Snelheidsregeling van een gelijkstroommotor
Uit de elektromechanische karakteristieke vergelijking permanente motor onafhankelijke excitatie, hieruit volgt dat er drie mogelijke manieren zijn om de hoeksnelheid te regelen:
1) regeling door de weerstandswaarde van de reostaat in het ankercircuit te wijzigen,
2) regeling door de excitatieflux van de motor F te wijzigen,
3) aanpassing door de spanning te wijzigen die wordt toegepast op de ankerwikkeling van de motor U... Ankercircuitstroom AzI en het moment M ontwikkeld door de motor hangen alleen af van de grootte van de belasting op zijn as.
Overweeg de eerste methode om de snelheid van een gelijkstroommotor te regelen door de weerstand in het ankercircuit te veranderen ... Het motorcircuitschema voor dit geval wordt getoond in Fig. 1, en de elektromechanische en mechanische kenmerken worden getoond in Fig. 2, een.
Rijst. 1. Schakelschema van een gelijkstroommotor met onafhankelijke bekrachtiging
Rijst. 2. Mechanische kenmerken van een gelijkstroommotor bij verschillende ankercircuitweerstanden (a) en spanningen (b)
Door de weerstand van de reostaat in het ankercircuit te veranderen, is het mogelijk om bij nominale belasting verschillende hoeksnelheden van de elektromotor te verkrijgen door kunstmatige kenmerken - ω1, ω2, ω3.
Laten we deze methode voor het regelen van de hoeksnelheid van DC-motoren analyseren met behulp van de belangrijkste technische en economische indicatoren. Aangezien deze aanpassingsmethode de stijfheid van de kenmerken in een breed bereik verandert, verslechtert de stabiliteit van de werking van de motor bij snelheden onder de helft van de nominale waarde sterk. Om deze reden is het bereik van de snelheidsregeling beperkt (e = 2 — H).
Met deze methode kan de snelheid worden verlaagd ten opzichte van de basissnelheid, wat wordt bewezen door de elektromechanische en mechanische eigenschappen. Het is moeilijk om een hoge soepelheid van de regeling te waarborgen, aangezien een aanzienlijk aantal besturingsstappen en een dienovereenkomstig groot aantal schakelaars vereist zal zijn. Volledig gebruik van de motor voor stroom (verwarming) wordt in dit geval bereikt met constante belastingskoppelregeling.
Het nadeel van deze methode is de aanwezigheid van aanzienlijke vermogensverliezen tijdens de aanpassing, die evenredig zijn met de relatieve verandering in hoeksnelheid. Het voordeel van de weloverwogen methode van hoeksnelheidsregeling is de eenvoud en betrouwbaarheid van het regelcircuit.
Gezien de hoge verliezen in de reostaat bij lage snelheden, wordt deze methode van snelheidsregeling gebruikt voor aandrijvingen met korte en intermitterende korte bedrijfscycli.
Bij de tweede methode wordt de regeling van de hoeksnelheid van gelijkstroommotoren van onafhankelijke excitatie uitgevoerd door de grootte van de magnetische flux te veranderen door de introductie van een extra reostaat in het circuit van de excitatiewikkeling. Wanneer de stroom wordt verzwakt, neemt de hoeksnelheid van de motor zowel onder belasting als bij stationair toerental toe, en wanneer het debiet toeneemt, neemt deze af. Het is praktisch mogelijk om de snelheid alleen omhoog te veranderen vanwege de verzadiging van de motor.
Naarmate de snelheid toeneemt door de flux te verzwakken, verandert het toegestane koppel van de gelijkstroommotor volgens de hyperboolwet, terwijl het vermogen constant blijft. Snelheidsregelbereik voor deze methode e = 2 — 4.
De mechanische kenmerken voor verschillende waarden van motorflux worden getoond in Fig. 2i en 2, b, waaruit blijkt dat de karakteristieken binnen de nominale stroom een hoge mate van stijfheid hebben.
De veldwikkelingen van onafhankelijk aangeslagen DC-motoren hebben een aanzienlijke inductantie. Daarom, met een stapsgewijze verandering in de weerstand van de reostaat in het veldwikkelcircuit, zal de stroom en dus de flux exponentieel veranderen. In dit opzicht zal de hoeksnelheidsregeling soepel worden uitgevoerd.
De belangrijkste voordelen van deze snelheidsregelingsmethode zijn de eenvoud en het hoge rendement.
Deze besturingsmethode wordt gebruikt in aandrijvingen als hulpmiddel, waardoor het stationaire toerental van het mechanisme wordt verhoogd.
De derde manier om de snelheid te regelen, is door de spanning op de ankerwikkeling van de motor te wijzigen.De hoeksnelheid van een gelijkstroommotor, ongeacht de belasting, varieert recht evenredig met de spanning die op het anker wordt toegepast. Aangezien alle besturingskarakteristieken star zijn en hun mate van stijfheid voor alle karakteristieken ongewijzigd blijft, is de werking van de motor stabiel bij alle hoeksnelheden en daarom is er een breed scala aan snelheidsregeling, ongeacht de belasting. Dit bereik is 10 en kan worden uitgebreid met speciale besturingsschema's.
Met deze methode kan de hoeksnelheid worden verlaagd en verhoogd ten opzichte van de basissnelheid. Versnelling wordt beperkt door de mogelijkheden van de wisselspanningsbron en de Unomer van de motor.
Als de stroombron de mogelijkheid biedt om de spanning die op de motor wordt toegepast continu te variëren, zal de regeling van het motortoerental soepel verlopen.
Deze besturingsmethode is economisch omdat de hoeksnelheidsregeling van een onafhankelijk bekrachtigde gelijkstroommotor wordt uitgevoerd zonder extra vermogensverliezen in het ankervoedingscircuit. Voor alle bovenstaande indicatoren is deze reguleringsmethode de beste in vergelijking met de eerste en tweede.