Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Регулирование скорости оборотов двигателя постоянного тока

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

С точки зрения регулирования скоростью вращения электродвигателей, интересно уравнение для электромеханических характеристик, соответствующее Второму закону Кирхгофа:

ω = U/C×Φ – ΥЯ /( C×Φ) 3 ×M

При описании технических характеристик электродвигателя скорость, выражаемая оборотами в минуту, зачастую называется частотой вращения ν по известному соотношению:

ω = 2p/T = 2pn

Поэтому эти две разноименные величины часто применяются в одном и том же смысле. Скорость w (частота ν) находится в прямой зависимости от напряжения питания U и в обратной от магнитного потока Ф. Исходя из приведенной выше формулы, возникает вывод, что скоростью можно управлять, регулируя сопротивление якоря, магнитный поток и напряжение питания.

Методы регулировки

Итак, различают три основных варианта регулирования скоростью:

К каждому из вариантов соответствует определённая зависимость механических характеристик.

Методы регулирования применительны к двигателям с различными:

На практике в современных электрических моторах, в связи с недостатками и ограниченности диапазонов, рассмотренные методы не всегда применяются.

Это еще связано с тем, что машины отличаются довольно небольшими КПД, и к тому же не позволяют плавно увеличивать или уменьшать частоту вращения.

Электронные же схемы управления с регуляторами частоты, работающими от аккумуляторной батареи на 12 В, напротив, широко используются. Например, они очень актуальны для управления низковольтными электродвигателями 12 вольт в приборах автоматики, детских игрушках, электрических велосипедах, аккумуляторных детских автомобилях.

Принципиальной особенностью метода является то, что ток в цепи якоря и момент, развиваемый электродвигателем, зависят лишь от величины нагрузки на его валу. Регулировка осуществляется с помощью регулятора оборотов электродвигателя.

В течение очень долгого времени тиристорные преобразователи являлись единственным коммерчески доступными регуляторами двигателей. К слову сказать, они по-прежнему самые распространенные на сегодняшний день. Однако с появлением силовых транзисторов стали наиболее популярными регуляторы оборотов двигателя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией. Приведём для примера ниже схему, работающую от источника постоянного тока 12 В.

Схема на практике даёт возможность, к примеру, увеличивать либо уменьшать яркость свечения ламп накаливания на 12 вольт.

Последовательно-параллельное управление используется в ситуациях, когда два или более агрегата постоянного тока соединены механически. Схема с последовательным соединением электродвигателей, в которой общее напряжение делится на всех, используется для низкоскоростных приложений. Схема с параллельным соединением машин, имеющих одинаковое напряжение, используется в высокоскоростных применениях.

Заключение

Рассмотренный метод регулировки напряжения сети считается самым эффективным и экономичным вариантом, так как:

Управление осуществляется плавно, и по точности регулировка частоты вращения является весьма высокой.

Источник

Регулирование скорости двигателей постоянного тока

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощностиИз уравнения электромеханической характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения следует, что возможны три способа регулирования его угловой скорости:

1) регулирование за счет изменения величины сопротивления реостата в цепи якоря,

2) регулирование за счет изменения потока возбуждения двигателя Ф,

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Рис. 1. Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Рис. 2. Механические характеристики двигателя постоянного тока при различных сопротивлениях цепи якоря (а) и напряжениях (б)

Изменяя сопротивление реостата в цепи якоря можно получить при номинальной нагрузке различные угловые скорости электродвигателя на искусственных характеристиках — ω1, ω2, ω3.

Скорость при данном способе можно регулировать в сторону уменьшения от основной, о чем свидетельствуют электромеханические и механические характеристики. Высокую плавность регулирования трудно обеспечить, так как потребовалось бы значительное количество ступеней регулирования и соответственно большое число контакторов. Полное использование двигателя по току (нагреву) в этом случае достигается при регулировании с постоянным моментом нагрузки.

Недостатком рассматриваемого способа является наличие значительных потерь мощности при регулировании, которые пропорциональны относительному изменению угловой скорости. Достоинством рассмотренного способа регулирования угловой скорости являются простота и надежность схемы управления.

