Regulácia otáčok jednosmerného motora

Z elektromechanickej charakteristickej rovnice stály motor nezávislé budenie, z toho vyplýva, že existujú tri možné spôsoby riadenia jeho uhlovej rýchlosti:

1) regulácia zmenou hodnoty odporu reostatu v obvode kotvy,

2) regulácia zmenou budiaceho toku motora F,

3) úprava zmenou napätia privedeného na vinutie kotvy motora U... Prúd obvodu kotvy AzI a moment M vyvinutý motorom závisia len od veľkosti zaťaženia jeho hriadeľa.

Zvážte prvý spôsob riadenia rýchlosti jednosmerného motora zmenou odporu v obvode kotvy ... Schéma zapojenia motora pre tento prípad je znázornená na obr. 1 a elektromechanické a mechanické charakteristiky sú znázornené na obr. 2, a.

Ryža. 1. Schéma zapojenia jednosmerného motora s nezávislým budením

Ryža. 2. Mechanické charakteristiky jednosmerného motora pri rôznych odporoch obvodu kotvy (a) a napätiach (b)

Zmenou odporu reostatu v obvode kotvy je možné pri menovitom zaťažení získať rôzne uhlové rýchlosti elektromotora umelými charakteristikami — ω1, ω2, ω3.

Poďme analyzovať túto metódu riadenia uhlovej rýchlosti jednosmerných motorov pomocou hlavných technických a ekonomických ukazovateľov. Keďže tento spôsob nastavenia mení tuhosť charakteristiky v širokom rozsahu, potom pri otáčkach pod polovicou nominálnych sa stabilita chodu motora prudko zhoršuje. Z tohto dôvodu je rozsah regulácie rýchlosti obmedzený (e = 2 – H).

Touto metódou je možné znížiť rýchlosť zo základnej, čo dokazujú elektromechanické a mechanické vlastnosti. Je ťažké zabezpečiť vysokú plynulosť regulácie, pretože bude potrebný značný počet riadiacich krokov a zodpovedajúci veľký počet stýkačov. Plné využitie motora na prúd (ohrev) je v tomto prípade dosiahnuté reguláciou konštantného záťažového momentu.

Nevýhodou tejto metódy je prítomnosť značných strát výkonu počas nastavovania, ktoré sú úmerné relatívnej zmene uhlovej rýchlosti. Výhodou uvažovaného spôsobu riadenia uhlovej rýchlosti je jednoduchosť a spoľahlivosť riadiaceho obvodu.

Vzhľadom na vysoké straty v reostate pri nízkych otáčkach sa tento spôsob regulácie otáčok používa pri pohonoch s krátkodobými a prerušovanými krátkymi pracovnými cyklami.

Pri druhom spôsobe sa riadenie uhlovej rýchlosti jednosmerných motorov nezávislého budenia uskutočňuje zmenou veľkosti magnetického toku v dôsledku zavedenia prídavného reostatu do obvodu budiaceho vinutia. Pri zoslabení prietoku sa uhlová rýchlosť motora pri zaťažení aj pri voľnobežných otáčkach zvyšuje a pri zvyšovaní prietoku klesá. Zmeniť otáčky je prakticky možné len smerom nahor kvôli saturácii motora.

Pri zvyšovaní otáčok zoslabovaním toku sa prípustný krútiaci moment jednosmerného motora mení podľa zákona hyperboly, pričom výkon zostáva konštantný. Rozsah regulácie rýchlosti pre túto metódu e = 2 – 4.

Mechanické charakteristiky pre rôzne hodnoty toku motora sú znázornené na obr. 2i a 2, b, z ktorých je zrejmé, že charakteristiky v rámci menovitého prúdu majú vysoký stupeň tuhosti.

Poľné vinutia nezávisle budených jednosmerných motorov majú významnú indukčnosť. Preto so skokovou zmenou odporu reostatu v obvode vinutia poľa sa prúd a tým aj tok budú meniť exponenciálne. V tomto ohľade bude riadenie uhlovej rýchlosti prebiehať hladko.

Hlavnými výhodami tejto metódy regulácie rýchlosti sú jej jednoduchosť a vysoká účinnosť.

Tento spôsob ovládania sa používa v pohonoch ako pomocný prostriedok, ktorý poskytuje zvýšenie voľnobežných otáčok mechanizmu.

Tretím spôsobom ovládania rýchlosti je zmena napätia aplikovaného na vinutie kotvy motora.Uhlová rýchlosť jednosmerného motora, bez ohľadu na zaťaženie, sa mení priamo úmerne k napätiu aplikovanému na kotvu. Keďže všetky riadiace charakteristiky sú tuhé a ich stupeň tuhosti zostáva nezmenený pre všetky charakteristiky, chod motora je stabilný pri všetkých uhlových rýchlostiach a preto je zabezpečený široký rozsah regulácie otáčok bez ohľadu na zaťaženie. Tento rozsah je 10 a môže byť rozšírený pomocou špeciálnych ovládacích schém.

Pomocou tejto metódy je možné uhlovú rýchlosť znížiť a zvýšiť v porovnaní so základnou rýchlosťou. Zrýchlenie je obmedzené možnosťami zdroja striedavého napätia a Unomerom motora.

Ak zdroj energie poskytuje možnosť plynule meniť napätie aplikované na motor, potom bude ovládanie rýchlosti motora plynulé.

Tento spôsob riadenia je ekonomický, pretože riadenie uhlovej rýchlosti nezávisle budeného jednosmerného motora sa vykonáva bez dodatočných strát výkonu v napájacom obvode kotvy. Pre všetky vyššie uvedené ukazovatele je tento spôsob regulácie najlepší v porovnaní s prvým a druhým.