Tudjon meg a DC motor fordulatszám-szabályozásának fontos módjairól

A 18^thszázadban maga volt az egyenáramú motorok fejlődése. Az egyenáramú motorok fejlesztése széles körben tovább fejlődött, és jelentősen alkalmazzák őket több iparágban. Az 1800-as évek elején és az 1832-es évben végrehajtott fejlesztésekkel a DC motorokat Sturgeon brit kutató fejlesztette ki. Feltalálta az egyenáramú motor kezdeti kommutátor típusát, ahol képes a gépek szimulálására is. De felmerülhet benne, hogy mi a DC motor működése, és miért fontos tudni az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozásáról. Tehát, ez a cikk világosan elmagyarázza működését és a különféle sebességszabályozási technikákat.

Mi az egyenáramú motor?

Egy egyenáramú motort egyenárammal működtetnek, ahol a kapott elektromos energiát mechanikai energiává alakítja. Ez váltást vált ki magában az eszközben, ezáltal energiát szállítva a különféle alkalmazások több tartományban történő működtetésére.

Az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozása a motor egyik leghasznosabb tulajdonsága. A motor fordulatszámának szabályozásával módosíthatja a motor fordulatszámát a követelményeknek megfelelően, és elérheti a szükséges műveletet.

A sebességszabályozó mechanizmus sok esetben alkalmazható, például a robot járművek mozgásának, a motorok mozgásának a papírgyárakban és a motorok mozgásának vezérlésére a felvonókban, ahol különböző típusú egyenáramú motorok használt.

A DC motor működési elve

Egy egyszerű egyenáramú motor azon az elven működik, hogy amikor áramot vezető vezető kerül a mágneses hűséges d, mechanikai erőt tapasztal. Egy praktikus egyenáramú motorban az armatúra az áramvezető vezető, és a mező mágneses teret biztosít.

Ha a vezető (armatúra) áramot kap, akkor saját mágneses fluxusát állítja elő. A mágneses fluxus vagy összeadja a mágneses fluxust a terepi tekercsek miatt egy irányban, vagy megsemmisíti a mágneses fluxust a terepi tekercsek miatt. A mágneses fluxusnak az egyik irányba történő felhalmozódása a másikhoz képest erőt fejt ki a vezetőre, ezért forogni kezd.

Az elektromágneses indukció Faraday törvénye szerint a vezető forgó hatása miatt egy EMF . Ez az EMF a Lenz-törvény szerint hajlamos ellenezni az okot, vagyis a táplált feszültséget. Így egy egyenáramú motornak nagyon különleges jellemzője, hogy a hátsó EMF miatt változó terhelés esetén állítsa be nyomatékát.

Miért fontos az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozása?

A gépben a sebességszabályozás hatással van a motor forgási sebességére, ha ez közvetlenül befolyásolja a gép működését, és olyan fontos a teljesítmény és a teljesítmény kimenetele szempontjából. A fúráskor minden anyagnak megvan a saját forgási sebessége, és a fúróméret alapján is változik.

A szivattyúberendezések forgatókönyve megváltozik az átviteli sebességben, ezért a szállítószalagnak szinkronban kell lennie a készülék működési sebességével. Ezek a tényezők közvetlenül vagy közvetve függenek a motor fordulatszámától. Emiatt figyelembe kell venni az egyenáramú motor fordulatszámát, és figyelembe kell venni a fordulatszám-szabályozás különféle típusait.

Az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozását a munkavállaló manuálisan, vagy bármilyen automatikus vezérlő eszközzel végezheti. Úgy tűnik, hogy ez ellentétben áll a sebességkorlátozással, ahol a tengelyterhelés változása miatt sebességszabályozásnak kell ellentétesnek lennie a sebesség természetes változásával.

A sebességszabályozás elve

A fenti ábra alapján egy egyszerű feszültségegyenlete DC motor van

V = Eb + IaRa

V a táplált feszültség, Eb a hátsó EMF, Ia az armatúraáram és Ra az armatúraellenállás.

