Ward Leonard სიჩქარის კონტროლი ან არმატურის ვოლტაჟის კონტროლი
Ward Leonard-ის მეთოდი სიჩქარის კონტროლში ფუნქციონირებს მოტორის ორგანზე გამოყენებული ძაბვის რეგულირებით. ეს ინოვაციური მიდგომა პირველად შეიქმნა 1891 წელს და მონაცემად მისცა ელექტრომაგნიტური მოტორების კონტროლის სფეროში მნიშვნელოვანი დამატება. ქვემოთ მოცემული სქემა წარმოადგენს Ward Leonard-ის მეთოდის შესახებ დამატებით ინფორმაციას დირექტ დამხრჩევ მოტორის სიჩქარის კონტროლისთვის, რითაც მოცემულია სისტემის კონფიგურაციისა და ფუნქციონირების გრაფიკული წარმოდგენა.
შესაბამის სისტემაში M წარმოადგენს მთავარ დირექტ მოტორს, რომლის როტაციის სიჩქარის კონტროლი არის მიზანი, ხოლო G წარმოადგენს ცალკე დახარჯულ დირექტ გენერატორს. გენერატორი G გამოიყენება სამფაზიანი მოტორის ძალად, რომელიც შეიძლება იყოს ინდუქციური მოტორი ან სინქრონული მოტორი. AC მოტორის და დირექტ გენერატორის კომპლექტი ჩვეულებრივ უწოდებენ Motor - Generator (M - G) სისტემას.
გენერატორის ძაბვის გამოსახულება შეიძლება გაურკვევილი იყოს გენერატორის ველის დენის რეგულირებით. როდესაც ეს რეგულირებული ძაბვა დირექტად მოტორის ორგანზე გადაიტანება, ეს იწვევს მოტორის M სიჩქარის შესაბამის ცვლილებას. სიჩქარის კონტროლის დროს მოტორის ველის დენი Ifm დარჩება მუდმივი, რაც მისცემს მოტორის ველის ფლქვენს ϕm სტაბილურობას. ადიგამ, მოტორის სიჩქარის კონტროლის დროს, მოტორის ორგანის დენი Ia რეგულირდება მის ნორმატიულ მნიშვნელობამდე. გენერირებული ველის დენი Ifg-ის ცვლილებით, ორგანის ძაბვა Vt შეიძლება რეგულირდეს ნულიდან მის ნორმატიულ მნიშვნელობამდე.
ეს ძაბვის რეგულირება იწვევს მოტორის სიჩქარის ცვლილებას ნულიდან ბაზის სიჩქარემდე. რადგან სიჩქარის კონტროლი ხდება ნორმატიული დენით Ia და მუდმივი მოტორის ველის ფლქვენით ϕm, მიიღება მუდმივი ტორკი, რადგან ტორკი პროპორციულია ორგანის დენისა და ველის ფლქვენის ნამრავლის ნამრავლს ნორმატიულ სიჩქარემდე. რადგან ძაბავანი და სიჩქარე განსაზღვრავს ძალას, და ტორკი არ იცვლება ამ სიტუაციაში, ძალა პროპორციულია სიჩქარეს. შესაბამისად, როგორც ძალის გამოსახულება ზრდის, მოტორის სიჩქარე ასევე ზრდის.
ეს სიჩქარის-კონტროლის სისტემის ტორკისა და ძალის მახასიათებლები წარმოდგენილია ქვემოთ მოცემულ სქემაში, რითაც მოცემულია ამ პარამეტრების ინტერაქციის და ცვლილების გრაფიკული წარმოდგენა.
შეჯამებით, ორგანის ძაბვის კონტროლის მეთოდი საშუალებას აძლევს მუდმივი ტორკის და ცვლადი ძალის განსაზღვრას სიჩქარეებისთვის, რომლებიც ნაკლებია ბაზის სიჩქარეზე. მეორე მხრივ, ველის ფლქვენის კონტროლის მეთოდი შედის მაშინ, როდესაც სიჩქარე აღემატება ბაზის სიჩქარეს. ამ რეჟიმში, ორგანის დენი მუდმივად დარჩება ნორმატიულ მნიშვნელობაზე, ხოლო გენერატორის ძაბვა Vt დარჩება მუდმივი.
როდესაც მოტორის ველის დენი შეიცვლება, მოტორის ველის ფლქვენიც შეიცვლება, რითაც ველი დაიმსახურება უფრო მაღალი სიჩქარის მისაღებად. რადგან Vt Ia და E Ia დარჩება მუდმივი, ელექტრომაგნიტური ტორკი პროპორციულია ველის ფლქვენის და ორგანის დენის ნამრავლის ნამრავლს. შესაბამისად, მოტორის ველის ფლქვენის შემცირება იწვევს ტორკის შემცირებას.
შესაბამისად, ტორკი შემცირდება სიჩქარის ზრდის სიტუაციაში. ასე რომ, ველის კონტროლის რეჟიმში, სიჩქარეებისთვის, რომლებიც აღემატება ბაზის სიჩქარეს, მიიღება მუდმივი ძალა და ცვლადი ტორკი. როდესაც საჭიროა ფართო სიჩქარის დიაპაზონი, გამოიყენება ორგანის ძაბვის კონტროლისა და ველის ფლქვენის კონტროლის კომბინაცია. ეს კომბინირებული მიდგომა შესაძლებელი ახდენს მაქსიმალური და მინიმალური ხელმისაწვდომი სიჩქარეების რაციის შესაბამისად 20-დან 40-მდე დიაპაზონს. დახურული წრედის სისტემებში ეს სიჩქარის დიაპაზონი შეიძლება გაიზრდოს 200-მდე.
