Variac-piiri suurten tasavirtamoottorien ohjaamiseen

Seuraavassa artikkelissa esitetty yksinkertainen DC-shuntimoottorin ohjainpiiri käyttää variaattia. Tämä rakenne helpottaa moottorin välitöntä pysäyttämistä missä tahansa vaiheessa kytkimen painalluksella ja moottorin suunnan kääntämisen kanssa. Se tarjoaa myös moottorin nopeuden hallinnan erittäin tarkasti.

Yleiskatsaus

TRIAC- ja SCR-puoliaaltomoottoriohjaimet pienikokoisille moottoreille ovat melko suosittuja ja halpoja, ja ne ovat jo osa kannettavia sähkötyökaluja ja pienikokoisia laitteita.

Tämän sanottuaan elektroniset nopeuden säätimet isoille tasavirtaisille 1/4 ja 1/3 hv: n moottorit ovat itse asiassa monimutkaisempia.

Tämän hevosvoiman suuret tasavirtamoottorit ovat lisäksi autoteollisuuden suosikkeja, ja ne toimivat parvekepuhaltimista porauspuristimiin, vaikka periaatteessa kaikki tämän tyyppiset moottorit ovat tasavirtaisia. induktiomoottorit, joilla on vain yksi nopeus tai ehkä muutama nopeus.

Vaikka 1/3-hevosvoima, 1750 RPmin, 117 voltin shuntti-käämitty tasavirta moottori voi olla kallista, se voi olla hintansa arvoinen ja löydät muutamia ylijäämämarkkinoilta.

Asianmukaisella nopeuden säädöllä nämä tasavirta moottorit voivat olla upeita asioita nähdä porakoneen tai sorvikoneen käyttö.

Kuinka DC-shuntimoottori toimii

DC-shuntimoottori käy melko paljon tasaisella nopeudella kuormasta riippumatta. Näitä moottoreita käytetään tyypillisesti teollisissa sovelluksissa, ja ne ovat yleensä edullisia, kun käynnistystilanteet eivät ole usein vakavia.

Shunt-haavoitettua moottorin nopeutta voidaan säätää muutamalla menetelmällä: ensinnäkin asettamalla vastus sarjaan moottorin ankkurin kanssa, mikä voi sen vuoksi hidastaa sen nopeutta: ja toiseksi asettamalla vastus sarjaan kenttäjohdotuksen kanssa, jossa nopeus saattaa näyttää muutoksen kuorman muuttuessa. Jälkimmäisessä tapauksessa nopeudet pysyvät käytännössä vakaina tietyssä asetuksessa ja kuormitetaan ohjainta. Tätä jälkimmäistä pidetään yleisimmin nopeuden säädettävissä, kuten työstökoneissa.

Shuntimoottori on kenties laajin DC-moottori, jota löytyy teollisuudesta näinä päivinä. Shuntimoottori koostuu periaatteessa ankkureista, jotka on merkitty A1: llä ja A2: lla, ja kenttäjohdoilla, jotka on merkitty F1: llä ja F2: lla.

Shuntikentän käämitys koostuu useista kierrosta ohuesta langasta, mikä vaikuttaa matalaan shunt-kentän virtaan ja kohtuulliseen ankkurivirtaan. Shunt DC -moottori sallii käynnistysmomentin, joka voi vaihdella kuormituksen mukaan, mikä voidaan torjua tarkasti ohjaamalla shunt-kentän jännitettä.

Kentän kelan merkitys

Jos kenttäkäämi katkaistaan ​​shuntimoottorissa, se voi kiihtyä jonkin verran, kunnes taka-EMF nousee tasolle, joka on tarpeeksi tasainen momentin tuottavan virran sammuttamiseksi. Yksinkertaisesti sanottuna, shuntimoottori ei koskaan vahingoita itseään, kun se menettää kentän, mutta työn suorittamiseen tarvittava vääntömomenttiteho yksinkertaisesti poistetaan, jolloin moottori menettää pääominaisuutensa, jota varten se on suunniteltu.

Useat DC-shuntimoottorin tyypillisistä sovelluksista ovat konepajat sorvit ja teollisuuden prosessilinjat, jotka edellyttävät moottorin nopeuden ja momentin ratkaisevaa hallintaa.

Pääpiirteet

Tärkeimmät ominaisuudet ovat, että voit vaihtaa nopeuden säätönupin ja dynaamisen jarrutusominaisuuden, jonka avulla voit pysäyttää raskaan moottorin melkein välittömästi ilman odottelua moottorin pysähtyessä.

Variac-pohjainen nopeuden säätöpiiri, kuten alla on esitetty, toimii hyvin yhdellä näistä 1/3-hevosvoiman tasavirrasta. moottorilla, ei ole ratkaisevaa sen suhteen, minkä tyyppistä moottoria se ohjaa, kunhan sen nimellisjännite vastaa syöttöjännitettä, on käämitty ja toimii enintään noin 3 ampeerilla 100%: n kuormituksella.

Variac-automaattimuuntajan käyttäminen

Esitetyssä piirissä on laite, jota monet insinöörit saattavat pitää melko raakana ja vanhanaikaisena, kyllä, se on muuttuva autotransformaattori.

Monien hyödyllisten ominaisuuksien joukossa variaatti mahdollistaa tehokkaan jarrutuksen suuritehoiselle moottorillesi, se voi toimia ilman takaisinkytkentäsilmukoita: mikä takaa minimaalisen epävakauden tai ei yhteensopimattomuutta eri moottorimuotojen tai mekaanisen kuormituksen erojen kanssa.

