Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока

 

Электропривод, построенный на основе двигателей постоянного тока используются в металлургической, машиностроительной, химической, угольной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности.
Применение электропривода способствует созданию промышленного оборудования, в том числе станков с высокой степенью автоматизации. При этом в автоматизированном электроприводе главное место занимает такая задача, как регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока.

 

Основные способы управления скоростью вращения двигателя постоянного тока:

1) изменение тока в цепи обмотки возбуждения при стабильном напряжении на обмотке якоря;
2) изменение напряжения на обмотке якоря при стабильном токе в цепи обмотки возбуждения;
3) изменение напряжения на обмотке якоря, а также изменение тока в цепи обмотки возбуждения.

 

Для изменения величин напряжения на обмотке якоря или силы тока в цепи обмотки возбуждения применяются чаще всего управляемые выпрямители. Для работы в промышленном оборудовании используются однофазные и трехфазные выпрямители, собранные по мостовой схеме. При этом конструктивное исполнение двигателей постоянного тока способствует тому, что необходимая мощность выпрямителей для цепи обмотки возбуждения намного меньше мощности выпрямителя для обмотки якоря. Однако, существуют также и недостатки регулирования частоты вращения двигателя изменением силы тока в цепи обмотки возбуждения. Основным недостатком является уменьшение быстродействия исполнения задаваемой скорости, другими словами, худшие динамические свойства автоматизированого электропривода. Для некоторых применений эти показатели являются не критичными, поэтому при проектировании следует руководствоваться требованиями к приводу в соответствии с техническим заданием.  Восстановление драйверов электродвигателей постоянного тока отличается от ремонта частотных преобразователей, используемых в системах управления асинхронными двигателями переменного тока, так как используется различный принцип управления и соответственно разная схемотехника.

 

Если технологический процесс включает необходимость изменения направления вращения двигателя(реверс), эта возможность также может быть выполнена одним из способов — в цепи обмотки якоря или обмотки возбуждения. Такая возможность реализуется изменением полярности управляющего постоянного напряжения или тока.

Примеры работ
Услуги
Контакты

Время выполнения запроса: 0,00806093215942 секунд.

Регулирование скорости вращения коллекторного двигателя постоянного тока

Двигатели постоянного тока и мотор-редукторы, созданные на их основе, нуждаются в надежной системе управления скоростью вращения вала. Простым и удобным методом решения проблемы является применение широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Способ основан на преобразовании постоянного напряжения в импульсное. При этом управление частотой вращения осуществляют путем изменения длительности подающегося импульса.

Например, по такому же принципу используют ШИМ схему в осветительных приборах для регулировки яркости свечения светодиодных ламп. Так как у светодиода небольшое время затухания частота работы устройства регулирования имеет большое значение. Качественные приборы должны полностью исключать мерцание при пониженной яркости свечения.

Управление двигателями постоянного тока методом ШИМ стало возможным благодаря силе инерции. После прекращения подачи напряжения на обмотки вал электродвигателя останавливается не сразу, продолжая движение по инерции. Путем кратковременной подачи напряжения с определенным периодом можно добиться плавного регулирования скорости вращения вала. При этом главным регулирующим параметром является размер паузы между импульсами.

Применение устройства управления для двигателя постоянного тока

Этот метод управления двигателем постоянного тока позволяет плавно изменять скорость вращения вала в широких пределах. ШИМ делает возможным изменение параметров работы двигателя в автоматическом режиме в соответствии с установленными данными. Необходимую информацию регулятор оборотов коллекторного двигателя получает от пользователя или специального датчика, который определяет, температуру, скорость вращения или любой другой параметр. Например, в воздушных системах охлаждения регулятор оборотов изменяет скорость вращения вентилятора на основе данных, полученных от датчика температуры. Это позволяет автоматически замедлять скорость потока воздуха при низкой температуре и увеличивать при высокой.

Схема управления коллекторным двигателем постоянного тока

Простую схему управления двигателем постоянного тока можно собирать из полевого транзистора. Он играет роль электронного ключа, который переключает схему питания двигателя после подачи напряжения на базу. Электронный ключ остается открытым на время, соответствующее длительности импульса.

ШИМ сигнал характеризуют коэффициентом заполнения, который равен обратной величие скважности. Коэффициент заполнения равен отношению продолжительности импульса к периоду его подачи. Скорость движения вала двигателя будет пропорциональна значению коэффициента заполнения. Поэтому, если частота ШИМ сигнала слишком низкая для обеспечения стабильной работы, то вал двигателя будет вращаться заметными рывками. Чтобы гарантировать плавное регулирование и стабильную работу частота должна превышать сотни герц.

Оптимальные значения частоты ШИМ сигнала

Частота может варьироваться в широких пределах от нескольких десятков до нескольких сотен герц. Благодаря емкостной нагрузке происходит сглаживание импульсов. В итоге на двигатель подается «постоянное» напряжение средней величины в зависимости от параметров управляющей системы. Например, если двигатель получает питание от сети напряжением 10В, и к нему подключить регулятор с длительностью импульса равной половине периода подачи, то эффект будет таким же, как при подаче 5В на двигатель напрямую.

Сложности при ШИМ регулировании скорости двигателя постоянного тока

ШИМ является популярным методом регулирования аналоговым напряжением в различных схемах. При использовании этого способа регулирования пользователь может столкнуться с непредсказуемым поведением двигателя. Например, вал может начать вращение в обратную сторону. Это происходит при низких емкостных нагрузках. В коллекторных двигателях в процессе работы происходит постоянное переключение обмоток якоря. Когда подключают регулятор, начинает происходить отключение и включение питание с определенной частотой. Дополнительная коммутация в сочетании с коллекторной может привести к проблемам с эксплуатацией двигателя. Поэтому устройства управления с ШИМ регулированием двигателя должны быть тщательно продуманы и проработаны.

Также причиной нестабильной работы электродвигателя может стать факт влияния силы тока на скорость вращения ротора, которая находится в зависимости от уровня приложенного напряжения. Проблемы могут возникнуть при эксплуатации двигателей на малой скорости по отношению к номинальному значению.

Например, у пользователя есть двигатель, который при номинальном напряжение вращает ротор со скоростью 10об/сек. Чтобы понизить скорость до 1 об/сек недостаточно просто снизить напряжение до 1В. Подобрать подходящее значение подаваемого напряжения сложно и если пользователю и удастся, то при незначительном изменении условий эксплуатации скорость снова изменится.

Решением проблемы является применение системы автоматического регулирования или кратковременное включение электродвигателя на полную мощность. Движение ротора будет происходить рывками, но при правильно подобранной частоте и длительности подаваемых импульсов можно сделать вращение более стабильным. Так, добиваются устойчивого движения вала электродвигателя с любой скоростью, которая не будет меняться в зависимости от нагрузки.

Реализация ШИМ

Многие модели современных ПЛК контроллеров предоставляют возможность организации ШИМ. Но иногда доступных каналов оказывается недостаточно и приходится использовать программу обработки прерывай.

Алгоритм реализации ШИМ:

1. В начале каждого импульса ставим единицу и ждем повышения значения до заданного уровня.
2. Сбрасываем линию на ноль.

Длительность импульса легче отследить с определенной периодичностью или ступенями. Например, десять регулировочных ступеней соответствуют 10% от максимального значения. Прежде всего необходимо определиться с частотой импульсов и количеств ступеней регулирования. Далее, умножают полученные значения. Результат произведения даст необходимую частоту прерываний таймера.

При желании можно выбрать подходящую частоту таймера или количество ступеней регулирования и путем расчетов находят необходимую частоту импульсов.

Так же по теме регулирования скорости коллекторного двигателя предлагаем статью «Управление коллекторным двигателем постоянного тока методом ШИМ»

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением (независимым): принцип работы

Содержание

1. Характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением
2. Сферы применения двигателя
3. Регулирование частоты вращения
4. Двигатель с независимым возбуждением

Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением – это электродвигатель, у которого обмотки якоря и возбуждения подключаются друг к другу параллельно. Часто по своей функциональности он превосходит агрегаты смешанного и последовательного типов в случаях, если необходимо задать постоянную скорость работы.

Характеристики двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением

Формула общего тока, идущего от источника, выводится согласно первому закону Кирхгофа и имеет вид: I = I_я + I_в, где I_я  — ток якоря, I_в – ток возбуждения, а I – ток, который двигатель потребляет от сети. Следует отметить, что при этом I_в не зависит от I_я, т.е. ток возбуждения не зависит от нагрузки. Величина тока в обмотке возбуждения меньше тока якоря и составляет примерно 2-5% от сетевого тока.