მოტორი შეიძლება იყოს ინდუქციური მოტორი ან სინქრონული მოტორი. ინდუქციური მოტორი ჩვეულებრივ ფუნქციონირებს უკუქცევის კოეფიციენტით. სინქრონული მოტორი კი შეიძლება შეიძლება ფუნქციონირებდეს უკუქცევის კოეფიციენტით ველის გადატვირთვით. გადატვირთული სინქრონული მოტორი წარმოქმნის უკუქცევის რეაქტიულ ძაბავს, რაც ასევე კომპენსირებს სხვა ინდუქტიური ტვირთების შემთხვევაში დახარჯულ უკუქცევის რეაქტიულ ძაბავს, რითაც უზრუნველყოფს ძალის კოეფიციენტის უზრუნველყოფას.
როდესაც გვხვდება დიდი და დროებითი ტვირთები, ხშირად გამოიყენება სლიპ-რინგის ინდუქციური მოტორი როგორც მთავარი მოტორი, ხოლო ფლიუტი მის ლირაზე დადგენილია. ეს კონფიგურაცია, რომელიც ცნობილია როგორც Ward Leonard - Ilgener სქემა, დახმარებს დარტყმების დამცირებაში დარტყმის ძაბვაში. თუმცა, როდესაც სინქრონული მოტორი ფუნქციონირებს როგორც მოტორი, ფლიუტის დადგენა მის ლირაზე არ შეიძლება დარტყმების დამცირება, რადგან სინქრონული მოტორი ყოველთვის ფუნქციონირებს მუდმივ სიჩქარეზე.
Ward Leonard სისტემების უპირატესობები
Ward Leonard სისტემა შეიძლება შეიცავდეს რამდენიმე მთავარ უპირატესობას:
ეს საშუალებას აძლევს დირექტ მოტორის სიჩქარის დასახლებას ფართო დიაპაზონში ორივე მიმართულებით.
ეს საშუალებას აძლევს ბრეკის შესაძლებლობას. გადატვირთული სინქრონული მოტორის გამოყენებით უკუქცევის რეაქტიული ვოლტ-ამპერები კომპენსირდება, რითაც უზრუნველყოფს ძალის კოეფიციენტის უზრუნველყოფას.
დროებითი ტვირთების შემთხვევაში, როგორიცაა რული დამრტყმები, შეიძლება გამოიყენოს ინდუქციური მოტორი ფლიუტით, რათა დარტყმების დამცირება და სისტემაზე მისი შეტაცება შეიძლება დამცირდეს.
კლასიკური Ward Leonard სისტემის ნაკლებები
კლასიკური Ward Leonard სისტემა, რომელიც დამყარებულია როტაციულ მოტორ-გენერატორულ სისტემებზე, შეიძლება შეიცავდეს შემდეგ შეზღუდვებს:
სისტემის დაწყების ინვესტიცია დიდია, რადგან მოითხოვება მოტორ-გენერატორული სისტემის დაყენება მთავარი დირექტ მოტორის მსგავსი რეიტინგით.
ეს სისტემა არის დიდი ზომის და მნიშვნელოვანი წონის.
ეს სისტემა მოითხოვს დიდ ფართობს დაყენებისთვის. სისტემის დაყენებისთვის საჭირო ფუნდამენტი ძვირია.
სისტემისთვის საჭიროა ხშირი მექანიკური მრთვა.
სისტემა იწვევს დიდ დანაკლებებს ფუნქციონირების დროს.
სისტემის ეფექტურობა დაბალია.
სისტემა წარმოქმნის დიდ ხმას.
Ward Leonard სისტემების გამოყენება
Ward Leonard სისტემები იდეალურია იმ სიტუაციებში, როდესაც დირექტ მოტორის სიჩქარის დასახლება და ფართო დიაპაზონი არის მნიშვნელოვანი. რამდენიმე ჩვეულებრივი გამოყენება შეიძლება იყოს:
რული დამრტყმები
ლიფტები
კრენები
ქაღალდის დამრტყმები
დიზელ-ელექტრო ლოკომოტივები
შახტის ხარჯავები
სტატიკური კონტროლი ან სტატიკური Ward Leonard სისტემა
თანამედროვე გამოყენებებში სტატიკური Ward Leonard სისტემა საშუალებას აძლევს როტაციული მოტორ-გენერატორული (M - G) სისტემის ჩანაცვლებას სტატიკური კონვერტერით დირექტ მოტორის სიჩქარის კონტროლისთვის. კონტროლირებული რექტიფიკატორები და ჩოპერები ჩვეულებრივ გამოიყენება როგორც კონვერტერები.
როდესაც ძაბვის წყარო არის სამფაზიანი, კონტროლირებული რექტიფიკატორები გამოიყენება ფიქსირებული AC ძაბვის ტრანსფორმირებისთვის ცვლად დირექტ ძაბვად. როდესაც ძაბვის წყარო არის დირექტი, ჩოპერები გამოიყენება ფიქსირებული დირექტ ძაბვის ტრანსფორმირებისთვის ცვლად დირექტ ძაბვად.
Ward Leonard დრაივის ალტერნატიულ ფორმაში, დირექტ გენერატორს შეიძლება დახარჯოს არაელექტრონული პრიმარული მოტორები. მაგალითად, დიზელ-ელექტრო ლოკომოტივებში, დირექტ გენერატორი დახარჯულია დიზელ მოტორით ან გაზის ტურბინით, და ეს კონფიგურაცია ასევე გამოიყენება გემების მოტორებში. ამ სისტემებში რეგენერაციული ბრეკი არ შესაძლებელია, რადგან ენერგია არ შეიძლება გადადის შემობრუნებული მიმართულებით პრიმარულ მოტორში.
