Variačný obvod na riadenie veľkých jednosmerných vypínacích motorov

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Jednoduchý obvod ovládača jednosmerného bočníka motora uvedený v nasledujúcom článku používa variak. Táto konštrukcia umožňuje okamžité zastavenie motora v ktorejkoľvek fáze švihnutím spínača spolu so zmenou smeru motora. Poskytuje tiež riadenie rýchlosti motora s vysokou úrovňou presnosti.

Prehľad



Polvlnový motorový radič TRIAC a SCR pre malé série motorov sú veľmi populárne a lacné a sú už súčasťou prenosného elektrického náradia a kompaktných spotrebičov.

Elektronické regulátory rýchlosti pre väčšie DC motory s výkonom 1/4 a 1/3 HP sú v skutočnosti komplikovanejšie.



Veľké jednosmerné bočné motory v tomto rozsahu výkonu sú navyše obľúbenými v automobilovom priemysle, ktoré pracujú od loftových ventilátorov až po vŕtacie lisy, aj keď v zásade sú všetky tieto typy motorov a.c. indukčné motory, ktoré majú iba jednu rýchlosť alebo možno niekoľko premenlivých otáčok.

Zatiaľ čo výkon 1/3-koňa, 1750 ot./min., 117 voltov skratový rana DC motor môže byť drahý, môže stáť za to a na prebytočnom trhu ich nájdete niekoľko.

S príslušnou reguláciou rýchlosti sú tieto DC motory môžu byť úžasná vec, ktorú môžete vidieť, obsluhu vŕtacieho lisu alebo sústruhu.

Ako funguje jednosmerný motor

DC bočníkový motor pracuje do značnej miery s konštantnou rýchlosťou, bez ohľadu na zaťaženie. Tieto motory sa zvyčajne používajú v priemyselných aplikáciách a sú všeobecne preferované tam, kde situácie pri spustení nie sú často závažné.

Otáčky motora s bočným vinutím je možné ovládať niekoľkými metódami: po prvé kladením odporu do série s kotvou motora, čo by mohlo následne spomaliť jeho rýchlosť: a po druhé, kladením odporu do série s poľným vedením, kde rýchlosť môže ukazovať zmenu so zmenou zaťaženia. V druhom prípade zostanú rýchlosti pre dané nastavenie prakticky stabilné a zaťažia regulátor. Toto sa považuje za najbežnejšie používané v zariadeniach s nastaviteľnou rýchlosťou, napríklad v obrábacích strojoch.

Bočníkový motor je v súčasnosti asi najrozšírenejším jednosmerným motorom v priemysle. Posunovací motor v zásade pozostáva z kotvy označenej ako A1 a A2 a poľných vodičov označených ako F1 a F2.

Vinutie v bočnom poli pozostáva z niekoľkých závitov tenkého drôtu, čo prispieva k nízkemu prúdu bočného poľa a primeranému prúdu kotvy. Bočníkový jednosmerný motor umožňuje rozbehový krútiaci moment, ktorý sa môže meniť v závislosti od zaťaženia, ktorému je možné čeliť pomocou presnej kontroly napätia bočného poľa.

Dôležitosť cievky

V prípade, že je budiaca cievka odpojená v bočnom motore, môže sa trochu zrýchliť, kým zadný EMF nepôjde na úroveň dostatočnú na vypnutie prúdu generujúceho krútiaci moment. Zjednodušene povedané, posunovací motor sa sám nikdy nepoškodí, keď stratí svoje pole, ale krútiaci moment potrebný na vykonanie práce sa jednoducho odstráni, čo spôsobí, že motor stratí svoju hlavnú schopnosť, pre ktorú bol navrhnutý.

Niekoľko typických aplikácií jednosmerného vypínacieho motora sú sústruhy v dielni a priemyselné procesné linky, ktoré vyžadujú rozhodujúcu kontrolu rýchlosti a krútiaceho momentu na motore.

Hlavné rysy

Hlavnými vlastnosťami sú: môžete prepnúť gombík rýchlosti pre reguláciu rýchlosti spolu s funkciou dynamického brzdenia, ktorá vám umožní zastaviť ťažký motor takmer okamžite bez toho, aby ste čakali, kým motor dobehne.

Obvod riadenia rýchlosti založený na variaci, ako je zobrazené nižšie, funguje pekne na jednom z týchto 1/3 konských síl DC. motor, nie je rozhodujúce, aký typ motora riadi, pokiaľ sa jeho menovité napätie zhoduje so vstupným napájaním, je bočníkom vinuté a pracuje pri maximálnom zaťažení približne 3 A pri 100% zaťažení.

Použitie autotransformátora Variac

Zobrazený obvod obsahuje zariadenie, ktoré mnoho technikov môže považovať za dosť surové a staromódne, áno, jedná sa o variabilný autotransformátor.

Medzi mnohými užitočnými funkciami umožní variac výkonné brzdenie vášho vysoko výkonného motora, dokáže pracovať aj bez závislosti na spätnoväzbových slučkách: čo zaisťuje minimálnu nestabilitu alebo žiadnu nekompatibilitu s rôznymi formami motorov alebo rozdiely v mechanickom zaťažení.

