Start Projekty Elektronika Zasilacz do frezarki CNC

Partnerzy

www.prototypy.com

helion

www.elektroda.pl

www.zestawyuruchomieniowe.pl

Kredyty Gdynia

Translate this



Zasilacz do frezarki CNC PDF Drukuj
Ocena użytkowników: / 23
SłabyŚwietny 
sobota, 13 sierpnia 2011 00:00
logoPrezentowany zasilacz projektowany by? z my?l? wykorzystania go do zasilania silnikw krokowych w frezarce sterowanej komputerowo. Urz?dzenie sk?ada si? z uk?adu start stop z sygnalizacj? stanu pracy, soft-startu transformatora, zasilacza niestabilizowanego i stabilizowanego o napi?ciu wyj?ciowym 12V i obci??alno?ci pr?dowej 1A. Zasilacz zosta? wyposa?ony w szereg zabezpiecze? jak i uk?ad automatycznego roz?adowania kondensatorw po wy??czeniu napi?cia zasilania

Zasilacz niestabilizowany

Projekt zasilacza zawiera w sobie, a? 4 bloki odpowiedzialne za r?ne funkcje. Dla zapewnienia odpowiedniego napi?cia zasilania oraz odpowiedniej wydajno?ci pr?dowej dla sterownikw silnikw krokowych oraz do zasilania logiki p?yty g?wnej frezarki CNC, nale?a?o w jednej konstrukcji zawrze? zasilacz niestabilizowany i stabilizowany. Pierwszy z nich czyli zasilacz niestabilizowany opiera si? o bardzo prost? konstrukcj? rys.1. Zasad? dzia?ania przedstawiono w artykule Zasilanie uk?adw elektronicznych. Napi?cie wyj?ciowe sinusoidalne strony wtrnej transformatora prostowane jest za pomoc? mostka prostowniczego B2. Napi?cie wyprostowane dwupolwkowo trafia do baterii kondensatorw z?o?onej z elementw C3-C5.

Zasilacz_CNC  (1)

Rys. 1. Schemat ideowy zasilacza niestabilizowanego.

Je?eli wypadkowa pojemno?? 30000uF by?a by nie wystarczaj?ca do zaciskw oznaczonych jako DODATKOWA POJEMNO?? mo?na do??czy? kolejne kondensatory. Nale?y jednak pami?ta? o tym by dodatkowe kondensatory ??czy? rwnolegle ze sob?, zachowa? odpowiedni? polaryzacj? na wej?ciu oraz by napi?cie maksymalne pracy kondensatorw nie by?o ni?sze ni? napi?cie wyj?ciowe zasilacza niestabilizowanego.  Zasilacz projektowany by? na napi?cie nie wi?ksze ni? 50V dlatego zastosowano w nim kondensatory 10000uF/50V. Istnieje mo?liwo?? zmiany napi?cia wyj?ciowego na wy?sze, ale nale?y zmieni? kondensatory na takie by poprawnie pracowa?y przy za?o?onym napi?ciu. Po na?adowaniu kondensatorw i wy??czeniu uk?adu bez obci??enia na zaciskach wyj?ciowych OUT1-OUT4 i GND2 przez d?ugi czas utrzymywa? si? mo?e napi?cie. Dzieje si? tak za spraw? energii zgromadzonej w znacznej pojemno?ci zasilacza. Przypadkowe zwarcie zaciskw wyj?ciowych spowodowa?o by gwa?towne roz?adowanie kondensatorw, a nawet ich uszkodzenie. Dla zapobiegni?cia tych niepo??danych efektw zastosowano rezystor roz?adowczy R9, ktry w chwili wy??czenia napi?cia zasilania zostaje w??czony dzi?ki stykom przeka?nika RL2 pomi?dzy zaciski wyj?ciowe + i - zasilacza niestabilizowanego, roz?adowuj?c ?adunek zgromadzony w baterii kondensatorw.  Zastosowanie zasilacza niestabilizowanego podyktowane by?o zwrotem energii do zasilacza podczas hamowania silnikw krokowych na co nie pozwoli? by zasilacz stabilizowany. Zabezpieczenia wyj?ciowe F2 - F5 powinny zosta? dobrane zgodnie z obci??eniem ka?dego z wyj??. W projekcie zak?adano, ?e 3 wyj?cia obci??one b?d? pr?dem mniejszym ni? 3A wynikaj?cym z pr?du znamionowego silnikw krokowych dlatego zastosowano 3 bezpieczniki topikowe i pr?dzie znamionowym 3A. Czwarte wyj?cie stanowi rezerw? i b?dzie wykorzystane do zasilania 4 osi frezarki w p?niejszym czasie.

