Controlul vitezei unui motor DC

Din ecuația caracteristică electromecanică motor permanent excitație independentă, rezultă că există trei moduri posibile de a controla viteza sa unghiulară:

1) reglare prin modificarea valorii rezistenței reostatului în circuitul armăturii,

2) reglare prin modificarea fluxului de excitație al motorului F,

3) reglarea prin modificarea tensiunii aplicate înfășurării de armătură a motorului U... Curentul circuitului de armatură AzI și momentul M dezvoltat de motor depind doar de mărimea sarcinii pe arborele acestuia.

Luați în considerare prima metodă de control al vitezei unui motor de curent continuu prin modificarea rezistenței în circuitul armăturii ... Schema circuitului motorului pentru acest caz este prezentată în Fig. 1, iar caracteristicile electromecanice și mecanice sunt prezentate în Fig. 2, a.

Orez. 1. Schema de circuit a unui motor de curent continuu cu excitație independentă

Orez. 2. Caracteristicile mecanice ale unui motor de curent continuu la diferite rezistențe ale circuitului de armătură (a) și tensiuni (b)

Prin modificarea rezistenței reostatului în circuitul armăturii, la sarcină nominală este posibil să se obțină diferite viteze unghiulare ale motorului electric prin caracteristici artificiale — ω1, ω2, ω3.

Să analizăm această metodă de control al vitezei unghiulare a motoarelor de curent continuu folosind principalii indicatori tehnici și economici. Deoarece această metodă de reglare modifică rigiditatea caracteristicilor într-o gamă largă, atunci la viteze sub jumătate din valoarea nominală, stabilitatea funcționării motorului se deteriorează brusc. Din acest motiv, domeniul de control al vitezei este limitat (e = 2 — H).

Cu această metodă, viteza poate fi ajustată în jos de la cea de bază, ceea ce este dovedit de caracteristicile electromecanice și mecanice. Este dificil să se asigure o regularitate ridicată a reglajului, deoarece va fi necesar un număr semnificativ de pași de control și un număr corespunzător de contactori. Utilizarea completă a motorului pentru curent (încălzire) în acest caz se realizează cu reglarea constantă a cuplului de sarcină.

Dezavantajul acestei metode este prezența unor pierderi semnificative de putere în timpul ajustării, care sunt proporționale cu modificarea relativă a vitezei unghiulare. Avantajul metodei considerate de control al vitezei unghiulare este simplitatea și fiabilitatea circuitului de control.

Având în vedere pierderile mari în reostat la viteze mici, această metodă de control al vitezei este utilizată pentru acționări cu cicluri de lucru pe termen scurt și intermitent-scurt.

În a doua metodă, controlul vitezei unghiulare a motoarelor de curent continuu cu excitație independentă se realizează prin modificarea mărimii fluxului magnetic datorită introducerii unui reostat suplimentar în circuitul înfășurării de excitație. Când debitul este slăbit, viteza unghiulară a motorului atât la sarcină, cât și la ralanti crește, iar când debitul crește, scade. Este practic posibilă modificarea vitezei numai în sus din cauza saturației motorului.

Pe măsură ce viteza crește prin slăbirea fluxului, cuplul admisibil al motorului de curent continuu se modifică conform legii hiperbolei, în timp ce puterea rămâne constantă. Domeniul de control al vitezei pentru această metodă e = 2 — 4.

Caracteristicile mecanice pentru diferite valori ale fluxului motorului sunt prezentate în Fig. 2i și 2, b, din care se poate observa că caracteristicile din cadrul curentului nominal au un grad ridicat de rigiditate.

Înfășurările de câmp ale motoarelor de curent continuu excitate independent au o inductanță semnificativă. Prin urmare, cu o schimbare treptată a rezistenței reostatului în circuitul de înfășurare în câmp, curentul și, prin urmare, fluxul se vor schimba exponențial. În acest sens, controlul vitezei unghiulare va fi realizat fără probleme.

Principalele avantaje ale acestei metode de control al vitezei sunt simplitatea și eficiența ridicată.

Această metodă de control este utilizată în acționări ca auxiliar, oferind o creștere a vitezei de mers în gol a mecanismului.

A treia modalitate de a controla viteza este schimbarea tensiunii aplicate înfășurării armăturii motorului.Viteza unghiulară a unui motor de curent continuu, indiferent de sarcină, variază direct proporțional cu tensiunea aplicată armăturii. Deoarece toate caracteristicile de control sunt rigide și gradul lor de rigiditate rămâne neschimbat pentru toate caracteristicile, funcționarea motorului este stabilă la toate vitezele unghiulare și, prin urmare, este asigurată o gamă largă de control al vitezei, indiferent de sarcină. Acest interval este de 10 și poate fi extins prin scheme speciale de control.

Cu această metodă, viteza unghiulară poate fi scăzută și mărită față de cea de bază. Accelerația este limitată de capacitățile sursei de tensiune AC și de Unomerul motorului.

Dacă sursa de alimentare oferă capacitatea de a varia continuu tensiunea aplicată motorului, atunci controlul vitezei motorului va fi neted.

Această metodă de control este economică deoarece controlul vitezei unghiulare a unui motor de curent continuu excitat independent se realizează fără pierderi suplimentare de putere în circuitul de alimentare a armăturii. Pentru toți indicatorii de mai sus, această metodă de reglementare este cea mai bună în comparație cu primul și al doilea.