Kuinka se toimii

Kuvan 1 variaattipohjaisessa nopeuden säätöpiirissä puoliaallon tasasuuntaaja D1 tarjoaa vaihtovirran tasajännitteelle. moottori. Suodatinkondensaattori C tarjoaa tarvittavan määrän jännitettä ja poistaa kaikki epävakaudet toiminnoissa, jotka saattavat olla olemassa suodattamattomalla kenttäsyötöllä. Säädettävä autotransformaattori T säätelee ankkurijännitettä ja siten moottorin nopeutta.

Variacin lähtö saadaan standardisillalle, tasasuuntaajalle D2. Tasasuuntaajan ulostulo annetaan moottorin ankkuriin kytketyn 117 voltin tasavirran N / O-koskettimien avulla. rele K.

Aina kun moottori on pysäytettävä, 'Run' -kytkin S2 avataan, joka vaihtaa normaalisti suljettujen koskettimiensa yli ja yhdistää dynaamisen jarruvastuksen R ankkurin poikki.

Aikana, jolloin moottori liikkuu, se toimii kuin tasavirta. generaattori. Sähköntuotannon takia syntyvä teho haihtuu vastukseen R, jolloin moottori kuormitetaan riittävästi, mikä pakottaa moottorin pysähtymään äkillisesti.

Ottaen huomioon, että moottorikentän kela on kytkettävä jännitteeseen jarrutustoiminnon toteuttamiseksi, kenttäsyöttöä varten sisältyy riippumaton kytkin S1.

Tämän seurauksena, kun järjestelmä on toiminnassa, S1 pidetään kytkettynä päälle, jolloin merkkivalo on varoitusvalo. Tavalliselle 1/3-hevosvoiman shuntimoottorille tarvittava kenttäenergia on vain noin 35 wattia, koska kentän vastus toimii normaalisti noin 400 ohmilla.

Moottorin tekniset tiedot

Kentän virta voi olla lähellä 350 mA. 1/3 hevosvoiman moottorin nimellisvirta täydessä kuormituksessa on lähellä 3 ampeeria tasavirtaa. tai noin 50% vastaavan vaihtovirran kuluttamasta linjavirrasta. induktiomoottori.

Shunt tasavirta moottorin tehokerroin on 100% ja se on erityisen tehokas. Jokainen osa toimii ilman lämmitystä lukuun ottamatta jarruvastusta R.Jos moottori käyttää kuormaa, jolla on valtava vauhtipyörän vaikutus, ja se pysäytetään toistuvasti suuremmilla nopeuksilla, vastuksen on muunnettava suuri määrä kineettistä energiaa lämmöksi. Alhaisilla hitauskuormilla, kuten porapuristimella, vastukset eivät ehkä kohdistu lämmitykseen.

Releen K koskettimien tulee olla vähintään 10 ampeeria. Jarrutusvirta on yleensä liian suuri, vaikka se näyttää lyhyeltä ajanjaksolta, alkutahat ovat yleensä merkittäviä, koska tasavirta ankkurin vastus on yleensä vain yksi tai kaksi ohmia. Ei ole yllättävää, että moottorin käyttövirtaa rajoittaa sen tuottaman takaosan e.m.f määrä.

Rakentaminen ja turvallisuusvinkit

Edellä esitetty piiri voidaan rakentaa 6 'x 6' x 6 '-metallivoimalaatikkoon.

Ottaen huomioon, että koko piiri on maadoitettu verkkojännitteellä, tietoinen eristys ja maadoitus ovat erittäin tärkeitä perusturvallisuuden kannalta. Virtajohdon on oltava 3-johtiminen maadoitustyyppi.

Vihreä maadoitusjohto on kytkettävä metallikoteloon ja sen jälkeen johdettava moottorin runkoon. Älä laiminlyö sulakkeen käyttöä.

SCR-ohjaus vs Variac Control

Vaihteleva autotransformaattorit tai variakit ovat uskomattoman kestäviä ja pitkäikäisiä. Näiden laitteiden lähtö on pieni impedanssi, joten ankkurijännite tarjoaa erinomaisen säätelyn kuormavirran vaihteluihin.

SCR-kytkentätilapiiri, jolla on pienemmät johtokulmat, on luonnollisesti melko korkean impedanssin lähde ja siinä on siten huonompi säätö.

SCR: itä käyttävät moottoriohjaimet sisältää palautesilmukat erityisesti suunniteltu niihin, mikä tekee ampumispulssien vaiheen pääasiassa taustan e.m.f. moottorin ja myös säätöastian säätöjen suhteen.

Hyvin suunniteltu täysiaaltoinen SCR-ohjaus on todellakin erittäin hyvä, mutta se on tosiasiallisesti monimutkainen niiden suunnittelun kanssa. 1/3 hevosvoiman alueella vaihteleva autotransformaattoripiiri on suoraviivainen, tehokas ja käyttäjän helpompi koota.

Tilanteissa, joissa moottorin mekaaninen kuormitus on vähentänyt inertiaa, on ajoittain järkevää jättää pois 'Käynnistä' -kytkin S2 ja ohjata kaikkia 'Valmiustila' -kytkimestä S1.

Aktiivinen jarrutus voi jatkaa työn suorittamista jossakin määrin moottorikentän käämityksen sisällä olevan magneettivuon ylijäämän vuoksi.

Aina kun tämä on mahdollista, se tarjoaa etuna 'valmiustilan' luotettavuuden. Kaikki kytketään pois päältä, kunnes pääkytkin S1 kytketään päälle.

Jos moottoria on käännettävä taaksepäin, määritä vain d.p.d.t. kytkin, kiinnitetty ristikkäin operaatioita varten, ankkuri-syötteen ja ankkurin poikki.