Променлива верига за управление на големи шунтови двигатели с постоянен ток

Представената в следващата статия проста схема на шунтиращ мотор за постоянен ток използва променлива. Този дизайн улеснява незабавното спиране на двигателя на всеки етап с едно натискане на превключвател, заедно с обръщане на посоката на двигателя. Той също така осигурява контрол на скоростта на двигателя с високо ниво на точност.

Общ преглед

TRIAC и SCR полувълнов мотор контролер за малки серийни двигатели са доста популярни и евтини и вече са част от преносими електроинструменти и компактни уреди.

След като каза това, електронното управление на скоростта за по-големи d.c. двигателите с 1/4 и 1/3 HP всъщност са по-сложни.

Големите постоянни шунтови двигатели в тази гама от конски сили са, освен това, фаворитите на автомобилната индустрия, работещи от тавански вентилатори до сондажни преси, въпреки че в основата си всички тези видове двигатели са a.c. асинхронни двигатели, имащи само една скорост или, може би, няколко променливи скорости.

Докато 1/3-конски сили, 1750 оборота в минута, 117 волта шунтово намотано постоянен ток мотор може да бъде скъп, може да си струва цената и можете да намерите няколко на излишъка на пазара.

С подходящ контрол на скоростта, тези d.c. двигателите могат да бъдат прекрасно нещо за гледане, като се работи с бормашина или струг.

Как работи DC шунтовият двигател

Двигателят с постоянен ток с постоянен ток работи почти с постоянна скорост, независимо от товара. Тези двигатели обикновено се използват в промишлени приложения и обикновено се предпочитат, когато стартовите ситуации не са често тежки.

Скоростта на намотания двигател може да се контролира по няколко метода: първо, чрез поставяне на съпротивление последователно с котвата на двигателя, което вследствие на това може да забави скоростта му: и второ, чрез поставяне на съпротивление последователно с полевото окабеляване, където скоростта може да покаже промяна с промяна в товара. В последния случай скоростите ще останат практически стабилни за дадена настройка и ще натоварят контролера. Това последно се счита за най-често използваното за съоръжения с регулируема скорост, като например в машинни инструменти.

Шунтиращият мотор е може би най-широко разпространеният постояннотоков мотор, открит в индустрията днес. Шунтиращият мотор основно се състои от котвата, маркирана като А1 и А2, и полевите проводници, маркирани F1 и F2.

Намотката в шунтиращото поле се състои от няколко завъртания на тънка тел, допринасящи за нисък ток на шунтиращото поле и разумен ток на котвата. Двигателят с постоянен ток на шунта позволява въртящ момент на пускане, който може да варира в зависимост от характеристиките на натоварване, което може да бъде противодействано чрез прецизно управление на напрежението на шунтиращото поле.

Значение на полевата намотка

В случай, че полевата намотка е прекъсната в шунтовия двигател, тя може да се ускори до известна степен, докато задната ЕМП се покачи до ниво, достатъчно, за да изключи тока, генериращ въртящ момент. Казано по-просто, шунтиращият двигател никога няма да се повреди сам, когато загуби полето си, но мощността на въртящия момент, необходима за извършване на работата, просто ще бъде премахната, причинявайки на двигателя да загуби основната си способност, за която е проектиран.

Няколко от типичните приложения на постояннотоковия шунтов двигател са стругове за машинни цехове и производствени технологични линии, които изискват решаващ контрол на скоростта и въртящия момент на двигателя.

Основните функции

Основните характеристики са, че можете да превключвате копчето за скорост за контрол на скоростта, заедно с динамична спирачна функция, която ви позволява да спрете тежкия двигател почти незабавно, без да чакате наоколо, докато двигателят излиза.

Веригата за управление на скоростта, базирана на вариация, както е показано по-долу, функционира добре на един от тези 1 / 3- конски сили, постоянен ток. мотор, не е от решаващо значение какъв тип двигател управлява, стига номиналното му напрежение да съвпада с входното захранване, да е навито с шунт и да работи с максимум около 3 ампера при 100% натоварване.

Използване на автотрансформатор Variac

Показаната схема включва устройство, което много инженери могат да считат за доста грубо и старомодно, да, това е променливият автотрансформатор.

Сред многото полезни функции, variac ще позволи мощно спиране на вашия мотор с висока мощност, той може да работи, без да зависи от контурите за обратна връзка: което гарантира минимална нестабилност или липса на несъвместимост с различни форми на двигатели или различия в механичното натоварване.

