Что такое привод постоянного тока?

Что такое привод постоянного тока?

Определение привода постоянного тока

Приводы постоянного тока — это системы, используемые для управления работой двигателей постоянного тока, улучшая такие операции, как скорость, запуск, торможение и реверс.

Механизмы запуска

Запуск приводов постоянного тока включает управление высокими начальными токами для предотвращения повреждения двигателя, обычно за счет изменения сопротивления.

Тормозные системы

Торможение является очень важной операцией для приводов постоянного тока. Необходимость снижения скорости двигателя или его полной остановки может возникнуть в любой момент, и тогда применяется торможение. Торможение двигателей постоянного тока заключается в создании отрицательного момента, при котором двигатель работает как генератор, и, следовательно, движение двигателя противодействуется. Существует три основных типа торможения двигателей постоянного тока:

Регенеративное торможение

Происходит, когда вырабатываемая энергия подается к источнику, или это можно показать с помощью уравнения:

E > V и отрицательный Ia.

Поскольку магнитный поток поля не может быть увеличен сверх номинального значения, регенеративное торможение возможно только тогда, когда скорость двигателя выше номинальной. Характеристики скорости и момента показаны на графике выше. При регенеративном торможении напряжение на выводах возрастает, и, следовательно, источник освобождается от необходимости подавать эту мощность. Именно поэтому нагрузки подключаются к цепи. Таким образом, очевидно, что регенеративное торможение следует использовать только тогда, когда есть достаточно нагрузок для поглощения регенерируемой мощности.

Динамическое или реостатное торможение

Динамическое торможение — это еще один тип торможения приводов постоянного тока, при котором само вращение якоря вызывает торможение. Этот метод также широко используется в системах приводов постоянного тока. Когда требуется торможение, якорь двигателя отключается от источника, и в цепь якоря вводится последовательное сопротивление. Затем двигатель работает как генератор, и ток течет в обратном направлении, что указывает на то, что соединение поля инвертировано. Диаграммы для отдельно возбуждаемых и сериесных двигателей постоянного тока показаны на рисунке ниже.

Когда требуется быстрое торможение, сопротивление (RB) рассматривается как состоящее из нескольких секций. По мере торможения и снижения скорости двигателя, сопротивления отключаются по одной секции, чтобы поддерживать небольшой средний момент.

Противофазное или обратное напряжение торможения.

Противофазное торможение — это тип торможения, при котором напряжение питания меняется, когда возникает необходимость в торможении. В цепь также вводится сопротивление. Когда направление напряжения питания меняется, ток якоря также меняется, что приводит к значительному увеличению обратного электродвижущей силы, и, следовательно, торможению двигателя. Для сериесных двигателей только якорь инвертируется для противофазного торможения. Диаграммы отдельно возбуждаемых и сериесных двигателей показаны на рисунке.

Управление скоростью

Основное применение электроприводов можно описать как необходимость торможения двигателей постоянного тока. Мы знаем уравнение, описывающее скорость вращающегося привода постоянного тока, как

Согласно этому уравнению, скорость двигателя можно контролировать следующими методами

Управление напряжением якоря

Из всех этих методов, управление напряжением якоря предпочитается из-за высокой эффективности, хорошего регулирования скорости и хорошего переходного отклика. Однако единственным недостатком этого метода является то, что он может работать только при скоростях ниже номинальной, так как напряжение якоря не должно превышать номинальное значение. Кривая скорости и момента для управления напряжением якоря показана ниже.

Управление магнитным потоком

Когда требуется управление скоростью выше номинальной, используется управление магнитным потоком. Обычно в обычных машинах максимальная скорость может достигать двойного номинального значения, а для специально разработанных машин это может быть до шестикратного номинального значения. Характеристики момента и скорости для управления магнитным потоком показаны на рисунке ниже.

Управление сопротивлением якоря

Метод управления сопротивлением регулирует скорость путем введения резистора в series с якорем, который рассеивает мощность. Этот неэффективный метод редко используется, обычно только там, где требуется кратковременное управление скоростью, например, в тяговых системах.