В целом, данные электродвигатели отличаются следующими весьма полезными тяговыми параметрами:

• Высокая экономичность (поскольку ток якоря не проходит через обмотку возбуждения).
• Устойчивость и непрерывность рабочего цикла при колебаниях нагрузки в широких пределах (т.к. величина момента сохраняется даже в случае изменения числа оборотов вала).

При недостаточном моменте пуск осуществляется посредством перехода на смешанный тип возбуждения.

Сферы применения двигателя

Поскольку частота вращения подобных двигателей остается почти постоянной даже при изменении нагрузки, а также может изменяться при помощи регулировочного реостата, они широко применяются в работе с:

• вентиляторами;
• насосами;
• шахтными подъемниками;
• подвесными электрическими дорогами;
• станками (токарными, металлорежущими, ткацкими, печатными, листоправильными и пр.).

Таким образом, этот вид двигателей в основном используется с механизмами, требующими постоянства скорости вращения или ее широкой регулировки.

Регулирование частоты вращения

Регулирование скорости – это целенаправленное изменение скорости электродвигателя в принудительном порядке при помощи специальных устройств или приспособлений. Оно позволяет обеспечить оптимальный режим работы механизма, его рациональное использование, а также уменьшить расход энергии.

Существует три основных способа регулирования скорости двигателя:

1. Изменение магнитного потока главных полюсов. Осуществляется при помощи регулировочного реостата: при увеличении его сопротивления магнитный поток главных полюсов и ток возбуждения I_в уменьшаются. При этом увеличивается число оборотов якоря на холостом ходу, а также угол наклона механической характеристики. Жесткость механических характеристик сохраняется. Однако увеличение скорости может привести к механическим повреждениям агрегата и к ухудшению коммутации, поэтому не рекомендуется увеличивать частоту вращения этим методом более чем в два раза.
2. Изменение сопротивления цепи якоря. К якорю последовательно подключается регулировочный реостат. Скорость вращения якоря уменьшается при увеличении сопротивления реостата, а наклон механических характеристик увеличивается. Регулировка скорости вышеуказанным способом:

• способствует уменьшению частоты вращения относительно естественной характеристики;
• связана с большой величиной потерь в регулировочном реостате, следовательно, неэкономична.

1. Безреостатное изменение подаваемого на якорь напряжения. В этом случае необходимо наличие отдельного источника питания с регулируемым напряжением, например, генератора или управляемого вентиля.

Двигатель с независимым возбуждением

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения как раз и реализует третий принцип регулирования скорости. Его отличие в том, что обмотка возбуждения и магнитное поле главных полюсов подключаются к разным источникам. Ток возбуждения является неизменной характеристикой, а магнитное поле меняется. При этом изменяется число оборотов вала на холостом ходу, жесткость характеристики остается прежней.

Таким образом, принцип работы дпт с независимым возбуждением является достаточно сложным вследствие независимой работы двух источников, тем не менее, его главное преимущество – большая экономичность.

Регулирование скорости двигателей постоянного тока

Потенциометрический способ регулирования скорости двигателя постоянного тока изменением сопротивлений, включённых последовательно и параллельно  [c.146]

Регулирование скорости двигателя постоянного тока при помоши управляемых ионных выпрямителей (тиратронов)  [c.148]

С высоким пусковым моментом, большим числом включении в час и регулированием скорости Двигатели постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения, иногда с искусственными схемами соединения обмоток Механизмы подъема и передвижения кранов большой производительности и точности, вспомогательные металлургические механизмы, электрическая тяга  [c.239]

Сложные системы регулирования скорости двигателей постоянного тока. С и-стема генерато р-д вигатель (Г—Д). Система генератор-двигатель (система Леонарда) — наиболее совершенная система управления и регулирования двигателей постоянного тока. Недостаток ее  [c.517]

Включение сопротивлений в цепь ротора двигателя с контактными кольцами. Диапазон регулирования и недостатки те же, что при регулировании скорости двигателей постоянного тока включением сопротивлений в цепь якоря.  [c.136]

РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА  [c.30]

С очень плавным регулированием скорости до отношения 1 4 (вверх от основной скорости) Двигатели постоянного тока параллельного возбуждения с питанием от сети постоянного тока неизменного напряжения Электроприводы главного движения металлорежущих станков (токарных, расточных, карусельных)  [c.126]

Электрический привод бесступенчатого регулирования широко применяется в тяжелых и шлифовальных станках. Для увеличения диапазона регулирования комбинируют двигатель постоянного тока с несложной коробкой скоростей.  [c.25]

Применение электронной схемы регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока на тиристорах в данной установке дает возможность плавно изменять скорость перемещения подвижного захвата на 7 порядков от 1,67 до 3,3 10- мм/с. Обеспечивается плавная регулировка скорости перемещения подвижного захвата в широких пределах при сохранении номинального крутящего момента на валу двигателя, т. е. растягивающего усилия, передаваемого на  [c.84]

В случае необходимости с помощью данного механизма можно осуществить регулирование скорости опускания груза. При пологой характеристике число оборотов двигателя, работающего на спуск груза, близко к числу его оборотов на холостом ходу. Это позволяет производить изменение скорости опускания путем изменения числа оборотов холостого хода переключением числа полюсов трехфазных электродвигателей или изменением магнитного поля двигателей постоянного тока. Весьма точное регулирование скорости спуска можно произвести даже при трехфазном двигателе введением в систему рычагов дополнительной пружины 1, имеющей предварительное натяжение (фиг. 213, а). При наличии такой пружины корпус вспомогательного двигателя при повороте под действием реактивного момента прежде, чем он разомкнет тормоз, должен преодолеть усилие пружины 1. В зависимости от включенной в данный момент ступени сопротивления двигатель работает на одной из искусственных характеристик а—[c.326]

Выше рассмотрен простейший случай системы автоматического регулирования скорости с двигателем постоянного тока независимого возбуждения. В качестве примера для определения  [c.15]

Анализ показывает, что динамическая характеристика двигателя постоянного тока в замкнутой системе автоматического регулирования скорости с линейными и кусочно-линейными звеньями может быть представлена в виде (2.24). Исиользуя выражение для относительной скорости 5 = 1 —оз/мо, уравнение динамической характеристики (2.24) можно преобразовать следующим образом  [c.24]

На рис. 0. 1, (Э показаны характеристики двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Скорость регулируют путем изменения возбуждения генератора, питающего цепь якоря двигателя. Эта система, названная системой Г—Д (генератор— двигатель), допускает очень тонкое регулирование скорости и находит наибольшее применение там, где, с одной стороны, устанавливают двигатели очень большой мощности, а с другой — предъявляют особые требования в отношении плавного изменения скорости вращения. Мощность двигателей системы Г—Д на крупных шахтных подъемных установках достигает 4 000 кет. В то же время на современных металлорежущих станках, где устанавливают двигатели сравнительно малой мощности, в ряде случаев также применяют систему Г—Д.  [c.18]

Этими свойствами обладают двигатели постоянного тока, имеющие широкий диапазон регулирования угловой скорости и высокий КПД.  [c.425]

Регулирование скорости тяговых двигателей постоянного тока  [c.447]

Для регулирования скорости пригодны те же методы, что и для двигателей постоянного тока (см. стр. 447). Однако наличие трансформатора, понижающего напряжение контактной сети, позволяет в широких пределах и экономично регулировать напряжение на зажимах двигателей путём переключения их на различные выводы вторичной обмотки трансформатора. В связи с этим перегруппировки двигателей и ослабление поля для регулирования скорости не применяются.  [c.454]

Ионный электропривод постоянного тока и его механические характеристики. Электропривод этого типа состоит из ионных выпрямляющих аппаратов и двигателя постоянного тока. Для выпрямления переменного тока при больших мощностях двигателей используются ртутные выпрямители с регулируемой сеткой, при меньших мощностях — тиратроны (стеклянные или металлические) и игнитроны. Подводимое к двигателю напряжение ионных аппаратов можно регулировать в широких пределах, изменяя момент зажигания игнитронов посредством подачи соответствующих потенциалов на сетки ртутных выпрямителей или тиратронов. Этим создаётся возможность производить пуск и широко регулировать скорость так же, как и в системе Леонарда. Пределы регулирования скорости двигателя — от 1 20 и выше.  [c.13]

Регулирующие р еос тэты служат для длительного регулирования скорости двигателя изменением сопротивления в цепи якоря двигателей постоянного тока и в цепи ротора асинхронных двигателей.  [c.49]

Шунтовые регулировочные реостаты используются для длительного регулирования скорости шунтового двигателя постоянного тока изменением тока возбуждения.  [c.49]

