DC-motorbesturingsmethoden in ACS

De besturing van een DC-motor in ACS houdt in dat ofwel de rotatiesnelheid wordt aangepast in verhouding tot een bepaald stuursignaal, ofwel deze snelheid ongewijzigd wordt gehouden onder invloed van externe destabiliserende factoren.

Er zijn 4 belangrijke controlemethoden die de bovenstaande principes toepassen:

• regelweerstand-magneetschakelaar;

• besturing door het «generator-motor» (G-D) systeem;

• beheer volgens het systeem «gecontroleerde gelijkrichter-D» (UV-D);

• impuls controle.

Een gedetailleerde studie van deze methoden is het onderwerp van de TAU en de cursus Basics of Electric Drive. We zullen alleen de belangrijkste bepalingen bekijken die rechtstreeks verband houden met elektromechanica.

Rheostaat-magneetschakelaar controle

Drie schema's worden vaak gebruikt:

• bij het aanpassen van de snelheid n van 0 naar nnom, wordt de reostaat opgenomen in het ankercircuit (ankerbesturing);

• als het nodig is om n> nnom te verkrijgen, wordt de reostaat opgenomen in het OF-circuit (poolbesturing);

• om de snelheid n <nnom en n> nnom te regelen, zijn reostaten zowel in het ankercircuit als in het OF-circuit opgenomen.

De bovenstaande schema's worden gebruikt voor handmatige bediening.Stappenschakeling wordt gebruikt voor automatische regeling. Rpa en Rrv met behulp van schakelaars (relais, elektronische schakelaars).

Als een nauwkeurige en soepele snelheidsregeling vereist is, moet het aantal schakelweerstanden en schakelelementen groot zijn, wat de systeemomvang vergroot, de kosten verhoogt en de betrouwbaarheid vermindert.

Beheer van het G-D-systeem

Snelheidsregeling van 0 tot volgens het diagram in afb. geproduceerd door aanpassing van Rv (Uverandert van 0 naar nnom). Om een ​​motorsnelheid groter dan nnom te verkrijgen - door Rvd te veranderen (het verminderen van de stroom van de OB van de motor vermindert de hoofdflux Ф, wat leidt tot een toename van de snelheid n).

Schakelaar S1 is ontworpen om de motor om te keren (de draairichting van de rotor veranderen).

Aangezien de regeling van D wordt bereikt door de relatief kleine excitatiestromen D en D aan te passen, kan deze gemakkelijk worden aangepast aan ACS-taken.

Het nadeel van een dergelijk schema is de grote omvang van het systeem, het gewicht, het lage rendement, aangezien er een drievoudige omzetting van energieconversie is (elektrisch naar mechanisch en vice versa, en in elke fase zijn er energieverliezen).

Gecontroleerde gelijkrichter - Motorsysteem

Het systeem "gestuurde gelijkrichter - motor" (zie de afbeelding) is vergelijkbaar met het vorige, maar in plaats van een elektrische machinebron van geregelde spanning, bestaande uit bijvoorbeeld een driefasige wisselstroommotor en G = T-gestuurd, voor er wordt bijvoorbeeld ook een driefasige thyristor-elektronische gelijkrichter gebruikt.

De stuursignalen worden gegenereerd door een aparte stuureenheid en zorgen voor de benodigde openingshoek van de thyristors, evenredig met het stuursignaal Uy.

De voordelen van een dergelijk systeem zijn een hoog rendement, klein formaat en gewicht.

Het nadeel ten opzichte van het vorige circuit (G-D) is de verslechtering van de schakelomstandigheden D als gevolg van de ankerstroomrimpel, vooral wanneer deze wordt gevoed vanuit een enkelfasig netwerk.

Impuls controle

Spanningspulsen worden naar de motor gevoerd met behulp van een pulschopper gemoduleerd (PWM, VIM) in overeenstemming met de stuurspanning.

De verandering in de rotatiesnelheid van het anker wordt dus niet bereikt door de stuurspanning te wijzigen, maar door de tijd te wijzigen waarin de nominale spanning aan de motor wordt geleverd. Het is duidelijk dat de werking van de motor bestaat uit afwisselende perioden van acceleratie en deceleratie (zie figuur).

Als deze perioden klein zijn in vergelijking met de totale versnellings- en stoptijd van het anker, dan heeft de snelheid n geen tijd om de stationaire waarden nnom te bereiken tijdens versnelling of n = 0 tijdens vertraging tot het einde van elke periode, en een bepaald gemiddelde is de ingestelde navigatiesnelheid, waarvan de waarde wordt bepaald door de relatieve activeringsduur.

Daarom heeft de ACS een besturingscircuit nodig dat tot doel heeft een constant of variabel besturingssignaal om te zetten in een reeks besturingspulsen met een relatieve aan-tijd die een gegeven functie is van de grootte van dat signaal. Vermogenshalfgeleiderapparaten worden gebruikt als schakelelementen — veld- en bipolaire transistors, thyristors.