У периоду од 18^тхвека, дошло је до еволуције једносмерних мотора. Развој једносмерних мотора је широко побољшан и они се значајно примењују у више индустрија. У раном периоду 1800-их и са побољшањима направљеним 1832-е, једносмерне моторе је у почетку развио британски истраживач Стургеон. Изумео је почетни комутаторски тип једносмерног мотора где он такође може да симулира машину. Али неко би се могао запитати која је функционалност једносмерног мотора и зашто је важно знати о контроли брзине једносмерног мотора. Дакле, овај чланак јасно објашњава његов рад и разне технике контроле брзине.

Шта је једносмерни мотор?

Једносмерним мотором се управља једносмерном струјом где примљену електричну енергију трансформише у механичку. Ово покреће ротациону промену на самом уређају, пружајући тако снагу за рад различитих апликација у више домена.

Контрола брзине једносмерног мотора једна је од најкориснијих карактеристика мотора. Контролом брзине мотора можете променити брзину мотора у складу са захтевима и постићи потребну операцију.

Механизам за контролу брзине је применљив у многим случајевима попут управљања кретањем роботизованих возила, кретања мотора у фабрикама папира и кретања мотора у лифтовима где различите врсте једносмерних мотора се користе.

Принцип рада ДЦ мотора

Једноставни једносмерни мотор ради на принципу да када се проводник за проводник струје постави у а магнетни верни д, доживљава механичку силу. У практичном једносмерном мотору, арматура је проводник који носи струју, а поље пружа магнетно поље.

Када се проводник (арматура) напаја струјом, он производи сопствени магнетни ток. Магнетни флукс се сабира са магнетним флуксом због намотаја поља у једном смеру или укида магнетни флукс због намотаја поља. Акумулација магнетног флукса у једном смеру у поређењу са другим врши силу на проводник, па он почиње да се окреће.

Према Фарадејевом закону електромагнетне индукције, ротационо дејство проводника производи ан ЕМФ . Овај ЕМП, према Лензовом закону, има тенденцију да се супротстави узроку, тј. Напајаном напону. Дакле, једносмерни мотор има врло посебну карактеристику подешавања обртног момента у случају променљивог оптерећења због задњег ЕМФ-а.

Зашто је контрола брзине једносмерног мотора важна?

Контрола брзине у машини показује утицај на брзину ротације мотора где је овај директан утицај на функционалност машине и толико важан за перформансе и исход перформанси. У време бушења, свака врста материјала има своју брзину ротације и мења се у зависности од величине сврдла.

У сценарију инсталација пумпи, доћи ће до промене брзине протока, па транспортна трака мора бити синхронизована са функционалном брзином уређаја. Ови фактори директно или индиректно зависе од брзине мотора. Због тога треба размотрити брзину једносмерне струје и посматрати разне врсте метода управљања брзином.

Управљање брзином једносмерног мотора радник врши или ручно или било којим алатом за аутоматско управљање. Чини се да је ово у супротности са ограничењем брзине где мора постојати регулација брзине која се супротставља природним променама брзине због промене оптерећења вратила.

Принцип контроле брзине

Са горње слике, једначина напона једноставна Једносмерни мотор је

В = Еб + ИаРа

В је напајани напон, Еб је задњи ЕМФ, Иа је струја арматуре, а Ра је отпор арматуре.

Ми то већ знамо

Еб = (ПøНЗ) / 60А.

П - број полова,

А - константа

З - број проводника

Н- брзина мотора

Заменом вредности Еб у једначини напона добијамо

В = (ПøНЗ) / 60А) + ИаРа

Или, В - ИаРа = (ПøНЗ) / 60А

тј. Н = (ПЗ / 60А) (В - ИаРа) / ø

Горња једначина се такође може записати као:

Н = К (В - ИаРа) / ø, К је константа

То подразумева три ствари:

Брзина мотора је директно пропорционална напону напајања.
Брзина мотора је обрнуто пропорционална паду напона арматуре.
Брзина мотора је обрнуто пропорционална флуксу због теренских налаза

Тако се брзина једносмерног мотора може контролисати на три начина:

Променом напона напајања
Променом флукса и променом струје кроз намотавање поља
Променом напона арматуре и променом отпора арматуре

Вишеструке технике управљања брзином једносмерног мотора

Како постоје две врсте једносмерних мотора, овде ћемо јасно размотрити методе управљања брзином и једносмерне и ранжирни мотори.

