Схеми за ръчно управление на постояннотокови двигатели. Управление на DC мотор. Регулиране на скоростта на постояннотокови двигатели
Когато се изисква плавен и прецизен контрол на скоростта и въртящия момент на електрически мотор в широк диапазон, е необходима верига за управление на DC мотор
Днес са широко разпространени две основни схеми за управление на електродвигател от този тип: преобразувател-двигател (опции тиристор TP-D и транзистор TrP-D) и генератор-мотор (G-D).
И в двата случая контролът на въртящия момент и ъглова скоростпо посока и абсолютна стойност става чрез регулиране на приложената потенциална разлика към арматурата на електродвигателя. Напрежение на котвата на двигателя G-D системарегулира се чрез промяна на силата на тока във възбудителната намотка на генератора Iвг. За тази цел като генераторни възбудители се използват магнитни усилватели на мощност, тиристорни или транзисторни преобразуватели. В системите TP-D котвите U се променят с помощта на метода за фазово управление на тиристорното превключване, а в системите TrP-D работният цикъл на захранването U се регулира, т.е. с помощта на метода на модулация на ширината на импулса (PWM).
Основата на транзисторните схеми е преобразувател на ширина на импулса (PWC), състоящ се от четири IGBT транзистора. Към диагонала на такъв IGBT мост е свързан товар, тоест арматура на двигателя. SPID се захранва от източник на постоянен ток.
Има няколко начина за управление на PWB преобразувател с помощта на арматурната верига. Най-простият от тях е симетричният метод. При това управление и четирите IGBT са в състояние на превключване, а на изхода на PWB наблюдаваме редуващи се импулси, чиято продължителност се регулира от входния сигнал. Самият принцип на превключване е показан на следващата фигура. Предимството на симетричния метод е неговата простота, но биполярното U на двигателя, което предизвиква пулсации на тока в котвата, е сериозен недостатък. На практика такива симетрични вериги за управление се използват главно за управление на двигатели с ниска мощност.
Методът на асиметрично управление е по-усъвършенстван. Той осигурява еднополюсен U изход на изхода на преобразувателя. Следователно, в съответствие с диаграмата по-горе, два транзистора T3 и T4 се превключват, докато T1 е постоянно отворен, а T2, напротив, е затворен. За да бъде U средно на изхода на преобразувателя нула, е необходимо долният превключващ транзистор да е затворен. Този подход също не е напълно правилен, тъй като горните клавиши се зареждат много повече от долните. При големи натоварвания това може да доведе до прегряване и повреда на веригата.
Но те също се справиха с този недостатък, като измислиха метод за алтернативно управление на постояннотоков двигател. Тук, сякаш се движите във всяка посока, всички клавиши ще се превключват. Предпоставка за работа на схемата е управляващите напрежения IGBT T1 и T2 за едната група и T3 и T4 за другата да са в противофаза.
Тази любителска радиоразработка се основава на принципа на работа на серво задвижване с едноконтурна система за управление. Веригата за управление на постояннотоков двигател се състои от следните основни части: - SIFU - Регулатор - защита
SIFU - Системата за импулсно-фазов контрол извършва синусоидално преобразуване на мрежовото напрежение в последователност от правоъгълни импулси, които протичат към контролните клеми на силовите тиристори. Когато веригата е включена, променливо напрежение от 14 - 16 волта преминава към мостовия токоизправител и се преобразува в пулсиращо напрежение, което служи не само за захранване на конструкцията, но и за синхронизиране на работата на устройството. Диод D2 не изглажда импулсите на кондензатора C1. След това импулсите следват към „нулев детектор“, направен на операционен усилвател LM324, елемент DA1.1, включен в режим на сравнение. Въпреки че няма импулси, напреженията на директния и обратния вход на операционния усилвател са приблизително еднакви и компараторът е балансиран.
