W jaki sposób silnik prądu stałego reguluje prędkość?
Zostaw wiadomość
Silnik prądu stałego charakteryzuje się niską prędkością i dużym momentem obrotowym, których nie można zastąpić silnikiem prądu przemiennego. Dlatego urządzenia do kontroli prędkości silnika prądu stałego mają szeroki zakres zastosowań. Silniki prądu stałego dzielą się na dwa typy: komutatorowy i bez komutatora. Jak zatem dostosować jego prędkość?
Metoda kontroli prędkości potenometrycznej jest jedną z najpopularniejszych metod kontroli prędkości silnika prądu stałego. Wykorzystuje potencjometr do zmiany prądu silnika, zmieniając prędkość silnika. Prędkość silnika reguluje się obracając pokrętło potencjometru. Metodę regulacji prędkości potencjometru można zastosować do regulacji silnika prądu stałego o jednej prędkości i silnika prądu stałego o wielu prędkościach. Metoda regulacji prędkości poprzez modulację szerokości impulsu wykorzystuje technologię modulacji szerokości impulsu do regulacji prędkości silnika poprzez zmianę cyklu pracy silnika. Sterownik może generować okresowy sygnał impulsowy i regulować prędkość silnika poprzez zmianę szerokości impulsu. Jest to metoda charakteryzująca się dużą precyzją, dużą niezawodnością, niskim poziomem hałasu i niskim zużyciem energii. Metoda regulacji prędkości ze sprzężeniem zwrotnym z dyskiem kodowym wykorzystuje urządzenia takie jak dysk kodowy do przekazywania informacji zwrotnej o prędkości silnika, aby uzyskać dokładną kontrolę regulacji prędkości. Silnik jest zwykle wyposażony w kod obrotowy, który wykrywa położenie i prędkość silnika. Informacje zawarte na dysku kodowym są przesyłane z powrotem do sterownika, który wykorzystuje je do regulacji sygnału wyjściowego sterownika silnika w celu kontrolowania prędkości obrotowej silnika. Metoda regulacji prędkości wzbudzenia polem magnetycznym wykorzystuje pole magnetyczne silnika do kontrolowania prędkości silnika. Zmieniając wielkość prądu wzbudzenia silnika, można zmienić moment obrotowy i prędkość obrotową silnika. Jest to bardzo prosta i łatwa do wdrożenia metoda regulacji prędkości, jednak jej dokładność sterowania jest stosunkowo niska. Pod koniec lat trzydziestych XX wieku rozwój układu silnikowego spowodował, że powszechnie zastosowano silnik prądu stałego z doskonałą funkcją regulacji prędkości. Ta metoda sterowania umożliwia uzyskanie szerokiego zakresu prędkości, małego współczynnika prędkości i funkcji płynnej kontroli prędkości. Jednakże głównymi wadami tej metody są: duża masa systemu, duże rozmiary, niskie zużycie energii i trudna konserwacja.
W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem technologii elektroniki mocy, układ regulacji prędkości silnika prądu stałego przekształtnika tyrystorowego zastąpił system regulacji prędkości silnika FA, a jego funkcja regulacji prędkości znacznie przekroczyła system regulacji prędkości silnika FA. Zwłaszcza wraz z szybkim rozwojem technologii wielkoskalowych układów scalonych i technologii komputerowej, dokładność, dynamika i niezawodność układu sterowania prędkością silnika prądu stałego uległy znacznej poprawie. Rozwój urządzeń dużej mocy, takich jak IGBT, w technologii elektroniki mocy zastępuje tyrystor, prezentując lepiej funkcjonalny system regulacji prędkości prądu stałego.
Wzór obliczeniowy prędkości silnika prądu stałego jest następujący: n= (U-IR) / K φ, gdzie U jest napięciem końcowym twornika, I jest prądem twornika, r jest całkowitą rezystancją obwodu twornika, φ to strumień magnetyczny na biegun, a k to parametr strukturalny silnika. Silnik prądu stałego ma trzy metody regulacji prędkości: zmniejszenie napięcia twornika, prędkość poniżej prędkości podstawowej, przy prędkości rezystancji szeregowej obwodu twornika, osłabienie pola magnetycznego, prędkość powyżej prędkości podstawowej.
Gdy napięcie twornika spada w wyniku regulacji prędkości, obwód twornika musi mieć regulowane zasilanie prądem stałym. Rezystancja twornika i obwodów wzbudzenia jest tak mała, jak to możliwe. Gdy napięcie maleje, prędkość maleje. Twardość sztucznej cechy jest stała, prędkość robocza jest stabilna i możliwa jest płynna regulacja prędkości.
Obwód twornika jest kontrolowany przez rezystancję szeregową. Im większy jest opór szeregowy, tym słabsze są właściwości mechaniczne i tym bardziej niestabilna jest prędkość obrotowa. Przy niskich prędkościach rezystancja szeregowa jest bardzo wysoka, a im większa utrata mocy, tym niższa moc. Na zakres regulacji prędkości ma wpływ obciążenie, przy dużym obciążeniu i małym lekkim obciążeniu.
Słaba regulacja prędkości magnetycznej, ogólny silnik prądu stałego, aby zapobiec przesyceniu obwodu magnetycznego, może być tylko słabym magnesem, ale nie silnym magnesem. Napięcie twornika jest utrzymywane na wartości znamionowej, rezystancja szeregowa obwodu twornika jest zredukowana do minimum, prąd wzbudzenia i strumień magnetyczny są redukowane poprzez zwiększenie rezystancji obwodu wzbudzenia Rf, tak że wzrasta prędkość silnika i poprawiają się właściwości mechaniczne miękki. Gdy prędkość wzrośnie, a moment obciążenia będzie nadal znamionowy, moc silnika przekroczy moc znamionową, a silnik przeciąży pracę, co jest niedozwolone. Dlatego też, gdy regulowana jest słaba prędkość magnetyczna, moment obciążenia będzie się zmniejszał odpowiednio wraz ze wzrostem prędkości silnika, co stanowi stałą regulację prędkości mocy. Aby zapobiec wymontowaniu i uszkodzeniu uzwojenia wirnika silnika na skutek nadmiernej siły odśrodkowej, prędkość obrotowa silnika nie powinna przekraczać dopuszczalnej wartości granicznej przy korzystaniu ze słabego pola magnetycznego.
W układzie regulacji prędkości silnika prądu stałego najpierw wybierane jest stabilne napięcie prądu stałego do zasilania silnika, a regulacja prędkości odbywa się poprzez zmianę rezystancji w obwodzie twornika. Metoda jest prosta, łatwa w produkcji i niedroga. Ale wadą jest mała moc, miękkie właściwości mechaniczne, nie można uzyskać szerokiej i płynnej funkcji regulacji prędkości. Ta metoda jest odpowiednia tylko dla zakresu regulacji małej mocy i niskiej prędkości.
Powyżej znajduje się nasz silnik VSD, którym chcemy podzielić się z Państwem wiedzą na temat mikrosilników prądu stałego. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z naszym profesjonalnym personelem obsługi klienta, aby odpowiedzieć. Dziękuję za kliknięcie i obejrzenie.