Учитывая большие потери в реостате при малых скоростях, данный способ регулирования скорости применяется для приводов с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощностиПри втором способе регулирование угловой скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения осуществляется изменением величины магнитного потока за счет введения в цепь обмотки возбуждения дополнительного реостата. При ослаблении потока угловая скорость двигателя как при нагрузке, так и при холостом ходе возрастает, а при усилении потока — уменьшается. Практически возможно изменение скорости только в сторону увеличения ввиду насыщения двигателя.

Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока независимого возбуждения обладают значительной индуктивностью. Поэтому при ступенчатом изменении сопротивления реостата в цепи обмотки возбуждения ток, а следовательно, и поток будут изменяться по экспоненциальному закону. В связи с этим регулирование угловой скорости будет осуществляться плавно.

Существенными преимуществами данного способа регулирования скорости являются его простота и высокая экономичность.

Данный способ регулирования используют в приводах в качестве вспомогательного, обеспечивающего повышение скорости при холостом ходе механизма.

Третий способ регулирования скорости заключается в изменении напряжения, подводимого к обмотке якоря двигателя. Угловая скорость двигателя постоянного тока независимо от нагрузки изменяется прямо пропорционально напряжению, подводимому к якорю. Поскольку все регулировочные характеристики являются жесткими, а степень их жесткости остается для всех характеристик неизменной, работа двигателя является стабильной на всех угловых скоростях и, следовательно, обеспечивается широкий диапазон регулирования скорости независимо от нагрузки. Этот диапазон равен 10 и может быть расширен за счет специальных схем управления.

При данном способе угловую скорость можно уменьшать и увеличивать относительно основной. Повышение скорости ограничено возможностями источника энергии с регулируемым напряжением и U ном двигателя.

Если источник энергии обеспечивает возможность непрерывного изменения подводимого к двигателю напряжения, то регулирование скорости двигателя будет плавным.

Данный способ регулирования является экономичным, так-так регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения осуществляется без дополнительных потерь мощности в силовой цепи якоря. По всем перечисленным выше показателям данный способ регулирования по сравнению с первым и вторым наилучший.

Источник

Регулирование частоты вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения ДПТ НВ

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Способы регулирования частоты вращения двигателей оцени­ваются следующими показателями: плавностью регулирования; диапазоном регулирования, определяемым отношением наиболь­шей частоты вращения к наименьшей; экономичностью регулиро­вания, определяемой стоимостью регулирующей аппаратуры и потерями электроэнергии в ней.

Из (29.5) следует, что регулировать частоту вращения двига­теля независимого возбуждения можно изменением сопротивле­ния в цепи якоря, изменением основного магнитного потока Ф, изменением напряжения в цепи якоря.

Регулирование частоты вращения ДПТ НВ введение дополнительного сопротивления в цепь якоря

Дополнительное сопротивление (реостат rд) включают в цепь яко­ря аналогично пусковому реостату (ПР). Однако в отличие от по­следнего оно должно быть рассчитано на продолжительное проте­кание тока.

При включении сопротивления rд в цепь якоря выражение частоты (29.5) принимает вид

где Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности — частота вращения в режиме х.х.;

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности — изменение частоты вращения, вызван­ное падением напряжения в цепи якоря.

С увеличением rд возрастает Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности, что ведет к уменьшению час­тоты вращения. Зависимость n = f(rд) иллюстрируется также и механическими характеристиками двигателя независимого воз­буждения (рис. 29.4, а): с повышением rд увеличивается наклон механических характеристик, а частота вращения при заданной нагрузке на валу (M = Mном ) уменьшается. Этот способ обеспечи­вает плавное регулирование частоты вращения в широком диапа­зоне (только в сторону уменьшения частоты от номинальной), од­нако он неэкономичен из-за значительных потерь электроэнергии в регулировочном реостате (I 2 a *rД), которые интенсивно растут с увеличением мощности двигателя.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Рис. 29.4. Механические характеристики двигателя параллельно­го возбуждения:

а — при введении в цепь якоря добавочного сопротивления;

б — при изменении основного магнитного потока;

в — при изменении напряже­ния в цепи якоря

Регулирование частоты вращения ДПТ НВ изменением основного магнитного потока

Этот способ регулирования в двигателе независимого возбуждения реализуется посредством реостата rрег в цепи обмотки возбуждения. Так, при уменьшении сопротивления реостата возрастает магнитный поток обмотки возбуждения, что сопровождается по­нижением частоты вращения [см. (29.5)]. При увеличении rрег час­тота вращения растет. Зависимость частоты вращения от тока воз­буждения выражается регулировочной характеристикой двигателя n=f(IВ) при Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности и Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности.

