Ward Leonard metodoa abiadura-kontrolatzeko edo armatureko tensiorikontrolatzeko
Ward Leonarden abiadura kontrolaren metodoak motorreko armaturari aplikatutako tenperatura aldatuz funtzionatzen du. Abiarazpen hau 1891ean egin zuen lehen aldiz, elektriko motoreen kontrolaren arloan marko handia izan zena. Azpian dagoen irudia Ward Leonarden metodoa erabiliz DC shunt motore baten abiadura kontrolatzeko konexio diagrama adierazten du, sistema konfigurazio eta funtzionamenduaren ikuspegi argi bat ematen duena.
Goian deskribatutako sisteman, M nagusiun DC motorea da, bere biraketarako abiadura kontroloaren helburu duena, G beste aktibatuta dagoen DC generatzaile bat da. Generatzaile G tri fasa motore batez alimentatzen da, indarki motore edo sinkrono motore bat izan daitekeela. AC motore impulsorearen eta DC generatzailearen parekidea oso gehienetan Motor-Generatzaile (M-G) multzo gisa ezagutzen da.
Generatzailearen tenperatura irteerako aldatu daiteke bere eremu-tenperatura aldatuz. Hona hemen aldatutako tenperatura zuzenean nagusiun DC motorearen armaturara emanik, horrek motore M-ren abiaduran aldaketa korrespondentea eragiten du. Abiadura kontrolaren bitartean prestazio kohortasuna lortzeko, motorearen eremu-tenperatura Ifm mantentzen da balio konstante batean, hala ere motorearen eremu-fluxua ϕm estabilizatzen duena. Gainera, motorearen abiadura kontrolatzean, motore armatureko tenperatura Ia regulatzen da bere balio egokitua betetzen duen moduan. Generatutako eremu-tenperatura Ifg aldatuz, armatureko tenperatura Vt zeroetik bere balio egokituaraino aldatu daiteke.
Tenperatura honen aldatzeak motorearen abiadura zeroetik bere abiadura oinarrira aldatzen du. Kontrol-prozesua ekintza-tenperatura Ia eta motorearen eremu-fluxu konstante ϕm batekin exekutatzen denez, momentu konstantea lortzen da, momentua armatureko tenperatura eta eremu-fluxuen arteko produktuaren proportzionala baita abiadura egokitua arte. Momentu eta abiaduren arteko produktuak indar eragiten du, eta momentua kasu honetan konstante denez, indarra abiadurarekiko proportzionala bihurtzen da. Beraz, indar iturria handitu ahala, motorearen abiadura ere handitu egiten da.
Abiadura-kontrol sistemaren momentu eta indar ezaugarriak azpian dagoen irudian adierazten dira, parametro hauek nola interaktatzen diren eta zerrendatik pasatzen diren adierazten duena.
Labur, armatureko tenperatura kontrol metodoak momentu konstantea eta indar aldaezina eskaintzen ditu oinarrizko abiadura baino txikiagoak diren abiaduretan. Bestalde, eremu-fluxu kontrol metodoak parte hartzen du abiadura oinarrizko baino handiagoak direnean. Modu honean, armatureko tenperatura Ia konstante mantentzen da, eta generatzaile tenperatura Vt konstantea da.
Motorearen eremu-tenperatura gutxitzen denean, motorearen eremu-fluxua ere gutxitzen da, horrela eremuak heziketa egiten du abiadura altuagoak lortzeko. Vt Ia eta E Ia konstante direnez, elektromagnetikoaren momentua eremu-fluxu ϕm eta armatureko tenperatura Ia arteko produktuaren proportzionala da. Horrela, motorearen eremu-fluxua gutxitzeak momentuaren murrizketara eraman dezake.
Honen ondorioz, abiadura handitu ahala momentua gutxitzen da. Beraz, eremu kontrol moduan, oinarrizko abiadura baino handiagoak direnean, indar konstantea eta momentu aldaezina lortzen dira. Zabal-saila abiadura kontrol beharrezkoa denean, armatureko tenperatura kontrol eta eremu-fluxu kontrol konbinatuak erabiltzen dira. Konbinazio hau maximoa/minimoaren abiadura erlatiboak 20tik 40ra doazen tarteak ahalbidetzen ditu. Iturri itxi sistemetan, abiadura-tarte hau 200ra hedatu daiteke.