Zasilacz stabilizowany

Dla poprawnej pracy p?yty g?wnej frezarki CNC a w szczeglno?ci przeka?nikw na niej zainstalowanych niezb?dne by?o doprowadzenie napi?cia stabilizowanego 12V. Do tego celu zaprojektowano zasilacz stabilizowany oparty o stabilizator liniowy 7812 i kilka elementw biernych. Zasad? dzia?ania przedstawiono w artykule Zasilanie uk?adw elektronicznych. Schemat zasilacza stabilizowanego rys. 2 zaczerpni?to z noty katalogowej producenta stabilizatora. Do zabezpieczenia wyj?scia zasilacza stabilizowanego zastosowano bezpiecznik topikowy F6 o pr?dzie znamionowym 1A.

Zasilacz_CNC  (2)

Rys. 2. Schemat ideowy zasilacza stabilizowanego.


Uk?ad START-STOP

Uk?ad start stop zrealizowano w oparciu o jeden przeka?nik RL1 z dwoma niezale?nymi stykami. Wej?cia oznaczone jako START SW (NO) oraz STOP SW (NC) s?u?? do pod??czenia Przyciskw START i STOP zasilacza. Przycisk chwilowy START powinien by? typu NO (normalnie otwarty), natomiast przycisk STOP typu NC (normalnie zwarty). Obra przyciski chwilowe powinny umo?liwia? prac? przy napi?ciu przemiennym 230V, z tego powodu kategorycznie nie nadaj? si? do tego celu przyciski typu microswitch. Do zaciskw STOP SW (NC) mo?na pod??czy? wi?cej ni? jeden przycisk. Mo?e to by? na przyk?ad wy??cznik kra?cowy zamontowany w obudowie rozdzielni urz?dzenia, tak ?e otwarcie pokrywy lub drzwi rozdzielni spowoduje rozwarcie jego stykw i natychmiastowe wy??czenie zasilacza. Mo?na rwnie? pod??czy? przycisk awaryjnego zatrzymania, tzw. E-stop ktrego u?ywa si? w razie niebezpiecze?stwa lub awarii urz?dzenia. Wszystkie przyciski STOP nale?y ??czy? szeregowo. Podobnie sprawa wygl?da z przyciskami START. Mo?na pod??czy? rwnie? wi?cej ni? jeden przycisk w??czaj?cy urz?dzenie. Kolejne przyciski nale?y jednak ??czy? rwnolegle. Do zaciskw LAMP START i LAMP STOP mo?na pod??czy? lampki kontrolne wskazuj?ce prac? urz?dzenia (LAMP START) lub jego zatrzymanie (LAMP STOP). Najlepiej do tego celu wykorzysta? popularne neonwki w kolorze zielonym i czerwonym. Lampi powinny by? przystosowane do pracy przy napi?ciu sinusoidalnym 230V, nie zaleca si? stosowanie diod LED ze wzgl?du na du?e straty wydzielane na rezystorze ograniczaj?cym pr?d diody.