Из выражения (29.5) следует, что с уменьшением магнитного потока Ф частота вращения n увеличивается по гиперболическому закону (рис. 29.5,а). Но одновременно уменьшение Ф ведет к рос­ту тока якоря Ia = M/(Cм*Ф). При потоке Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности ток якоря дости­гает значения Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности, т. е. падение напряжения в цепи яко­ря достигает значения, равного половине напряжения, подведенного к якорю Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. В этих условиях частота вращения двигателя достигает максимума nmax. При дальнейшем уменьшении потока Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности частота вращения двигателя начинает убывать, так как из-за интенсивного роста тока Ia второе слагаемое выражения (29.9) нарастает быстрее первого.

При небольшом нагрузочном моменте на валу двигателя мак­симальная частота вращения nmax во много раз превосходит номи­нальную частоту вращения двигателя nном и является недопусти­мой по условиям механической прочности двигателя, т. е. может привести к его «разносу». Учитывая это, при выборе реостата rрег необходимо следить за тем, чтобы при полностью введенном его сопротивлении частота вращения двигателя не превысила допус­тимого значения.

Например, для двигателей серии 2П допускается превышение частоты вращения над номинальной не более чем в 2—3 раза. Необходимо также следить за надежностью электриче­ских соединений в цепи обмотки возбуждения двигателя, так как при разрыве этой цепи магнитный поток уменьшается до значения потока остаточного магнетизма Фост, при котором частота враще­ния может достигнуть опасного значения.

Вид регулировочных характеристик n = f(Ф) зависит от значе­ния нагрузочного момента M2 на валу двигателя: с ростом M2 мак­симальная частота вращения nmax уменьшается (рис. 29.5, б).Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Рис. 29.5. Регулировочные характеристики двигателя независимого возбуждения

Недостаток рассмотренного способа регулирования частоты вращения состоит в том, что при изменении магнитного потока Ф меняется угол наклона механической характеристики двигателя.

Рассмотренный способ регулирования частоты вращения прост и экономичен, так как в двигателях независимого возбуж­дения ток IВ = (0,01 — 0,07)I а , а поэтому потери в регулировочном реостате Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности невелики.

Однако диапазон регулирования обычно составляет nMAX/nMIN = 2 — 5. Объясняется это тем, что нижний предел частоты вращения обусловлен насыщением машины, ограничивающим значение магнитного потока Ф, а верхний предел частоты опасностью «разноса» двигателя и усилением влияния реакции якоря, иска­жающее действие которого при ослаблении основною магнитного потока Ф усиливается и ведет к искрению на коллекторе или же к появлению кругового огня.

Регулирование частоты вращения ДПТ НВ изменение напряжения в цепи якоря

Регулирование часто­ты вращения двигателя изменением питающего напряжения при­меняется лишь при IB = const, т. е. при раздельном питании цепей обмотки якоря и обмотки возбуждения при независимом возбуж­дении.

Частота вращения в режиме х.х. n0 пропорциональна напря­жению, а Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности от напряжения не зависит, поэтому ме­ханические характеристики двигателя при изменении напряжения не меняют угла наклона к оси абсцисс, а смещаются по высоте, оставаясь параллельными друг другу (см. рис. 29.4, в). Для осуще­ствления этого способа регулирования необходимо цепь якоря двигателя подключить к источнику питания с регулируемым на­пряжением. Для управления двигателями малой и средней мощно­сти в качестве такого источника можно применить регулируемый выпрямитель, в котором напряжение постоянного тока меняется регулировочным автотрансформатором (АТ), включенным на вхо­де выпрямителя (рис. 29.6,а).

Для управления двигателями большой мощности целесооб­разно применять генератор постоянного тока независимого возбу­ждения; привод осуществляется посредством приводного двигате­ля (ПД), в качестве которого обычно используют трехфазный двигатель переменного тока. Для питания постоянным током це­пей возбуждения генератора Г и двигателя Д используется возбу­дитель В — генератор постоянного тока, напряжение на выходе которого поддерживается неизменным. Описанная схема управле­ния двигателем постоянного тока (рис. 29.6, б) известна под на­званием системы «генератор — двигатель» (Г—Д).