Impulsore motorea indarki motore edo sinkrono motore izan daiteke. Indarki motoreak arrunta dela dela eragina lagunduko du. Aldiz, sinkrono motore bat bere eremu-soberagaritze bidez eragindako gain erregulazio bidez erabil daiteke. Gain erregulatutako sinkrono motoreak erregulazio atzeroko energia sortzen du, horrela beste inductibo karguetatik erditzen den erregulazio atzeroko energia kompentsatzen du, hala erabaki globala hobetuz.
Karga handi eta errepetitiboei aurre egitean, slip ring indarki motore bat erabili ohi da impulsortzaile nagusitzat, eta flywheel bat bere xalerera montatzen da. Konfigurazio hau, Ward Leonard-Ilgner esquema bezala ezagutzen da, osagarri tenperaturaaren fluktuazio handiak saihesteko laguntzen du. Baina sinkrono motore bat impulsore motore gisa dutenean, flywheel bat bere xalerera montatzeak ez du fluktuazioak murrizten, sinkrono motoreak beti abiadura konstante batean ibiliko baita.
Ward Leonarden Impulsortzaileen Aukerak
Ward Leonarden impulsortzaileak zenbait aukera nagusi eskaintzen ditu:
DC motore baten abiadura kontrol mugatugabetik bi noranzketan erraz egitea ahalbidetzen du.
Braking naturaleko aukera du. Sobrerregulatutako sinkrono motore bat erabiliz, erregulazio atzeroko volt-amperak kompentsatzen dira, erabaki globala hobetzeko.
Erregulazio errepetitiboei aurre egiteko aplikazioetan, hala nola landare-lanegietan, flywheel bat duen indarki motore bat erabil daiteke erregulazio errepetitiboa suertatzeko, sistemaren eragina murrizteko.
Klasiko Ward Leonard Sistemaren Arrazoigabetasunak
Erlotzaile Motor-Generatzaile (M-G) multzo beroteko klasiko Ward Leonard sistema honek ondorengo murrizketak ditu:
Sistema hasierako investimendua handia da, DC motore nagusiaren berdin balioa duen motor-generatzaile multzo bat instalatzeko beharrezkoa delako.
Tamaina handia eta pisua handia du.
Instalatzeko espazio handia behar du. Sistema horren oinarriak kostu altua du.
Aldi berean mantentzea beharrezkoa da.
Erabilitako prozesuan galera handiagoa dute.
Efektibotasuna orokorra txikia da.
Impulsortzaileak heriotza handia sortzen du.
Ward Leonarden Impulsortzaileen Aplikazioak
Ward Leonarden impulsortzaileak DC motoreen abiadura kontrol mugatugabetik bi noranzketan erraz egitea beharrezkoa den kasuetan ideala dira. Hona hemen aplikazio arrunt batzuk:
Landare-lanegiak
Elevadorak
Gruak
Paper lanegiak
Diesel-elektriko trenak
Meatxo gorritarrak
Estatiko Ward Leonard Sistemak edo Solid State Control
Aplikazio modernoetan, Estatiko Ward Leonard sistema oso gustatzen da. Sistem honetan, tradizional erlotzaile Motor-Generatzaile (M-G) multzoa solid state konbertsor batez ordeztzen da DC motorearen abiadura kontrolatzeko. Kontrolatutako rectifiers eta choppers konbertsoretan erabili ohi dira.
Iturri elektrikoa AC bada, kontrolatutako rectifiers erabili ohi dira AC iturri finkoa DC iturri aldakorre bihurtzeko. DC iturri baldin badago, choppers erabili ohi dira DC iturri finkotik DC iturri aldakorre lortzeko.
Ward Leonard impulsortzailearen bertsio alternatibobat, elektrikoen kanpo egoerako erregulazio motoreak ere erabil daitezke DC generatzailea erregulatzeko. Adibidez, DC elektriko trenetan, DC generatzailea diesel motore batek edo gas turbine batek erregulatzen du, eta konfigurazio hau erabil daiteke itsasoko propulsio erregulazioetan ere. Sistemetan hauen, regeneratiboko frenatzea ezinezkoa da, energia ezin baita kanporantz marrazten motore erregulatzailearen bidez.
