Κύκλωμα Variac για τον έλεγχο μεγάλων κινητήρων DC Shunt

Το απλό κύκλωμα ελεγκτή μοτέρ DC shunt που παρουσιάζεται στο ακόλουθο άρθρο χρησιμοποιεί ένα variac. Αυτός ο σχεδιασμός διευκολύνει την άμεση διακοπή του κινητήρα σε οποιοδήποτε στάδιο με μια κίνηση του διακόπτη, καθώς και την αντιστροφή της κατεύθυνσης του κινητήρα. Παρέχει επίσης έλεγχο ταχύτητας για τον κινητήρα με υψηλό επίπεδο ακρίβειας.

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

Οι ελεγκτές κινητήρα μισού κύματος TRIAC και SCR για κινητήρες μικρών σειρών είναι αρκετά δημοφιλείς και φθηνοί και αποτελούν ήδη μέρος φορητών ηλεκτρικών εργαλείων και συμπαγών συσκευών.

Τούτου λεχθέντος, ηλεκτρονικοί έλεγχοι ταχύτητας για μεγαλύτερο d.c. Οι κινητήρες 1/4 και 1/3 HP είναι στην πραγματικότητα πιο περίπλοκοι.

Οι μεγάλοι κινητήρες DC shunt σε αυτό το εύρος ιπποδύναμης είναι, επιπλέον, τα αγαπημένα της αυτοκινητοβιομηχανίας, που λειτουργούν από ανεμιστήρες σοφίτας έως πρέσες τρυπανιών, αν και βασικά όλοι αυτοί οι τύποι κινητήρων είναι π.χ. επαγωγικοί κινητήρες που έχουν μόνο μία ταχύτητα ή, ίσως, μερικές μεταβλητές ταχύτητες.

Ενώ 1/3-ιπποδύναμη, 1750 RPmin, 117 volt shunt-luka d.c. ο κινητήρας μπορεί να είναι ακριβός, μπορεί να αξίζει την τιμή και μπορείτε να βρείτε μερικά στην πλεονασματική αγορά.

Με κατάλληλο έλεγχο ταχύτητας, αυτά τα d.c. Οι κινητήρες μπορεί να είναι ένα υπέροχο πράγμα που μπορείτε να δείτε, χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι ή μια μηχανή τόρνου.

Πώς λειτουργεί ένα DC Shunt Motor

Ο κινητήρας DC shunt λειτουργεί σχεδόν με σταθερή ταχύτητα, ανεξάρτητα από το φορτίο. Αυτοί οι κινητήρες χρησιμοποιούνται συνήθως σε βιομηχανικές εφαρμογές και γενικά προτιμάται όταν οι καταστάσεις εκκίνησης δεν είναι συχνά σοβαρές.

Η ταχύτητα του κινητήρα με πληγή μπορεί να ελεγχθεί με δύο μεθόδους: πρώτον, τοποθετώντας μια αντίσταση σε σειρά με τον οπλισμό του κινητήρα, που θα μπορούσε κατά συνέπεια να επιβραδύνει την ταχύτητά του: και δεύτερον, τοποθετώντας μια αντίσταση σε σειρά με την καλωδίωση πεδίου όπου Η ταχύτητα μπορεί να δείχνει μια αλλαγή με αλλαγή στο φορτίο. Στην τελευταία περίπτωση, οι ταχύτητες θα παραμείνουν σχεδόν σταθερές για μια δεδομένη ρύθμιση και θα φορτωθούν στον ελεγκτή. Αυτό το τελευταίο θεωρείται το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο για εγκατάσταση ρυθμιζόμενης ταχύτητας, όπως σε εργαλειομηχανές.

Ο κινητήρας shunt είναι ίσως ο πιο διαδεδομένος κινητήρας dc που βρίσκεται στη βιομηχανία αυτές τις μέρες. Ο κινητήρας διακλάδωσης αποτελείται βασικά από τον οπλισμό, που επισημαίνεται ως Α1 και Α2, και τα καλώδια πεδίου, με σήμανση F1 και F2.

Η περιέλιξη στο πεδίο διακλάδωσης αποτελείται από πολλές στροφές λεπτού σύρματος, συμβάλλοντας στο χαμηλό ρεύμα πεδίου διακλάδωσης και σε λογικό ρεύμα οπλισμού. Ο κινητήρας Shunt DC επιτρέπει τη ροπή εκκίνησης που μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τις προδιαγραφές φορτίου, οι οποίες μπορούν να αντισταθμιστούν μέσω ακριβούς ελέγχου της τάσης πεδίου διακλάδωσης.

Σημασία του πηνίου πεδίου

Σε περίπτωση που το πηνίο πεδίου είναι κομμένο σε έναν κινητήρα διακλάδωσης, μπορεί να επιταχυνθεί κάπως έως ότου το πίσω EMF ανεβεί σε επίπεδο αρκετά ώστε να απενεργοποιηθεί το ρεύμα δημιουργίας ροπής. Με απλά λόγια, ο κινητήρας διακλάδωσης δεν θα βλάψει ποτέ μόνος του όταν χάσει το πεδίο του, αλλά η ισχύς ροπής που απαιτείται για την εκτέλεση της εργασίας θα αφαιρεθεί απλά, προκαλώντας στον κινητήρα να χάσει την κύρια ικανότητά του για την οποία είχε σχεδιαστεί.