Виды управления автоматизированным приводом. Исходные импульсы в схеме автоматизированного привода в основном создаются или кнопками (кнопочное управление), или рычагами — командоконтроллерами (рычажное управление). Иногда исходный импульс для пуска или остановки двигателя создаётся замыканием контактов того или другого реле — поплавкового, реле давления и т. п. Пуск, остановка и торможение при кнопочном и рычажном управлении всегда происходят автоматически. Однако и в автоматизированной схеме иногда ряд процессов может производиться вручную, например, часто регулирование скорости в схеме автоматизированного шунтового двигателя постоянного тока выполняется ручным перемещением ручки реостата. Полное разграничение автоматических и полуавтоматических схем сделать нельзя.  [c.62]

Плавное регулирование скоростей осуществляется либо механическим путём при помощи вариатора, либо электрическим путём за счёт изменения числа оборотов двигателя постоянного тока.  [c.234]

Для механизмов с длительной работой, не требующих регулирования скорости, применяются асинхронные, чаще всего коротко-замкнутые двигатели 380 в напряжения, при необходимости же в регулировании скорости применяют шунтовые двигатели постоянного тока. Двигатели для вспомогательных механизмов выбираются закрытыми. Двигатели постоянного тока вспомогательных механизмов получают постоянный ток от двигателя генератора или от ртутных выпрямителей.  [c.1059]

Привод летучих ножниц, режущих полосы на куски при одновременной прокатке их, осуществляется шунтовым двигателем постоянного тока с регулированием скорости в цепи обмотки возбуждения в пределах 1 3-ь-1 4. При необходимости в более широкой регулировке скорости применяется система Леонарда. Поддерживание скорости ножей в соответствии со скоростью полосы в клети стана достигается применением регуляторов скорости, изменяющих скорость ножниц соответственно скорости металла приводом ножниц от стана через механическую связь приводом ножниц от двигателя, получающего питание от генератора, который вращается двигателем клети стана (генератор и двигатель могут быть выбраны как постоянного тока, так и синхронные) синхронизацией скоростей ножниц  [c.1067]

Для привода станов холодной прокатки применяют двигатели постоянного тока и асинхронные двигатели. Для станов небольшой производительности с узким сортаментом прокатываемых полос, не требующих точной установки натяжения полосы, могут быть применены асинхронные двигатели. Для станов большой производительности применяют шун-товые двигатели постоянного тока, достоинствами которых являются возможность прокатки широкого сортамента поддерживание определённого натяжения полосы электрическим путём возможность получения небольшой скорости полосы при заправке и т. д. Шунтовой двигатель с регулированием скорости путём изменения потока возбуждения соответствует условиям работы станов холодной прокатки, у которых более узкие полосы, требующие небольшого момента, обычно прокатываются с большой скоростью.  [c.1068]

Регулирование скорости шунтового двигателя постоянного тока может производиться изменением а) потока возбуждения, б) подводимого напряжения, в) сопротивления якорной цепи.  [c.143]

Шунтовые двигатели постоянного тока значительно сложнее, дороже и тяжелее асинхронных (короткозамкнутых) их целесообразно применять лишь в тех случаях, когда требуется широкое и плавное регулирование скорости.  [c.143]

Шунтовое регулирование двигателей постоянного тока изменением тока и потока возбуждения. Регулирование производится вверх от основной скорости при постоянной номинальной мощности  [c.146]

Электрические двигатели постоянного тока по мере их распространения в различных отраслях промышленности приобрели репутацию универсального и безотказного источника механической энергии. Электропривод обеспечивал простоту и быстроту пуска, возможность регулирования скорости вращения, компактность и легкость, приспособляемость к любым производственным процессам при меньших эксплуатационных затратах на единицу продукции по сравнению с паровым приводом. Однако ограниченные возможности передачи электроэнергии на расстояние постоянным током не могли обеспечить широкой электрификации.  [c.62]

Другая техническая проблема при электрификации силовых процессов заключалась в рациональном выборе системы токов постоянного или переменного трехфазного. Двигатели постоянного тока удерживали первенство там, где требовалось удобное и экономичное регулирование скорости вращения в широких пределах, а также при частом реверсировании.  [c.71]

Таким образом, изложенное выше представляет собой описание практической реализации транзисторного преобразователя с микропроцессорным управлением, предназначенного для регулирования скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. На основе измеренных параметров системы преобразователь — двигатель (ток ротора, ток возбуждения, противоЭДС, входное напряжение преобразователя) с помощью 16-битового микропроцессора формируется такой алгоритм управления, который позволяет добиться таких же тяговых характеристик, как в двигателях с последовательным возбуждением.  [c.33]

Электроприводы постоянного тока системы УВ—Д. Электроприводы с тиристорными преобразователями (ТП) постоянного тока применяются для мощных крановых механизмов. При числе включений не более 300 в час используются нереверсивные ТП серии АТК [9] с контактными реверсорами в главной цепи двигателя (рис. П.1.29). Реверсивные ТП серии АТРК (табл. П.1.28) применяются для регулирования угловой скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения питаются от сети переменного тока 380 В частотой 50 Ft и обеспечивают диапазон регулирования ниже основной скорости 1 8, ёыше до 2 1. Для приводов мощностью свыше 250 кВт выбираются два парая-  [c.276]

В данной машине (рис. 17) использована гидравлическая схема передачи усилия от рабочего кулачка 4 через ролик 3 и плунжер 2 на шток исполнительного механизма . Испытания на сжатие проводятся в нпжней части рабочей клети в массивном контейнере, на растяжение — в высокотемпературной печи, смонтированной между колоннами в верхней части рабочей клети. Регулирование скорости деформации проводится за счет изменения скорости вращения двигателя постоянного тока и смены передаточного отношения редуктора.  [c.44]

Рассмотренные выше системы с управляемыми двигателями постоянного тока являются разомкнутыми. В таких системах изменение регулируемой величины (скорости вращения двигателя) определяется только внутренними свойствами, вследствие чего точхшсть регулирования оказывается невысокой. В современных автоматизированных приводах с электродвигателями постоянного тока применяются замкнутые системы с устройствами, обеспечивающими коррекцию регулируемых величин при изменении возмущающих воздействий [19, 103, 104].  [c.23]

Рис. 6.61. Двухмоторный привод с электро.магпптной муфтой. При включении привода на рабочую скорость движение передается от двигателя постоянного тока через червячную передачу 5 и далее на вал 6 при включенном правом электромагните 4. Для передачи валу 6 движения с другой скоростью запускается соединенный с валом I двигатель трехфазного тока и подключается левый электромагнит 2, диск 3 притягивается к левой полумуфте, а муфта 4 выключается. Муфта допускает дистанционное управление и электрическое регулирование рабочей скорости.

Электрическое тор.можение применяется сравнительно редко. Реостатное торможение осуществляется в режиме постоянного тока при самовозбуждении (подобно сериесным двигателям постоянного тока), а также в ре-жи.ме переменного тока при независи.мом возбуждении от трансформатора. В последнем случае для регулирования скорости используются те же ступени трансформатора и та же аппаратура, что и при моторном режиме [4].  [c.455]

Сравнение видов электрического торможения. Рекуперативное торможение можно применять в шунтовых двигателях постоянного тока с регулированием скорости током возбуждения и в короткозамкнутых асинхронных Двигателях с переключением полюсов. Выбор между противовключеняем и динамическим торможением зависит от требуемой быстроты торможения и точности остановки при одинаковых исходных токах в якоре торможение противовключением более эффективно, так как тормозной момент при противо-включении меняется мало, а при динамическом торможении спадает до нуля. Динамическое торможение практически считается наиболее точным. Для реверсивных приводов чаще применяют противовключение, для нереверсивных— динамическое, так как схема последнего проще.  [c.8]

Выбор рода тока для электроприводов. На районных электрических станциях энергия генерируется в форме переменного тока и на промышленные предприятия подаётся трёхфазный ток. Поэтому во всех случаях, где применение двигателей постоянного тока не вызывается производственной необходимостью, следует устанавливать электродвигатели трёхфазного тока. Потребность в двигателях постоянного тока может возникать I) при широком и плавном регулировании скорости, 2) при большом числе пусков в час и вообще при напряжённом повторно-кратковременном режиме 3) при работе электроприводов по специальному графику скорости, пути 4) при необходимости в особой плавности пуска и торможении, перехода от одного рабочего процесса к другому 5) при необходимости кроме основных, рабочих, получить и заправочные скорости механизмов. Краткое сопоставление различных электрических типов электродвигателей в отношении регулирования скорости дано в табл. 4, из которой видно, что во всех тех случаях, где требуется плавное регулирование скорости в пределах 1 3 и выше, наиболее целесообразно применять двигатели постоянного тока или систему Леонарда, а в малых мощностях электронноионный привод. Последний в эксплоатационном отношении достаточно не изучен. При ступенчатом регулировании до 1 4 преимущественно при малых мощностях (особенно в металлорежущих станках) могут быть использованы короткозамкнутые асинхронные двигатели с переключением полюсов. Коллекторные двигатели переменного тока в указанных пределах экономичны в основном лишь при установке  [c.20]