Как работи

В схемата за управление на скоростта, базирана на вариация на фиг. 1, полуволновият токоизправител D1 осигурява шунт полето за постоянен ток. мотор. Филтърният кондензатор C осигурява необходимото количество напрежение и премахва всякакви части от нестабилност в операциите, които биха могли да съществуват при нефилтрирано полево захранване. Променлив автотрансформатор Т регулира напрежението на котвата, като по този начин скоростта на двигателя.

Изходът от variac се дава на стандартен мост, токоизправител D2. Изходът на токоизправителя се подава към котвата на двигателя посредством N / O контактите на включен 117-волтов променлив ток. реле К.

Всеки път, когато двигателят трябва да бъде спрян, се отваря превключвателят 'Run' S2, който се променя над нормално затворените му контакти и свързва динамичния спирачен резистор R през котвата.

По време на периода, в който двигателят излиза, той функционира като постоянен ток. генератор. Генерираната мощност, дължаща се на is, се разсейва в резистора R, което кара двигателя да се натовари адекватно и това принуждава двигателя да спре внезапно.

Като се има предвид, че полевата намотка на двигателя трябва да бъде захранвана за осъществяване на спирачното действие, за захранването на полето е включен независим превключвател S1.

В резултат на това, докато системата работи, S1 се поддържа включен, позволявайки пилотната лампа като предупредителна лампа. Енергията на полето, необходима за обикновен шунтиращ двигател с 1/3 конски сили, е около 35 вата, тъй като съпротивлението на полето обикновено работи с приблизително 400 ома.

Спецификации на двигателя

Полевият ток може да бъде близо до 350 mA. Номиналният ток на пълно натоварване на двигател с мощност 1/3 к.с. е близо до 3 ампера постоянен ток. или около 50% от линейния ток, консумиран от сравним а.с. асинхронен двигател.

Шънтът постоянен ток двигателят включва коефициент на мощност 100% и е особено по-ефективен. Всяка от частите работи без нагряване, с изключение на спирачния резистор R. В случай, че двигателят задейства товар с огромен ефект на маховика и бъде спрян многократно при повишени скорости, резисторът ще трябва да преобразува голяма част от кинетичната енергия в топлина. При натоварвания с ниска инерция, като бормашина, резисторите може да не се сблъскат с проблем с отоплението.

Контактите на реле К трябва да бъдат оценени с не по-малко от 10 ампера. Спирачният ток обикновено е прекомерен, въпреки че се появява за кратък период от време първоначалните скокове са склонни да бъдат значителни, тъй като постояннотокът съпротивлението на котвата обикновено е само един или два ома. Не е изненадващо, че работният ток на двигателя е ограничен от стойността на задния е.м., ако той генерира.

Съвети за строителство и безопасност

Демонстрираната по-горе схема може да бъде конструирана в метална кутия 6 'x 6' x 6 '.

Като се има предвид, че цялата верига е гореща към земя при напрежение на електропровода, внимателната изолация и заземяването са изключително жизненоважни за основната безопасност. Захранващият кабел трябва да бъде от 3-жилен тип заземяване.

Зеленият проводник за заземяване трябва да бъде свързан към металната кутия и след това да бъде отнесен към рамката на двигателя. Моля, не пренебрегвайте или пренебрегвайте използването на предпазителя.

SCR контрол срещу Variac контрол

Променлива автотрансформатори или вариаците са невероятно здрави и дълготрайни. Изходът на тези устройства е с нисък импеданс, следователно напрежението на котвата осигурява отлично регулиране спрямо вариациите в тока на натоварване.

Схема на превключващ режим SCR, с по-малки ъгли на проводимост, естествено е източник с доста импеданс и по този начин се отличава с по-ниско регулиране.

Моторни контролери, използващи SCR, следователно, включва цикли за обратна връзка специално проектиран в тях, което прави фазата на импулсите за стрелба базирана най-вече на задния мост. на двигателя, а също и на настройките на контролния съд.

Добре проектираният SCR контрол на пълни вълни е наистина добър, но всъщност е сложен с техния дизайн. В диапазона от 1/3 конски сили променливата схема на автотрансформатор е ясна, ефективна и по-лесна за сглобяване от потребителя.

В ситуации, когато механичното натоварване на двигателя е намалило инерцията, понякога е разумно да се остави превключвателят 'Run', S2, и да се контролират всички от превключвателя 'Standby' S1.

Активното спиране може да продължи да върши работата до известна степен поради излишния магнитен поток в намотката на полето на двигателя.

Навсякъде, където това може да се постигне, той предлага предимството на липсата на надеждност, всичко е изключено, докато главният превключвател S1 не бъде включен.

Ако двигателят трябва да се завърти назад, просто конфигурирайте d.p.d.t. превключвател, прикрепен кръстосан кръст за операциите, през захранващата арматура и арматурата.