Электропривод для швейной машины

Электропривод для швейной машины — начало начал для шитья

Многие из нас учились шить на механических моделях швейных машин. Однако каждый, кто пересел на модель с электроприводом, отмечает быстроту и качество ее работы по сравнению с устаревшим аналогом. Электропривод для швейной машины — это удобное изобретение, которое освобождает руки мастера и положительным образом сказывается на качестве выполнения шиться. Но и здесь следует знать, каким образом работают такие технологии.

Что такое электропривод для швейной машины?

По сути дела, такой привод для швейной машины — это тот двигатель, который приводит устройство в движение. Одно нажатие — и техника начинает работать. Очевидны и такие бонусы аппаратов с использованием подобной технологии:

• возрастает сила прокола иглы;
• возможна работа с более плотными тканями;
• свободными руками можно придерживать или направлять ткань.

Любой электропривод для швейной машины содержит в себе следующие элементы:

• двигатель (мощностью от 150 до 180 Вт);
• педаль привода;
• пас;
• крепление.

Итак, современные устройства полностью рассчитаны под стандартное напряжение сети. Но не только это преимущество выделяет аппараты с электроприводом из числа себе подобных швейных машин. В современных вариантах используются два типа подобных двигателей: один из них представлен сервоприводом, у второго есть сцепление. Как подобрать правильный? Этот вопрос стоит более детального рассмотрения.

Сервопривод для швейных машин: современные разработки в области двигателей устройств для шитья

Сервопривод для швейных машин имеет два главных преимущества:

1. С его помощью можно контролировать скорость двигателя.
2. Он полностью отключается в том случае, если педаль не нажата.

Среди приятных сюрпризов сервоприводов для швейных машин можно выделить следующие:

• потребление на 90% меньше электроэнергии, чем в аналогах со сцеплением;
• маленькая масса всей детали;
• присутствует переключатель для обратного вращения;
• устройство не требует регулировки;
• практичность в использовании (деталь не изнашивается).

Очень удобны такие сервоприводы для швейных машин для тех, кто только начинает осваивать азы шитья. Можно полностью взять контроль над шитьем в свои руки — машинкой будет легче управлять. Однако есть и минус — в минуту будет получаться не слишком большое количество стежков.

Зачем нужен двигатель со сцеплением?

В отличие от сервопривода для швейной машины, двигатель со сцеплением «нацелен» на более «серьезные» вещи — его используют в промышленных целях, там, где требуются большие объемы производства (это и производство одежды, и обшивка мягкой мебели, и многие другие отрасли). Здесь важно учитывать такой момент — скорость подобного электропривода для швейной машины невозможно будет отрегулировать. В подобном случае эта величина оказывается постоянной и неконтролируемой. Зато подобные машинки отлично подходят для того, чтобы шить ими толстые материалы.

Старая добрая знакомая: швейная машина с ножным приводом

Швейная машина с ножным приводом послужила прототипом для появления описываемых современных электродвигателей. В некоторых семьях такие модели сохранились до сих пор (и отлично функционируют). Это обстоятельство служит поводом к тому, чтобы рассмотреть подобный вариант несколько подробнее.

Как и современные электроварианты, такие модели отлично освобождают руки и имеют большую скорость вращения махового колеса (в сравнении с теми моделями, которые работают от ручного привода). Это, конечно же, улучшает скорость работы и саму производительность труда швеи.

Сам механизм работы подобного устройства имеет несколько иные принципы деятельности:

1. У ножного привода есть педаль, которая установлена на винтах в центре — она работает от ног сидящего за аппаратом человека.
2. Такое движение при помощи определенных деталей становится вращательным и идет на пусковое колесо.
3. В свою очередь, в желобе пускового колеса есть ремень, который и будет приводить в движение шкив махового колеса, который находится на главном машинном вале. Таким образом швейная машинка приводится в движение.

Привод швейной машины: схема

Ремонтировать подобные устройства — прерогатива мастеров-профессионалов, но иметь общие представления о работе электропривода для швейной машины должен каждый садящийся за такую технику человек. Попробуем доступно рассказать о принципах работы этой системы:

1. Универсальный электропривод для швейных машин (имеется в виду сервовариант) будет содержать короткозамкнутый асинхронный трехфазный электродвигатель.
2. Управление происходит посредством микропроцессора через инвертор. Его вход связан с блоком памяти.
3. Электропривод для швейных машин имеет датчик скорости шитья, который установлен на ведомом валу у ременной передачи. Подобный датчик соединен с блоком коррекции скорости шитья. Последний соединяется еще и с блоком памяти. На выходе подобная деталь представлена микропроцессором для осуществления изменения скорости.
4. Электродвигатель работает от коммутируемого тока повышенной номинальной частоты 400-450 Гц.

