m řezačky se mi osvědčil odporový drát Manganin 0,4mm, ale určitě lze použít i Konstantan nebo Kanthal.

Spínač startuje oscilátor na pin. č.4, potenciometr reguluje výkon - žhavim drát


Pohled na dvě rámové pily


A takhle to vypadá celkově. Ještě dodělat stupnici regulace výkonu na potenciometru.