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Рис. 29.6. Схемы включения двигателей постоянного тока при регули­ровании частоты вращения изменением напряжения в цепи якоря

Изменение напряжения в цепи якоря позволяет регулировать частоту вращения двигателя вниз от номинальной, так как напря­жение свыше номинального недопустимо. При необходимости регулировать частоту вращения вверх от номинальной можно вос­пользоваться изменением тока возбуждения двигателя.

Изменение направления вращения (реверс) двигателя, рабо­тающего по системе ГД, осуществляется изменением направле­ния тока в цепи возбуждения генератора Г переключателем П, т. е. переменой полярности напряжения на его зажимах. Если двигатель постоянного тока работает в условиях резко переменной на­грузки, то для смягчения колебаний мощности, потребляемой ПД из трехфазной сети, на вал ПД помещают маховик М, который за­пасает энергию в период уменьшения нагрузки на двигатель Д и отдает ее в период интенсивной нагрузки двигателя.

Еще одним достоинством рассматриваемого способа регули­рования является то, что он допускает безреостатный пуск двига­теля при пониженном напряжении.

Импульсное регулирование частоты вращения ДПТ НВ

Сущность этого способа регулирования иллюстрируется схемой, изображен­ной на рис. 29.7, а. Цепь обмотки якоря двигателя параллельного (независимого) возбуждения периодически прерывается ключом К. Во время замыкания цепи якоря на время t к обмотке якоря подводится напряжение U = Uимпи ток в ней достигает значения Iamax. Затем ключом К цепь якоря размыкают и ток в ней убывает, достигая к моменту следующего замыкания цепи значения Iamin (при размыкании ключа К ток в обмотке якоря замыкается через диод VD). При следующем замыкании ключа К ток достигает зна­чения Iamax и т. д. Таким образом, к обмотке якоря подводится не­которое среднее напряжение

где Т— отрезок времени между двумя следующими друг за другом импульсами напряжения (рис. 29.7, б); Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности — коэффициент управления.

При этом в обмотке якоря проходит ток, среднее значение которого Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности.

При импульсном регулировании частота вращения двигателя

Таким образом, импульсное регулирование частоты вращения аналогично регулированию изменением подводимого к цепи якоря напряжения. С целью уменьшения пульсаций тока в цепи якоря включена катушка индуктивности (дроссель) Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности, а частота подачи импульсов равна 200—400 Гц.

На рис. 29.7, в представлена одна из возможных схем им­пульсного регулирования, где в качестве ключа применен управ­ляемый диод — тиристор VS. Открывается тиристор подачей крат­ковременного импульса от генератора импульсов (ГИ) на управляющий электрод (УЭ) тиристора. Цепь L1C, шунтирующая тиристор, служит для запирания последнего в период между двумя управляющими импульсами. Происходит это следующим образом: при открывании тиристора конденсатор С перезаряжается через контур L1C и создает на силовых электродах тиристора напряже­ние, обратное напряжению сети, которое прекращает протекание тока через тиристор. Параметрами цепи L1C определяется время (с) открытого состояния тиристора: Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Здесь L1 выража­ется в генри (Гн); С — в фарадах (Ф).Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Рис. 29.7. Импульсное регулирование частоты вращения двига­теля постоянного тока

Значение среднего напряжения Uср регулируется изменением частоты следования управляющих импульсов от генератора им­пульсов на тиристор VS.

Жесткие механические характеристики и возможность плав­ного регулирования частоты вращения в широком диапазоне оп­ределили области применения двигателей независимого возбуж­дения в станочных приводах, вентиляторах, а также во многих других случаях регулируемого электропривода, где требуется ус­тойчивая работа при колебаниях нагрузки.

Источник

Регулировка оборотов электродвигателя 220В, 12В и 24В

Для плавности увеличения и уменьшения скорости вращения вала существует специальный прибор – регулятор оборотов электродвигателя 220в. Стабильная эксплуатация, отсутствие перебоев напряжения, долгий срок службы – преимущества использования регулятора оборотов двигателя на 220, 12 и 24 вольт.

Способы изменения вращения зависят от модели электрической машины. Характеристики электрических машин отличаются: постоянного и переменного тока, однофазные, трехфазные. Поэтому говорить нужно о каждом случае отдельно.