Для тех, кто знаком с основами электроники, полезной может оказаться следующая схема привода швейной машины, которая приведена ниже:

Электропривод для швейной машины: основы безопасной работы

Следует знать о некоторых мерах безопасности при взаимодействии с такими устройствами. Дело в том, что наряду с современными машинками, у многих остались еще старые аналоги подобных деталей. Однако пользоваться ими бывает опасно для жизни: в частности, это касается польского варианта TUR-2, который однозначно не будет работать так, как в старые добрые времена. Уже через неделю современной эксплуатации он может начать искриться и издавать неприятный запах, а любые изгибы способны оголять изоляцию. Это связано с тем, что срок действия такого привода прошел и не следует пытаться поставить его на вышедший из строя (например, в бытовую машину типа Чайка).

Любой другой современный электропривод с мотором в комплекте отлично подойдет для установки даже на таких «динозаврах», как «Чайка», «Тула», «Подольск», «Волга» и даже для некоторых старых импортных машинах как VERITAS, SINGER, TEXTIMA, RADOM, FAMULA. В любом случае, операцию замены лучше всего доверить специалисту.

Вам понравилась эта статья? Поделитесь ею с друзьями!

Радиосхемы Схемы электрические принципиальные

Мы в социальных сетях

Главное меню

Реклама на сайте

Блок управления электродвигателем швейной машины

Электроника в быту

Н. ШУКОВ, г. Гомель, Беларусь
Радио, 2002 год, № 9

Бытовые швейные машины нередко электрифицируют, устанавливая коллекторный двигатель МШ-2, питаемый от сети переменного тока 220 В, 50 Гц. Управление этим двигателем с помощью штатной педали ненадежно, кроме того, ее не всегда удается приобрести. В предлагаемой конструкции применена самодельная педаль, снабженная оптическим датчиком положения, причем резкое нажатие на нее вызывает форсированный разгон двигателя. Заданная педалью частота вращения не изменяется под характерной для швейных машин переменной нагрузкой на вал двигателя. Имеется возможность ограничить максимальную частоту, причем порог ограничения можно регулировать в процессе шитья.

Схема блока управления

Для увеличения кликните по изображению (откроется в новом окне)

Схема блока управления (без силовых узлов) изображена на рис. 1. Датчиком частоты вращения вала двигателя служит оптрон с открытым оптическим каналом U1, сигналы которого усиливают и формируют транзистор VT1 и триггер Шмитта DD1.1. Как показано на рис. 2 , на корпусе 1 электродвигателя закреплена винтом 2 небольшая плата. Установленный на ней оптрон 3 входит в специально просверленное отверстие корпуса 1. Оптическое окно оптро-на должно находиться на расстоянии 1. 2 мм от насаженной на вал 5 крыльчатки вентилятора 4. На обращенную к оптрону поверхность крыльчатки нанесена маска (см. рис. 2, вид А на деталь 4). Ее рисуют черной и белой красками. Можно также, зачернив поверхность, наклеить на нее полоски фольги. Корректировкой положения оптрона относительно крыльчатки и подборкой номинала резистора R3 добиваются максимального размаха импульсов на коллекторе транзистора VT1 при вращении вала двигателя.

Всего на маске 16 светлых секторов, в результате за один оборот вала на вход одновибратора DD2.1 поступают 16 импульсов. В ответ на каждый из них одновибратор генерирует импульс фиксированной амплитуды и длительности, поэтому постоянная составляющая напряжения на выходе одновибратора пропорциональна частоте вращения. Усиленная и отфильтрованная каскадом на ОУ DA4 постоянная составляющая служит сигналом обратной связи в системе стабилизации частоты вращения. Крутизну зависимости напряжения от частоты устанавливают подстроечным резистором R12.

Конструкция педали показана на рис. 3.

Ее подвижная часть 2 и неподвижное основание 1 соединены пружиной 3, противодействующей нажатию Оптрон 4 (U2 аналогичный U1, см. рис. 1) размещен на основании 1. В зависимости от расстояния от оптрона 4 до отражателя 5, установленного на подвижной части 2, изменяется количество излученного светодиодом оптрона 4 света, вернувшегося к чувствительной поверхности его фототранзистора В результате изменяется ток фототранзистора. Каскад на микросхеме DA1 преобразует ток в напряжение. Номинал резистора R7 выбран таким, что полному ходу педали соответствует изменение напряжения на выходе DA1 от 0 приблизительно до -8 В.

ОУ DA2 — элемент сравнения и усилитель сигнала ошибки системы стабилизации. На его входы поступают сигналы, пропорциональные скорости вращения и положению педали, а выходное напряжение через диод VD5 подано на вход 3 ОУ DA3, служащего компаратором.

Вход 3 компаратора соединен с генератором пилообразного напряжения, состоящего из диодного моста VD1— VD4 и каскада на транзисторе VT2. На мост подано пониженное до 6 В сетевое напряжение. В моменты перехода сетевого напряжения через ноль, когда все диоды моста закрыты, а транзистор VT2 открыт током, текущим через резистор R6, конденсатор С1 заряжается почти до напряжения питания В остальную часть каждого полупериода мгновенное значение сетевого напряжения отличается от нуля, поэтому выпрямленное мостом положительное напряжение, поступая на базу транзистора VT2, удерживает последний в закрытом состоянии. Конденсатор С1 разряжается через резистор R10 Подборкой номинала этого резистора добиваются, чтобы напряжение на конденсаторе не опускалось ниже приблизительно 0,2 В. Иначе вал двигателя будет продолжать вращаться и при отпущенной педали.