Когато синусоида преминава през нулевата точка, на обратния вход на компаратора се появяват импулси, превключващи компаратора, в резултат на което на изхода на DA1.1 се генерират правоъгълни синхронизиращи импулси, чийто период на повторение зависи от нулата точка. Погледнете осцилограмите, за да разберете принципа на работа. Отгоре надолу: КТ1, КТ2, КТ3.
Веригата за управление на постояннотоков двигател беше симулирана в програмата. Архивът с пълната версия на въпросния дизайн съдържа проектен файл за тази програма. Можете да го отворите и визуално да видите как работи това устройство и съответно да направите окончателни заключения за управлението на постояннотоков двигател, преди да започнете да сглобявате домашния радиолюбителски продукт.
Да се върнем на работа - тактовите импулси отиват в интегратора с транзисторен ключ (C4, Q1), където се генерира трион U. В момента, в който фазата премине през нулевата точка, тактовият импулс отпушва първия транзистор, който разрежда капацитет C4. След затихването на импулса транзисторът се изключва и капацитетът се зарежда до пристигането на следващия тактов импулс, в резултат на което се образува линейно нарастващо трионно напрежение на колектора на транзистора (осцилограма KT4), стабилизирано от генератор на стабилен ток на униполярен транзистор Т1.
Амплитудата на трионообразното напрежение от около 9 волта се задава чрез съпротивление за подстригване RP1. Това напрежение се прилага към директния вход на компаратора DA1.2. Референтното напрежение следва инверсния вход на компаратора DA1.2 и в момента, когато амплитудата на трионообразното напрежение превиши напрежението на инверсния вход, компараторът се превключва в противоположно състояние и на изхода му се генерира импулс (осцилограма KT4 ).
Импулсът се диференцира чрез верига от пасивни радиокомпоненти R14, C6 и следва до основата на втория биполярен транзистор, който благодарение на това се отваря и на импулсния трансформатор се формират отварящи импулси на силови тиристори. Чрез увеличаване или намаляване на U на задачата можете да регулирате работния цикъл на импулсите в CT5.
Но няма да видим никакви импулси на осцилограмата KT5, докато не натиснете превключвателя S1. Когато не е натиснат, захранващото напрежение +12V през предните контакти S1 до R12, D3 отива към инверсния вход DA1.2. Тъй като това U е по-високо от U saw, компараторът се затваря и не се генерират импулси за отваряне на тиристора.
За да се предотвратят аварийни ситуации и повреда на електродвигателя, ако регулаторът на скоростта не е настроен на „0“, веригата има ускорителен блок на елементи C5, R13, предназначен за плавно ускоряване на двигателя.
Когато се натисне превключвателят S1, контактите се отварят и капацитетът C5 започва плавно да се зарежда, а напрежението на отрицателната плоча на кондензатора се доближава до нула. Напрежението на инвертиращия вход DA1.2 се увеличава до стойността на еталонното напрежение и компараторът започва да генерира импулси за отваряне на силовите тиристори. Времето за зареждане се определя от радиокомпонентите C5, R13.
Ако по време на работа на двигателя е необходимо да се регулират неговите обороти, към веригата е добавен блок за ускоряване и спиране R21, C8, R22. Когато целевото напрежение се увеличава или намалява, капацитетът C8 плавно се зарежда или разрежда, което елиминира рязкото „скок“ на напрежението на обратния вход и в резултат на това елиминира рязкото увеличение на скоростта на двигателя.
Регулаторът се използва за поддържане на постоянна скорост в зоната на регулиране. Регулаторът е направен на базата на диференциален усилвател със сумиране на две напрежения: референтно и обратна връзка. Референтното напрежение се формира от съпротивлението RP1 и преминава през филтър върху компонентите R20, C8, R21, който действа като ускоряващо и забавящо устройство и се подава към инверсния вход DA1.3. Тъй като референтното напрежение на изхода DA1.3 се увеличава, Uout намалява линейно.