Простейший вариант

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощностиЛегче всего изменять обороты электродвигателя постоянного тока. Они меняются простым изменением напряжения питания. Причем неважно где: на якоре или на возбуждении, но это касается только маломощных машин с минимальной нагрузкой. В основном управление скоростью вращения производят по цепи якоря. Более того, здесь возможно реостатное регулирование, если мощность мотора небольшая, или есть довольно мощный реостат.

Это самый неэкономичный вариант. Механические характеристики двигателя с независимым возбуждением самые невыгодные из-за больших потерь, результатом чего является падение механической мощности, КПД.

Еще одна возможность – введение реостата в обмотку возбуждения. Рассматривая характеристики двигателя с независимым возбуждением, увидим, что регулирование скорости вращения возможно только в сторону увеличения оборотов. Это происходит ввиду насыщения обмотки.

Итак, реостатное регулирование скорости вращения аппарата независимого возбуждения оправдано в системах с минимальной нагрузкой. Лучше всего, когда работа при таком включении буде периодической.

В цепи якоря

Для осуществления этой схемы нужно цепь якоря подключить к источнику напряжения, которое можно менять.

Это возможно в электрических машинах малой или средней мощности. Двигатель большой мощности целесообразно подключить в схему с генератором напряжения независимого возбуждения.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

В качестве привода для генератора используют обычный трехфазный асинхронник. Чтобы уменьшить обороты, достаточно на якоре понизить напряжение. Оно меняется от номинального и вниз. Эта схема имеет название «двигатель-генератор». Таким образом можно менять параметры на двигателе 220в.

Для низкого напряжения

Управление агрегатами на 12в проще из-за более низкого напряжения и как следствие, более доступных деталей. Вариантов подобных схем множество, поэтому важно понять сам принцип.

Такой двигатель имеет ротор, щеточный механизм и магниты. На выходе у него всего два провода, контролирование скорости идет по ним. Питание может быть 12, 24, 36в, или другое. Что нужно – это его менять. Лучше, когда в пределах от нуля до максимума. В более простых вариантах 12–0в не получится, другие варианты дают такую возможность.

Кто-то паяет радиоэлементы навесным монтажом, кто-то набирает печатную плату – это уже зависит от желания и возможностей каждого человека.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Этот вариант подойдет, если точность неважна: например, вентилятор. Напряжение меняется от 0 до 12 вольт, пропорционально меняется крутящий момент.

Другой вариант – со стабилизацией оборотов независимо от нагрузки на валу.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Питание 12 вольт, схема очень проста. Двигатель набирает обороты плавно, и также плавно их сбавляет так как напряжение на выходе меняется в пределах 12–0в. Как результат – можно убрать крутящий момент практически до нуля. Если потенциометр крутить в обратном направлении, мотор так же постепенно набирает обороты до максимума. Микросхема очень распространенная, ее характеристики тоже подробно описаны. Питание 12–18в.

Есть еще один вариант, только это уже не для 12, а для 24в питания.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Двигатель постоянного тока, питание – переменное, так как стоит диодный мост. При желании можно мост выбросить и запитывать постоянкой от своего блока питания.

От сети

Однофазные электродвигатели переменного тока также позволяют регулировать вращение ротора.

Коллекторные машины

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощностиТакие моторы стоят на электродрелях, электролобзиках и другом инструменте. Чтобы уменьшить или увеличить обороты, достаточно, как и в предыдущих случаях, изменять напряжение питания. Для этой цели также есть свои решения.

Конструкция подключается непосредственно к сети. Регулировочный элемент – симистор, управление которого осуществляется динистором. Симистор ставится на теплоотвод, максимальная мощность нагрузки – 600 Вт.

Если есть подходящий ЛАТР, можно все это делать при помощи его.

Двухфазный двигатель

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощностиАппарат, имеющий две обмотки – пусковую и рабочую, по своему принципу является двухфазным. В отличие от трехфазного имеет возможность менять скорость ротора. Характеристика крутящегося магнитного поля у него не круговая, а эллиптическая, что обусловлено его устройством.

Есть две возможности контролирования числа оборотов:

Такие агрегаты широко распространены в быту и на производстве.

