Motorhastighetskontrollanordningar

Asynkrona elmotorer används ofta i motströmsbromskretsar. induktionsvarvtalsregleringsrelä... Reläets 5 ingående axel, på vilken en cylindrisk permanentmagnet 4 är monterad, är ansluten till elmotorns axel, vars vinkelhastighet ska styras.

När elmotorn roterar, korsar magnetfältet trådarna i kortslutningen 3 av den roterande statorn 6. En EMF induceras i lindningen, vars värde är proportionellt mot axelns rotationshastighet. Under dess inflytande uppstår en ström i spolen och en växelverkanskraft uppstår, som tenderar att rotera statorn 6 i magnetens rotationsriktning.

Vid en viss rotationshastighet ökar kraften så mycket att limiter 2, som övervinner motståndet från den platta fjädern, växlar reläkontakterna. Reläet är utrustat med två kontaktnoder: 1 och 7, som kopplas beroende på rotationsriktningen.

Figur 1. Induktivt varvtalsrelä

Ett induktionsvarvtalsrelä har en ganska komplex design och låg noggrannhet som endast kan accepteras för grova styrsystem. Högre hastighetsregleringsnoggrannhet kan uppnås genom att använda en tachogenerator - en mätmikromaskin, vars spänning vid terminalerna är direkt proportionell mot rotationshastigheten.

Tachogeneratorer används i återkopplingssystem med variabelt varvtal med ett brett varvtalsområde och har därför ett fel på bara några få procent. De vanligaste är DC tachogeneratorer.

I fig. 2 visar ett diagram över ett varvtalsrelä för en elektrisk motor M som använder en tachogenerator G, vars ankarkrets inkluderar ett elektromagnetiskt relä K och en reglerande reostat R. När spänningen vid ankarklämmorna på tachogeneratorn överstiger driftspänningen, reläet är påslaget i den externa kretsen.

Figur 2. Varvtalsrelä med tachogenerator

Figur 3. Schematisk beskrivning av en varvräknarbrygga

När motståndet hos ankarkretsen ökar, ökar kretsens noggrannhet. Därför är reläet ibland anslutet till tachogeneratorn genom en mellanliggande halvledarförstärkare. Det är också möjligt att använda halvledarberöringsfria tröskelelement med stabil svarsspänning för detta ändamål.

Kretsens tillförlitlighet kan förbättras om DC-tachogeneratorn ersätts av en kontaktlös asynkron tachogenerator.

En asynkron tachogenerator har en ihålig icke-magnetisk rötor gjord i form av glas. Statorn har två lindningar i en vinkel på 90° mot varandra. En av spolarna är ansluten till ett växelströmsnät.En sinusformad spänning avlägsnas från den andra lindningen, som är proportionell mot rotorns hastighet. Frekvensen på utspänningen är alltid lika med frekvensen på nätet.

I moderna DC Executive-motorer är tachogeneratorn inbyggd i samma hölje som maskinen och är monterad på samma axel som huvudmotorn. Detta minskar utspänningsrippeln och förbättrar noggrannheten i hastighetsregleringen.

PT-1 typ DC tachogeneratorer med elektromagnetisk excitation används vanligtvis i PBST-seriens elmotorer. Högt vridmoment DC-motorer Jag har en inbyggd permanentmagnet excited tacho.

I de fall likströmsmotorn M inte har en tachogenerator, kan dess hastighet styras genom att mäta ankarets EMF. För detta används en takometrisk bryggkrets, som är bildad av två motstånd: R1 och R2, ankar Ri och ytterligare poler på maskinen Rdp. Utspänning från varvräknarbryggan Uout = U1 — Udp, eller

Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω

Den sista likheten är giltig under förutsättning att elmotorns magnetiska flöde är konstant. Inklusive ett tröskelelement vid utgången av den takometriska bryggan, erhålls ett relä som är inställt på en viss vinkelhastighet. Noggrannheten hos varvräknarbryggan är låg på grund av variationen i borstens kontaktmotstånd och motståndets värmeobalans.

Om DC-motorn arbetar på en artificiell karakteristik och ett stort extra motstånd ingår i ankaret, kan hastighetsreläfunktionen utföras av ett spänningsrelä anslutet till ankarklämmorna.

Spänning i ankaret på elmotorn Uja = E + IjaRja.

Eftersom I = (U — E) / (Ri + Rext), får vi Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, då kan den andra termen försummas och ankarterminalspänningen kan anses vara direkt proportionell mot emk och motorns rotationshastighet.

Figur 4. Hastighetskontroll med spänningsreläer

Figur 5. Centrifugalhastighetskontrollrelä

De har en väldigt enkel design. centrifugalvarvtalsomkopplare... Grunden för reläet är en frontplatta av plast 4, monterad på en axel, vars rotationshastighet måste kontrolleras. På frontplattan sitter en platt fjäder 3 med en massiv rörlig kontakt 2 och en fast justerbar kontakt 1. Fjädern är gjord av specialstål, vars elasticitetsmodul är praktiskt taget oberoende av temperaturförändringar.

När frontplattan roterar verkar en centrifugalkraft på den rörliga kontakten, som vid en viss rotationshastighet övervinner motståndet från den platta fjädern och växlar kontakterna. Ström tillförs kontaktdonet genom släpringar och borstar, ej visade i figuren. Sådana reläer används i hastighetsstabiliseringssystem för DC-mikromotorer. Trots sin enkelhet håller systemet hastigheten med ett fel i storleksordningen 2 %.