Изходното напрежение на стабилизатора следва към инверсния вход на компаратора SIFU DA1.2, където, сумирано с импулсите „трион“, се превръща в поредица от правоъгълни импулси, които пътуват до електродите на тиристорите. Когато референтното напрежение се увеличава или намалява, изходното напрежение на изхода на захранващия блок също се увеличава или намалява. Графиката показва зависимостта на скоростта на двигателя от еталонното напрежение.
Делителят на напрежението на резистори R22, R23, свързани към директния вход на регулатора DA1.3, е предназначен да елиминира аварийна ситуация, когато обратната връзка е нарушена.
Когато задвижването е включено, тахогенераторът генерира напрежение, пропорционално на скоростта на електродвигателя. Това напрежение отива на входа на прецизния детектор DA1.4, DA2.1, изграден по класическата пълновълнова схема. От неговия изход напрежението следва през филтър на пасивни компоненти C10, R30, R33 към OS мащабиращия усилвател DA2.2. Усилвателят се използва за регулиране на напрежението на ОС, идващо от тахогенератора. Напрежението от изхода DA2.2 отива към входа DA1.3 и към защитната верига DA2.3.
Съпротивлението RP1 генерира скорост на двигателя. Когато работи без товар, U от скалиращия усилвател е по-малко от напрежението на шестия щифт на DA1.3, така че устройството работи като регулатор.
Тъй като натоварването на вала се увеличава, напрежението, отстранено от тахогенератора, намалява и в резултат на това напрежението от изхода на мащабиращия усилвател намалява. Когато това ниво е по-малко от крак 5 на операционен усилвател DA1.3, устройството ще влезе в текущата зона на стабилизиране. Намаляването на напрежението на неинвертиращия вход на DA1.3 ще намали напрежението на неговия изход и тъй като работи на инвертиращия усилвател DA1.2, това ще увеличи ъгъла на отваряне на тиристорите и следователно ще увеличи нивото при арматурата на електродвигателя.
Защитата от превишаване на скоростта е монтирана на операционен усилвател DA2.3, свързан като компаратор. Неговият обратен вход получава референтното напрежение от делителя R36, R37, RP3. Съпротивлението RP3 регулира нивото на работа на защитата. Напрежението от изхода на усилвателя DA2.2 отива към директния вход на DA2.3.
При превишаване на честотата на въртене над номиналната стойност, прагът на настройката на защитата, определен от съпротивлението RP3, се превишава на директния вход на компаратора и превключвателите на компаратора.
Поради наличието на положителна обратна връзка във веригата, R38 кара компаратора да се „фиксира“, а диодът VD12 не позволява на компаратора да се нулира. Когато защитата се задейства, изходът на компаратора преминава през диода VD14 към обратния вход 13 DA1.2 SIFU и тъй като защитното напрежение е по-високо от нивото на "триона", издаването на управляващи импулси към електродите на силовите тиристори ще бъдат незабавно забранени.
Напрежението от изхода на защитния компаратор DA2.3 отпушва транзистора VT4, което предизвиква включване на реле P1.1 и светване на светодиода за сигнализиране на авария. Можете да премахнете защитата, ако напълно изключите устройството и след пауза от 5 - 10 секунди го подадете отново.
Контролната верига, или по-скоро силовата част на контролния блок, е показана на фигурата по-долу:
Трансформатор Tr1 се използва за захранване на веригата на управляващия блок. Токоизправителят е сглобен с помощта на половин мостова схема и включва два силови диода D1, D2 и два мощни тиристора T1, T2, както и защитен диод D3. Възбуждащата намотка се захранва от собствен отделен трансформатор и токоизправител. Ако двигателят няма тахогенератор, тогава ОС за управление на скоростта може да се реализира, както следва:
Ако се използва токов трансформатор, тогава джъмперът P1 на схемата на блока за управление на DC мотора трябва да бъде поставен в позиция 1-3.