Двигатели постоянного тока, питаемые от постоянного напряжения а) шунтовые б) сериесные в) компаундные До 1 3 я даже до 1 4 с получением заправочных и ползучих скоростей Плавный наименее плавный — в сериес-ных двигателях Практически ограничений нет Наименее экономично регулирование в сериесных двигателях. Получение очень низких скоростей сопряжено с потерями. Подходят для повторнократковременного режима  [c.21]

Основным методом расчета двигателя по нагреву является метод эквивалентного тока. Если при всех условиях работы данного графика мощность или момент пропорциональны току, могут быть использованы также методы эквивалентной мощности или момента. Метод эквивалентного момента не пригоден для асинхронных электродвигателей с короткоза.мкнутым ротором при частых пусках, для двигателей постоянно1 о тока параллельного возбуждения с регулированием скорости путем ослабления магнитного потока, а также для двигателей постоянного тока последовательного возбуждения.  [c.428]

---

Пуск, торможение и регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока —

Пуск двигателей постоянного тока осуществляется с помощью специального пускового сопротивления, включенного в цепь якоря. Сопротивление пускового реостата подбирается так, чтобы пусковой ток был не более 200— 250% номинального и чтобы за период пуска двигателя реостат не перегревался. В процессе пуска величина сопротивления реостата постепенно уменьшается до 0. При данном способе пуска часть энергии расходуется па нагрев реостата.

Применяется и другой, более совершенный и экономичный способ — плавное повышение напряжения па зажимах двигателя. Этот способ возможен при наличии управляемого преобразователя.

Оба эти способа могут применяться и для регулирования частоты вращения двигателей.

Широкое распространение в электроприводе рудничных машин получил способ регулирования частоты вращения двигателя независимого возбуждения путем изменения величины напряжения, подводимого к зажимам якоря. Питание якоря осуществляется от индивидуального, регулируемого источника постоянного тока: машинного генератора (система генератор — двигатель, Г—Д), тиристного преобразователя (система управляемый кремниевый выпрямитель — двигатель, КУВ — Д) и др.

Схема простейшей системы Г — Д и ее характеристики приведены на рис. 8.2.

Приводной двигатель ПД (синхронный или асинхронный) вращает с постоянной частотой якори генератора Г и возбудителя 5. От возбудителя В питаются обмотки возбуждения двигателя ОВД и генератора ОВГ. Генератор подает напряжение непосредственно на якорь двигателя Д, который приводит в движение машину РМ.

Регулирование частоты вращения двигателя Д производится за счет изменения величины напряжения на зажимах якоря. Изменение величины напряжения достигается изменением величины магнитного потока генератора Г с помощью реостата R1. С помощью переключателя П возможно изменение направления магнитного потока возбуждения генератора Г, а значит полярности подаваемого на двигатель напряжения. Так достигается реверсирование двигателя Д.

Известно, что при изменении величины напряжения 2 можно получить любое количество искусственных характеристик двигателя Д, т. е. регулировать частоту вращения его в широких пределах.

Изменяя величину сопротивления R2 в обмотке возбуждения двигателя, получаем изменение величины магнитного потока Ф двигателя. В этом случае характеристики располагаются выше естественной характерна тики двигателя, т. е. частота вращения двигателя регулируется и в сторону увеличения ее но сравнению с номинальной.

Система Г — Д и ее варианты применяются для привода подъемных машин, экскаваторов, прокатных станов и др. Не недостатки: высокая первоначальная стоимость, относительно низкий к. п. д. и громоздкость.

Для привода горных машин получила применение система КУВ — Д. В этой системе источником питания двигателя служит кремниевый управляемый вентиль — тиристор. Изменение напряжения на зажимах якоря осуществляется путем изменения времени открывания тиристора.

На схеме (рис. 8.3, а) изображены двигатель постоянного тока Д с обмоткой независимого возбуждения ОВД, трансформатор Тр, группа тиристоров Т, блок управления ими БУ. График изменения средней величины напряжения ил на зажимах двигателя приведен на рис. 8.3, б.

Регулирование напряжения на зажимах якоря осуществляется путем изменения продолжительности пребывания тиристоров Т в закрытом состоянии t. Сигнал на открытие тиристора в проводящем направлении подается регулируемым блоком управления БУ.

При включении трансформатора Тр напряжение подается на аноды тиристоров. Когда на анод поступает отрицательная полуволна напряжения, тиристор закрыт. Во время подачи положительное полуволны тиристор будет закрыт еще некоторое время, пока с блока БУ не поступит сигнала на открывание его.

С момента подачи сигнала тиристор будет пропускать ток в течение времени 2, а затем снова закроется. Так будет происходить каждую положительную полуволну.

Изменение продолжительности нахождения тиристоров в открытом состоянии вызывает изменение среднего значения выпрямленного напряжения 1 л, подаваемого на зажимы якоря, благодаря чему возможно плавное регулирование частоты вращения электродвигателя.

Так как тиристоры имеют малые габариты и массу при большой мощности, высокий к. п. д., большой срок службы, в них отсутствуют движущиеся и нормально искрящие части, они получают все большее применение в электроприводе рудничных машин. Так, например, система КУВ — Д уже нашла применение в приводе горных комбайнов.

Регулирование скорости двигателя постоянного тока. Достоинства и недостатки двигателя постоянного тока

16

Регулирование скорости двигателя постоянного тока

Основные формулы, используемые при управлении ДПТ

ω = (U — IR)/CΦ где U — подводимое к ОЯ напряжение, I — ток ОЯ, R — сопротивление цепи якоря, С — конструктивная постоянная, Ф — поток создаваемый обмоткой возбуждения

Сществует три способа, благодаря которым можно производить регулирование скорости двигателя постоянного тока угловой скорости.  Это следует  из уравнения электромеханической характеристики.

1) регулирование за счет увеличения величины сопротивления реостата в цепи , 2) регулирование за счет увеличения или уменьшения потока возбуждения двигателя 3) регулирование за счет уменьшение или увеличения подводимого к обмотке якоря двигателя напряжения U.

Ток в цепи якоря I и момент М, который развивает двигатель, зависит только от величины нагрузки на его валу. Давайте рассмотрим один из способов регулирования скорости двигателя постоянного тока в результате изменения сопротивления в цепи якоря. Схема включенного двигателя для данного случая представлена на рис. 1, а механические характеристики — на рис. 2, а.

Рис. 1. Схема включенный двигатель постоянного тока независимого возбуждения

  Рис. 2. Механические характеристики двигателей постоянного тока при различных сопротивлениях в цепи якоря (а) и напряжениях (б)

  Если мы изменяем сопротивление реостата в цепи якоря можно будет получить при нормальной нагрузке разные угловые скорости электродвигателя на искусственных характеристиках — 1, 2, 3.Провели глубокий анализ этого способа, подразумевающего регулирование скорости двигателя постоянного тока, при помощи основных технико-экономических показателей. При данном способе регулирования изменяется жесткость характеристик в очень широких пределах, то при скоростях меньше половины номинальной стабильность работы двигателя очень резко ухудшается. Благодаря чему диапазон регулирования скорости сильно ограничен (D= 2 — З). Скорость при таком способе становится возможным регулировать в сторону уменьшения от основной стороны.

  О чем во многом свидетельствует электромеханические и механические характеристики. Высочайшую плавность регулирования очень трудно обеспечить, потому что потребовалось бы большое количество ступеней регулирования и конечно большое число контакторов. Целое использование двигателя по току (нагреву) в таком случае достигается при регулировании с одним и тем же моментом нагрузки. Минусом рассматриваемого нами способа является наличие больших потерь мощности при регулировании, которые естественно пропорциональны относительным изменениям угловой скорости. Плюсом рассмотренного нами способа регулирования угловой скорости являются простая и надежная схема управления. Если учитывать немалые потери в реостате при маленьких скоростях, этот способ регулирования скорости применим для приводов с кратковременным и повторно-кратковременным режимом работы. left0Если рассматривать второй способ регулировки угловой скорости двигателя постоянного тока. Он осуществляется увеличением величины магнитного потока за счет введения в цепь обмотки возбуждения другого реостата.

