DC-motorstyrningsmetoder i ACS

Styrningen av en likströmsmotor i ACS innebär att antingen ändra rotationshastigheten i proportion till en viss styrsignal, eller bibehålla denna hastighet oförändrad under påverkan av externa destabiliserande faktorer.

Det finns fyra huvudsakliga kontrollmetoder som tillämpar ovanstående principer:

• reostat-kontaktor kontroll;

• styrning av «generator-motor» (G-D)-systemet;

• hantering enligt systemet «kontrollerad likriktare-D» (UV-D);

• impulskontroll.

En detaljerad studie av dessa metoder är ämnet för TAU och kursen Basics of Electric Drive. Vi kommer endast att överväga de viktigaste bestämmelserna som är direkt relaterade till elektromekanik.

Reostat-kontaktorkontroll

Tre scheman används vanligtvis:

• vid justering av hastigheten n från 0 till nnom ingår reostaten i ankarkretsen (armaturstyrning);

• om det är nödvändigt att erhålla n> nnom, ingår reostaten i OF-kretsen (polstyrning);

• för att reglera hastigheten n <nnom och n> nnom ingår reostater både i ankarkretsen och i OF-kretsen.

Ovanstående scheman används för manuell kontroll.Stegväxling används för automatisk styrning. Rpa och Rrv med kontaktorer (reläer, elektroniska brytare).

Om exakt och jämn hastighetskontroll krävs måste antalet kopplingsmotstånd och kopplingselement vara stort, vilket ökar systemstorleken, ökar kostnaderna och minskar tillförlitligheten.

Hantering av G-D-systemet

Hastighetsreglering från 0 till enligt diagrammet i fig. produceras genom att justera Rv (Uchange från 0 till nnom). För att erhålla en motorhastighet större än nnom — genom att ändra Rvd (reducering av strömmen i motorns OB minskar dess huvudflöde Ф, vilket leder till en ökning av hastigheten n).

Omkopplare S1 är utformad för att reversera motorn (ändra rotationsriktningen för dess rotor).

Eftersom styrningen av D åstadkommes genom att justera de relativt små excitationsströmmarna D och D, är den lätt att anpassa till ACS-uppgifter.

Nackdelen med ett sådant system är den stora storleken på systemet, vikt, låg effektivitet, eftersom det finns en trefaldig omvandling av energiomvandling (elektrisk till mekanisk och vice versa, och i varje steg finns det energiförluster).

Styrd likriktare - Motorsystem

Systemet "styrd likriktare - motor" (se figuren) liknar det tidigare, men istället för en elektrisk maskinkälla med reglerad spänning, bestående av till exempel en trefas växelströmsmotor och G = T-styrd, för Exempelvis används också en trefas tyristor elektronisk likriktare.

Styrsignalerna genereras av en separat styrenhet och ger den nödvändiga öppningsvinkeln för tyristorerna, proportionell mot styrsignalen Uy.

Fördelarna med ett sådant system är hög effektivitet, liten storlek och vikt.

Nackdelen jämfört med den tidigare kretsen (G-D) är försämringen av omkopplingsförhållandena D på grund av ankarströmsrippeln, speciellt när den matas från ett enfasnätverk.

Impulskontroll

Spänningspulser matas till motorn med en pulschopper modulerad (PWM, VIM) i enlighet med styrspänningen.

Således uppnås förändringen i ankarrotationshastighet inte genom att ändra styrspänningen, utan genom att ändra tiden under vilken märkspänningen tillförs motorn. Det är uppenbart att motordriften består av omväxlande perioder av acceleration och retardation (se figur).

Om dessa perioder är små jämfört med ankarets totala acceleration och stopptid, så hinner inte hastigheten n nå de stationära värdena nnom under acceleration eller n = 0 under retardation till slutet av varje period, och en visst medelvärde är inställd navigationshastighet, vars värde bestäms av den relativa varaktigheten av aktiveringen.

Därför kräver ACS en styrkrets vars syfte är att omvandla en konstant eller variabel styrsignal till en sekvens av styrpulser med en relativ på-tid som är en given funktion av storleken på den signalen. Krafthalvledarenheter används som omkopplingselement — fält- och bipolära transistorer, tyristorer.