Можете също да използвате сензор за напрежение на котвата:
Сензорът за напрежение на котвата е филтър-делител, свързан директно към клемите на котвата. Устройството е конфигурирано по следния начин. Съпротивленията “Task” и “Scaling Uoc” са обърнати в средно положение. Съпротивлението R5 на датчика за напрежение на арматурата е сведено до минимум. Включваме задвижването и настройваме напрежението на арматурата на около 110 волта. Измервайки напрежението на арматурата, започваме да въртим съпротивление R5. IN определен моментпромени, напрежението на арматурата ще започне да пада, това показва, че операционната система е работила.
Чертежът на печатна платка за управление на DC двигател е направен в програмата и можете лесно да направите печатна платка със собствените си ръце, като използвате
Настройка на дизайна на управлението на двигателя: нека започнем с проверка на захранващите напрежения на операционния усилвател DA1, DA2. Препоръчително е да инсталирате микросхеми в гнезда. След това проверяваме осцилограмите в контролните точки KT1, KT2, KT3. В точка СТ4. трябва да виждаме зъбни импулси, когато бутонът е отворен.
Използвайки съпротивлението за настройка RP1, ние настройваме люлеенето на "триона" на около 9 волта. В контролната точка KT3 продължителността на импулса е около 1,5 - 1,8 ms; ако не виждаме това, тогава чрез намаляване на съпротивлението R4 постигаме необходимата продължителност.
Чрез завъртане на лоста RR1 на веригата за управление на двигателя в контролна точка KT5 контролираме промяната на работния цикъл на импулсите от максимум до пълното им изчезване с минимално съпротивление RR1. В този случай трябва да се промени яркостта на електрическата крушка, свързана към захранващия блок, който сме свързали като товар.
След това свързваме контролния блок към двигателя и тахогенератора. Настройваме регулатора RR1 на 40-50 волта на арматурата. Съпротивлението RP3 трябва да е в средно положение. Измервайки напрежението на арматурата на двигателя, завъртаме съпротивлението RP3. В определен момент от настройката U на котвата ще започне да пада, това показва, че Обратна връзка.
Ако се използва обратна връзка във веригата за управление на двигателя въз основа на тока на котвата, е необходим токов трансформатор, свързан към силовата верига на токоизправителя. Схемата за калибриране на токов трансформатор е разгледана по-долу. Избирайки съпротивлението, получете променливо напрежение от 2 ÷ 2,5 v на изхода на трансформатора. Мощността на натоварване RN1 трябва да бъде равна на мощността на двигателя
Не забравяйте, че не се препоръчва да включвате токов трансформатор без товарен резистор.
Свързваме токовия трансформатор към OS веригата P1 и P2. По време на настройката се препоръчва да разпоите диода D12, за да избегнете фалшиво задействане на защитата. Осцилограми в контролни точки KT8, KT9, KT10 са показани на фигурата по-долу.
По-нататъшната настройка е същата като в случай на използване на тахогенератор.
Това устройство за управление на DC мотор е направено ръчно за бормашина. Вижте снимките в архива на зеления линк горе.
Веригата, показана на фигурата по-долу, може да завърти "L" в двете посоки, както напред, така и назад. При отворени контакти на превключвателя напрежението на двата терминала е еднакво, така че няма да се върти, същото ще се случи, ако бутоните се натискат едновременно.
Електрическите двигатели са много често срещан обект на управление в различни устройстваи технически комплекси. Без тях съвременният ни живот нямаше да е толкова модерен. Те се използват в много области на потребителската технология и индустриалната автоматизация, от малките двигатели, които въртят барабана на пералната машина, до огромните машини, които задвижват фабрични конвейери и подемници в мините.