Контрола брзине једносмерног мотора у серијским типовима

Може се подијелити у двије врсте, а то су:

“како функционишу логичка врата ”

Техника управљања арматуром
Техника контролисана на терену

Техника управљања арматуром даље се класификује у три врсте

Отпор контролиран арматуром
Управљање арматуром са разводником
Напон на прикључку арматуре

Отпор контролисан арматуром

Ова техника се највише користи тамо где регулациони отпор има серијску везу са отпором напајања мотора. Слика испод објашњава ово.

Контрола отпора арматуре

Губитак снаге који се дешава у контролном отпору мотора једносмерне струје може се занемарити јер се ова техника регулације углавном користи дужи период како би се смањила брзина у време сценарија лаког оптерећења. То је исплатива техника за упорни обртни моменат и углавном се примењује у вожњи кранова, возова и других возила.

Управљање арматуром са окретним механизмом

Овде ће реостат бити у обе серије и маневарска веза са арматуром. Доћи ће до промене нивоа напона који се примењује на арматуру и то варира променом серије реостат . Док се промена струје побуде дешава променом ранжирног реостата. Ова техника управљања брзином у једносмерном мотору није тако скупа због значајних губитака снаге у отпорима регулације брзине. Брзина се може донекле регулисати, али не изнад нормалног нивоа брзине.

Метода управљања брзином једносмерног мотора с арматуром са разводником

Напон на прикључку арматуре

Брзина мотора једносмерне струје се такође може постићи напајањем мотора помоћу појединачног променљивог напона напајања, али овај приступ је скуп и није широко примењен.

Техника контролисана на терену даље се класификује у две врсте:

Фиелд Дивертер
Контрола точеног поља (Таппед фиелд цонтрол)

Техника преусмеравања поља

Ова техника користи преусмеравач. Брзина флукса преко поља може се смањити ранжирањем неког дела струје мотора преко серијског поља. Што је мањи отпор преусмеравача, то је мања струја поља. Ова техника се користи за више од нормалног опсега брзина и примењује се на електричним погонима где се брзина повећава када дође до смањења оптерећења.

Контрола брзине истосмјерног мотора преусмеравача поља

Контрола точеног поља

И овде ће се смањењем флукса повећати брзина и то се постиже смањењем завоја поља намотаја одакле се одвија проток струје. Овде се уклања број тапкања у намотају поља и ова техника се користи у електричним вучама.

Контрола брзине једносмерног шант мотора

Може се подијелити у двије врсте, а то су:

Техника контролисана на терену
Техника управљања арматуром

Метода контроле поља за једносмерни шант мотор

У овој методи, магнетски ток услед намотаја поља варира како би се променио број обртаја мотора.

Како магнетни ток зависи од струје која протиче кроз намотај поља, може се варирати променом струје кроз намотај поља. То се може постићи употребом променљивог отпорника у серији са отпорником за намотавање поља.

У почетку, када се променљиви отпорник држи у свом минималном положају, називна струја протиче кроз намотај поља због називног напона напајања, а као резултат, брзина се одржава нормалном. Када се отпор постепено повећава, струја кроз намотај поља се смањује. То заузврат смањује произведени флукс. Тако се брзина мотора повећава изнад његове нормалне вредности.

Метода контроле отпора арматуре за једносмјерни шант мотор

Овом методом, брзина једносмерног мотора може се контролисати контролом отпора арматуре за контролу пада напона на арматури. Ова метода такође користи променљиви отпорник у серији са арматуром.

Када променљиви отпор достигне минималну вредност, отпор арматуре је на нормалном нивоу, па према томе напон арматуре опада. Када се вредност отпора постепено повећава, напон на арматури опада. То заузврат доводи до смањења брзине мотора.

Овом методом постиже се брзина мотора испод његовог нормалног опсега.

Метода управљања напоном арматуре за једносмерни шант мотор (метода Вард Леонард)

Вард Леонард техника из Круг за контролу брзине једносмерног мотора приказано је на следећи начин:

На горњој слици, М је главни мотор где треба да се регулише његова брзина, а Г одговара појединачно узбуђеном једносмерном генератору где се овај покреће помоћу трофазног мотора, а може бити или синхроног или асинхроног мотора. Овај образац комбинације једносмерног генератора и мотора на наизменичну струју назива се М-Г сет.