  При уменьшении потока угловой скорости двигателя, так же как и нагрузке, так и при простом ходе увеличивается, а при увеличение потока — уменьшается. На практике возможно увеличение или уменьшение скорости только в сторону увеличения в виде насыщения двигателя. При повышении скорости путем ослабления потока допустимый момент двигателя постоянного тока меняется по закону гиперболы, а мощность остается неизменной. Диапазон, для которого необходимо регулирование скорости двигателя постоянного тока для данного способа D = 2 — 4. Механические характеристики для разный значений потока показаны на рис. 2, а и 2, б, из которых следует, что характеристика в пределах номинального тока имеет высокую степень жесткости

Регулирование скорости двигателей постоянного тока

Из уравнения электромеханической характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения следует, что возможны три способа регулирования его угловой скорости: 

1) регулирование за счет изменения величины сопротивления реостата в цепи якоря,

2) регулирование за счет изменения потока возбуждения двигателя Ф,

3) регулирование за счет изменения подводимого к обмотке якоря двигателя напряжения U. Ток в цепи якоря Iя и момент М, развиваемый двигателем, зависят только от величины нагрузки на его валу.

Изменяя сопротивление реостата в цепи якоря можно получить при номинальной нагрузке различные угловые скорости электродвигателя на искусственных характеристиках — ω1, ω2, ω3.

Проведем анализ данного способа регулирования угловой скорости двигателей постоянного тока с помощью основных технико-экономических показателей. Так как при данном способе регулирования изменяется жесткость характеристик в широких пределах, то при скоростях менее половины номинальной стабильность работы двигателя резко ухудшается. По этой причине диапазон регулирования скорости ограничен (D= 2 — З).

Скорость при данном способе можно регулировать в сторону уменьшения от основной, о чем свидетельствуют электромеханические и механические характеристики. Высокую плавность регулирования трудно обеспечить, так как потребовалось бы значительное количество ступеней регулирования и соответственно большое число контакторов. Полное использование двигателя по току (нагреву) в этом случае достигается при регулировании с постоянным моментом нагрузки.

Недостатком рассматриваемого способа является наличие значительных потерь мощности при регулировании, которые пропорциональны относительному изменению угловой скорости. Достоинством рассмотренного способа регулирования угловой скорости являются простота и надежность схемы управления.

Учитывая большие потери в реостате при малых скоростях, данный способ регулирования скорости применяется для приводов с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы.

При втором способе регулирование угловой скорости двигателей постоянного тока независимого возбуждения осуществляется изменением величины магнитного потока за счет введения в цепь обмотки возбуждения дополнительного реостата. При ослаблении потока угловая скорость двигателя как при нагрузке, так и при холостом ходе возрастает, а при усилении потока — уменьшается. Практически возможно изменение скорости только в сторону увеличения ввиду насыщения двигателя.

При увеличении скорости ослаблением потока допустимый момент двигателя постоянного тока изменяется по закону гиперболы, а мощность остается постоянной. Диапазон регулирования скорости для данного способа D = 2 — 4.

Механические характеристики для различных значений потока двигателя приведены на рис. 2, а и 2, б, из которых видно, что характеристики в пределах номинального тока имеют высокую степень жесткости.

Обмотки возбуждения двигателей постоянного тока независимого возбуждения обладают значительной индуктивностью. Поэтому при ступенчатом изменении сопротивления реостата в цепи обмотки возбуждения ток, а следовательно, и поток будут изменяться по экспоненциальному закону. В связи с этим регулирование угловой скорости будет осуществляться плавно.

Существенными преимуществами данного способа регулирования скорости являются его простота и высокая экономичность.

Данный способ регулирования используют в приводах в качестве вспомогательного, обеспечивающего повышение скорости при холостом ходе механизма.

Третий способ регулирования скорости заключается в изменении напряжения, подводимого к обмотке якоря двигателя. Угловая скорость двигателя постоянного тока независимо от нагрузки изменяется прямо пропорционально напряжению, подводимому к якорю. Поскольку все регулировочные характеристики являются жесткими, а степень их жесткости остается для всех характеристик неизменной, работа двигателя является стабильной на всех угловых скоростях и, следовательно, обеспечивается широкий диапазон регулирования скорости независимо от нагрузки. Этот диапазон равен 10 и может быть расширен за счет специальных схем управления.

При данном способе угловую скорость можно уменьшать и увеличивать относительно основной. Повышение скорости ограничено возможностями источника энергии с регулируемым напряжением и Uном двигателя.

Если источник энергии обеспечивает возможность непрерывного изменения подводимого к двигателю напряжения, то регулирование скорости двигателя будет плавным.

Данный способ регулирования является экономичным, так-так регулирование угловой скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения осуществляется без дополнительных потерь мощности в силовой цепи якоря. По всем перечисленным выше показателям данный способ регулирования по сравнению с первым и вторым наилучший.

Регулировка скорости двигателя постоянного тока

Если нагрузка приложена к двигателю постоянного тока или машине, скорость двигателя автоматически уменьшается. Таким образом, чтобы поддерживать постоянную скорость, разница между скоростью холостого хода и полной нагрузкой (называемая Регламент скорости ) должна поддерживаться очень меньшей.

Считается, что двигатель находится в состоянии хорошей регулировки, если он поддерживает постоянную скорость при переменной нагрузке. Диапазон регулирования скорости постоянного двигателя постоянного тока составляет от 10% до 15%.Если диапазон меньше 10%, то у двигателя плохое регулирование постоянного тока. Для составного двигателя постоянного тока диапазон регулирования составляет 25%, а для дифференциального составного двигателя — 5%.

Таким образом, чтобы понять регулирование скорости, мы должны знать скорость двигателя постоянного тока.

В комплекте:

Скорость двигателя постоянного тока

Уравнение ЭДС двигателя постоянного тока дается уравнением, показанным ниже:

Решение для скорости двигателя (N) уравнение (1) принимает следующий вид:

Следовательно, Где,

Приведенное выше уравнение (3) показывает, что скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна ЭДС вращения E и обратно пропорциональна магнитному потоку на полюс.

Выражение ЭДС вращения одинаково для двигателя и генератора, уравнение (2) дает скорость для обеих машин.

Регулировка скорости двигателя постоянного тока

Определение : Регулирование скорости двигателя постоянного тока определяется как изменение скорости от холостого хода до полной нагрузки. Выражается в виде доли или процента от скорости полной нагрузки.

Регулирование скорости на единицу также можно определить как отношение разницы между холостым ходом и полной нагрузкой по отношению к полной нагрузке.Это определяется уравнением, показанным ниже:

Где,

• N _{n l} — скорость холостого хода
• N _fl — скорость полной нагрузки

Двигатель, который имеет почти постоянную скорость или разница между холостым ходом и полной нагрузкой очень мала, считается с хорошим регулированием скорости .

Регулировка скорости двигателя постоянного тока | Шунт постоянного тока, последовательный, составной и дифференциальный

Предположим, Мохан и Рам ходят в школу по циклу.Однажды в цикле Рама прокололся цикл, поэтому он попросил Мохана о помощи. Теперь Мохану приходится нести лишний вес Рама. Очевидно, что дополнительный вес снизит скорость цикла Мохана. Поэтому он должен проявить некоторую дополнительную силу, чтобы достичь во времени. Эта дополнительная мощность в электрической машине известна как крутящий момент.

Так что единственный фактор дополнительной энергии имеет значение, чтобы успеть в школу…. ответ — нет. Теперь вы все задаетесь вопросом, почему? Позвольте мне объяснить

Еще один фактор, который играет жизненно важную роль, — это время, необходимое Мохану для поддержания его обычной скорости после увеличения нагрузки.Если ему потребуется больше времени, чтобы отрегулировать скорость, он не успеет добраться до школы. Это означает, что меньше разницы в скорости, больше шансов добраться до школы вовремя.

• Та же теория работает с двигателем постоянного тока, то есть когда к двигателю постоянного тока прилагается нагрузка, его скорость уменьшается, но это нежелательно, поскольку во многих приложениях, таких как конвейеры, токарные станки и т. Д., Нам нужен двигатель с постоянной скоростью.
• Поэтому желательно, чтобы разница между скоростью холостого хода и полной нагрузкой была меньше.

• Когда мы говорим, что двигатель постоянного тока — это саморегулирующаяся машина .Этот эффект саморегулирования называется регулировкой скорости . Это означает, что двигатель будет регулировать свою скорость в зависимости от нагрузки.
• Регулирование скорости определяется как отношение изменения скорости от холостого хода до полной нагрузки к скорости, соответствующей полной нагрузке.
• Численно это выражается как
  
  
• Аналогичным образом процентное регулирование скорости определяется как
  

Примечание ⇒ Чем ниже процент регулирования, тем более постоянна скорость двигателя постоянного тока.

