Hastighetsreglering av en DC-motor

Från den elektromekaniska karakteristiska ekvationen permanent motor oberoende excitation, det följer att det finns tre möjliga sätt att kontrollera dess vinkelhastighet:

1) reglering genom att ändra resistansvärdet för reostaten i ankarkretsen,

2) reglering genom att ändra magnetiseringsflödet för motorn F,

3) justering genom att ändra spänningen som appliceras på motorns ankarlindning U... Armaturkretsström AzI och momentet M som utvecklas av motorn beror endast på storleken på belastningen på dess axel.

Tänk på den första metoden för att styra hastigheten på en DC-motor genom att ändra motståndet i ankarkretsen ... Motorkretsschemat för detta fall visas i fig. 1, och de elektromekaniska och mekaniska egenskaperna visas i fig. 2, a.

Ris. 1. Kretsschema för en DC-motor med oberoende magnetisering

Ris. 2. Mekaniska egenskaper hos en DC-motor vid olika ankarkretsresistanser (a) och spänningar (b)

Genom att ändra motståndet hos reostaten i ankarkretsen är det möjligt att vid nominell belastning erhålla olika vinkelhastigheter för elmotorn genom artificiella egenskaper - ω1, ω2, ω3.

Låt oss analysera denna metod för att kontrollera vinkelhastigheten för DC-motorer med hjälp av de viktigaste tekniska och ekonomiska indikatorerna. Eftersom denna inställningsmetod förändrar egenskapernas styvhet inom ett brett område, försämras stabiliteten i motorns drift kraftigt vid hastigheter under hälften av det nominella. Av denna anledning är varvtalsregleringsområdet begränsat (e = 2 — H).

Med denna metod kan hastigheten justeras ner från den grundläggande, vilket bevisas av de elektromekaniska och mekaniska egenskaperna. Det är svårt att säkerställa en hög jämn reglering, eftersom ett betydande antal styrsteg och ett motsvarande stort antal kontaktorer kommer att krävas. Full användning av motorn för ström (uppvärmning) i detta fall uppnås med konstant lastmomentreglering.

Nackdelen med denna metod är närvaron av betydande effektförluster under justering, som är proportionella mot den relativa förändringen i vinkelhastighet. Fördelen med den övervägda metoden för vinkelhastighetskontroll är styrkretsens enkelhet och tillförlitlighet.

Med tanke på de höga förlusterna i reostaten vid låga hastigheter, används denna metod för hastighetsreglering för frekvensomriktare med kortvariga och intermittenta korta driftcykler.

I den andra metoden utförs kontrollen av vinkelhastigheten för DC-motorer av oberoende excitation genom att ändra storleken på det magnetiska flödet på grund av införandet av en extra reostat i excitationslindningens krets. När flödet försvagas ökar motorns vinkelhastighet både under belastning och på tomgång, och när flödet ökar minskar det. Det är praktiskt taget möjligt att bara ändra hastigheten upp på grund av motorns mättnad.

När hastigheten ökar genom att försvaga flödet ändras det tillåtna vridmomentet för DC-motorn enligt hyperbellagen, medan effekten förblir konstant. Hastighetskontrollintervall för denna metod e = 2 - 4.

De mekaniska egenskaperna för olika värden på motorflödet visas i fig. 2i och 2, b, av vilka det framgår att egenskaperna inom märkströmmen har en hög grad av styvhet.

Fältlindningarna hos oberoende exciterade DC-motorer har betydande induktans. Därför, med en stegvis förändring av resistansen hos reostaten i fältlindningskretsen, kommer strömmen och därför flödet att förändras exponentiellt. I detta avseende kommer vinkelhastighetskontroll att utföras smidigt.

De främsta fördelarna med denna hastighetskontrollmetod är dess enkelhet och höga effektivitet.

Denna styrmetod används i frekvensomriktare som ett hjälpmedel, vilket ger en ökning av mekanismens tomgångsvarvtal.

Det tredje sättet att styra hastigheten är att ändra spänningen som appliceras på motorns ankarlindning.Vinkelhastigheten för en DC-motor, oavsett belastning, varierar i direkt proportion till spänningen som appliceras på ankaret. Eftersom alla regleregenskaper är stela och deras styvhetsgrad förblir oförändrad för alla egenskaper, är motordriften stabil vid alla vinkelhastigheter och därför tillhandahålls ett brett spektrum av hastighetsreglering oavsett belastning. Detta intervall är 10 och kan utökas med speciella kontrollscheman.

Med denna metod kan vinkelhastigheten minskas och ökas i förhållande till den grundläggande. Accelerationen begränsas av AC-spänningskällans kapacitet och motorns Unomer.

Om strömkällan ger möjlighet att kontinuerligt variera spänningen som appliceras på motorn, kommer motorhastighetskontrollen att vara jämn.

Denna styrmetod är ekonomisk eftersom vinkelhastighetsstyrningen av en oberoende exciterad DC-motor utförs utan ytterligare effektförluster i ankarmatningskretsen. För alla ovanstående indikatorer är denna regleringsmetod den bästa jämfört med den första och andra.