Блок управления с электронной защитой для электроинструмента БУЭ-ТП6

Назначение



Информация о новой разработке может быть полезной предприятиям - производителям электроинструмента, как профилактическое техническое решение многочисленных конфликтов между продавцами или производителями, с одной стороны, и покупателями или пользователями, с другой стороны.

Как тщательно не регламентируй в сопроводительной инструкции режим работы электроинструмента, всё равно найдётся немало умельцев, которые всё сделают не так.

Инструкции большинство покупателей читают подобно заупокойной молитве, после того как, испустив последний дымовой выдох, инструмент укладывается в гробик (красиво оформленную упаковочную коробку) и с «обоснованной» претензией отправляется изготовителю.

Увы, изготовитель, в большинстве случаев, не может опротестовать претензию и вынужден произвести замену. Действительно, повреждений корпуса нет, очевидных свидетельств нарушения режима работы также нет. Назначать каждый раз экспертизу? Накладно. Недобросовестный потребитель может предъявлять испорченный перегрузкой инструмент хоть ежедневно.

Новая разработка позволит Вам , уважаемые производители электроинструмента, во-первых, повысить надёжность вашей продукции , во-вторых, значительно снизить количество рекламаций и необоснованных претензий, в третьих, получить весомый технический аргумент для рекламной компании по продвижению своего электроинструмента, как минимум на российском рынке, который стремительно заполняется высококачественными зарубежными электромашинами, оснащёнными современной электроникой.

По имеющимся у нас данным, задачу защиты по току и температуре в типовом конструктивном исполнении БУЭ (при разумной цене) ещё никто не решил. Нам важна Ваша конструктивная оценка этого направления развития БУЭ, поэтому прошу Вас сообщить об актуальности этой работы для вашего предприятия по адресу, указанному ниже.

Блок управления БУЭ-ТП6 представляет собой тиристорный фазовый регулятор мощности с электронной защитой от перегрузки и превышения допустимой температуры.

БУЭ-ТП6 предназначен для применения в составе электроинструмента с коллекторным двигателем.

БУЭ-ТП6 позволяет плавно регулировать мощность на валу коллекторного электродвигателя, обеспечивает автоматическое выключение двигателя при превышении допустимой нагрузки на его валу (превышение допустимого тока через обмотку). Защита двигателя от перегрузки - термотоковая, это позволяет предохранить не только двигатель, но и сам БУЭ-ТП6. Двигатель также автоматически выключится, если температура в зоне расположения регулятора превысит допустимое значение (например, 85^оС).

При увеличении температуры окружающей среды время непрерывной работы до срабатывания защиты уменьшается.После срабатывания защиты (автоматического выключения) самопроизвольного включения электроинструмента (после снятия нагрузки или охлаждении) не происходит.

Повторное включение инструмента (после снятия нагрузки или охлаждения) возможно только после 1... 3 секундного отключения электроинструмента от сети (штатным выключателем БУЭ или сетевой вилкой).

В БУЭ-ТП6 применяется гибридная толстоплёночная технология на керамической подложке. Полупроводниковые приборы - российского производства (ЗАО «СМ-Полидекс»). Их производство сертифицировано на соответствие международному стандарту ISO9002. На рис.2 БУЭ-ТП6 представлено в полуразобранном виде так, что видна керамическая плата гибридной микросхемы с установленными SMD компонентами.

Рис.2 БУЭ с гибридной схемой Рис.3 Схема подключения БУЭ-ТП6

На рисунке 4 представлены зависимости времени срабатывания защиты от температуры окружающей среды для шести образцов БУЭ. В качестве нагрузки для БУЭ использовался двигатель. Испытания проходили в термокамере.

Рис.4 Зависимости времени срабатывания от температуры окружающей среды

Если в процессе длительной работы двигатель сильно нагружается, то происходят многократные срабатывания защиты, причём интервал времени между срабатываниями уменьшается. Таким образом, обеспечивается защита двигателя от выхода из строя. Потребитель вынужден выбирать такой режим работы, чтобы двигатель успевал охлаждаться. На рис. 5 показаны зависимости времени срабатывания защиты от температуры окружающей среды для каждого из трех последовательных включений для одного из испытуемых образцов. Между включениями проходило не более четырех секунд.

На рис.6 дана таблица, показывающая зависимости времени срабатывания защиты от нагрузки и температуры окружающей среды. По ней можно судить о пределах применяемости данного БУЭ-ТП6. Например, если это изделие БУЭ поставить в дрель с двигателем номинальной мощностью 400Вт (что соответствует току 1.8А), то на холостых оборотах (ток примерно 400mA) дрель может работать неопределённо долго. На номинальной мощности (ток 1,8А) при постоянной нагрузке и при комнатной температуре потребитель может непрерывно работать до 5 минут. В большинстве случаев эксплуатации номинальная мощность достигается периодически , поэтому потребитель вряд ли будет испытывать неудобства от срабатываний защиты. При превышении номинального тока в 2-2.5 раза защита сработает при любой температуре окружающей среды за время обратно пропорциональное перегрузке.

Рис.5 Зависимость времени непрерывной работы нагрузки и от температуры окружающей средыдля трёх последовательных включений.

Температура -50 -20 10 40 70 1 вкл         106 1.3А 2 вкл         27 3 вкл         20 1 вкл       337 42 1.8А 2 вкл       110 10 3 вкл       67 6 1 вкл     212 74 20 2.5А 2 вкл     90 18 4 3 вкл     52 14 1 1 вкл 67 53 31 15 2 4.5А 2 вкл 21 11 8 3   3 вкл 13 8 5 2   Рис.6 Зависимость времени непрерывной работы нагрузки и от температуры окружающей среды. Время срабатывания защиты не определено (......1 0 мин .) Время срабатывания защиты меньше 1сек

Следует иметь в виду свойства двигателей, которые могут подключаться к БУЭ-ТП6. Испытания показали, что при непрерывной работе из-за разогрева двигателя в допустимых пределах сопротивление его обмоток растёт и ток через него уменьшается на 8-10%. Следовательно, таблица на рисунке 6, которая снята для активной нагрузки, отражает только общие зависимости. Для каждого конкретного двигателя на одном и том же БУЭ-ТП6значения времени срабатывания защиты могут быть несколько выше значений, указанных в таблице.

Угол отпирания тиристора в схеме БУЭ-ТП6 зависит от характера нагрузки. При активной нагрузке угол отпирания составляет 2mS, при подключении в качестве нагрузки двигателя на холостом ходу (активно-индуктивная нагрузка) угол отпирания уменьшается до
1.3... 1.5mS. Если вал двигателя механически нагрузить, то угол отпирания уменьшится до
1.1...1.2mS (потери мощности в БУЭ-ТП6 уменьшаются).

Представленная разработка планируется к внедрению на псковском заводе радиодеталей «Плескава». В первом квартале 2002 года планируется выпустить установочную партию БУЭ-ТП6.