Традиционно електродвигателите се разделят на DC двигателиИ двигатели променлив ток . Последните, поради бързото развитие на научно-техническата мисъл, която предлага по-усъвършенствани векторни алгоритми за управление и сравнително евтини и лесни за използване честотни преобразуватели, стават все по-популярни. Но двигателите с постоянен ток (DC двигатели) също имат своите предимства и те също са за дълго времеще въртят валовете си в безмилостен режим на работа в различни технически области, така че днес ще говорим конкретно за DFC, или по-точно за управлението на колекторни DC двигатели.
Такива единици бяха първите намерени двигатели широко приложениев индустриално оборудване и те все още се използват, когато се изисква ниска цена на крайното устройство, лесен монтажи управление. На ротора на тези двигатели се намира навиване(1 на фигура 1), а на статора - електромагнити(2 на фигура 1). Контакти с четка(3 на фигура 1), които са монтирани по обиколката на вала на ротора, се използват за превключване на полярността на напрежението, приложено към намотката на ротора. Те също така създават основния проблем при работата на колектор DPT - ненадеждност, тъй като те са подложени на силно износване и изискват периодична подмяна. Също така, по време на работа между четките и контактите на превключвателя възникват искри, което може да доведе до силно електромагнитни смущения. Освен това, ако се използва неправилно, винаги съществува риск от създаване на електрическа дъга в колектора или, както се нарича още, кръгов огън. В този случай арматурата на двигателя гарантирано надживява полезния си живот.
Фигура 1 - DC двигател
Днес две схеми за управление на двигателя от този тип са широко разпространени: генератор-мотор(G-D) и конвертор-мотор(тиристор TP-D и транзистор TrP-D).
Фигура 2 - силови вериги на DC електрически задвижвания a) G-D, b) TP-D или TrP-D
Фигура 2 показва две независимо възбудени вериги за управление на постояннотоков двигател. И в двата случая управлението на ъгловата скорост и въртящия момент по абсолютна стойност и посока се осъществява чрез регулиране на напрежението върху котвата на двигателя. Напрежението на котвата на двигателя D в системата G-D се регулира чрез промяна на силата на тока в намотката на възбуждане на генератора (VG). За тази цел се използва възбудителят на VG генератора, който се използва като магнитни усилватели на мощността(MU-G-D системи, въпреки че това е миналия век и през модерни системиняма да видите нищо подобно) тиристор(TV-G-D) или транзистор(TrV-G-D) конвертори. В системите TP-D напрежението на котвата на двигателя се регулира чрез фазово управление на превключването на тиристора, а в системите TP-D чрез промяна на работния цикъл на пулсиращото захранващо напрежение, т.е. с помощта на модулация с ширина на импулса (PWM).
Популярността на G-D, както и на TP-D, намалява всяка година поради тяхната обемност, хардуерно излишък и сложност на управление; всъщност те се използват главно в индустрията за управление на големи двигатели. И TrP-D се използва все повече в различни технически системипоради своята простота, ниска цена и лекота на използване. Също така поради изобилието на пазара различни модели MOSFET и IGBT транзисторите и драйверите за управление на техните врати на системата TrP-D се използват за управление както на двигатели с ниска мощност, така и на големи двигатели. Мисля, че си струва да се запознаете по-добре с подобни системи.
И така, сърцето на TrP-D е преобразувател на ширина на импулса (PWC), който се състои от четири транзистора (Фигура 3). Диагоналът на такъв транзисторен мост включва товар, т.е. котвата на двигателя. SPID се захранва от източник на постоянен ток.
Фигура 3 - транзисторна PWB схема
Има няколко начина за управление на SPB чрез веригата на котвата. Най-простият е симетричен метод. При това управление и четирите транзистора са в състояние на превключване, а изходното напрежение на PSD е редуващи се импулси, чиято продължителност се регулира от входния сигнал. Самият принцип на превключване е показан на фигура 4. Логично е да се предположи, че ако относителната продължителност на превключване е равна на 50%, тогава на изхода на PSD ще получим 0 V. Предимството на симетричния метод е лекотата на изпълнение, но биполярното напрежение при товара, което причинява пулсации на тока в арматурата, е негов недостатък. По същество се използва за управление на DC двигатели с ниска мощност.
Фигура 4 - симетричен метод за контролиране на DPT
По-съвършено е. Както виждаме на фигура 5, той осигурява еднополярно напрежение на изхода на PSD. IN в такъв случайсамо два транзистора T3 и T4 превключват, като T1 е постоянно отворен и T2 е постоянно затворен. За да бъде средното напрежение на изхода на PWB нула, достатъчно е долният превключващ транзистор да остане в затворено състояние. Този подход също не е много добър, защото горните ключове са натоварени с повече ток от долните. При големи натоварвания това може да доведе до прегряване и повреда на транзисторите.
Фигура 5 - асиметричен метод за контролиране на DPT
Но те също се справиха с този недостатък чрез изобретяване алтернативен метод на управление(Фигура 6). Тук, както при движение в едната посока, така и в другата, и четирите транзистора ще се превключват. Задължително условие е управляващите напрежения на транзисторите Т1 и Т2 за едната група и Т3 и Т4 за другата да са в противофаза.
Фигура 6 - алтернативен метод за контролиране на DPT
От фигурата виждаме, че при определен знак на сигнала за управление на скоростта към диагонално противоположни превключватели (в този случай T1 и T4) се подават дълги импулси с разлика от половин цикъл. Съответно, също и с изместване на половин цикъл, къси импулси се прилагат към превключвателите на противоположния диагонал. По този начин товарът е свързан към източника по време на отсъствието на къси импулси, а по време на тяхното присъствие е свързан на късо към захранването или към земята. При промяна на знака на еталонната стойност транзисторите се управляват по обратния начин.
Много машини използват DC електрически двигатели (EM). Те лесно ви позволяват да контролирате плавно скоростта на въртене, променяйки постоянния компонент на напрежението на намотката на котвата, при постоянно напрежение на намотката на възбуждането (0V).
Предложената по-долу схема позволява управлява електрически мотормощност до 5 kW.
Мощните DC EM имат няколко характеристики, които трябва да се вземат предвид:
а) невъзможно е да се приложи напрежение към ЕМ арматурата, без да се подаде номиналното напрежение (обикновено 180...220 V) към възбуждащата намотка;
б) за да не се повреди двигателят, е неприемливо незабавното прилагане на номиналното напрежение към намотката на котвата при включването му поради големия пусков ток, който надвишава номиналния работен ток десетки пъти.
Горната диаграма ви позволява да осигурите необходимия режим на работа - плавен старт и ръчен монтажнеобходимата скорост на въртене на двигателя.
Посоката на въртене ще се промени, ако промените полярността на свързване на проводниците към възбуждащата намотка или арматурата (това трябва да се направи само когато ЕМ е изключен).
Схемата използва две релета, което позволява автоматична защита на елементите на веригата от претоварване. Реле K1 е мощен стартер, елиминира възможността за включване на EV, когато първоначалната скорост, зададена от резистор R1, не е нула. За целта към оста на променливия резистор R1 е прикрепен лост, свързан към бутона SB2, който се затваря (с лоста) само когато максимална стойностсъпротивление (R1) - това съответства на нулева скорост.
Когато контактите SB2 са затворени, релето K1 при натискане на бутона START (SB1) ще се включи и неговите контакти K1.1 ще се самоблокират, а контактите K1.2 ще включат електрическото задвижване.
Реле K2 осигурява защита от претоварване при липса на ток във веригата на намотката на ЕМ възбуждане. В този случай контактите K2.1 ще изключат захранването на веригата.
Контролната верига се захранва без трансформатор, директно от мрежата чрез резистор R3.
Стойността на ефективната стойност на напрежението върху намотката на котвата се задава чрез промяна на ъгъла на отваряне на тиристори VS1 и VS2 с резистор R1. В рамената на моста са включени тиристори, което намалява броя на силовите елементи във веригата.
Генератор на импулси, синхронизиран с периода на пулсация на мрежовото напрежение, е монтиран на еднопреходен транзистор VT2. Транзисторът VT1 усилва токовите импулси и през изолационния трансформатор T1 те се подават към управляващите клеми на тиристорите.
При изпълнение на проекта тиристорите VS1, VS2 и диодите VD5, VD6 трябва да бъдат монтирани върху радиаторна плоча (радиатор).
Част от управляващата верига, маркирана на фигурата с пунктирана линия, е поставена върху печатната платка.
Постоянни резисториизползва се тип S2-23, променлива R1 е тип PPB-15T, R7 е тип SP-196, R3 е тип PEV-25. Кондензатори C1 и C2 от всякакъв тип, включени работно напрежениене по-малко от 100 V. Токоизправителни диоди VD1 ... VD4 за ток от 10 A и обратно напрежение от 300 V, например D231 D231A D232, D232A, D245, D246.
Импулсният трансформатор Т1 е направен на феритен пръстен M2000NM стандартен размер K20x12x6 mm и навит с PELSHO тел с диаметър 0,18 mm. Намотка 1 и 2 съдържат 50 навивки, а 3 - 80 навивки.
Преди навиване острите ръбове на сърцевината трябва да се заоблят с пила, за да се предотврати пробиване и късо съединение на витките.
Когато веригата е първоначално включена, измерваме тока във веригата на възбуждащата намотка (0V) и според закона на Ом изчисляваме стойността на резистора R2, така че релето K2 да се активира. Релето K2 може да бъде всяко ниско напрежение (6...9 V) - колкото по-ниско е работното напрежение, толкова по-добре. При избора на резистор R2 е необходимо да се вземе предвид и мощността, разсейвана върху него. - токът във веригата е 0V и напрежението през резистора може лесно да се изчисли с помощта на формулата P=UI. Вместо K2 и R2 е по-добре да се използват специални токови релета, произведени от индустрията, но поради тесния им обхват на приложение те не са достъпни за всички. Лесно е да направите сами токово реле, като навиете около 20 оборота PEL проводник с диаметър 0,7...1 mm на по-голям рийд ключ.
За да настроим управляващата верига, вместо арматурната верига на двигателя, свързваме лампа с мощност 300...500 W и волтметър. Необходимо е да се уверите, че напрежението на лампата с резистор R1 се променя плавно от нула до максимум,
Понякога, поради вариациите в параметрите на транзистор с еднопреходно съединение, може да се наложи да изберете стойността на кондензатора C2 (от 0,1 до 0,68 μF) и резистора R7 (R7 задава максималното напрежение на товара при минималната стойност на съпротивлението R1).
Ако при правилна инсталация тиристорите не се отварят, тогава е необходимо да смените проводниците във вторичните намотки на T1. Неправилното фазиране на управляващото напрежение, постъпващо към тиристорите VS1 и VS2, не може да ги повреди. За удобство при наблюдение на работата на тиристорите, управляващото напрежение може да се приложи първо към един тиристор, а след това към другия - ако напрежението на товара (лампа) се регулира от резистор R1, фазата на свързване на управляващите импулси е вярно. При работещи тиристори и конфигурирана верига напрежението на товара трябва да варира от 0 до 190 V.
Можете да премахнете възможността за прилагане на максимално напрежение към намотката на котвата в момента на включване чрез по електронен път, използвайки схема, подобна на показаната на фиг. 6.17. (Кондензатор C2 осигурява плавно увеличаване на изходното напрежение в момента на включване и впоследствие не влияе на работата на веригата.) В този случай превключвателят SB2 не е необходим
Управлението на постояннотоков двигател в ACS предполага или промяна на скоростта на въртене пропорционално на определен управляващ сигнал, или поддържане на тази скорост непроменена, когато е изложена на външни дестабилизиращи фактори.
