Zařízení pro regulaci otáček motoru
Asynchronní elektromotory jsou široce používány v protiproudých brzdových okruzích. indukční relé regulace otáček... Vstupní hřídel relé 5, na kterém je upevněn válcový permanentní magnet 4, je spojen s hřídelí elektromotoru, jehož úhlová rychlost má být řízena.
Když se elektromotor otáčí, magnetické pole křižuje vodiče zkratu 3 rotačního statoru 6. Ve vinutí se indukuje EMF, jehož hodnota je úměrná úhlové rychlosti otáčení hřídele. Pod jeho vlivem vzniká v cívce proud a vzniká interakční síla, která má tendenci otáčet statorem 6 ve směru otáčení magnetu.
Při určité rychlosti otáčení se síla zvýší natolik, že omezovač 2, překonávající odpor ploché pružiny, sepne kontakty relé. Relé je vybaveno dvěma kontaktními uzly: 1 a 7, které se spínají v závislosti na směru otáčení.
Obrázek 1. Indukční relé řízení rychlosti
Indukční relé pro řízení rychlosti má poměrně složitou konstrukci a nízkou přesnost, která může být přijatelná pouze pro systémy hrubého řízení. Vyšší přesnosti regulace otáček lze dosáhnout použitím tachogenerátoru — měřicího mikrostroje, jehož napětí na svorkách je přímo úměrné rychlosti otáčení.
Tachogenerátory se používají v systémech zpětné vazby pohonu s proměnnou rychlostí s širokým rozsahem otáček, a proto mají chybu jen několik procent. Nejběžnější jsou stejnosměrné tachogenerátory.
Na Obr. 2 je schéma relé regulace otáček elektromotoru M využívající tachogenerátor G, v jehož obvodu kotvy je elektromagnetické relé K a regulační reostat R. Když napětí na svorkách kotvy tachogenerátoru překročí provozní napětí, dojde k překročení provozního napětí na svorkách kotvy tachogenerátoru. relé je sepnuto ve vnějším obvodu.
Obrázek 2. Relé řízení otáček s tachogenerátorem
Obrázek 3. Schéma můstku tachometru
S rostoucím odporem obvodu kotvy se zvyšuje přesnost obvodu. Proto je někdy relé připojeno k tachogenerátoru přes mezilehlý polovodičový zesilovač. K tomuto účelu je možné použít i polovodičové bezdotykové prahové prvky se stabilním odezvovým napětím.
Spolehlivost obvodu lze zlepšit nahrazením stejnosměrného tachogenerátoru bezkontaktním asynchronním tachogenerátorem.
Asynchronní tachogenerátor má dutý nemagnetický rotor vyrobený ve formě skla. Stator má dvě vinutí pod úhlem 90° vůči sobě. Jedna z cívek je připojena k síti střídavého proudu.Z druhého vinutí je odstraněno sinusové napětí, které je úměrné rychlosti rotoru. Frekvence výstupního napětí je vždy rovna frekvenci sítě.
U moderních stejnosměrných výkonných motorů je tachogenerátor zabudován do stejné skříně jako stroj a je namontován na stejné hřídeli jako hlavní motor. To snižuje zvlnění výstupního napětí a zlepšuje přesnost regulace rychlosti.
Stejnosměrné tachogenerátory typu PT-1 s elektromagnetickým buzením se běžně používají v elektromotorech řady PBST. Vysoký točivý moment DC motory Mám vestavěný tacho buzený permanentním magnetem.
V případech, kdy stejnosměrný motor M nemá tachogenerátor, lze jeho otáčky řídit měřením EMF kotvy. K tomu slouží tachometrický můstkový obvod, který je tvořen dvěma odpory: R1 a R2, kotvou Ri a přídavnými póly stroje Rdp. Výstupní napětí můstku otáčkoměru Uout = U1 — Udp, popř
Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω
Poslední rovnost platí za podmínky, že magnetický tok elektromotoru je konstantní. Včetně prahového prvku na výstupu tachometrického můstku se získá relé, které je nastaveno na určitou úhlovou rychlost otáčení. Přesnost můstku otáčkoměru je nízká vzhledem k proměnlivosti kontaktního odporu kartáče a topné nevyváženosti odporu.
Pokud stejnosměrný motor pracuje na umělé charakteristice a kotva obsahuje velký přídavný odpor, může být funkce rychlostního relé provedena napěťovým relé připojeným ke svorkám kotvy.
Napětí v kotvě elektromotoru Uja = E + IjaRja.
Protože I = (U — E) / (Ri + Rext), dostaneme Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, pak lze druhý člen zanedbat a svorkové napětí kotvy lze považovat za přímo úměrné emf a rychlosti otáčení motoru.
Obrázek 4. Regulace rychlosti pomocí napěťových relé
Obrázek 5. Relé odstředivé regulace rychlosti
Mají velmi jednoduchý design. odstředivé spínače rychlosti... Základem relé je plastová čelní deska 4, nasazená na hřídeli, jejíž rychlost otáčení je nutné řídit. Na přední desce je upevněna plochá pružina 3 s masivním pohyblivým kontaktem 2 a pevným nastavitelným kontaktem 1. Pružina je vyrobena ze speciální oceli, jejíž modul pružnosti je prakticky nezávislý na změnách teplot.
Při otáčení čelní desky působí na pohyblivý kontakt odstředivá síla, která při určité rychlosti otáčení překoná odpor ploché pružiny a spíná kontakty. Proud je přiváděn do kontaktního zařízení přes sběrací kroužky a kartáče, které nejsou na obrázku znázorněny. Taková relé se používají v systémech stabilizace otáček pro stejnosměrné mikromotory. I přes svou jednoduchost si systém udržuje rychlost s chybou v řádu 2 %.