Ezt már tudjuk

Eb = (PøNZ)/60A.

P - pólusok száma,

A - állandó

Z - vezetők száma

N- a motor fordulatszáma

Az Eb értékét behelyettesítve a feszültségegyenletbe, megkapjuk

V = (PøNZ) / 60A) + IaRa

Vagy V - IaRa = (PøNZ) / 60A

azaz N = (PZ / 60A) (V - IaRa) / ø

A fenti egyenlet így is írható:

N = K (V - IaRa) / ø, K állandó

Ez három dolgot jelent:

1. A motor fordulatszáma egyenesen arányos a tápfeszültséggel.
2. A motor fordulatszáma fordítottan arányos az armatúra feszültségesésével.
3. A motor fordulatszáma fordítottan arányos a fluxussal a terepi eredmények miatt

Így az egyenáramú motor fordulatszámát háromféleképpen lehet szabályozni:

• A tápfeszültség változtatásával
• A fluxus változtatásával és a mező kanyargós áramának változtatásával
• Az armatúra feszültségének és az armatúra ellenállásának változtatásával

A DC motor fordulatszám-szabályozásának több technikája

Mivel kétféle egyenáramú motor létezik, itt világosan megvitatjuk mind az egyenáramú sorozatok, mind a sebességszabályozás módszereit sönt motorok.

DC motor fordulatszám-szabályozás sorozat típusokban

Két típusba sorolható, és ezek a következők:

• Armatúra vezérelt technika
• Terepi irányítású technika

Az armatúra által vezérelt technika további három típusba sorolható

• Armatúra által vezérelt ellenállás
• Shuntes armatúra vezérlés
• Az armatúra kapcsának feszültsége

Armatúra által ellenőrzött ellenállás

Ezt a technikát akkor alkalmazzák a legszélesebb körben, ahol a szabályozó ellenállás soros kapcsolatban áll a motorellátással. Az alábbi kép ezt magyarázza.

Armatúra ellenállás-vezérlés

A DC sorozatú motor vezérlő ellenállásában bekövetkező energiaveszteséget figyelmen kívül lehet hagyni, mert ezt a szabályozási technikát többnyire hosszú ideig alkalmazzák a sebesség csökkentése érdekében a könnyű terhelési forgatókönyvek idején. Ez egy tartós nyomaték költséghatékony technika, amelyet főleg daruk, vonatok és egyéb járművek vezetésében alkalmaznak.

Shunted Armature Control

Itt a reosztát sorozatban és tolató kapcsolatban lesz az armatúrával. Változás lesz a feszültség szintjén, amelyet az armatúrára alkalmaznak, és ez változik a sorozat megváltoztatásával reosztát . Míg a gerjesztési áram változása a sönt reosztátjának megváltoztatásával történik. Az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozásának ez a technikája nem annyira költséges a fordulatszám-szabályozási ellenállások jelentős teljesítményvesztesége miatt. A sebesség bizonyos mértékig szabályozható, de nem haladhatja meg a sebesség normál szintjét.

Shuntelt armatúra egyenáramú motor fordulatszám-szabályozási módszere

Armatúra terminál feszültsége

A DC sorozatú motor fordulatszámát a motor áramellátásával is meg lehet valósítani egyedi változó tápfeszültség alkalmazásával, de ez a megközelítés költséges és nem valósul meg széleskörűen.

A terepi vezérlésű technikát további két típusba sorolják:

• Terepi terelő
• Koppintott mező vezérlése (Tapped field control)

Terepi terelő technika

Ez a technika terelőt használ. A mezőn átáramló fluxus sebessége csökkenthető a motoráram egy részének a sorozatmezőn való tolatásával. Minél kisebb a terelő ellenállása, a terepi áram kisebb. Ezt a technikát a normál fordulatszám-tartománynál többet alkalmazzák, és elektromos hajtásokon alkalmazzák, ahol a sebesség növekszik, ha csökken a terhelés.

Terepi terelő DC motor fordulatszám-szabályozása

A csapolt mező ellenőrzése

Itt is, a fluxus csökkentésével a sebesség megnő, és ez úgy valósul meg, hogy csökkentjük a terepi tekercselés fordulatait onnan, ahol az áram folyik. Itt a terepi tekercselésben lévő csapolások számát kivesszük, és ezt a technikát alkalmazzuk elektromos traktusokban.

Az egyenáramú tolató motor fordulatszám-szabályozása

Két típusba sorolható, és ezek a következők:

• Terepi irányítású technika
• Armatúra vezérelt technika

Terepi irányítási módszer a DC tolatómotorhoz

Ebben a módszerben a mező tekercseléséből adódó mágneses fluxust változtatjuk a motor fordulatszámának megváltoztatása érdekében.

Mivel a mágneses fluxus függ a mező tekercselésén átáramló áramtól, a mező tekercselésén keresztüli áram változtatásával változtatható. Ezt úgy lehet elérni, hogy változó ellenállást használunk egy sorban a terepi tekercselésű ellenállással.

Kezdetben, amikor a változó ellenállást a minimális helyzetben tartják, a névleges áram a névleges tápfeszültség miatt a terepi tekercsen keresztül áramlik, és ennek eredményeként a fordulatszám normális marad. Ha az ellenállást fokozatosan növeljük, a terepi tekercsen átáramló áram csökken. Ez viszont csökkenti a keletkező fluxust. Így a motor fordulatszáma meghaladja a normál értékét.

Armatúraellenállás-szabályozási módszer a DC tolatómotorhoz

Ezzel a módszerrel az egyenáramú motor fordulatszámát az armatúra ellenállásának szabályozásával lehet szabályozni az armatúrán keresztüli feszültségesés szabályozására. Ez a módszer változó ellenállást is használ az armatúrával sorozatban.

Amikor a változó ellenállás eléri minimális értékét, az armatúra ellenállása normális, ezért csökken az armatúra feszültsége. Ha az ellenállás értékét fokozatosan növeljük, az armatúrán áteső feszültség csökken. Ez viszont a motor fordulatszámának csökkenéséhez vezet.

Ez a módszer a motor fordulatszámát a normál tartomány alatt éri el.

Armatúra feszültségszabályozási módszer egyenáramú tolatómotorhoz (Ward Leonard módszer)

A Ward Leonard technika DC motor fordulatszám-szabályozó áramkör a következőképpen jelenik meg:

A fenti képen M az a fő motor, ahol a sebességét szabályozni kell, és G egy külön gerjesztett egyenáramú generátornak felel meg, ahol ezt háromfázisú motor hajtja, és lehet szinkron vagy indukciós motor. Az egyenáramú generátor és a váltakozó áramú motor kombinációjának ezt a mintáját M-G készletnek nevezzük.

A generátor feszültsége a generátor téráramának megváltoztatásával változtatható. Ez a feszültségszint, ha az egyenáramú motor armatúrarészéhez érkezik, majd M változik. A motormező fluxusának állandóan tartása érdekében a motormező áramát állandónak kell tartani. Ha a motor fordulatszáma szabályozott, akkor a motor armatúraáramának meg kell egyeznie a névleges szintével.

A leadott téráram eltérő lesz, így az armatúra feszültségszintje „0” -tól a névleges szintig változik. Mivel a fordulatszám-szabályozás megfelel a névleges áramnak, a motor tartós tér fluxusának és a tér fluxusának, amíg a névleges fordulatszám el nem ér. És mivel az erő a sebesség és a nyomaték szorzata, és közvetlen arányban van a sebességgel. Ezzel, ha növekszik a teljesítmény, a sebesség növekszik.

Mindkét fent említett módszer nem tudja biztosítani a kívánt sebességtartományt. Ezenkívül a fluxusszabályozási módszer befolyásolhatja a kommutációt, míg az armatúra vezérlési módja óriási teljesítményveszteséggel jár, mivel az ellenállást sorosan használja az armatúrával. Ezért gyakran kívánatos egy másik módszer - az, amely vezérli a tápfeszültséget a motor fordulatszámának szabályozására.

Következésképpen a Ward Leonard technikával az állítható hajtás és a nyomaték állandó értéke a minimális fordulatszámtól az alapsebesség szintjéig jut. A terepi fluxusszabályozási technikát főleg akkor alkalmazzák, ha a sebességszint meghaladja az alapsebességét.

Itt, a funkcionalitásban, az armatúraáram állandó szinten marad a megadott értéken, és a generátor feszültségértéke állandó. Ilyen módszer esetén a terepi tekercs rögzített feszültséget kap, és az armatúra változó feszültséget kap.

A feszültségszabályozási módszer egyik ilyen technikája egy kapcsolóberendezés-mechanizmus használatát jelenti az armatúra változó feszültségének biztosítására, a másik pedig egy váltakozó áramú motorral hajtott generátort használ a változó feszültség biztosítására az armatúrának (a Ward-Leonard rendszer ).

A az egyházközség előnyei és hátrányai Leonard metho d:

A Ward Leonard technika egyenáramú motor fordulatszám-szabályozásának előnyei a következők:

• Mindkét irányban a készülék sebessége zökkenőmentesen, hosszabb tartományon keresztül szabályozható
• Ennek a technikának belső fékező képessége van
• A hátralévő reaktív volt-ampereket egy hajtás ellensúlyozza, és a kiterjedt gerjesztésű szinkron motor hajtja a hajtást, így növekedni fog a teljesítménytényező
• Villogó terhelés esetén a hajtómotor a indukciós motor lendkerékkel, amelyet a villogó terhelés minimális szintre történő csökkentésére használnak

A Ward Leonard technika hátrányai a következők:

• Mivel ennek a technikának van egy motorja és generátora, a költség több
• A készülék bonyolult kialakítású és nehézsúlyú is
• Több helyre van szüksége a telepítéshez
• Rendszeres karbantartást igényel, és az alapozás nem költséghatékony
• Óriási veszteségek lesznek, ezért csökken a rendszer hatékonysága
• Több zaj keletkezik

És a a Ward Leonard-módszer alkalmazása a DC motor egyenletes fordulatszám-szabályozása. Néhány példa ezek közül az aknák, papírgyárak, felvonók, hengerművek és daruk.

Ezen a két technikán kívül a legszélesebb körben alkalmazott technika a az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozása PWM segítségével az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozásának elérése érdekében. A PWM változó szélességű impulzusok alkalmazásával jár a motorvezérlővel a motorra alkalmazott feszültség szabályozására. Ez a módszer nagyon hatékonynak bizonyul, mivel az áramveszteség a lehető legkisebb, és nem igényel semmilyen komplex berendezés használatát.

Feszültségszabályozási módszer

A fenti blokkdiagram egyszerű elektromos motor fordulatszám-szabályozó . Amint azt a fenti blokkdiagram ábrázolja, mikrokontrollert használnak a PWM jelek táplálására a motorvezérlőhöz. A motorvezérlő egy L293D IC, amely H-híd áramkörökből áll a motor meghajtására.

A PWM a motor meghajtó IC engedélyező tüskéjére alkalmazott impulzusok változtatásával érhető el a motor alkalmazott feszültségének szabályozására. Az impulzusok variálását a mikrovezérlő végzi, a nyomógombokból érkező bemeneti jellel. Itt két nyomógomb található, amelyek mindegyike csökkenti és növeli az impulzusok munkaciklusát.

Tehát, ez a cikk részletes magyarázatot adott az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozásának különféle technikáiról és arról, hogy a fordulatszám-szabályozást hogyan kell betartani. Továbbá ajánlott tudni a 12v DC motor fordulatszám-szabályozója .