• Уравнение ЭДС двигателя постоянного тока задается формулой
  
  Из приведенного выше уравнения ясно, что обратная ЭДС двигателя постоянного тока прямо пропорциональна скорости двигателя постоянного тока.
• Если к двигателю добавляется нагрузка, то двигатель должен создавать больший крутящий момент, чтобы преодолевать добавленную нагрузку, и T α I _a , следовательно, ток якоря также увеличивается с увеличением нагрузки.
• Для создания большего крутящего момента магнитное поле полюса должно увеличиваться, и увеличение напряженности поля может быть достигнуто, когда скорость якоря уменьшается, вызывая меньшую обратную ЭДС, создаваемую в якоре.
• Уменьшение обратной ЭДС позволяет большему току проходить через якорь, вызывая увеличение напряженности магнитного поля.
• В двигателе постоянного тока регулирование скорости пропорционально сопротивлению якоря.
• Чем меньше сопротивление якоря, тем лучше будет регулировка скорости двигателя постоянного тока.

Регулировка скорости различных двигателей

Параллельный двигатель постоянного тока

• Регулировка скорости параллельного двигателя постоянного тока составляет между 10-15% .

Характеристики скорости параллельного двигателя

Двигатель постоянного тока

• Регулирование скорости двигателя постоянного тока является самым низким среди всех двигателей постоянного тока.
• Процент регулирования скорости на больше 35%.

Кумулятивный составной двигатель постоянного тока

• Регулирование скорости кумулятивного составного двигателя постоянного тока превосходит регулирование скорости последовательного двигателя постоянного тока и уступает параллельному двигателю постоянного тока.
• Процент регулирования скорости кумулятивного составного двигателя постоянного тока составляет от 25% до 30%.

Дифференциальный комбинированный двигатель постоянного тока

• Регулировка скорости дифференциального комбинированного двигателя постоянного тока превосходит все остальные двигатели.
• Процент регулирования скорости дифференциального электродвигателя постоянного тока составляет от 3% до 5%.

сообщить об этом объявлении

Регулировка скорости двигателя постоянного тока | Определение и формула

Скорость двигателя постоянного тока уменьшается с увеличением нагрузки на двигатель. Это нежелательно.Следовательно, должна быть меньшая разница в скорости между режимами холостого хода и полной нагрузкой. Фактически, каждая движущаяся машина имеет некоторое снижение скорости с увеличением нагрузки. Желательно, чтобы скорость двигателя была постоянной во всем диапазоне скоростей двигателя с приложением к нему переменной нагрузки. Когда двигатель работает без нагрузки, его скорость больше, и скорость падает по мере увеличения нагрузки на двигатель. Разница между скоростью холостого хода и полной нагрузкой называется регулированием скорости двигателя постоянного тока.Разница в скорости относительно скорости полной нагрузки называется регулированием скорости двигателя постоянного тока в%.

Важность регулирования скорости двигателя постоянного тока

Различные типы двигателей постоянного тока имеют разное регулирование скорости. Наилучшее регулирование скорости — необходимость процесса. Если двигатель поддерживает почти постоянную скорость при переменной нагрузке, он имеет хорошее регулирование скорости. Для лучшего управления процессом и повышения качества продукции мы используем двигатель с хорошей регулировкой скорости.Регулировка скорости двигателя также является важным критерием при выборе двигателя для конкретного применения.

Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами имеет регулировку скорости от 10 до 15%. Регулирование скорости ниже 10% считается плохим регулированием скорости. Составной двигатель постоянного тока имеет диапазон регулирования скорости 25%, а дифференциальный составной двигатель имеет диапазон регулирования скорости 5%.

Прежде чем обсуждать регулирование скорости двигателя, сначала обсудим скорость двигателя постоянного тока.

Скорость двигателя постоянного тока

Скорость двигателя постоянного тока определяется уравнением, показанным ниже.

Из уравнения (3) ясно, что скорость двигателя постоянного тока зависит от следующего.

• Обратная ЭДС двигателя постоянного тока (E _b )
• Поток в двигателе

Если отношение E / Φ в двигателе постоянного тока является постоянным от холостого хода до полной нагрузки, регулирование двигателя хорошее.

Определение регулирования скорости двигателя постоянного тока

Термин «регулирование скорости» относится к изменению скорости двигателя при изменении приложенной нагрузки на вал двигателя, при условии, что все другие условия остаются неизменными.Изменение скорости двигателя от холостого хода до состояния полной нагрузки выражается в процентах от скорости полной нагрузки.

Формула регулирования скорости двигателя постоянного тока

Согласно определению на единицу (у.е.),

% Формула регулирования скорости двигателя постоянного тока

Пример регулирования скорости в%

Номинальная частота вращения двигателя постоянного тока составляет 1500 об / мин. На холостом ходу его скорость составляет 1500 об / мин, а при половинной нагрузке его скорость снижается до 1480 об / мин.Что такое% регулирования скорости двигателя постоянного тока.

% скорости Регулировка = (N _{без нагрузки} — Nf _{при полной нагрузке} ) / N _{при полной нагрузке} X 100
= (1500 — 1480) / 1490 X 100
= 20/1490 X 100
= 1,34 %

% Регулировка скорости = 1,34%

Двигатель, который работает с почти постоянной скоростью при всех нагрузках ниже полной номинальной, имеет хорошее регулирование скорости.Чем ниже процент регулирования, тем более постоянна скорость двигателя постоянного тока. Поэтому мы предпочитаем более низкое% регулирования скорости двигателя постоянного тока.

Регулировка скорости различных двигателей постоянного тока

Параллельный двигатель постоянного тока

Регулировка скорости параллельного двигателя постоянного тока лучше, чем у всех типов двигателей постоянного тока, кроме дифференциального комбинированного двигателя постоянного тока. Регулировка скорости параллельного двигателя постоянного тока находится в диапазоне 10-15%.

Как параллельный двигатель постоянного тока поддерживает хорошее регулирование скорости при увеличении нагрузки?

1. Увеличение нагрузки
2. Снижение скорости
3. Уменьшение обратной ЭДС (E _b ∝ N)
4. Увеличение тока якоря [I _a = (V- E _b ) / Ra)]
5. Увеличение крутящего момента (T ∝ I _a )
6. Увеличение скорости (здесь двигатель снова устанавливает свою предыдущую заданную скорость)

Двигатель серии постоянного тока

• Регулировка скорости параллельного двигателя постоянного тока наихудшая среди всех типов двигателей постоянного тока.
• % регулирования скорости двигателя более 40%.
Двигатель серии
• постоянного тока не подходит для точного регулирования скорости.

Накопительный комбинированный двигатель постоянного тока

• Регулировка скорости кумулятивного составного двигателя постоянного тока лучше, чем у последовательного двигателя постоянного тока, и хуже, чем у параллельного двигателя постоянного тока.
• Процентное регулирование скорости комбинированного двигателя постоянного тока находится в диапазоне 25-30%.

Дифференциальный комбинированный двигатель постоянного тока

• Регулирование скорости дифференциального комбинированного двигателя постоянного тока является лучшим среди всех типов двигателей постоянного тока.
• Процентное регулирование скорости дифференциального комбинированного двигателя постоянного тока находится в диапазоне 2-5%.

Похожие сообщения о двигателях постоянного тока

1. Типы торможения в двигателе постоянного тока
2. Что такое заторможенное или обратное торможение двигателя постоянного тока?
3. Что такое крутящий момент на валу двигателя постоянного тока? — Определение, формула и решаемая проблема
4. Направление вращения двигателя постоянного тока
5. Двигатель постоянного или постоянного тока
6. Обратная ЭДС и ее значение в двигателях постоянного тока

(PDF) ШИМ-регулирование скорости двигателя постоянного тока на основе интеллектуального управления

2211-3819 © 2011 Опубликовано Elsevier Ltd.Отбор и экспертная оценка под ответственностью Дешенг Даш Ву.

doi: 10.1016 / j.sepro.2011.11.028

Процедура системного инжиниринга 3 (2012) 259-267

Доступна онлайн на сайте www.sciencedirect.com

Системы

Инжиниринг

Процедуры

Процедуры системного инжиниринга 00 (2011) 000–000

www.elsevier.com/locate/procedia

The 2

nd

ШИМ-регулирование скорости двигателя постоянного тока на основе интеллектуального управления

Международная конференция по науке о сложности и информационной инженерии

Wenbin Yan

a

, Dada Wang

b

, Pengfei Jia

c

, Weiguo Li

c,

a

a

Power University of Northunnate Power

Northunnate Grid Corporation, Куньмин, 650217, Китай

*

b

Yunnan Electric Power Test & Research Group CO, LTD Electric Power Research Institute, K unming, 650217, China

c

North China Electric Power University, Beijing, 102206, China

Abstract

Обсуждается ШИМ-регулирование скорости двигателя постоянного тока на основе интеллектуального управления.Моделирование

проводится с помощью SIMULINK, после чего строится математическая модель контролируемого объекта. В этой статье

представлен биполярный привод ШИМ двигателя постоянного тока, разработан нечеткий контроллер и контроллер нейтральной сети

, а затем обсуждается применение искусственного интеллекта в регулировании скорости двигателя постоянного тока.

