Zariadenia na reguláciu otáčok motora

Asynchrónne elektromotory sú široko používané v protiprúdových brzdových obvodoch. indukčné relé regulácie otáčok... Vstupný hriadeľ relé 5, na ktorom je namontovaný valcový permanentný magnet 4, je spojený s hriadeľom elektromotora, ktorého uhlová rýchlosť má byť riadená.

Keď sa elektromotor otáča, magnetické pole pretína vodiče skratu 3 rotačného statora 6. Vo vinutí sa indukuje EMF, ktorého hodnota je úmerná uhlovej rýchlosti otáčania hriadeľa. Pod jeho vplyvom vzniká v cievke prúd a vzniká interakčná sila, ktorá má tendenciu otáčať stator 6 v smere otáčania magnetu.

Pri určitej rýchlosti otáčania sa sila zvýši natoľko, že obmedzovač 2, ktorý prekoná odpor plochej pružiny, spína kontakty relé. Relé je vybavené dvomi kontaktnými uzlami: 1 a 7, ktoré sú spínané v závislosti od smeru otáčania.

Obrázok 1. Indukčné relé riadenia rýchlosti

Relé indukčného riadenia rýchlosti má pomerne zložitý dizajn a nízku presnosť, ktorá môže byť prijateľná iba pre systémy hrubého riadenia. Vyššiu presnosť regulácie otáčok je možné dosiahnuť použitím tachogenerátora — meracieho mikrostroja, ktorého napätie na svorkách je priamo úmerné rýchlosti otáčania.

Tachogenerátory sa používajú v systémoch spätnej väzby pohonu s premenlivou rýchlosťou so širokým rozsahom otáčok, a preto majú chybu len niekoľko percent. Najbežnejšie sú jednosmerné tachogenerátory.

Na obr. 2 je znázornená schéma relé regulácie otáčok elektromotora M s použitím tachogenerátora G, ktorého obvod kotvy obsahuje elektromagnetické relé K a regulačný reostat R. Keď napätie na svorkách kotvy tachogenerátora prekročí prevádzkové napätie, dôjde k prekročeniu prevádzkového napätia. relé je zapnuté vo vonkajšom obvode.

Obrázok 2. Relé riadenia rýchlosti s tachogenerátorom

Obrázok 3. Schéma mostíka tachometra

So zvyšujúcim sa odporom obvodu kotvy sa zvyšuje presnosť obvodu. Preto je niekedy relé pripojené k tachogenerátoru cez medziľahlý polovodičový zosilňovač. Na tento účel je možné použiť aj polovodičové bezdotykové prahové prvky so stabilným napätím odozvy.

Spoľahlivosť obvodu sa dá zlepšiť, ak sa jednosmerný tachogenerátor nahradí bezkontaktným asynchrónnym tachogenerátorom.

Asynchrónny tachogenerátor má dutý nemagnetický rotor vyrobený vo forme skla. Stator má dve vinutia zvierajúce uhol 90 ° navzájom. Jedna z cievok je pripojená k sieti striedavého prúdu.Z druhého vinutia je odstránené sínusové napätie, ktoré je úmerné rýchlosti rotora. Frekvencia výstupného napätia sa vždy rovná frekvencii siete.

V moderných jednosmerných výkonných motoroch je tachogenerátor zabudovaný do rovnakého krytu ako stroj a je namontovaný na rovnakom hriadeli ako hlavný motor. To znižuje zvlnenie výstupného napätia a zlepšuje presnosť regulácie rýchlosti.

Jednosmerné tachogenerátory typu PT-1 s elektromagnetickým budením sa bežne používajú v elektromotoroch série PBST. Vysoký krútiaci moment DC motory Mám zabudovaný tacho s permanentným magnetom.

V prípadoch, keď jednosmerný motor M nemá tachogenerátor, je možné jeho rýchlosť riadiť meraním EMF kotvy. Na to sa používa tachometrický mostíkový obvod, ktorý tvoria dva odpory: R1 a R2, kotva Ri a prídavné póly stroja Rdp. Výstupné napätie mostíka tachometra Uout = U1 — Udp, príp

Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω

Posledná rovnosť platí za podmienky, že magnetický tok elektromotora je konštantný. Vrátane prahového prvku na výstupe tachometrického mostíka sa získa relé, ktoré je nastavené na určitú uhlovú rýchlosť otáčania. Presnosť mostíka otáčkomera je nízka vzhľadom na variabilitu kontaktného odporu kefy a nevyváženosť odporu vykurovania.

Ak jednosmerný motor pracuje na umelej charakteristike a kotva obsahuje veľký dodatočný odpor, funkciu rýchlostného relé môže vykonávať napäťové relé pripojené na svorky kotvy.

Napätie v kotve elektromotora Uja = E + IjaRja.

Keďže I = (U — E) / (Ri + Rext), dostaneme Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, potom druhý člen môžeme zanedbať a svorkové napätie kotvy možno považovať za priamo úmerné emf a rýchlosti otáčania motora.

Obrázok 4. Regulácia rýchlosti pomocou napäťových relé

Obrázok 5. Relé odstredivého riadenia rýchlosti

Majú veľmi jednoduchý dizajn. odstredivé spínače otáčok... Základom relé je plastová čelná doska 4, namontovaná na hriadeli, ktorej rýchlosť otáčania je potrebné ovládať. Na prednej doske je upevnená plochá pružina 3 s masívnym pohyblivým kontaktom 2 a pevným nastaviteľným kontaktom 1. Pružina je vyrobená zo špeciálnej ocele, ktorej modul pružnosti je prakticky nezávislý na zmenách teploty.

Pri otáčaní čelnej dosky pôsobí na pohyblivý kontakt odstredivá sila, ktorá pri určitej rýchlosti otáčania prekonáva odpor plochej pružiny a spína kontakty. Prúd je privádzaný do kontaktného zariadenia cez zberacie krúžky a kefy, ktoré nie sú znázornené na obrázku. Takéto relé sa používajú v systémoch stabilizácie rýchlosti pre jednosmerné mikromotory. Napriek svojej jednoduchosti si systém udržuje rýchlosť s chybou rádovo 2 %.