בקרת מהירות של מנוע DC

מהמשוואה האופיינית האלקטרומכנית מנוע קבוע עירור עצמאי, יוצא שיש שלוש דרכים אפשריות לשלוט במהירות הזוויתית שלו:

1) ויסות על ידי שינוי ערך ההתנגדות של הריאוסטט במעגל האבזור,

2) ויסות על ידי שינוי שטף העירור של המנוע F,

3) התאמה על ידי שינוי המתח המופעל על פיתול האבזור של המנוע U... זרם מעגל האבזור AzI והרגע M שפותח על ידי המנוע תלויים רק בגודל העומס על הציר שלו.

שקול את השיטה הראשונה לשליטה במהירות של מנוע DC על ידי שינוי ההתנגדות במעגל האבזור ... דיאגרמת מעגל המנוע למקרה זה מוצגת באיור. 1, והמאפיינים האלקטרו-מכאניים והמכאניים מוצגים באיור. 2, א.

אורז. 1. דיאגרמת מעגל של מנוע DC עם עירור עצמאי

אורז. 2. מאפיינים מכניים של מנוע DC בהתנגדויות שונות של מעגל אבזור (א) ומתחים (ב)

על ידי שינוי ההתנגדות של הריאוסטט במעגל האבזור, ניתן בעומס נומינלי להשיג מהירויות זוויתיות שונות של המנוע החשמלי על ידי מאפיינים מלאכותיים - ω1, ω2, ω3.

בואו ננתח שיטה זו לשליטה במהירות הזוויתית של מנועי DC באמצעות האינדיקטורים הטכניים והכלכליים העיקריים. מכיוון ששיטת התאמה זו משנה את קשיחות המאפיינים בטווח רחב, אז במהירויות מתחת למחצית מהנומינלי, יציבות פעולת המנוע מתדרדרת בחדות. מסיבה זו, טווח בקרת המהירות מוגבל (e = 2 - H).

בשיטה זו ניתן להתאים את המהירות מהבסיסית, מה שמוכח על ידי המאפיינים האלקטרו-מכאניים והמכניים. קשה להבטיח חלקות רגולציה גבוהה, שכן יידרש מספר לא מבוטל של שלבי בקרה ומספר גדול בהתאם של מגע. שימוש מלא במנוע לזרם (חימום) במקרה זה מושג עם ויסות מומנט עומס קבוע.

החיסרון של שיטה זו הוא נוכחותם של הפסדי כוח משמעותיים במהלך ההתאמה, שהם פרופורציונליים לשינוי היחסי במהירות הזוויתית. היתרון של השיטה הנחשבת של בקרת מהירות זוויתית הוא הפשטות והאמינות של מעגל הבקרה.

בהתחשב בהפסדים הגבוהים בראוסטט במהירויות נמוכות, שיטה זו של בקרת מהירות משמשת עבור כוננים עם מחזורי עבודה קצרי טווח וקצרים לסירוגין.

בשיטה השנייה, בקרת המהירות הזוויתית של מנועי DC של עירור עצמאי מתבצעת על ידי שינוי גודל השטף המגנטי עקב החדרת ריאוסטט נוסף במעגל של פיתול העירור. כאשר הזרימה נחלשת, מהירות הזווית של המנוע הן בעומס והן במהירות סרק עולה, וכאשר קצב הזרימה עולה, היא יורדת. ניתן לשנות את המהירות רק מעלה בגלל הרוויה של המנוע.

ככל שהמהירות עולה על ידי החלשת השטף, המומנט המותר של מנוע ה-DC משתנה בהתאם לחוק ההיפרבולה, בעוד ההספק נשאר קבוע. טווח בקרת מהירות עבור שיטה זו e = 2 - 4.

המאפיינים המכניים עבור ערכים שונים של שטף מנוע מוצגים באיור. 2i ו-2, b, מהם ניתן לראות כי למאפיינים בתוך הזרם המדורג יש דרגת קשיחות גבוהה.

פיתולי השדה של מנועי DC נרגשים באופן עצמאי הם בעלי השראות משמעותית. לכן, עם שינוי שלבים בהתנגדות של הריאוסטט במעגל מתפתל השדה, הזרם ולכן השטף ישתנו באופן אקספוננציאלי. בהקשר זה, בקרת מהירות זוויתית תתבצע בצורה חלקה.

היתרונות העיקריים של שיטת בקרת מהירות זו הם הפשטות והיעילות הגבוהה שלה.

שיטת בקרה זו משמשת בכוננים כעזר, המספקת עלייה במהירות הסרק של המנגנון.

הדרך השלישית לשלוט במהירות היא לשנות את המתח המופעל על פיתול האבזור של המנוע.המהירות הזוויתית של מנוע DC, ללא קשר לעומס, משתנה ביחס ישר למתח המופעל על האבזור. מכיוון שכל מאפייני הבקרה קשיחים ומידת הקשיחות שלהם נשארת ללא שינוי עבור כל המאפיינים, פעולת המנוע יציבה בכל המהירויות הזוויתיות ולכן מסופק טווח רחב של בקרת מהירות ללא קשר לעומס. טווח זה הוא 10 וניתן להרחיב אותו על ידי תוכניות בקרה מיוחדות.

בשיטה זו ניתן להקטין ולהגדיל את המהירות הזוויתית ביחס לזו הבסיסית. האצה מוגבלת על ידי יכולות מקור מתח AC וה-Unomer של המנוע.

אם מקור הכוח מספק את היכולת לשנות ברציפות את המתח המופעל על המנוע, בקרת מהירות המנוע תהיה חלקה.

שיטת בקרה זו חסכונית מכיוון שבקרת המהירות הזוויתית של מנוע DC נרגש באופן עצמאי מתבצעת ללא הפסדי חשמל נוספים במעגל אספקת האבזור. עבור כל האינדיקטורים לעיל, שיטת רגולציה זו היא הטובה ביותר בהשוואה לראשון ולשני.