© 2011 Издано Elsevier Ltd. Выбор и экспертная оценка под ответственностью Desheng Dash Wu

Ключевые слова: регулирование скорости двигателя постоянного тока; Биполярное регулирование скорости ШИМ; нечеткое ПИД-регулирование; Управление нейтральной сетью

1.Введение Двигатель постоянного тока

широко используется в металлургии, машиностроении и легкой промышленности благодаря хорошим характеристикам запуска и торможения

, а также легко регулируемому регулированию скорости. В последние годы, с развитием технологии силовой электроники

, тиристорный выпрямитель обычно используется для источника питания

двигателя постоянного тока, который заменяет систему питания двигателя переменного тока и генератора постоянного тока. Но система управления скоростью двигателя постоянного тока

представляет собой сложную многопараметрическую нелинейную систему управления, поскольку различные параметры

влияют друг на друга, ее противоинтерференционная способность слаба и не подходит для случаев с высокими характеристиками управления

.

Таким образом, чтобы улучшить систему управления скоростью двигателя постоянного тока для предотвращения заклинивания и устойчивости, а также

улучшить скорость отклика и стабильную точность системы регулирования скорости, в этой статье обсуждается система управления скоростью двигателя постоянного тока

PWM на основе нечеткое управление и управление нейронной сетью.

a

* Автор, ответственный за переписку. Тел .: +86 0135 81840177; факс: +86 0871 6345171.

Адрес электронной почты: [email protected].

© 2011 Издано Elsevier Ltd.Отбор и экспертная оценка под ответственностью Дешенг Даш Ву.

Открытый доступ по лицензии CC BY-NC-ND.

Открытый доступ по лицензии CC BY-NC-ND.

Двигатель серии постоянного тока

---

---

ЦЕЛИ

• нарисовать основной схема подключения последовательного двигателя постоянного тока.

• описать влияние на крутящий момент и скорость изменения тока.

• описать влияние снижения нагрузки на скорость серии постоянного тока. мотор.

• подключить двигатель постоянного тока.

Несмотря на широкое использование переменного тока для производства и передачи электроэнергии, Двигатель серии постоянного тока часто используется в качестве стартера в автомобилях и самолетах. Этот тип двигателя также используется в качестве тягового двигателя из-за его способность создавать высокий крутящий момент при умеренном увеличении мощности на пониженной скорости.

Основная схема последовательного двигателя показана на рисунке 1. Поле схема имеет сравнительно небольшое количество витков провода такого размера, который позволяет он должен выдерживать ток полной нагрузки двигателя.

ил. 1 Серия соединений двигателя

МОМЕНТ

Серийный двигатель при запуске развивает до 500% крутящего момента полной нагрузки. Поэтому этот тип двигателя используется в железнодорожных установках, подъемных кранах и других приложениях, для которых пусковая нагрузка велика. Сериал Двигатель используется в электровозах и используется для ведущих колес.

Следует помнить, что подмешивающий двигатель работает с постоянной скоростью.В параллельном двигателе любое увеличение крутящего момента требует пропорционального увеличения. по току якоря. В последовательном двигателе поле работает ниже насыщения, и любое увеличение нагрузки вызывает увеличение тока как в цепи возбуждения, так и в цепи якоря. В результате поток якоря и поток поля увеличиваются вместе. Поскольку крутящий момент зависит от взаимодействия потоков якоря и поля, крутящий момент увеличивается как квадрат значения ток увеличивается. Следовательно, серийный двигатель производит больший крутящий момент. чем шунтирующий двигатель для такого же увеличения тока.Мотор серии, однако показывает большее снижение скорости при добавлении механической нагрузки. Легкая нагрузка потребляет мало тока, а ток якоря и возбуждения уменьшаются.

КОНТРОЛЬ СКОРОСТИ И РЕГУЛИРОВКА СКОРОСТИ

Регулирование скорости серийного двигателя по своей природе хуже, чем это параллельного двигателя. Если механическая нагрузка уменьшается, одновременное уменьшение тока возникает как в поле, так и в якоре. Снижение ток возбуждения снижает противоэдс и двигатель ускоряется, пытаясь для восстановления противо-ЭДС, возникающей из-за уменьшения потока поля.Как в результате скорость увеличивается больше, чем в шунте. двигатель для того же изменения нагрузки. Если полностью снять механическую нагрузку, скорость неограниченно возрастает и разрушение якоря за счет центробежная сила обязательно возникнет. По этой причине серийные двигатели всегда постоянно подключены к своей нагрузке.

Если максимальный размер предохранителя в параллельной цепи для любого двигателя постоянного тока ограничен 150 процентов рабочего тока двигателя при полной нагрузке, пускатели используемые с такими двигателями, должны ограничивать пусковой ток до 150 процентов от номинальный ток полной нагрузки.Такие стартеры должны быть оснащены автоматом, расцепитель холостого хода для предотвращения достижения якоря опасных скоростей. Расцепитель холостого хода настроен на размыкание цепи при токе якоря. соответствует максимальной скорости.

Скорость последовательного двигателя регулируется путем изменения приложенного напряжения. Серийный контроллер двигателя обычно предназначен для запуска, остановки, реверса и регулирования скорости.

ВРАЩЕНИЕ

Направление вращения можно изменить, изменив направление ток либо в последовательном поле, либо в якоре (2).

ил. 2 Стандартные соединения для серийных двигателей: ВРАЩЕНИЕ ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ, ВРАЩЕНИЕ ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ

НОМИНАЛ ДВИГАТЕЛЯ

Двигатели постоянного тока серии

рассчитаны на напряжение, ток, мощность в лошадиных силах и максимальную скорость.

РЕЗЮМЕ

Двигатель серии постоянного тока имеет очень высокий пусковой момент при очень низкой скорости. Этот характеристика делает его идеальным для тяговых двигателей. Эти двигатели используются в автопогрузчиках или тепловозах.Относительная скорость Управление двигателем осуществляется путем регулировки приложенного напряжения к последовательному полю и якорю. Двигатель можно реверсировать, изменив направление тока в последовательном поле или в якоре.

ВИКТОРИНА

Выберите правильный ответ для каждого из следующих утверждений.

1. Крутящий момент двигателя серии

а. по своему начальному значению меньше, чем пусковой крутящий момент для шунта мотор такой же мощности.

г. зависит только от потока якоря.

г. увеличивается прямо пропорционально квадрату увеличения тока.

г. увеличивается с увеличением нагрузки, но вызывает меньшее снижение скорости чем шунтирующий двигатель для того же увеличения тока.

2. Для серийного двигателя

а. поле эксплуатируется ниже уровня насыщения.

г. происходит увеличение как тока якоря, так и тока возбуждения из-за увеличения нагрузки.

г. снижение скорости из-за увеличения нагрузки больше, чем в подмешивающий двигатель.

г. все из этого.

3. Поскольку двигатель серии постоянного тока плохо регулирует скорость,

а. уменьшение нагрузки вызывает увеличение тока как в поле, так и в якоре.

г. снятие механической нагрузки приведет к увеличению скорости без ограничений, что приводит к разрушению якоря.

г. он не должен быть постоянно подключен к своей нагрузке.

г. не требует контроля скорости.

4. Регулятор скорости для двигателя постоянного тока:

а. осуществляется с помощью реостата дивертора по полю серии.

г. имеет функцию автоматического выпуска без поля, включенную во все стартеры вне зависимости от ограничений по пусковому току.

г. изменяется в зависимости от приложенного напряжения.

г. все из этого.

5. Контроллер мотора серии обычно предназначен для:

а.краны.

г. железнодорожный движитель.

г. пусковые нагрузки при тяжелых.

г. все из этого.

6. Завершите электрические соединения последовательного двигателя.

Методы управления скоростью двигателя постоянного тока

Скорость двигателя постоянного тока

Обратная ЭДС E _b двигателя постоянного тока — это не что иное, как наведенная ЭДС в проводниках якоря из-за вращения якоря в магнитном поле. Таким образом, величина E _b может быть задана уравнением ЭДС генератора постоянного тока.
E _b = ^PØNZ / _60A
(где P = количество полюсов, Ø = поток / полюс, N = скорость в об / мин, Z = количество проводов якоря, A = параллельные пути)

E _b также может быть задано как,
E _b = V- I _a R _a

Таким образом, из приведенных выше уравнений
N = ^{E _b 60A} / _{P ØZ}

, но для двигателя постоянного тока A, P и Z являются константами

Следовательно, N ∝ K ^{E _b} / _Ø (где K = константа)

Это показывает, что скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна обратной ЭДС и обратно пропорциональна поток на полюс.