Спады импульсов на выходе DA3 совпадают с моментами переходов сетевого напряжения через ноль, а положение фронтов на оси времени зависит от напряжения на выходе ОУ DA2. Через диод \/D6 и резистор R25 импульсы поступают на базу транзистора VT4, в коллекторной цепи которого находятся светодиод оптотиристора U3.1 и ограничительный резистор R28.

На рис. 4 показана схема силовой части блока управления, нумерация ее элементов продолжает начатую на рис. 1.

Тиристор U3.2 в диагонали моста VD8 открывается в каждом полупериоде с началом светового импульса, создаваемого светодиодом U3.1. На электродвигатель М1, включенный во вторую диагональ моста VD8, поступает сетевое напряжение. Тем, что открывающий тиристор световой импульс продолжается до конца полупериода, предотвращают преждевременные (до окончания полупериода) закрывания тиристора из-за свойственных коллекторным двигателям кратковременных нарушений контакта в щеточном узле.

Вернемся к рис. 1. Кроме узлов, рассмотренных выше, в устройстве имеется ограничитель среднего значения напряжения, подаваемого на двигатель. Ограничитель состоит из одновибратора DD2.2 и транзисторного ключа VT3. Спад каждого управляющего импульса (совпадающий по времени с нулевым мгновенным значением сетевого напряжения) запускает одновибратор DD2.2, импульсы которого открывают транзистор VT3. В результате транзистор VT4, а с ним и оптотиристор U3 не могут открыться, пока импульс одновибратора не закончится. За счет этого среднее напряжение на двигателе не может превысить значения, зависящего от положения движка переменного резистора R24.

Практика показала, что нередко при слишком низком пороге ограничения двигатель не может стартовать под нагрузкой, хотя нормально работает после предварительного разгона. В связи с этим обстоятельством предусмотрен узел принудительного отключения ограничителя, собранный на ОУ DA5. Пока напряжение на выводе 6 DA4, пропорциональное частоте вращения, по абсолютной величине меньше порога, установленного подстроечным резистором R20, напряжение на выходе DA5 — отрицательное, диод VD7 закрыт и низкий логический уровень напряжения на входе R одновибратора DD2.2 запрещает работу последнего, позволяя двигателю уверенно стартовать. С ростом частоты вращения низкий уровень на входе R DD2.2 сменяется высоким, разрешая работу одновибратора.

Блок можно питать от любого стабилизированного источника с выходными напряжениями +9 и -9 В, способного отдавать ток не менее 100 мА по цепи положительного напряжения и 30 мА — отрицательного. Переменное напряжение 6 В подают на диодный мост VD1—VD4 от отдельной вторичной обмотки сетевого трансформатора. Если такой обмотки нет, можно воспользоваться дополнительным понижающим трансформатором, дающим нужное напряжение.

В блоке использованы постоянные резисторы МЛТ, переменный R24 — СП-1; подстроечные R12, R20 — СПО-0,15. Конденсаторы С1, СЗ, С5 — металлопленочные, С7 — МБГЧ, оксидные С2, С4, С6 — К50-35. Транзисторы КТ502В можно заменить на КТ502А, КТ502Д, КТ502Е, КТ361Б, КТ361В, КТ361Г, а КТ503В — на КТ503А, КТ503Д, КТ503Е, КТ315Б, КТ315В, КТ315П. Вместо микросхемы К564АГ1 подойдет ее зарубежный аналог CD4098B, вместо КР140УД608 — К140УД6, К140УД7, КР140УД708. Диодный мост КЦ405Б можно заменить на КЦ402А, КЦ403А, КЦ403Б, КЦ403В, диоды КД509А — на КД503А, КД510А, КД518А.

Ненагруженный двигатель МШ-2 при номинальном питающем напряжении может развить очень высокую скорость (до 20000 мин -1 ). Поэтому желательно, чтобы во время налаживания блока управления двигатель был механически нагружен приводом швейной машины, работающей вхолостую (без ткани и ниток). Для швейных машин большинства типов максимальная частота вращения вала двигателя в этих условиях — приблизительно 3000 мин -1 , что соответствует частоте повторения импульсов одновибратора DD2.1800 Гц.

Длительность этих импульсов должна составлять 0,8 мс. Если при максимальной частоте вращения вала двигателя входит в насыщение ОУ DA4, длительность нужно уменьшить. Ее корректируют подборкой номинала резистора R16. Длительность импульсов одновибратора DD2.2 должна с помощью переменного резистора R24 изменяться в интервале 2. 6 мс.

Нажав на педаль до упора и перемещая движок подстроенного резистора R12 слева (по схеме) направо, установите его в положение, начиная с которого частота вращения вала двигателя уменьшается. Подстроенный резистор R20 регулируют по наиболее уверенному пуску двигателя под нагрузкой.

Если налаживать блок управления приходится с ненагруженным двигателем, обороты последнего можно уменьшить до необходимых 3000 с -1 с помощью переменного резистора R24, при необходимости временно изменив номиналы его и резистора R22.