Αρκετές από τις τυπικές εφαρμογές του κινητήρα DC shunt είναι τόρνοι μηχανοστασίων και γραμμές βιομηχανικής διαδικασίας που απαιτούν κρίσιμο έλεγχο της ταχύτητας και της ροπής στον κινητήρα.

Κύρια χαρακτηριστικά

Τα κύρια χαρακτηριστικά είναι ότι μπορείτε να αλλάξετε το κουμπί ταχύτητας για τον έλεγχο της ταχύτητας, μαζί με μια δυναμική λειτουργία φρεναρίσματος, που σας επιτρέπει να σταματήσετε τον βαρύ κινητήρα σχεδόν αμέσως χωρίς να περιμένετε καθώς ο κινητήρας κινείται.

Το κύκλωμα ελέγχου ταχύτητας με βάση το variac, όπως φαίνεται παρακάτω, λειτουργεί όμορφα σε ένα από αυτά τα 1 / 3- ιπποδύναμη d.c. κινητήρα, δεν είναι ζωτικής σημασίας για τον τύπο κινητήρα που ελέγχει, αρκεί η ονομαστική του τάση να ταιριάζει με την τροφοδοσία εισόδου, να πλημμυρίζει και να λειτουργεί με μέγιστο περίπου 3 αμπέρ στο φορτίο 100%.

Χρήση αυτόματου μετασχηματιστή Variac

Το εμφανιζόμενο κύκλωμα περιλαμβάνει μια συσκευή την οποία πολλοί μηχανικοί μπορεί να θεωρήσουν αρκετά ακατέργαστη και ντεμοντέ, ναι είναι ο μεταβλητός αυτομετασχηματιστής.

Μεταξύ των πολλών χρήσιμων χαρακτηριστικών, ένα variac θα επιτρέψει ένα ισχυρό φρενάρισμα στον κινητήρα υψηλής ισχύος, μπορεί να λειτουργήσει χωρίς να εξαρτάται από τους βρόχους ανατροφοδότησης: το οποίο εξασφαλίζει ελάχιστη αστάθεια ή καμία ασυμβατότητα με διαφορετικές μορφές κινητήρων ή διαφορές στο μηχανικό φορτίο.

Πως δουλεύει

Στο κύκλωμα ελέγχου ταχύτητας με βάση το variac του Σχ. 1, ο ανορθωτής μισού κύματος D1 παρέχει το πεδίο διακλάδωσης για το d.c. μοτέρ. Ο πυκνωτής φίλτρου C παρέχει την απαραίτητη ποσότητα τάσης και απομακρύνει κάθε αστάθεια στις λειτουργίες που θα μπορούσαν να υπάρχουν με μη φιλτραρισμένη παροχή πεδίου. Ο μεταβλητός αυτομετασχηματιστής T ρυθμίζει την τάση του οπλισμού έτσι την ταχύτητα του κινητήρα.

Η έξοδος από το variac δίνεται σε μια τυπική γέφυρα, ανορθωτή D2. Η έξοδος ανορθωτή δίνεται στον οπλισμό του κινητήρα μέσω των επαφών N / O ενός ενεργοποιημένου ON 117-volt a.c. ρελέ Κ.

Κάθε φορά που πρέπει να σταματήσει ο κινητήρας, ανοίγει ο διακόπτης «Run» S2, ο οποίος αλλάζει στις κανονικά κλειστές επαφές του και συνδέει τη δυναμική αντίσταση πέδησης R κατά μήκος του οπλισμού.

Κατά τη διάρκεια της περιόδου ο κινητήρας ακτών, λειτουργεί σαν ένα d.c. γεννήτρια. Η ισχύς που παράγεται εξαιρείται στην αντίσταση R, αναγκάζοντας τον κινητήρα να φορτωθεί επαρκώς και αυτό αναγκάζει τον κινητήρα να σταματήσει απότομα.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι το πηνίο πεδίου κινητήρα πρέπει να ενεργοποιηθεί για την εφαρμογή της δράσης πέδησης, περιλαμβάνεται ένας ανεξάρτητος διακόπτης S1 για την τροφοδοσία πεδίου.

Ως αποτέλεσμα, ενώ το σύστημα είναι λειτουργικό, το S1 παραμένει ενεργοποιημένο, επιτρέποντας στο πιλοτικό φως ως προειδοποιητική λυχνία. Η ενέργεια πεδίου που απαιτείται για έναν κανονικό κινητήρα διακλάδωσης 1/3 ίππων είναι περίπου 35 watt, επειδή η αντίσταση πεδίου λειτουργεί κανονικά με περίπου 400 ohms.

Προδιαγραφές κινητήρα

Το ρεύμα πεδίου μπορεί να είναι κοντά στα 350 mA. Το ονομαστικό ρεύμα πλήρους φορτίου ενός κινητήρα 1/3-hp είναι κοντά στα 3 αμπέρ DC. ή περίπου το 50% του ρεύματος γραμμής που καταναλώνεται από ένα συγκρίσιμο a.c. επαγωγικός κινητήρας.

Το shunt d.c. Ο κινητήρας περιλαμβάνει συντελεστή ισχύος 100% και είναι ιδιαίτερα πιο αποδοτικός. Καθένα από τα μέρη λειτουργεί χωρίς θέρμανση, εκτός από την αντίσταση πέδησης R. Σε περίπτωση που ο κινητήρας λειτουργεί φορτίο με τεράστιο εφέ σφόνδυλου και σταματά επανειλημμένα σε αυξημένες ταχύτητες, η αντίσταση θα πρέπει να μετατρέψει μεγάλη κινητική ενέργεια σε θερμότητα. Με φορτία χαμηλής αδράνειας όπως πρέσα τρυπανιών, οι αντιστάσεις ενδέχεται να μην αντιμετωπίζουν πρόβλημα θέρμανσης.

Οι επαφές του ρελέ Κ πρέπει να βαθμολογούνται με τουλάχιστον 10 αμπέρ. Το ρεύμα φρεναρίσματος είναι συνήθως υπερβολικό, αν και εμφανίζεται για μικρό χρονικό διάστημα οι αρχικές αυξήσεις τείνουν να είναι σημαντικές από το d.c. Η αντίσταση του οπλισμού είναι συνήθως μόνο ένα ή δύο ωμ. Το ρεύμα λειτουργίας του κινητήρα, δεν προκαλεί έκπληξη, περιορίζεται από την ποσότητα του πίσω e.m.f που παράγει.

Συμβουλές για την κατασκευή και την ασφάλεια

Το κύκλωμα που παρουσιάστηκε παραπάνω θα μπορούσε να κατασκευαστεί σε μεταλλικό κουτί ισχύος 6 'x 6' x 6 '.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι ολόκληρο το κύκλωμα είναι ζεστό στη γείωση με τάση γραμμής ισχύος, η προσεκτική μόνωση και η γείωση είναι εξαιρετικά ζωτικής σημασίας για τη βασική ασφάλεια. Το καλώδιο τροφοδοσίας πρέπει να είναι τύπου γείωσης 3 καλωδίων.

Το πράσινο καλώδιο γείωσης πρέπει να συνδεθεί με το μεταλλικό κουτί και μετά από αυτό να μεταφερθεί στο πλαίσιο του κινητήρα. Μην παραμελείτε ή αγνοείτε τη χρήση της ασφάλειας.

SCR Control vs Variac Control

Μεταβλητός αυτομετασχηματιστές ή οι κιρσοί είναι απίστευτα σκληροί και μεγάλης διάρκειας. Η έξοδος αυτών των συσκευών είναι χαμηλή αντίσταση, επομένως, η τάση οπλισμού παρέχει άριστη ρύθμιση για μεταβολές στο ρεύμα φορτίου.

Ένα κύκλωμα εναλλαγής SCR, με τις μικρότερες γωνίες αγωγιμότητας, είναι φυσικά μια μάλλον πηγή υψηλής αντίστασης και επομένως διαθέτει κατώτερη ρύθμιση.

Επομένως, ελεγκτές κινητήρα που χρησιμοποιούν SCR's, συμπεριλάβετε βρόχους ανατροφοδότησης ειδικά σχεδιασμένο σε αυτά, γεγονός που καθιστά τη φάση των παλμών πυροδότησης βασισμένες κυρίως στο back-e.m.f. του κινητήρα και επίσης στις ρυθμίσεις του δοχείου ελέγχου.

Ένας καλά σχεδιασμένος έλεγχος SCR πλήρους κύματος είναι πράγματι εξαιρετικά καλός, ωστόσο είναι πραγματικά περίπλοκος με το σχεδιασμό τους. Στην περιοχή 1/3 ίππων, το μεταβλητό κύκλωμα αυτομετασχηματιστή είναι απλό, αποδοτικό και πιο εύκολο στη συναρμολόγηση από τον χρήστη.

Σε περιπτώσεις όπου το μηχανικό φορτίο του κινητήρα έχει μειώσει την αδράνεια, είναι περιστασιακά λογικό να αφήσετε το διακόπτη «Run», το S2 και να ελέγξετε όλα από το διακόπτη «Standby» S1.

Το ενεργό φρενάρισμα μπορεί να συνεχίσει να κάνει τη δουλειά σε κάποιο βαθμό λόγω της πλεονασματικής μαγνητικής ροής στο τύλιγμα του πεδίου του κινητήρα.

Όπου αυτό μπορεί να επιτευχθεί, προσφέρει το πλεονέκτημα της μη αξιοπιστίας «αναμονής», όλα απενεργοποιούνται μέχρι την ενεργοποίηση του κεντρικού διακόπτη S1.

Εάν ο κινητήρας πρέπει να περιστραφεί αντίστροφα, απλώς διαμορφώστε ένα d.p.d.t. διακόπτης, προσαρτημένος σταυρός σταυρός για τις λειτουργίες, πέρα ​​από την παροχή οπλισμού και τον οπλισμό.