Συσκευές ελέγχου ταχύτητας κινητήρα
Οι ασύγχρονοι ηλεκτροκινητήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε κυκλώματα πέδησης αντίθετου ρεύματος. ρελέ ελέγχου ταχύτητας επαγωγής... Ο άξονας εισόδου του ρελέ 5, στον οποίο είναι τοποθετημένος ένας κυλινδρικός μόνιμος μαγνήτης 4, συνδέεται με τον άξονα του ηλεκτροκινητήρα, του οποίου η γωνιακή ταχύτητα πρέπει να ελέγχεται.
Όταν ο ηλεκτροκινητήρας περιστρέφεται, το μαγνητικό πεδίο διασχίζει τα καλώδια του βραχυκυκλώματος 3 του περιστροφικού στάτη 6. Ένα EMF προκαλείται στην περιέλιξη, η τιμή του οποίου είναι ανάλογη με τη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής του άξονα. Υπό την επιρροή του, εμφανίζεται ένα ρεύμα στο πηνίο και προκύπτει μια δύναμη αλληλεπίδρασης, η οποία τείνει να περιστρέφει τον στάτορα 6 προς την κατεύθυνση περιστροφής του μαγνήτη.
Σε μια ορισμένη ταχύτητα περιστροφής, η δύναμη αυξάνεται τόσο πολύ που ο περιοριστής 2, ξεπερνώντας την αντίσταση του επίπεδου ελατηρίου, αλλάζει τις επαφές του ρελέ. Το ρελέ είναι εξοπλισμένο με δύο κόμβους επαφής: 1 και 7, οι οποίοι αλλάζουν ανάλογα με την κατεύθυνση περιστροφής.
Εικόνα 1. Επαγωγικό ρελέ ελέγχου ταχύτητας
Ένα ρελέ ελέγχου ταχύτητας επαγωγής έχει μάλλον πολύπλοκο σχεδιασμό και χαμηλή ακρίβεια που μπορεί να είναι αποδεκτή μόνο για συστήματα χονδροειδούς ελέγχου. Μεγαλύτερη ακρίβεια ρύθμισης της ταχύτητας μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας μια ταχογεννήτρια — μια μικρομηχανή μέτρησης, η τάση στους ακροδέκτες της οποίας είναι ευθέως ανάλογη με την ταχύτητα περιστροφής.
Οι γεννήτριες Tacho χρησιμοποιούνται σε συστήματα ανάδρασης μετάδοσης κίνησης μεταβλητής ταχύτητας με μεγάλο εύρος στροφών και επομένως έχουν ένα σφάλμα μόνο μερικών τοις εκατό. Οι πιο συνηθισμένοι είναι οι ταχογεννήτριες συνεχούς ρεύματος.
Στο σχ. Το σχήμα 2 δείχνει ένα διάγραμμα ενός ρελέ ελέγχου ταχύτητας για έναν ηλεκτροκινητήρα M που χρησιμοποιεί μια ταχογεννήτρια G, το κύκλωμα οπλισμού του οποίου περιλαμβάνει ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ Κ και έναν ρυθμιστικό ρεοστάτη R. Όταν η τάση στους ακροδέκτες οπλισμού της ταχογεννήτριας υπερβαίνει την τάση λειτουργίας, το ρελέ είναι ενεργοποιημένο στο εξωτερικό κύκλωμα.
Εικόνα 2. Ρελέ ελέγχου ταχύτητας με ταχογεννήτρια
Εικόνα 3. Σχηματική γέφυρα στροφόμετρου
Καθώς η αντίσταση του κυκλώματος οπλισμού αυξάνεται, η ακρίβεια του κυκλώματος αυξάνεται. Επομένως, μερικές φορές το ρελέ συνδέεται με την ταχογεννήτρια μέσω ενός ενδιάμεσου ενισχυτή ημιαγωγού. Είναι επίσης δυνατή η χρήση ημιαγωγικών στοιχείων κατωφλίου χωρίς επαφή με σταθερή τάση απόκρισης για το σκοπό αυτό.
Η αξιοπιστία του κυκλώματος μπορεί να βελτιωθεί εάν η ταχογεννήτρια DC αντικατασταθεί από μια ανέπαφη ασύγχρονη ταχογεννήτρια.
Μια ασύγχρονη ταχογεννήτρια έχει έναν κοίλο μη μαγνητικό ρότορα κατασκευασμένο σε μορφή γυαλιού. Ο στάτορας έχει δύο περιελίξεις υπό γωνία 90 ° μεταξύ τους. Ένα από τα πηνία είναι συνδεδεμένο σε δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος.Μια ημιτονοειδής τάση αφαιρείται από την άλλη περιέλιξη, η οποία είναι ανάλογη με την ταχύτητα του ρότορα. Η συχνότητα της τάσης εξόδου είναι πάντα ίση με τη συχνότητα του δικτύου.
Στους σύγχρονους κινητήρες DC Executive, η ταχογεννήτρια είναι ενσωματωμένη στο ίδιο περίβλημα με το μηχάνημα και τοποθετείται στον ίδιο άξονα με τον κύριο κινητήρα. Αυτό μειώνει τον κυματισμό της τάσης εξόδου και βελτιώνει την ακρίβεια της ρύθμισης της ταχύτητας.
Οι ταχογεννήτριες DC τύπου PT-1 με ηλεκτρομαγνητική διέγερση χρησιμοποιούνται συνήθως σε ηλεκτρικούς κινητήρες της σειράς PBST. Υψηλή ροπή κινητήρες συνεχούς ρεύματος Έχω ενσωματωμένο τάχο με μόνιμο μαγνήτη.
Σε περιπτώσεις όπου ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος Μ δεν διαθέτει ταχογεννήτρια, η ταχύτητά του μπορεί να ελεγχθεί μετρώντας το EMF του οπλισμού. Για αυτό, χρησιμοποιείται ένα ταχύμετρο κύκλωμα γέφυρας, το οποίο σχηματίζεται από δύο αντιστάσεις: R1 και R2, οπλισμό Ri και πρόσθετους πόλους της μηχανής Rdp. Τάση εξόδου της γέφυρας στροφόμετρου Uout = U1 — Udp, ή
Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω
Η τελευταία ισότητα ισχύει υπό την προϋπόθεση ότι η μαγνητική ροή του ηλεκτροκινητήρα είναι σταθερή. Συμπεριλαμβανομένου ενός στοιχείου κατωφλίου στην έξοδο της ταχυμετρικής γέφυρας, λαμβάνεται ένα ρελέ που έχει ρυθμιστεί σε μια ορισμένη γωνιακή ταχύτητα περιστροφής. Η ακρίβεια της γέφυρας του στροφόμετρου είναι χαμηλή λόγω της μεταβλητότητας της αντίστασης επαφής της βούρτσας και της ανισορροπίας θέρμανσης της αντίστασης.
Εάν ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος λειτουργεί με τεχνητό χαρακτηριστικό και υπάρχει μεγάλη πρόσθετη αντίσταση στον οπλισμό, η λειτουργία του ρελέ ταχύτητας μπορεί να εκτελεστεί από ένα ρελέ τάσης συνδεδεμένο στους ακροδέκτες του οπλισμού.
Τάση στον οπλισμό του ηλεκτροκινητήρα Uja = E + IjaRja.
Εφόσον I = (U — E) / (Ri + Rext), παίρνουμε Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, τότε ο δεύτερος όρος μπορεί να παραμεληθεί και η τάση ακροδεκτών του οπλισμού μπορεί να θεωρηθεί ευθέως ανάλογη με το emf και την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα.
Εικόνα 4. Έλεγχος ταχύτητας με ρελέ τάσης
Εικόνα 5. Φυγοκεντρικό ρελέ ελέγχου ταχύτητας
Έχουν πολύ απλό σχεδιασμό. φυγοκεντρικοί διακόπτες ταχύτητας... Η βάση του ρελέ είναι μια πλαστική πλάκα πρόσοψης 4, τοποθετημένη σε έναν άξονα, η ταχύτητα περιστροφής του οποίου πρέπει να ελέγχεται. Ένα επίπεδο ελατήριο 3 με μια τεράστια κινητή επαφή 2 και μια σταθερή ρυθμιζόμενη επαφή 1 είναι στερεωμένα στην μπροστινή πλάκα. Το ελατήριο είναι κατασκευασμένο από ειδικό χάλυβα, ο συντελεστής ελαστικότητας του οποίου είναι πρακτικά ανεξάρτητος από τις αλλαγές θερμοκρασίας.
Όταν η πλάκα πρόσοψης περιστρέφεται, μια φυγόκεντρη δύναμη δρα στην κινητή επαφή, η οποία με μια ορισμένη ταχύτητα περιστροφής υπερνικά την αντίσταση του επίπεδου ελατηρίου και αλλάζει τις επαφές. Το ρεύμα παρέχεται στη συσκευή επαφής μέσω δακτυλίων ολίσθησης και βουρτσών, που δεν φαίνεται στο σχήμα. Τέτοιοι ηλεκτρονόμοι χρησιμοποιούνται σε συστήματα σταθεροποίησης ταχύτητας για μικροκινητήρες συνεχούς ρεύματος. Παρά την απλότητά του, το σύστημα διατηρεί ταχύτητα με σφάλμα της τάξης του 2%.