Методы регулирования скорости двигателя постоянного тока

Регулировка скорости параллельного двигателя

1. Метод контроля потока

Выше уже объяснялось, что скорость двигателя постоянного тока обратно пропорциональна магнитному потоку на полюс. Таким образом, уменьшая поток, можно увеличить скорость и наоборот.

Для управления потоком реостат добавлен последовательно с обмоткой возбуждения, как показано на принципиальной схеме. Добавление большего сопротивления последовательно с обмоткой возбуждения увеличит скорость, поскольку это уменьшит магнитный поток.В шунтирующих двигателях, поскольку ток возбуждения относительно очень мал, потери I _sh ² R невелики. Поэтому этот способ достаточно эффективен. Хотя скорость может быть увеличена выше номинального значения за счет уменьшения магнитного потока с помощью этого метода, он ограничивает максимальную скорость, так как ослабление потока поля сверх установленного предела отрицательно повлияет на коммутацию.

2. Способ управления якорем

Скорость двигателя постоянного тока прямо пропорциональна обратной ЭДС E _b и E _b = V — I _a R _a .Это означает, что когда напряжение питания V и сопротивление якоря R _a поддерживаются постоянными, тогда скорость прямо пропорциональна току якоря I _a . Таким образом, если мы добавим сопротивление последовательно с якорем, I _a уменьшится и, следовательно, скорость также уменьшится. Чем больше сопротивление последовательно с якорем, тем больше снижение скорости.

3. Метод контроля напряжения

а) Управление несколькими напряжениями :
В этом методе шунтирующее поле подключается к фиксированному возбуждающему напряжению, а на якорь подается разное напряжение.Напряжение на якоре изменяется с помощью подходящего распределительного устройства. Скорость примерно пропорциональна напряжению на якоре.

b) Система Уорда-Леонарда :
Эта система используется там, где требуется очень чувствительное управление скоростью двигателя (например, электрические экскаваторы, лифты и т. Д.). Расположение этой системы показано на рисунке справа.
M ₂ — двигатель, для которого требуется регулирование скорости.
M ₁ может быть любой двигатель переменного или постоянного тока с постоянной скоростью.
G — это генератор, напрямую подключенный к M ₁ .
В этом методе выходной сигнал генератора G подается на якорь двигателя M ₂ , скорость которого необходимо регулировать. Выходное напряжение генератора G может изменяться от нуля до максимального значения с помощью регулятора поля, и, следовательно, напряжение якоря двигателя M ₂ изменяется очень плавно. Следовательно, этим методом может быть получено очень плавное регулирование скорости двигателя постоянного тока .

Регулировка скорости двигателя серии

1.Метод контроля потока

• Дивертер поля : Переменное сопротивление подключено параллельно последовательному полю, как показано на рис. (A). Этот переменный резистор называется дивертером, так как через него можно отводить желаемое количество тока и, следовательно, ток через катушку возбуждения можно уменьшить. Таким образом, поток может быть уменьшен до желаемой величины, а скорость может быть увеличена.
• Дивертор якоря : Дивертер подключается поперек якоря, как показано на рис. (B).
  При заданном постоянном моменте нагрузки, если ток якоря уменьшается, магнитный поток должен увеличиваться, так как Ta ∝ ØIa
  Это приведет к увеличению тока, потребляемого от источника питания, и, следовательно, увеличится Ø магнитного потока и, следовательно, скорость двигателя уменьшится.
• Регулировка поля с отводами : Как показано на рис. (C) катушка возбуждения имеет отводы для деления числа витков. Таким образом, мы можем выбрать другое значение Ø, выбрав разное количество оборотов.
• Катушки параллельного поля : В этом методе несколько скоростей могут быть получены путем перегруппировки катушек, как показано на рис. (D).

2. Переменное сопротивление последовательно с якорем

Посредством введения сопротивления последовательно с якорем можно снизить напряжение на якоре. И, следовательно, скорость уменьшается пропорционально этому.

3. Последовательно-параллельное управление

Эта система широко используется в электрической тяге, где используются два или более последовательно соединенных двигателя с механической связью. На низких скоростях двигатели подключаются последовательно, а на более высоких — параллельно.
Когда двигатели включены последовательно, через них проходит одинаковый ток, хотя напряжение на каждом двигателе делится. При параллельном подключении напряжение на каждом двигателе одинаковое, хотя ток делится.

Карточки для двигателей постоянного тока — Cram.com

	Каков принцип работы двигателя постоянного тока	Двигатели постоянного тока работают по принципу притяжения и отталкивания магнетизма
		Двигатель — это машина, преобразующая электрическую энергию в механическую
	Какова функция коммутатора в двигателе постоянного тока	Для преобразования переменного тока в постоянный ток (выпрямленный постоянный ток, колеблющийся постоянный ток, пульсирующий постоянный ток) путем сохранения полярности щеток и, следовательно, внешней цепи
	Какие два фактора определяют крутящий момент, развиваемый двигателем?	1.Напряженность магнитного поля якоря. 2. Сила магнитного поля полюсных наконечников Крутящий момент пропорционален току якоря, если ток возбуждения остается постоянным.
	Какой тип двигателя известен как двигатель с постоянной скоростью	Параллельные двигатели иногда называют двигателями с постоянной скоростью.
		Когда обмотки якоря вращаются через магнитное поле, создаваемое полюсными наконечниками, в якорь индуцируется напряжение. Это наведенное напряжение противоположно по полярности приложенному напряжению и находится на его противодействующей электродвижущей силе.
	Какие три фактора определяют количество CEMF, производимого в арматуре	1.Напряженность магнитного поля полюсных наконечников 2. Число витков провода в якоре 3. Скорость вращения якоря
	Что ограничивает количество тока, протекающего через якорь при первой подаче питания на двигатель	При первом запуске двигателя постоянного тока пусковой ток может быть высоким, поскольку якорь не производит CEMF. Единственным ограничивающим ток фактором является величина сопротивления провода в обмотках якоря
	Какой фактор определяет регулирование скорости двигателя постоянного тока	Величина, на которую уменьшается скорость при добавлении нагрузки, называется регулированием скорости. Регулировка скорости двигателя постоянного тока пропорциональна сопротивлению якоря. Чем меньше сопротивление якоря, тем лучше регулируется скорость. Причина этого в том, что ток якоря определяет крутящий момент, создаваемый двигателем, если возбуждение поля остается постоянным. Требования нагрузки также определяют регулирование напряжения
	Какой тип двигателя нельзя эксплуатировать без нагрузки?	Двигатели серии НИКОГДА нельзя эксплуатировать без нагрузки. кратковременное столкновение нормально для определения DOR.
	В целом, какого типа соединения двигателя следует избегать?	Дифференциальное соединение двигателя.
	Каков наиболее распространенный способ изменения направления вращения составного двигателя?	Обычной практикой является обратное подключение выводов якоря , чтобы предотвратить замену комбинированного двигателя с кумулятивного на дифференциально-составное соединение.
	Каков наиболее распространенный способ изменения направления вращения составного двигателя?	Обычной практикой является обратное подключение выводов якоря , чтобы предотвратить замену комбинированного двигателя с кумулятивного на дифференциально-составное соединение.
	Как заставить двигатель постоянного тока работать на своей базовой скорости	Когда ПОЛНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ приложено к обоим полю якоря и шунта, двигатель работает на базовой скорости.
	Как заставить двигатель постоянного тока работать со скоростью, превышающей его базовую?	Когда на якорь подается полное напряжение и пониженное напряжение подается на шунтирующее поле, двигатель работает со скоростью выше базовой.
	Какое устройство используется для отключения питания якоря, если ток возбуждения шунта падает ниже определенного уровня?
	Опишите функцию коммутатора в машине постоянного тока, используемой в качестве двигателя	Коммутатор выполняет функцию поворотного переключателя и поддерживает правильное направление тока через обмотки якоря.
	Почему многие отрасли промышленности оставляют питание постоянно подключенным к шунтирующему полю, даже когда двигатель не работает?	Сопротивление обмотки выделяет тепло, которое используется для предотвращения образования влаги внутри двигателя
	Кто был первым, кто установил измерение для hp
	Одна лошадиная сила равна тому, сколько ватт
		Всякий раз, когда проводник переносит ток в присутствии магнитного поля, сила действует на проводник под прямым углом к ​​полю. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт