Dispozitive de control al turației motorului
Motoarele electrice asincrone sunt utilizate pe scară largă în circuitele de frână în contracurent. releu de control al vitezei de inducție... Arborele de intrare al releului 5, pe care este montat un magnet permanent cilindric 4, este conectat la arborele motorului electric, a cărui viteză unghiulară urmează să fie controlată.
Când motorul electric se rotește, câmpul magnetic traversează firele scurtcircuitului 3 al statorului rotativ 6. În înfășurare este indus un EMF, a cărui valoare este proporțională cu viteza unghiulară de rotație a arborelui. Sub influența sa, în bobină apare un curent și apare o forță de interacțiune, care tinde să rotească statorul 6 în sensul de rotație al magnetului.
La o anumită viteză de rotație, forța crește atât de mult încât limitatorul 2, depășind rezistența arcului plat, comută contactele releului. Releul este echipat cu două noduri de contact: 1 și 7, care sunt comutate în funcție de sensul de rotație.
Figura 1. Releu de control inductiv al vitezei
Un releu de control al vitezei de inducție are un design destul de complex și o precizie scăzută, care poate fi acceptabilă doar pentru sistemele de control grosier. O precizie mai mare de reglare a vitezei poate fi obținută prin utilizarea unui tahogenerator - o micromașină de măsurare, a cărei tensiune la bornele căreia este direct proporțională cu viteza de rotație.
Generatoarele de taho sunt utilizate în sistemele de feedback cu viteză variabilă cu o gamă largă de rpm și, prin urmare, au o eroare de doar câteva procente. Cele mai comune sunt tahogeneratoarele DC.
În fig. 2 prezintă o diagramă a unui releu de control al vitezei pentru un motor electric M care utilizează un tahogenerator G, al cărui circuit de armătură include un releu electromagnetic K și un reostat de reglare R. Când tensiunea la bornele armăturii tahogeneratorului depășește tensiunea de funcționare, releul este pornit în circuitul extern.
Figura 2. Releu de control al vitezei cu tahogenerator
Figura 3. Schema unei punți de tahometru
Pe măsură ce rezistența circuitului armăturii crește, precizia circuitului crește. Prin urmare, uneori releul este conectat la tahogenerator printr-un amplificator semiconductor intermediar. În acest scop, este posibil să se utilizeze elemente de prag fără contact semiconductoare cu o tensiune de răspuns stabilă.
Fiabilitatea circuitului poate fi îmbunătățită dacă tahogeneratorul DC este înlocuit cu un tahogenerator asincron fără contact.
Un tahogenerator asincron are un rotor gol nemagnetic realizat sub formă de sticlă. Statorul are două înfășurări la un unghi de 90 ° una față de cealaltă. Una dintre bobine este conectată la o rețea de curent alternativ.O tensiune sinusoidală este îndepărtată din cealaltă înfășurare, care este proporțională cu viteza rotorului. Frecvența tensiunii de ieșire este întotdeauna egală cu frecvența rețelei.
La motoarele moderne DC Executive, tahogeneratorul este încorporat în aceeași carcasă ca și mașina și este montat pe același arbore ca și motorul principal. Acest lucru reduce ondularea tensiunii de ieșire și îmbunătățește precizia reglării vitezei.
Tahogeneratoarele de curent continuu de tip PT-1 cu excitație electromagnetică sunt utilizate în mod obișnuit în motoarele electrice din seria PBST. Cuplu mare motoare de curent continuu Am un taho cu magnet permanent încorporat.
În cazurile în care motorul de curent continuu M nu are un tahogenerator, viteza acestuia poate fi controlată prin măsurarea EMF armăturii. Pentru aceasta, se utilizează un circuit de punte tahometric, care este format din două rezistențe: R1 și R2, armatura Ri și poli suplimentari ai mașinii Rdp. Tensiunea de ieșire a punții tahometrului Uout = U1 — Udp, sau
Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω
Ultima egalitate este valabilă cu condiția ca fluxul magnetic al motorului electric să fie constant. Inclusiv un element de prag la ieșirea punții tahometrice, se obține un releu care este setat la o anumită viteză unghiulară de rotație. Precizia punții tahometrului este scăzută din cauza variabilității rezistenței de contact a periei și a dezechilibrului de încălzire al rezistenței.
Dacă motorul de curent continuu funcționează pe o caracteristică artificială și o rezistență suplimentară mare este inclusă în armătură, funcția releului de viteză poate fi realizată de un releu de tensiune conectat la bornele armăturii.
Tensiune în armătura motorului electric Uja = E + IjaRja.
Deoarece I = (U — E) / (Ri + Rext), obținem Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, atunci al doilea termen poate fi neglijat iar tensiunea la borna armăturii poate fi considerată direct proporțională cu fem și viteza de rotație a motorului.
Figura 4. Controlul vitezei cu relee de tensiune
Figura 5. Releu de control al vitezei centrifuge
Au un design foarte simplu. comutatoare de viteză centrifugale... Baza releului este o placă frontală din plastic 4, montată pe un arbore, a cărei viteză de rotație trebuie controlată. Pe placa frontală sunt fixate un arc plat 3 cu un contact mobil masiv 2 și un contact fix reglabil 1. Arcul este realizat din oțel special, al cărui modul de elasticitate este practic independent de schimbările de temperatură.
Când placa frontală se rotește, asupra contactului mobil acționează o forță centrifugă, care la o anumită viteză de rotație învinge rezistența arcului plat și comută contactele. Curentul este furnizat dispozitivului de contact prin inele colectoare și perii, care nu sunt prezentate în figură. Astfel de relee sunt utilizate în sistemele de stabilizare a vitezei pentru micromotoare de curent continuu. În ciuda simplității sale, sistemul menține viteza cu o eroare de ordinul a 2%.