Ako to funguje

V obvode regulácie otáčok založenom na variácii na obrázku 1 poskytuje polovodičový usmerňovač D1 bočné pole pre jednosmerný prúd. motor. Filtračný kondenzátor C poskytuje potrebné množstvo napätia a odstraňuje akýkoľvek kúsok nestability v operáciách, ktoré by mohli existovať s nefiltrovaným poľným napájaním. Variabilný autotransformátor T reguluje napätie kotvy a tým rýchlosť motora.

Výstup z variaka je daný štandardnému mostíku, usmerňovaču D2. Výstup usmerňovača je daný do kotvy motora pomocou N / O kontaktov zapnutého 117-voltového striedavého prúdu. štafeta K.

Kedykoľvek je potrebné motor zastaviť, otvorí sa spínač „Run“ S2, ktorý sa prepne na svoje normálne zatvorené kontakty a spojí dynamický brzdný odpor R cez kotvu.

Počas obdobia, keď motor dobehne, funguje ako DC. generátor. Energia generovaná v dôsledku toho sa rozptýli v rezistore R, čo spôsobí, že sa motor primerane zaťaží, čo núti motor náhle zastaviť.

Berúc do úvahy, že pre realizáciu brzdnej činnosti je potrebné napájať cievku poľa motora, je pre napájanie z prevádzky zahrnutý nezávislý spínač SI.

Výsledkom je, že keď je systém v prevádzke, je S1 stále zapnutý, čo umožňuje rozsvietiť kontrolné svetlo ako výstražné svetlo. Energia poľa potrebná pre normálny vypínací motor s výkonom 1/3 konské sily je iba okolo 35 W, pretože odpor poľa normálne pracuje s približne 400 ohmami.

Špecifikácie motora

Polný prúd sa môže blížiť k 350 mA. Menovitý prúd pri plnom zaťažení motora s výkonom 1/3 hp sa blíži k 3 ampérom jednosmerného prúdu. alebo okolo 50% sieťového prúdu spotrebovaného porovnateľným a.c. indukčný motor.

Odbočka d.c. motor má 100% účinník a je obzvlášť účinnejší. Každá z častí pracuje bez zahrievania, s výnimkou brzdného odporu R. V prípade, že motor prevádzkuje záťaž s veľkým účinkom zotrvačníka a je opakovane zastavený pri vyšších rýchlostiach, bude potrebné, aby odpor premenil veľkú časť kinetickej energie na teplo. Pri zaťažení s nízkou zotrvačnosťou, ako je napríklad vŕtací lis, nemusí rezistory čeliť žiadnym problémom s ohrevom.

Kontakty relé K musia byť dimenzované na minimálne 10 ampérov. Brzdný prúd je zvyčajne nadmerný, aj keď sa zdá, že na krátku dobu sú počiatočné prepätia značné, pretože DC odpor kotvy je zvyčajne iba jeden alebo dva ohmy. Pracovný prúd motora nie je prekvapivo obmedzený veľkosťou spätného rázu, ktorý generuje.

Konštrukčné a bezpečnostné tipy

Obvod, ktorý je demonštrovaný vyššie, by mohol byť skonštruovaný v kovovom napájacom boxe 6 'x 6' x 6 '.

Ak vezmeme do úvahy, že celý obvod je pri napätí v elektrickej sieti horúci k zemi, je pre základnú bezpečnosť mimoriadne dôležitá dôsledná izolácia a uzemnenie. Napájací kábel musí byť 3-vodičový uzemňovací typ.

Zelený uzemňovací vodič musí byť pripojený k kovovej skrinke a potom vedený cez kostru motora. Nezanedbávajte ani neignorujte použitie poistky.

SCR Control vs Variac Control

Variabilné autotransformátory alebo variaci sú neuveriteľne tvrdé a dlhotrvajúce. Výstup týchto zariadení je nízka impedancia, preto napätie kotvy poskytuje vynikajúcu reguláciu smerom k zmenám v záťažovom prúde.

Obvod spínaného režimu SCR, s menšími uhlami vedenia, je prirodzene zdrojom s vysokou impedanciou, a preto sa vyznačuje nižšou reguláciou.

Motorové radiče používajúce SCR následne zahrňte spätnoväzbové slučky špeciálne navrhnuté do nich, vďaka čomu je fáza streleckých impulzov väčšinou založená na spätnom toku motora a tiež na nastaveniach ovládacej banky.

Dobre navrhnuté riadenie plných vĺn SCR je skutočne veľmi dobré, je však v skutočnosti zložité s ich dizajnom. V rozsahu 1/3 konských síl je obvod variabilného autotransformátora priamy, efektívny a užívateľ si ho ľahšie zostaví.

V situáciách, keď mechanické zaťaženie motora znížilo zotrvačnosť, je občas rozumné vynechať spínač „Run“, S2 a všetko ovládať z vypínača „Standby“ S1.

Aktívne brzdenie môže do istej miery naďalej vykonávať svoju prácu z dôvodu prebytku magnetického toku vo vinutí motorového poľa.

Kdekoľvek je to možné dosiahnuť, ponúka to výhodu nezávislosti od „pohotovostného režimu“, všetko je vypnuté až dovtedy, kým nie je hlavný vypínač S1 zapnutý.

Ak je potrebné motor otočiť opačným smerom, stačí nakonfigurovať d.p.d.t. prepínač, pripojený krížom pre operácie, cez napájanie kotvy a armatúru.




Predchádzajúce: Ako funguje autotransformátor - ako vyrábať Ďalej: Úprava prevodníka XL4015 Buck s nastaviteľným obmedzovačom prúdu