Metody řízení stejnosměrného motoru v ACS

Řízení stejnosměrného motoru v ACS znamená buď změnu rychlosti otáčení v poměru k určitému řídicímu signálu, nebo udržování této rychlosti beze změny vlivem vnějších destabilizačních faktorů.

Existují 4 hlavní způsoby kontroly, které uplatňují výše uvedené principy:

  • ovládání reostatu-stykače;

  • ovládání systémem «generátor-motor» (G-D);

  • řízení podle systému «řízeného usměrňovače-D» (UV-D);

  • Impulsní řízení.

Podrobné studium těchto metod je předmětem TAU a kurzu Základy elektrického pohonu. Budeme zvažovat pouze hlavní ustanovení, která přímo souvisejí s elektromechanikou.

Metody řízení stejnosměrného motoru v ACS

Ovládání reostat-stykač

Běžně se používají tři schémata:

  • při úpravě otáček n z 0 na nnom je reostat zařazen do obvodu kotvy (regulace kotvy);

  • je-li potřeba získat n> nnom, je reostat zařazen do obvodu OF (pólové řízení);

  • pro regulaci otáček n <nnom a n> nnom jsou reostaty zařazeny jak v obvodu kotvy, tak v obvodu OF.

Výše uvedená schémata se používají pro ruční ovládání.K automatickému ovládání slouží krokové přepínání. Rpa a Rrv pomocí stykačů (relé, elektronické spínače).

Ovládání reostat-stykač

Pokud je požadována přesná a plynulá regulace otáček, musí být počet spínacích odporů a spínacích prvků velký, což zvyšuje velikost systému, zvyšuje náklady a snižuje spolehlivost.

Správa systému G-D

Regulace rychlosti od 0 do podle schématu na obr. vytvořeno úpravou Rv (Uzměna z 0 na nnom). Chcete-li získat otáčky motoru větší než nnom — změnou Rvd (snížením proudu OB motoru se sníží jeho hlavní tok Ф, což vede ke zvýšení rychlosti n).

Spínač S1 je určen pro reverzaci motoru (změnu směru otáčení jeho rotoru).

Vzhledem k tomu, že řízení D se provádí nastavením relativně malých budicích proudů D a D, lze jej snadno přizpůsobit úlohám ACS.

Správa systému G-D

Nevýhodou takového schématu je velká velikost systému, hmotnost, nízká účinnost, protože dochází k trojnásobné přeměně přeměny energie (elektrické na mechanickou a naopak a v každé fázi dochází ke ztrátám energie).

Řízený usměrňovač - systém motoru

Systém "řízený usměrňovač - motor" (viz obrázek) je podobný předchozímu, ale místo elektrického strojního zdroje regulovaného napětí, tvořeného např. třífázovým střídavým motorem a řízeným G = T, např. například se také používá třífázový tyristorový elektronický usměrňovač.

Řízený usměrňovač - motorový systém

Řídicí signály jsou generovány samostatnou řídicí jednotkou a zajišťují potřebný úhel otevření tyristorů, úměrný řídicímu signálu Uy.

Výhodou takového systému je vysoká účinnost, malé rozměry a hmotnost.

Nevýhodou oproti předchozímu zapojení (G-D) je zhoršení spínacích podmínek D vlivem zvlnění proudu kotvy, zejména při napájení z jednofázové sítě.

Impulsní řízení

Impulsní řízení

Napěťové impulsy jsou do motoru přiváděny pomocí pulzního chopperu modulovaného (PWM, VIM) v souladu s řídicím napětím.

Změny rychlosti otáčení kotvy se tedy nedosahuje změnou řídicího napětí, ale změnou doby, po kterou je do motoru přiváděno jmenovité napětí. Je zřejmé, že chod motoru spočívá ve střídání period zrychlování a zpomalování (viz obrázek).

Provoz motoru se skládá ze střídání period zrychlování a zpomalování

Pokud jsou tyto periody malé ve srovnání s celkovou dobou zrychlení a zastavení kotvy, pak rychlost n nestihne dosáhnout stacionárních hodnot nnom během zrychlování nebo n = 0 během zpomalování až do konce každé periody, a určitým průměrem je nastavená rychlost navigace, jejíž hodnota je dána relativní dobou trvání aktivace.

Proto ACS vyžaduje řídicí obvod, jehož účelem je převést konstantní nebo proměnný řídicí signál na sekvenci řídicích impulsů s relativní dobou zapnutí, která je danou funkcí velikosti tohoto signálu. Jako spínací prvky se používají výkonové polovodičové prvky — polní a bipolární tranzistory, tyristory

Doporučujeme vám přečíst si:

Proč je elektrický proud nebezpečný?