Metódy riadenia jednosmerného motora v ACS

Riadenie jednosmerného motora v ACS znamená buď zmenu rýchlosti otáčania v pomere k určitému riadiacemu signálu, alebo udržanie tejto rýchlosti nezmenenej pod vplyvom vonkajších destabilizačných faktorov.

Existujú 4 hlavné metódy kontroly, ktoré uplatňujú vyššie uvedené princípy:

• riadenie reostat-stykač;

• ovládanie systémom «generátor-motor» (G-D);

• riadenie podľa systému «riadeného usmerňovača-D» (UV-D);

• impulzné ovládanie.

Podrobné štúdium týchto metód je predmetom TAU a kurzu Základy elektrického pohonu. Budeme brať do úvahy iba hlavné ustanovenia, ktoré priamo súvisia s elektromechanikou.

Riadenie reostat-stykač

Bežne sa používajú tri schémy:

• pri nastavovaní rýchlosti n z 0 na nnom je reostat zaradený do okruhu kotvy (regulácia kotvy);

• ak je potrebné získať n> nnom, je reostat zaradený do obvodu OF (pólové riadenie);

• na reguláciu otáčok n <nnom a n> nnom sú v obvode kotvy aj v obvode OF zahrnuté reostaty.

Vyššie uvedené schémy sa používajú na manuálne ovládanie.Pre automatické ovládanie sa používa krokové prepínanie. Rpa a Rrv pomocou stýkačov (relé, elektronické spínače).

Ak sa vyžaduje presné a plynulé riadenie rýchlosti, počet spínacích odporov a spínacích prvkov musí byť veľký, čo zvyšuje veľkosť systému, zvyšuje náklady a znižuje spoľahlivosť.

Správa systému G-D

Regulácia rýchlosti od 0 do podľa schémy na obr. vyrobené úpravou Rv (Uzmena z 0 na nnom). Na získanie rýchlosti motora vyššej ako nnom — zmenou Rvd (zníženie prúdu OB motora znižuje jeho hlavný tok Ф, čo vedie k zvýšeniu rýchlosti n).

Spínač S1 je určený na reverzáciu motora (zmena smeru otáčania jeho rotora).

Pretože riadenie D sa vykonáva nastavením relatívne malých budiacich prúdov D a D, je ľahko prispôsobené úlohám ACS.

Nevýhodou takejto schémy je veľká veľkosť systému, hmotnosť, nízka účinnosť, pretože dochádza k trojnásobnej premene premeny energie (elektrickej na mechanickú a naopak a v každej fáze dochádza k energetickým stratám).

Riadený usmerňovač - motorový systém

Systém "riadený usmerňovač - motor" (pozri obrázok) je podobný predchádzajúcemu, ale namiesto elektrického strojového zdroja regulovaného napätia, pozostávajúceho napríklad z trojfázového striedavého motora a riadeného G = T, napr. napríklad sa používa aj trojfázový tyristorový elektronický usmerňovač.

Riadiace signály sú generované samostatnou riadiacou jednotkou a zabezpečujú potrebný uhol otvorenia tyristorov, úmerný riadiacemu signálu Uy.

Výhodou takéhoto systému je vysoká účinnosť, malé rozmery a hmotnosť.

Nevýhodou oproti predchádzajúcemu obvodu (G-D) je zhoršenie spínacích podmienok D vplyvom zvlnenia prúdu kotvy, najmä pri napájaní z jednofázovej siete.

Impulzné ovládanie

Napäťové impulzy sú privádzané do motora pomocou pulzného choppera modulovaného (PWM, VIM) v súlade s riadiacim napätím.

Zmena rýchlosti otáčania kotvy sa teda nedosiahne zmenou riadiaceho napätia, ale zmenou času, počas ktorého sa menovité napätie dodáva do motora. Je zrejmé, že chod motora pozostáva zo striedania periód zrýchľovania a spomaľovania (pozri obrázok).

Ak sú tieto periódy malé v porovnaní s celkovým časom zrýchlenia a zastavenia kotvy, potom rýchlosť n nestihne dosiahnuť stacionárne hodnoty nnom počas zrýchlenia alebo n = 0 počas spomalenia až do konca každej periódy, a určitý priemer je nastavená rýchlosť navigácie, ktorej hodnota je určená relatívnou dobou aktivácie.

Preto ACS vyžaduje riadiaci obvod, ktorého účelom je previesť konštantný alebo premenlivý riadiaci signál na sekvenciu riadiacich impulzov s relatívnou dobou zapnutia, ktorá je danou funkciou veľkosti tohto signálu. Výkonové polovodičové prvky sa používajú ako spínacie prvky — poľné a bipolárne tranzistory, tyristory.