Uk??d SOFT START

Ostatni z opisywanych blokw sk?adaj?cych si? na zasilacz do frezarki CNC to uk?ad mi?kkiego startu transformatora zwany z ang. soft-start. Transformator toroidalny znacznej mocy jaki zastosowano w tym projekcie podczas za??czenia do sieci elektroenergetycznej wraz o obci??eniem jakim jest pusta bateria kondensatorw potrafi sprawi? przykre niespodzianki. Najcz??ciej ko?czy si? to na zadzia?aniu jednego bezpiecznika lub wy??cznika nadpr?dowego, ale w skrajnych wypadkach mo?e wywo?a? zadzia?anie zabezpieczenia g?wnego. Dzieje si? tak za spraw? chwilowego pr?du rozruchowego transformatora (pr?d magnesowania), ktry przy du?ych transformatach mo?e osi?ga? znaczne warto?ci. Spraw? pogarszaj? w??czone po stronie wtrnej baterie kondensatorw o znacznej pojemno?ci, ktre w chwili za??czenia stanowi? zwarcie i tym samym wymuszaj? przep?yw bardzo du?ego pr?du z sieci elektroenergetycznej, cz?sto wi?kszego ni? progowe warto?ci zadzia?ania zabezpiecze? nadpr?dowych. Rozwi?zaniem tego problemu jest zastosowany tutaj uk?ad soft start. Strona pierwotna transformatora zasilana jest przez 4 rezystory du?ej mocy R3-R6, ktre ograniczaj? pr?d rozruchowy. Zaraz po za??czeniu poprzez zasilacz beztransformatorowy sk?adaj?cy si? z mostka prostowniczego B1, kondensatora C1 oraz rezystorw R1 i R2 ?adowany jest kondensator C2. Po osi?gni?ciu progowego napi?cia zadzia?ania cewki przeka?nika RL2 styki 11 i 14 Zostaj? zwarte bocznikuj?c rezystory ograniczaj?ce pr?d rozruchowy, tak by zasilacz mg? dzia?a? z pe?n? wydajno?ci?. Prze??czenie nast?puje po oko?o 1-2 s po za??czeniu zasilania, jest to czas niezb?dny na cz??ciowe na?adowanie kondensatorw oraz na namagnesowanie rdzenia transformatora toroidalnego co zmniejsza udar pr?dowy. Druga para stykw 21 i 22 przeka?nika RL2 zosta?a wykorzystana do roz?adowywania baterii kondensatorw po wy??czeniu zasilacza o czym pisano wcze?niej. Rezystory R3-R6 nie powinny mie? mocy mniejszej ni? 5W ze wzgl?du na bardzo du?e chwilowe straty. Rezystory montowane pionowo powinny mie? bezwzgl?dnie izolowane wyprowadzenia ze wzgl?du na pojawiaj?ce si? tam napi?cie sieciowe niebezpieczne dla ?ycia i zdrowia cz?owieka.

By zwi?kszy? uniwersalno?? zasilacza zastosowano z??cze szpilkowe JP1 ze zwork? opisane jako WSPLNA MASA ktre pozwala po wyj?ciu zworki  na oddzielenie mas zasilacza niestabilizowanego i stabilizowanego. Zaleca si? jednak ??czenie mas (mo?na zamiast z??cza szpilkowego i zworki wlutowa? zwor? z drutu) je?eli oba zasilacze wykorzystywane s? w jednym urz?dzeniu.

Wszystkie wyj?cia zasilacza zabezpieczone s? bezpiecznikami topikowymi 5x20mm. Pr?d znamionowy bezpiecznikw nale?y dobra? odpowiednio do ka?dego z wyj??. Rwnie? ca?y zasilacz zabezpieczony jest przed przeci??eniem, nale?y jednak zastosowa? tam bezpiecznik zw?oczny o pr?dzie znamionowym odpowiednim do mocy zastosowanych transformatorw. W projekcie zastosowano transformator g?wny o mocy 400VA. Jako zabezpieczenie g?wne F1 zastosowano bezpiecznik topikowy z?oczny o pr?dzie znamionowym 2A.

Zasilacz_CNC  (3)

Rys. 3. Uk?ad START-STOP i SOFT START.

P?ytka drukowana zosta?a wykonana na zlecenie przez zaprzyja?nion? firm? SATLAND Prototype.

UWAGA !!!

W urz?dzeniu wyst?puj? napi?cia niebezpieczne dla ?ycia i zdrowia cz?owieka. Nie zaleca si? konstruowania urz?dzenia przez osoby niedo?wiadczone. Podczas uruchamiania nale?y zwrci? szczegln? uwag? na ods?oni?te wyprowadzenia, na ktrych pojawi? si? mo?e napi?cie sieciowe. Autor urz?dzenia nie ponosi ?adnej odpowiedzialno?ci za szkody i straty spowodowane u?ytkowaniem urz?dzenia oraz nie bierze ?adnej odpowiedzialno?ci za wypadki wynik?e z niew?a?ciwego u?ytkowania urz?dzenia. Nieuwaga podczas u?ytkowania, konstruowania lub uruchomienia urz?dzenia mo?e grozi? ?MIERCI?!

Opis wyprowadze?:

  • START SW (NO) z??cze do pod??czenia przyciskw START normalnie otwartych
  • STOP SW (NC) - z??cze do pod??czenia przyciskw STOP normalnie zwartych
  • START  LAMP z??cze do pod??czenia lampek START (zielona)
  • START  LAMP z??cze do pod??czenia lampek STOP (czerwona)
  • 230V z??cze do pod??czenia napi?cia zasilaj?cego sieciowego 230V
  • TRAFO 1P -  z??cze do pod??czenia przewodw strony pierwotnej transformatora (zasilacz niestabilizowany)
  • TRAFO 1W -  z??cze do pod??czenia przewodw strony wtrnej transformatora (zasilacz niestabilizowany), dodatkowo zastosowano pola lutownicze do przykr?cenia konektorw wi?kszych przewodw lub ich przylutowania
  • TRAFO 2P -  z??cze do pod??czenia przewodw strony pierwotnej transformatora (zasilacz stabilizowany 12V)
  • TRAFO 2W -  z??cze do pod??czenia przewodw strony wtrnej transformatora (zasilacz stabilizowany 12V)
  • +12V podwjne z??cze napi?cia wyj?ciowego sta?ego 12V o obci??alno?ci 1A
  • GND1 masa zasilacza stabilizowanego
  • OUT+ -  poczwrne z?acze wyj?cia zasilacza niestabilizowanego
  • GND2 masa zasilacza niestabilizowanego

Spis elementw:

  • R1 - 1M/0,5W
  • R2 - 220/0,5W
  • R3-R6 - 47/5W
  • R7 - 4,7k/0,5W
  • R8 - 1k
  • R9 - 470/5W
  • C1 - 470nF/400V
  • C2 - 1000uF/35V
  • C3 - C5 - 10000uF/50V
  • C6 - 100uF/25V
  • C7, C8 - 100nF
  • C9 - 100uF/16V
  • X1-X16 - z??cza ARK2 (raster 2,54mm)
  • F1-F6 - gniazdo bezpiecznika topikowego 5x20mm
  • KK1 - radiator na mostek prostowniczy B2
  • B1, B3 - mostek prostowniczy okr?g?y 1A 100V
  • B2 - mostek prostowniczy 25A 100V
  • RL1 - Przeka?nik 40.52.8.230 lub RM84/230V DPDT
  • RL2 - Przeka?nik 40.52.9.012 lub RM94/12V lub RM84/12V DPDT
  • IC1 - Stabilizator napi?cia 7812
  • JP1 - gniazdo szpilkowe 2 piny
  • LED1, LED2 - diody LED
  • Z1,Z3 - zwora z drutu izolowanego 1 mm2
  • Z2 - zwora z drutu 2,5 mm2

Wymiary p?ytki:

Szer (mm).x Wys(mm). 144,75 x 131,75


Pliki do pobrania:

Zasilacz_CNC  (3)

Zasilacz_CNC  (4)

Zasilacz_CNC  (6)

Zasilacz_CNC  (5)

Zasilacz_CNC  (6)

Zasilacz_CNC  (7)

Zasilacz_CNC  (8)

Zasilacz_CNC  (9)

Zasilacz_CNC  (10)

DataOdwiedzinKomentarze
Suma107433
Pt. 1520
Cz. 1420
Śr. 1320
Wt. 1290
 

Komentarze  

 
+6 #1 pr0fab 2011-08-27 19:34
Cytować
 
 
+2 #2 Tomasz Kotarski 2015-10-19 07:24
Witam jaka cena tego cude?ka ?
Cytować
 
 
+2 #3 admin 2015-10-19 13:52
Dzisiaj ju? ci??ko powiedzie? ile kosztowa?y cz??ci. My?l?, ?e co? ko?o 50-60 z? bez transformatora.
Cytować
 

Dodaj komentarz


Kod antysapmowy
Odśwież

Licznik

Artyku? przeczytano: 10755

Sonda

Sk?d wiesz o www.mikrokontrolery.org
 

Statystyka

Użytkowników : 1
Artykułów : 28
Zakładki : 1
Odsłon : 399497

Facebook

Logowanie



www.mikrokontrolery.org, Powered by Joomla! Designed by SiteGround web hosting