Напон генератора варира променом струје поља генератора. Овај ниво напона када се доведе до дела арматуре једносмерног мотора, а затим М, варира. Да би се флукс поља мотора одржавао константним, струја поља мотора мора се одржавати као константна. Када се регулише брзина мотора, струја арматуре за мотор треба да буде иста као и називног нивоа.

Испоручена струја поља биће различита, тако да ниво напона арматуре варира од ‘0’ до номиналног нивоа. Како регулација брзине одговара називној струји и са постојаним флуксом поља мотора и флуксом поља до постизања називне брзине. А како је снага производ брзине и обртног момента и има директан пропорционални однос према брзини. Са овим, када дође до повећања снаге, брзина се повећава.

Обе горе поменуте методе не могу да обезбеде контролу брзине у жељеном опсегу. Штавише, метода управљања флуксом може утицати на комутацију, док метода управљања арматуром укључује велике губитке снаге услед употребе отпорника у серији са арматуром. Због тога је често пожељна друга метода - она која контролише напон напајања ради управљања брзином мотора.

Сходно томе, Вард Леонард техником, подесиви погонски погон и константна вредност обртног момента добијају се од нивоа брзине минималне до нивоа основне брзине. Техника регулације флукса поља се углавном користи када је ниво брзине већи од нивоа основне брзине.

Овде се у функционалности струја арматуре одржава на константном нивоу на наведеној вредности, а вредност напона генератора одржава се константном. У таквој методи намотај поља прима фиксни напон, а арматура променљиви напон.

Једна таква техника методе управљања напоном укључује употребу расклопног механизма за обезбеђивање променљивог напона на арматури, а друга користи генератор на моторни погон наизменичном струјом за обезбеђивање променљивог напона на арматури ( Вард-Леонардов систем ).

Тхе предности и недостаци одељења Леонард метхо усудити се:

Предности употребе технике Вард Леонард за контролу брзине једносмерног мотора су следеће:

У оба смера, може се глатко контролисати брзина уређаја у дужем опсегу
Ова техника има својствену способност кочења
Заостали реактивни волт-ампери се уравнотежују кроз погон и снажно побуђени синхрони мотор делује као погон, тако да ће доћи до повећања фактора снаге
Када постоји трепћуће оптерећење, погонски мотор је индукциони мотор који има замајац који се користи за смањење оптерећења на минимум

Мане Вард Леонард технике су:

Како ова техника има скуп мотора и генератора, трошак је већи
Уређај је сложен за дизајн и такође има тешку тежину
Треба вам више простора за уградњу
Захтева редовно одржавање, а темељ није исплатив
Биће огромних губитака и тако је смањена ефикасност система
Ствара се више буке

И примена методе Вард Леонард је глатко управљање брзином у једносмерном мотору. Неколико примера су рударска дизалица, млинови за папир, лифтови, ваљаонице и дизалице.

Поред ове две технике, најчешће коришћена техника је контрола брзине једносмерног мотора помоћу ПВМ-а да би се постигла контрола брзине једносмерног мотора. ПВМ укључује примену импулса различите ширине на покретачу мотора за контролу напона који се примењује на мотор. Овај метод се показао врло ефикасним јер је губитак снаге минималан и не укључује употребу било које сложене опреме.

Метода управљања напоном

Горњи блок дијаграм представља једноставан регулатор брзине електричног мотора . Као што је приказано на горњем блок дијаграму, микроконтролер се користи за напајање ПВМ сигнала возачу мотора. Возач мотора је Л293Д ИЦ који се састоји од кругова Х-моста за погон мотора.

ПВМ се постиже променом импулса који се примењују на осовиницу за укључивање управљачког кола мотора за контролу примењеног напона мотора. Варијацију импулса врши микроконтролер, са улазним сигналом са тастера. Овде су предвиђена два тастера, сваки за смањење и повећање радног циклуса импулса.

Дакле, овај чланак је дао детаљно објашњење различитих техника управљања брзином једносмерне струје и како је најважније пратити брзину управљања. Даље се препоручује знати о регулатор брзине мотора од 12 в једносмерне струје .