Обычные асинхронники

Электрические машины трехфазного тока, несмотря на простоту в эксплуатации, обладают рядом характеристик, которые нужно учитывать. Если просто изменять питающее напряжение, будет в небольших пределах меняться момент, но не более. Чтобы в широких пределах регулировать обороты, необходимо довольно сложное оборудование, которое просто так собрать и наладить сложно и дорого.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Для этой цели промышленностью налажен выпуск частотных преобразователей, помогающих менять обороты электродвигателя в нужном диапазоне.

Асинхронник набирает обороты в согласии с выставленными на частотнике параметрами, которые можно менять в широком диапазоне. Преобразователь – самое лучшее решение для таких двигателей.

Выбираем устройство

Для того чтобы подобрать эффективный регулятор необходимо учитывать характеристики прибора, особенности назначения.

Прибор триак

Устройство симистр (триак) используется для регулирования освещением, мощностью нагревательных элементов, скоростью вращения.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощностиСхема контроллера на симисторе содержит минимум деталей, изображенных на рисунке, где С1 – конденсатор, R1 – первый резистор, R2 – второй резистор.

С помощью преобразователя регулируется мощность методом изменения времени открытого симистора. Если он закрыт, конденсатор заряжается посредством нагрузки и резисторов. Один резистор контролирует величину тока, а второй регулирует скорость заряда.

Когда конденсатор достигает предельного порога напряжения 12в или 24в, срабатывает ключ. Симистр переходит в открытое состояние. При переходе напряжения сети через ноль, симистр запирается, далее конденсатор даёт отрицательный заряд.

Преобразователи на электронных ключах

Тиристорные регуляторы мощности являются одними из самых распространенных, обладающие простой схемой работы.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Тиристор, работает в сети переменного тока.

Отдельным видом является стабилизатор напряжения переменного тока. Стабилизатор содержит трансформатор с многочисленными обмотками.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Схема стабилизатора постоянного тока

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Зарядное устройство 24 вольт на тиристоре

Принцип действия заключаются в заряде конденсатора и запертом тиристоре, а при достижении конденсатором напряжения, тиристор посылает ток на нагрузку.

Процесс пропорциональных сигналов

Сигналы, поступающие на вход системы, образуют обратную связь. Подробнее рассмотрим с помощью микросхемы.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности

Микросхема TDA 1085

Микросхема TDA 1085, изображенная выше, обеспечивает управление электродвигателем 12в, 24в обратной связью без потерь мощности. Обязательным является содержание таходатчика, обеспечивающего обратную связь двигателя с платой регулирования. Сигнал стаходатчика идёт на микросхему, которая передаёт силовым элементам задачу – добавить напряжение на мотор. При нагрузке на вал, плата прибавляет напряжение, а мощность увеличивается. Отпуская вал, напряжение уменьшается. Обороты будут постоянными, а силовой момент не изменится. Частота управляется в большом диапазоне. Такой двигатель 12, 24 вольт устанавливается в стиральные машины.

Своими руками можно сделать прибор для гриндера, токарного станка по дереву, точила, бетономешалки, соломорезки, газонокосилки, дровокола и многого другого.

Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Смотреть картинку Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Картинка про Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощности. Фото Как регулировать обороты двигателя постоянного тока большой мощностиПромышленные регуляторы, состоящие из контроллеров 12, 24 вольт, заливаются смолой, поэтому ремонту не подлежат. Поэтому часто изготавливается прибор 12в самостоятельно. Несложный вариант с использованием микросхемы U2008B. В регуляторе используется обратная связь по току или плавный пуск. В случае использования последнего необходимы элементы C1, R4, перемычка X1 не нужна, а при обратной связи наоборот.

При сборе регулятора правильно выбирать резистор. Так как при большом резисторе, на старте могут быть рывки, а при маленьком резисторе компенсация будет недостаточной.

Важно! При регулировке контроллера мощности нужно помнить, что все детали устройства подключены к сети переменного тока, поэтому необходимо соблюдать меры безопасности!

Регуляторы оборотов вращения однофазных и трехфазных двигателей 24, 12 вольт представляют собой функциональное и ценное устройство, как в быту, так и в промышленности.

Измерения

Понятно, что число оборотов нужно как-то определять. Для этого используют тахометры. Они показывают число вращения на данный момент. Обычным мультиметром просто так измерить скорость не получится, разве что на автомобиле.

Как видно, на электрических машинах можно менять различные параметры, подстраивая их под нужды производства и домашнего хозяйства.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *