Hastighedsstyring af en DC-motor
Fra den elektromekaniske karakteristiske ligning permanent motor uafhængig excitation, følger det, at der er tre mulige måder at kontrollere dens vinkelhastighed på:
1) regulering ved at ændre modstandsværdien af reostaten i ankerkredsløbet,
2) regulering ved at ændre excitationsfluxen af motoren F,
3) justering ved at ændre spændingen på motorens ankervikling U... Armaturkredsløbsstrøm AzI og momentet M udviklet af motoren afhænger kun af størrelsen af belastningen på dens aksel.
Overvej den første metode til at styre hastigheden af en DC-motor ved at ændre modstanden i ankerkredsløbet ... Motorkredsløbsdiagrammet for dette tilfælde er vist i fig. 1, og de elektromekaniske og mekaniske egenskaber er vist i fig. 2, a.
Ris. 1. Kredsløbsdiagram for en DC-motor med uafhængig magnetisering
Ris. 2. Mekaniske egenskaber for en jævnstrømsmotor ved forskellige ankerkredsløbsmodstande (a) og spændinger (b)
Ved at ændre modstanden af rheostaten i ankerkredsløbet er det muligt ved nominel belastning at opnå forskellige vinkelhastigheder af den elektriske motor ved kunstige karakteristika - ω1, ω2, ω3.
Lad os analysere denne metode til at kontrollere vinkelhastigheden af DC-motorer ved hjælp af de vigtigste tekniske og økonomiske indikatorer. Da denne metode til justering ændrer stivheden af egenskaberne i et bredt område, forringes stabiliteten af motorens drift kraftigt ved hastigheder under halvdelen af den nominelle. Af denne grund er hastighedsreguleringsområdet begrænset (e = 2 — H).
Med denne metode kan hastigheden justeres ned fra den grundlæggende, hvilket bevises af de elektromekaniske og mekaniske egenskaber. Det er vanskeligt at sikre en høj jævn regulering, da et betydeligt antal kontroltrin og et tilsvarende stort antal kontaktorer vil være påkrævet. Fuld udnyttelse af motoren til strøm (opvarmning) i dette tilfælde opnås med konstant belastningsmomentregulering.
Ulempen ved denne metode er tilstedeværelsen af betydelige effekttab under justering, som er proportionale med den relative ændring i vinkelhastighed. Fordelen ved den overvejede metode til vinkelhastighedskontrol er enkeltheden og pålideligheden af styrekredsløbet.
På grund af de høje tab i reostaten ved lave hastigheder, bruges denne metode til hastighedsstyring til drev med kortvarige og intermitterende korte driftscyklusser.
I den anden metode udføres styringen af vinkelhastigheden af DC-motorer af uafhængig excitation ved at ændre størrelsen af den magnetiske flux på grund af indførelsen af en ekstra rheostat i kredsløbet af excitationsviklingen. Når flowet er svækket, øges motorens vinkelhastighed både under belastning og ved tomgang, og når flowet stiger, falder det. Det er praktisk muligt kun at ændre hastigheden op på grund af mætning af motoren.
Når hastigheden stiger ved at svække fluxen, ændres DC-motorens tilladte drejningsmoment ifølge hyperbelloven, mens effekten forbliver konstant. Hastighedskontrolområde for denne metode e = 2 - 4.
De mekaniske egenskaber for forskellige værdier af motorflux er vist i fig. 2i og 2, b, hvoraf det ses, at karakteristikkerne inden for mærkestrømmen har en høj grad af stivhed.
Feltviklingerne af uafhængigt exciterede DC-motorer har betydelig induktans. Derfor vil strømmen og derfor fluxen ændre sig eksponentielt med en trinvis ændring i rheostatens modstand i feltviklingskredsløbet. I denne henseende vil vinkelhastighedskontrol blive udført jævnt.
De vigtigste fordele ved denne hastighedskontrolmetode er dens enkelhed og høje effektivitet.
Denne kontrolmetode bruges i drev som et hjælpeudstyr, hvilket giver en stigning i mekanismens tomgangshastighed.
Den tredje måde at styre hastigheden på er at ændre spændingen på motorens ankervikling.Vinkelhastigheden af en jævnstrømsmotor, uanset belastning, varierer i direkte proportion til den spænding, der påføres ankeret. Da alle kontrolkarakteristika er stive, og deres stivhedsgrad forbliver uændret for alle karakteristika, er motordriften stabil ved alle vinkelhastigheder, og derfor er der tilvejebragt et bredt område af hastighedskontrol uanset belastning. Dette område er 10 og kan udvides med specielle kontrolordninger.
Med denne metode kan vinkelhastigheden sænkes og øges i forhold til den grundlæggende. Acceleration er begrænset af AC-spændingskildens muligheder og motorens Unomer.
Hvis strømkilden giver mulighed for kontinuerligt at variere den spænding, der påføres motoren, vil motorhastighedskontrollen være jævn.
Denne kontrolmetode er økonomisk, fordi vinkelhastighedsstyringen af en uafhængigt exciteret jævnstrømsmotor udføres uden yderligere effekttab i ankerforsyningskredsløbet. For alle ovennævnte indikatorer er denne reguleringsmetode den bedste sammenlignet med den første og anden.