DC մոտերի արագության կառավարում. Արտադրամասի դիմադրության կառավարում և դաշտի ֆլյուքսի կառավարում

Դիրեկտ հոսանքի մոտորը մի սարք է, որը մեխանիկական էներգիան փոխում է դիրեկտ հոսանքի էլեկտրական էներգիայի: Դիրեկտ հոսանքի մոտորների ամենաշատ նշանակողական բնութագրական հատկություններից մեկը է նրա հնարավորությունը հեշտությամբ կարգավորել իր արագությունը հատուկ պահանջների համաձայն պարզ մեթոդներով: Այս մակարդակի հարմար արագության կառավարումը դիֆերենցիալ հոսանքի մոտորների հետ չի հասանելի նույն չափով:

Արագության կանոնավորումը և արագության կառավարումը երկու տարբեր հասկացություններ են: Արագության կանոնավորման դեպքում մոտորի արագությունը փոփոխվում է համակարգի տարբեր աշխատանքային պայմանների պատճառով: Հակառակ դեպքում, դիրեկտ հոսանքի մոտորում արագության փոփոխությունները կատարվում են կանխատեսված կերպով, կամ օպերատորի կողմից ձեռքով, կամ ավտոմատ կառավարող սարքերի միջոցով: Դիրեկտ հոսանքի մոտորի արագությունը որոշվում է հետևյալ հարաբերությամբ:

Միջոց (1) պարզ ցույց է տալիս, որ դիրեկտ հոսանքի մոտորի արագությունը կախված է երեք կարևոր գործոններից. աղբյուրային լարումը V, անկյունային շղթայի դիմադրությունը Ra և դաշտի հոսքը ϕ, որը հանդի հոսանքի կողմից ստեղծվում է:

• Երբ գալիս է դիրեկտ հոսանքի մոտորի արագության կառավարման հարցը, լարման, անկյունային դիմադրության և դաշտի հոսքի կառավարումը կարևոր հաշվի առնելու հարցեր են: Դիրեկտ հոսանքի մոտորի արագության կառավարման հասնելու երեք հիմնական մեթոդներ կան, որոնք ներկայացված են հետևյալում.

• Անկյունային շղթայի դիմադրության փոփոխություն (Անկյունային դիմադրության կամ ռեոստատիկ կառավարում)

• Դաշտի հոսքի փոփոխություն (Դաշտի հոսքի կառավարում)

• Կիրառված լարման փոփոխություն (Անկյունային լարման կառավարում)

Այս արագության կառավարման մեթոդների յուրաքանչյուրի ավելի մանրամասն հետազոտումը ներկայացվում է հետագայում:
Դիրեկտ հոսանքի մոտորի անկյունային դիմադրության կառավարում (Ներկայացման մոտոր)
Ներկայացման մոտորի անկյունային դիմադրության կառավարման հարակից դիագրամը ներկայացված է ներքևում: Այս մոտեցմամբ փոփոխական դիմադրություն Re ներմուծվում է անկյունային շղթայի մեջ: Անշուշտ, այս փոփոխական դիմադրության արժեքների փոփոխությունը չի ազդում մագնիսական հոսքի վրա, քանի որ դաշտի витки ուղիղ կապված են էլեկտրաէներգիայի աղբյուրին:

Ներկայացման մոտորի արագության հոսանքի բնութագիրը ներկայացված է ներքևում:

Սերիայի մոտոր
Դիտարկենք նախ դիրեկտ հոսանքի սերիայի մոտորի արագության կառավարման հարակից դիագրամը անկյունային դիմադրության կառավարման մեթոդով:

Երբ անկյունային շղթայի դիմադրությունը կարգավորվում է, այն միաժամանակ ազդում է և շղթայով հոսող հոսանքի, և մոտորի մագնիսական հոսքի վրա: Փոփոխական դիմադրության վրա առաջացած լարման ընկալումը իրականում կրում է անկյունային լարման մեծացումը: Արդյունքում, այս կիրառված անկյունային լարման կրճատումը հանգեցնում է մոտորի պտույտային արագության նվազման:

Սերիայի մոտորի արագության հոսանքի բնութագիրը, որը ցույց է տալիս մոտորի արագության և անցնող հոսանքի միջև հարաբերությունը, ներկայացված է ներքևում նկարում:

Երբ փոփոխական դիմադրության Re արժեքը մեծացվում է, մոտորը աշխատում է նվազագույն պտույտային արագությամբ: Քանի որ փոփոխական դիմադրությունը անցնում է ամբողջ անկյունային հոսանքը, այն պետք է կառուցված լինի այնպես, որ անընդհատ կարողանա համար ամբողջ նորմալ անկյունային հոսանքը կառավարել առանց կայունացման կամ ոչ աշխատանքի:

Անկյունային դիմադրության կառավարման մեթոդի թերությունները

• Մեծ քանակությամբ էլեկտրական էներգիա կայանում է որպես ջերմություն արտաքին դիմադրության Re մեջ, որը հանգեցնում է անտարաերկայության և էներգիայի կորուստի առաջացման:

• Անկյունային դիմադրության կառավարման այս մեթոդը սահմանափակված է մոտորի արագության նվազեցնելու հետ, ներկայացնելով նորմալ աշխատանքային արագությունից ներքև: Այն չի թույլատրում մոտորի արագությունը ավելացնել նորմալ մակարդակից վեր:

