Έλεγχος ταχύτητας κινητήρα DC

Από την ηλεκτρομηχανική χαρακτηριστική εξίσωση μόνιμο κινητήρα ανεξάρτητη διέγερση, προκύπτει ότι υπάρχουν τρεις πιθανοί τρόποι ελέγχου της γωνιακής της ταχύτητας:

1) ρύθμιση αλλάζοντας την τιμή αντίστασης του ρεοστάτη στο κύκλωμα οπλισμού,

2) ρύθμιση με αλλαγή της ροής διέγερσης του κινητήρα F,

3) ρύθμιση με αλλαγή της τάσης που εφαρμόζεται στην περιέλιξη του οπλισμού του κινητήρα U... Το ρεύμα κυκλώματος οπλισμού AzI και η ροπή M που αναπτύσσεται από τον κινητήρα εξαρτώνται μόνο από το μέγεθος του φορτίου στον άξονά του.

Εξετάστε την πρώτη μέθοδο ελέγχου της ταχύτητας ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος αλλάζοντας την αντίσταση στο κύκλωμα οπλισμού ... Το διάγραμμα κυκλώματος κινητήρα για αυτήν την περίπτωση φαίνεται στο Σχ. 1, και τα ηλεκτρομηχανικά και μηχανικά χαρακτηριστικά φαίνονται στο Σχ. 2, α.

Ρύζι. 1. Διάγραμμα κυκλώματος κινητήρα συνεχούς ρεύματος με ανεξάρτητη διέγερση

Ρύζι. 2. Μηχανικά χαρακτηριστικά κινητήρα συνεχούς ρεύματος σε διαφορετικές αντιστάσεις κυκλώματος οπλισμού (α) και τάσεις (β)

Αλλάζοντας την αντίσταση του ρεοστάτη στο κύκλωμα οπλισμού, είναι δυνατό σε ονομαστικό φορτίο να ληφθούν διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες του ηλεκτροκινητήρα με τεχνητά χαρακτηριστικά — ω1, ω2, ω3.

Ας αναλύσουμε αυτή τη μέθοδο ελέγχου της γωνιακής ταχύτητας των κινητήρων συνεχούς ρεύματος χρησιμοποιώντας τους κύριους τεχνικούς και οικονομικούς δείκτες. Δεδομένου ότι αυτή η μέθοδος ρύθμισης αλλάζει την ακαμψία των χαρακτηριστικών σε ένα ευρύ φάσμα, τότε σε ταχύτητες κάτω από το ήμισυ της ονομαστικής, η σταθερότητα της λειτουργίας του κινητήρα επιδεινώνεται απότομα. Για το λόγο αυτό, το εύρος ελέγχου ταχύτητας είναι περιορισμένο (e = 2 — H).

Με αυτή τη μέθοδο, η ταχύτητα μπορεί να μειωθεί από τη βασική, κάτι που αποδεικνύεται από τα ηλεκτρομηχανικά και μηχανικά χαρακτηριστικά. Είναι δύσκολο να εξασφαλιστεί υψηλή ομαλότητα ρύθμισης, καθώς θα απαιτηθεί σημαντικός αριθμός βημάτων ελέγχου και αντίστοιχα μεγάλος αριθμός επαφών. Η πλήρης χρήση του κινητήρα για ρεύμα (θέρμανση) σε αυτή την περίπτωση επιτυγχάνεται με σταθερή ρύθμιση της ροπής φορτίου.

Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η παρουσία σημαντικών απωλειών ισχύος κατά τη ρύθμιση, οι οποίες είναι ανάλογες με τη σχετική μεταβολή της γωνιακής ταχύτητας. Το πλεονέκτημα της θεωρούμενης μεθόδου ελέγχου γωνιακής ταχύτητας είναι η απλότητα και η αξιοπιστία του κυκλώματος ελέγχου.

Δεδομένων των υψηλών απωλειών στον ρεοστάτη σε χαμηλές ταχύτητες, αυτή η μέθοδος ελέγχου ταχύτητας χρησιμοποιείται για κινητήρες με βραχυπρόθεσμους και διακοπτόμενους-μικρούς κύκλους λειτουργίας.

Στη δεύτερη μέθοδο, ο έλεγχος της γωνιακής ταχύτητας των κινητήρων συνεχούς ρεύματος ανεξάρτητης διέγερσης πραγματοποιείται αλλάζοντας το μέγεθος της μαγνητικής ροής λόγω της εισαγωγής ενός πρόσθετου ρεοστάτη στο κύκλωμα της περιέλιξης διέγερσης. Όταν η ροή εξασθενεί, η γωνιακή ταχύτητα του κινητήρα τόσο υπό φορτίο όσο και σε στροφές ρελαντί αυξάνεται, και όταν αυξάνεται ο ρυθμός ροής, μειώνεται. Είναι πρακτικά δυνατή η αλλαγή της ταχύτητας μόνο λόγω του κορεσμού του κινητήρα.

Καθώς η ταχύτητα αυξάνεται με την εξασθένηση της ροής, η επιτρεπόμενη ροπή του κινητήρα συνεχούς ρεύματος αλλάζει σύμφωνα με το νόμο της υπερβολής, ενώ η ισχύς παραμένει σταθερή. Εύρος ελέγχου ταχύτητας για αυτήν τη μέθοδο e = 2 — 4.

Τα μηχανικά χαρακτηριστικά για διαφορετικές τιμές ροής κινητήρα φαίνονται στο Σχ. 2i και 2, b, από τα οποία φαίνεται ότι τα χαρακτηριστικά εντός του ονομαστικού ρεύματος έχουν υψηλό βαθμό ακαμψίας.

Οι περιελίξεις πεδίου των ανεξάρτητα διεγερμένων κινητήρων συνεχούς ρεύματος έχουν σημαντική επαγωγή. Επομένως, με μια βαθμιδωτή αλλαγή στην αντίσταση του ρεοστάτη στο κύκλωμα περιέλιξης πεδίου, το ρεύμα και επομένως η ροή θα αλλάξουν εκθετικά. Από αυτή την άποψη, ο έλεγχος γωνιακής ταχύτητας θα εκτελείται ομαλά.

Τα κύρια πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου ελέγχου ταχύτητας είναι η απλότητα και η υψηλή απόδοση.

Αυτή η μέθοδος ελέγχου χρησιμοποιείται σε ηλεκτροκινητήρες ως βοηθητικός, παρέχοντας αύξηση στην ταχύτητα ρελαντί του μηχανισμού.

Ο τρίτος τρόπος ελέγχου της ταχύτητας είναι η αλλαγή της τάσης που εφαρμόζεται στην περιέλιξη του οπλισμού του κινητήρα.Η γωνιακή ταχύτητα ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος, ανεξάρτητα από το φορτίο, ποικίλλει σε ευθεία αναλογία με την τάση που εφαρμόζεται στον οπλισμό. Δεδομένου ότι όλα τα χαρακτηριστικά ελέγχου είναι άκαμπτα και ο βαθμός ακαμψίας τους παραμένει αμετάβλητος για όλα τα χαρακτηριστικά, η λειτουργία του κινητήρα είναι σταθερή σε όλες τις γωνιακές ταχύτητες και επομένως παρέχεται ένα ευρύ φάσμα ελέγχου ταχύτητας ανεξάρτητα από το φορτίο. Αυτό το εύρος είναι 10 και μπορεί να επεκταθεί με ειδικά σχήματα ελέγχου.

Με αυτή τη μέθοδο, η γωνιακή ταχύτητα μπορεί να μειωθεί και να αυξηθεί σε σχέση με τη βασική. Η επιτάχυνση περιορίζεται από τις δυνατότητες της πηγής τάσης AC και το Unomer του κινητήρα.

Εάν η πηγή ισχύος παρέχει τη δυνατότητα συνεχούς μεταβολής της τάσης που εφαρμόζεται στον κινητήρα, τότε ο έλεγχος της ταχύτητας του κινητήρα θα είναι ομαλή.

Αυτή η μέθοδος ελέγχου είναι οικονομική επειδή ο έλεγχος γωνιακής ταχύτητας ενός ανεξάρτητα διεγερμένου κινητήρα συνεχούς ρεύματος εκτελείται χωρίς πρόσθετες απώλειες ισχύος στο κύκλωμα τροφοδοσίας οπλισμού. Για όλους τους παραπάνω δείκτες, αυτή η μέθοδος ρύθμισης είναι η καλύτερη σε σύγκριση με την πρώτη και τη δεύτερη.