Използват се 4 основни метода на управление, които прилагат изброените по-горе принципи:
реостатно-контакторно управление;
управление чрез системата генератор-двигател (G-E);
управление с помощта на системата "управляем токоизправител-D" (UV-D);
импулсен контрол.
Подробно проучване на тези методи е предмет на TAU и курса „Основи на електрическото задвижване“. Ще разгледаме само основните разпоредби, които са пряко свързани с електромеханиката.
Обикновено се използват 3 схеми:
при регулиране на скоростта n от 0 до nnom в арматурната верига се включва реостат (контрол на котвата);
ако е необходимо да се получи n> nnom, реостатът се включва в ОВ веригата (полюсно управление);
за контрол на скоростта n< nном и n >Нормалните реостати се включват както във веригата на котвата, така и във веригата на OF.
Изброените схеми се използват за ръчно управление. За автоматично управлениеизползвайте стъпково превключване R pa и R rv с помощта на контактори (релета, електронни превключватели).
Ако се изисква точен и плавен контрол на скоростта, броят на превключваните резистори и превключващи елементи трябва да бъде голям, което увеличава размера на системата, разходите и намалява надеждността.
Регулиране на скоростта на въртене от 0 до според диаграмата на фиг. се извършва чрез регулиране на R in (U g се променя от 0 на n nom). За да получите скорост на двигателя, по-голяма от nnom, променете R ind (намаляването на OB тока на двигателя намалява основния му поток F, което води до увеличаване на скоростта n).
Превключвател S1 е предназначен за обръщане на двигателя (промяна на посоката на въртене на неговия ротор).
Тъй като D управлението се осъществява чрез регулиране на относително малки токове на възбуждане G и D, то лесно се адаптира към задачите на системата за автоматично управление.
Недостатъкът на такава схема е големите размери на системата, теглото, ниската ефективност, тъй като има трикратно преобразуване на енергия (електрическа към механична и обратно, и на всеки етап има загуби на енергия).
Управление по системата "управляем токоизправител - двигател".
Системата "управляем токоизправител - двигател" (вижте фигурата) е подобна на предишната, но вместо източник на електрическа машина с регулирано напрежение, състоящ се например от трифазен AC двигател и G=T, управляван, например се използва и трифазен тиристорен електронен токоизправител.
Управляващите сигнали се генерират от отделен управляващ блок и осигуряват необходимия ъгъл на отваряне на тиристорите, пропорционален на управляващия сигнал Uу.
Предимствата на такава система са висока ефективност, малки размери и тегло.
Недостатъкът в сравнение с предишната схема (G-D) е влошаването на условията на превключване D поради пулсации на тока на котвата, особено при захранване от еднофазна мрежа.
С помощта на импулсен чопър към двигателя се подават импулси на напрежение, модулирани (PWM, VIM) в съответствие с управляващото напрежение.
По този начин промяната на скоростта на въртене на котвата се постига не чрез промяна на управляващото напрежение, а чрез промяна на времето, през което номиналното напрежение се прилага към двигателя. Очевидно е, че работата на двигателя се състои от редуващи се периоди на ускорение и забавяне (виж фигурата).
Ако тези периоди са малки в сравнение с общото време на ускорение и спиране на арматурата, тогава скоростта n няма време да достигне постоянните стойности на nnom по време на ускорение или n = 0 по време на спиране до края на всеки период, и се установява определена средна скорост нав, чиято стойност се определя от относителната продължителност на активиране.
Следователно, ACS изисква управляваща верига, чиято цел е да преобразува постоянен или променящ се управляващ сигнал в последователност от управляващи импулси с относителна продължителност на превключване, която е дадена функция от величината на този сигнал. Силовите полупроводникови устройства се използват като превключващи елементи -.