• Որևէ հատուկ փոփոխական դիմադրության արժեքի դեպքում արագության նվազմի աստիճանը չի կարող լինել պարունակագիր, այլ փոփոխվում է մոտորի վրա դրված բեռի կախվածությամբ, ինչը դարձնում է արագության ճշգրիտ կանոնավորումը դժվար:

• Այս արագության կառավարման մոտեցման հենց անտարաերկայությունների և սահմանափակումների պատճառով այն ընդհանուր առմամբ համապատասխանում է միայն փոքր չափի մոտորների համար:

Դիրեկտ հոսանքի մոտորի դաշտի հոսքի կառավարման մեթոդ

Դիրեկտ հոսանքի մոտորում մագնիսական հոսքը ստեղծվում է դաշտի հոսանքի կողմից: Այսպիսով, այս մեթոդով արագության կառավարումը կատարվում է դաշտի հոսանքի մեծության կարգավորմամբ:

Ներկայացման մոտոր

Ներկայացման մոտորում փոփոխական դիմադրություն RC կապված է ներկայացման դաշտի վիտկների հետ սերիայի մեջ, ինչպես ցույց է տրված նկարում: Այս RC-ն հաճախ կոչվում է ներկայացման դաշտի կառավարող, որը կարևոր դեր է խաղում դաշտի հոսանքի և հետևաբար մոտորի մագնիսական հոսքի փոփոխման մեջ:

Ներկայացման դաշտի հոսանքը տրվում է հետևյալ հավասարմամբ.

Երբ փոփոխական դիմադրություն RC ներմուծվում է դաշտի շղթայի մեջ, այն սահմանափակում է դաշտի հոսանքի հոսքը: Արդյունքում, դաշտի վիտկների կողմից ստեղծված մագնիսական հոսքը կրճատվում է: Այս հոսքի նվազումը ունի ուղիղ ազդեցություն մոտորի արագության վրա, որը հանգեցնում է դրա ավելացման: Արդյունքում, մոտորը աշխատում է պտույտային արագությամբ, որը գերազանցում է իր նորմալ, անփոփոխ արագությունը:

Այս հատուկ հատկությունը դաշտի հոսքի կառավարման մեթոդը դարձնում է բավականին օգտակար երկու հիմնական նպատակների համար: Առաջինը, այն lehetővé teszi a motor szabványos működési sebességénél magasabb sebességek elérését, amely rugalmasságot biztosít olyan alkalmazásokban, amelyekben magasabb forgási sebességekre van szükség. Másodszor, ezt a módszert használhatjuk a motor terhelés alatti természetes sebesség-csökkenés kiegyenlítésére, így hatékonyan fenntartva a sebesség konzisztenciát változó terhelési feltételek között.

A shunt motor sebesség-tornyozat jellemző görbéje, amely grafikusan ábrázolja a motor forgási sebességének és a képes toronyozatának kapcsolatát, alább látható. Ez a görbe értékes információkat nyújt a motor teljesítményjellemzőiről, amikor a mező fluxus vezérlési módszer alkalmazása esetén különböző működési helyzetek alatt.

Sorozatszerű motor

A sorozatszerű motor esetében a mező áramának módosítása két módszer egyikével tehető meg: vagy diverterrel, vagy felszállított mezővezérléssel.

Diverter használatával

Ahogy az alábbi ábra mutatja, egy Rd változó ellenállás párhuzamosan csatlakoztatva van a sorozatszerű mezővittekkel. Ez a konfiguráció lehetővé teszi a hálózati árameloszlás manipulációját, így befolyásolva a sorozatszerű mezővittek által generált mágneses mező erejét.

Ebben a beállításban a párhuzamos ellenállást diverternek nevezzük. Amikor a változó ellenállású diverter csatlakoztatva van, árameloszlást okoz, amely bizonyos mértékben a fő áramot elirányítja a sorozatszerű mezővittekből. Ennek eredményeképpen a diverter fő funkciója a mezővittek által átmenő áram nagyságának csökkentése. Ahogy a mezőáram csökken, a mező által generált mágneses fluxus is csökken. Ez a fluxus-csökkenés a motor forgási sebességének növekedéséhez vezet.Tapped Field ControlA sorozatszerű motor mezőáramának módosításának másik módja a felszállított mezővezérlés. A megfelelő elektrikai kapcsolatokat és komponenseket bemutató kapcsolódási diagram az alábbiakban látható.

A felszállított mezővezérlési módszerben az ampere-körök módosítása a mezővittek aktív fordulatainak számának változtatásával történik. Ez a konfiguráció különösen alkalmazható az elektromos hajtóművekben. A mezővittek fordulatainak módosításával a motor mezővittek által generált mágneses mező fluxusa módosul, így lehetővé téve a motor sebességének pontos irányítását.

A sorozatszerű motor sebesség-tornyozat jellemző görbéje, amely grafikusan ábrázolja a motor forgási sebességének és a képes toronyozatának kapcsolatát különböző működési feltételek között, alább látható. Ez a görbe értékes információkat nyújt a motor teljesítményjellemzőiről, amikor a felszállított mezővezérlési módszer alkalmazása esetén, segítve a mérnököket és technikusokat abban, hogy megértsék, hogyan reagál a motor a terhelés és a sebesség-beállítások változásaira.

A mező fluxus vezérlés előnyei
A mező fluxus vezérlési módszer több jelentős előnyt is kínál, amelyek az alábbiakban vannak felsorolva:

• Könnyű használat: Ez a megközelítés egyszerű és felhasználóbarát, ami egyszerű implementációt és működést