Регулятор оборотов для коллекторного эл.двигателя без потери мощности

Схема:

Спойлер: Список деталей:

Делали обозначены согласно оригинальной схеме:
R1 - 2 шт. по 36 кОм 2 Вт (в оригинале один резистор на 18 кОм 2 Вт, но он ощутимо греется, поэтому лучше сделать из двух)
R2 - 1 шт. 330 кОм 0,125 Вт
R3 - 1 шт. 180 Ом 0,5 Вт
R4 - 1 шт. 3,3 кОм 0,125 Вт
R5 - 1 шт. 3,3 кОм 0,125 Вт
R6 - надо подбирать по формуле
R7 - 1 шт. 7,5 кОм 0,125 Вт
R8 - 1 шт. подстроечный 470 кОм
R10 - 1 шт. подстроечный 100 кОм
R11 - 1 шт. подстроечный 1 мОм
P1 - 1 шт. переменный резистор 50 кОм (с ручкой регулировки и выключателем)
Симистор BTA16-600
Конденсаторы:
Электролитические
С1 - 1 шт. 22 мкф х 50 вольт
С2 - 1 шт. 4,7 мкф х 50 вольт
С7 - 1 шт. 1 мкф х 50 вольт
Керамические с выводами
С3 - 1 шт 0,015 мкф
С4 - 1 шт 0,15 мкф
С5 - 1 шт 0,1 мкф
Светодиод D3 любой малогабаритный(5 мм) красного цвета. Обозначает перегрузку.
И не забыть про микросхему U2010b

ЗЫ. R14 можно заменить перемычкой

Маленькая печатная плата размером 60х65 мм:

Обозначение элементов соответствует даташиту. Переменный резистор(обозначен P1) с выключателем(чуточку доработанная схема) и контакты выключателя разрывают сетевое напряжение(на схеме этого нет).

Настройка схемы:
Переменный резистор P1 установить на минимальные обороты двигателя, т.е. по схеме движок потенциометра должен быть повернут к резистору R14 на схеме, но, т.к. я его на плате не разводил, то к минусу C7 и подстроечным резистором R8 выставить самые минимальные обороты двигателя. Я сделал, чтобы двигатель не крутился, но на нем уже было около 20-ти вольт. Если сделать, чтобы совсем был ноль, то тогда становится слишком нелинейная зависимость управления резистором R1, т.е. при его повороте сначала двигатель не крутится, а потом резко "срывается с места".
Внимание! Еще пришлось добавить чуточку емкости C3, а иначе за период выдавалось несколько импульсов управления и схема работала неправильно,т.е. обороты двигателя практически не регулировались и двигатель работал на полную. Выяснить причину удалось с помощью осциллографа. Емкость 10n, похоже, рассчитана на 60-герцовую сеть. Я ему добавил параллельно емкость 102K(0,001 мкф), т.е. в итоге C3 получился 0,011 мкф(думаю, можно даже поставить 0,015 мкф) и схема сразу заработала правильно.
Еще одна тонкость - это нужно правильно подбирать резистор R6 под мощность двигателя. Выше представленная формула правильная, но на практике может потребоваться некоторая коррекция по поведению двигателя под нагрузкой. Если резистор великоват, то двигатель довольно резко стартует(т.е. делает слишком большую компенсацию нагрузки, чем надо), а потом отключается, а если резистор будет мал, то не будет обеспечиваться компенсация нагрузки. У меня при расчетном значении 0,37 Ом на практике лучше получилось с 0,33 Ом. Резистором R10 как раз настраивается компенсация нагрузки. Я настраивал так: Включил на средних оборотах и притормаживая вал двигателя через тряпку, выставил этим резистором, чтобы обороты не менялись при изменении нагрузки. Одновременно с этим поглядывал на вольтметр подключенный к двигателю. При увеличении нагрузки на двигатель схема прибавляет напряжение и двигатель крутится с одинаковой скоростью. На максимальных оборотах настраивать бесполезно, т.к. там уже подается полное напряжение сети и обороты компенсировать нечем.
А вот как настраивается и на что действует резистор R11, я так и не понял. Крутил его от одного края до другого и при этом тормозил двигатель, чтобы попытаться "поймать" уровень перегрузки, но может из-за того, что двигатель слишком маломощный и на нем даже в заклиненном состоянии ток не очень большой, перегрузка так и не срабатывала.
ЗЫ. Резистор R3 увеличил на 51 Ом. Импульсы управления с микросхемы идут амплитудой 8 вольт, поэтому R3 можно сделать побольше 180 Ом обозначенных на схеме.

Кому интересно и захочет повторить конструкцию, то выкладываю печатную плату в формате Sprint-Layout 6.0.
Есть разводка и для корпуса Dip16.
В архиве теперь разводка и для SMD и для Dip корпусов U2010b, а также компактная на СМД деталях для гравера.

Добавлена еще плата для гравера, для замены его родной простейшей схемы.
Плата 23х52 мм:


P.S. Рассчитать R6 можно исходя из мощности двигателя по формуле:
R6 = UR6/(Pдвиг/Uпит), где UR6 - напряжение на R6 (250 мВ), Pдвиг - мощность двигателя, Uпит - напряжение питания сети.
Для точила с двигателем мощностью 150 ватт рассчитываем: R6= 0,25/(150/220) = 0,37 Ом