Що таке привід постійного струму?

Що таке привід постійного струму?

Визначення приводів постійного струму

Приводи постійного струму — це системи, які використовуються для керування роботою двигунів постійного струму, покращуючи операції, такі як швидкість, запуск, гальмування та зміна напрямку обертання.

Механізми запуску

Запуск приводів постійного струму передбачає управління великими початковими струмами, щоб уникнути пошкодження двигуна, зазвичай за допомогою зміни опору.

Системи гальмування

Гальмування є дуже важливою операцією для приводів постійного струму. Потреба у зменшенні швидкості двигуна або повному його зупиненні може виникнути в будь-який момент, і тоді застосовується гальмування. Гальмування двигунів постійного струму полягає в створенні негативного моменту, коли двигун працює як генератор, і, як наслідок, рух двигуна протидіється. Основно розрізняють три типи гальмування двигунів постійного струму:

Регенеративне гальмування

Відбувається, коли генерована енергія підводиться до джерела, або це можна показати за допомогою такого рівняння:

E > V і негативний Ia.

Оскільки магнітний потік не може бути збільшений за межі номінального значення, регенеративне гальмування можливе лише тоді, коли швидкість двигуна вища за номінальну. Характеристики швидкості та моменту показані на графіку вище. Коли відбувається регенеративне гальмування, напруга на з'єднаннях зростає, і, як наслідок, джерело звільнюється від надання цієї кількості енергії. Саме тому навантаження підключаються до контуру. Отже, очевидно, що регенеративне гальмування слід застосовувати лише тоді, коли є достатньо навантажень, щоб поглинати регенеративну енергію.

Динамічне або реостатне гальмування

Динамічне гальмування — це інший тип гальмування приводів постійного струму, де саме обертання якоря призводить до гальмування. Цей метод також широко використовується в системах приводів постійного струму. Коли потрібно гальмувати, якорь двигуна відключують від джерела, і серійний опір вводять через якорь. Тоді двигун діє як генератор, і струм тече в протилежному напрямку, що свідчить про те, що з'єднання магнітного поля змінюється. Схеми окремо збуджених та серійних двигунів постійного струму показані на малюнку нижче.

Коли потрібно швидко зупинити двигун, опір (RB) розглядається як складаючийся з кількох секцій. Коли гальмування відбувається і швидкість двигуна спадає, опори послідовно відключаються, щоб підтримувати невеликий середній момент.

Підключення або гальмування оберненою напругою.

Підключення — це тип гальмування, при якому напруга живлення змінюється, коли виникає потреба у гальмуванні. Також вводиться опір в контур, коли відбувається гальмування. Коли напрямок напруги живлення змінюється, то струм якоря також змінюється, принуждаючи ЕДС до дуже високих значень, і, таким чином, гальмується двигун. Для серійного двигуна при підключенні лише якорь змінюється. Схеми окремо збуджених та серійно збуджених двигунів показані на малюнку.

Керування швидкістю

Основне застосування електричних приводів можна сказати, як потреба у гальмуванні двигунів постійного струму. Ми знаємо рівняння, яке описує швидкість обертання приводів постійного струму, як

Тепер, згідно з цим рівнянням, швидкість двигуна можна керувати наступними методами

Керування напругою якоря

Серед усіх цих методів, керування напругою якоря є переважним через високу ефективність, хороше регулювання швидкості та гарну перехідну відповідь. Але єдиним недоліком цього методу є те, що він може працювати лише при швидкостях нижче номінальної, оскільки напруга якоря не може перевищувати номінальне значення. Крива момент-швидкість для керування напругою якоря показана нижче.

Керування магнітним потоком

Коли потрібно керувати швидкістю вище номінальної, використовується керування магнітним потоком. Зазвичай в звичайних машинах максимальна швидкість може бути дозволена до двох разів більше номінальної, а для спеціально спроектованих машин — до шести разів більше номінальної. Характеристики момент-швидкість для керування магнітним потоком показані на малюнку нижче.

Керування опором якоря

Метод керування опором регулює швидкість, вводячи резистор в серію з якорем, який розсіює енергію. Цей неефективний метод рідко використовується, зазвичай лише там, де потрібне короткотривале керування швидкістю, наприклад, в тягових системах.