Regulace rychlosti otáčení stejnosměrného motoru změnou poklesu napětí v obvodu kotvy.
Tato metoda zahrnuje zahrnutí seřizovacího reostatu do obvodu kotvy. Regulační reostat má několik stupňů. Hodnota odporu reostatu určuje nové otáčky motoru.
Regulační reostat je určen pro dlouhodobý provoz.
V reostatu dochází k velkým ztrátám výkonu, proto se tato metoda používá u motorů s nízkým výkonem.
VÝHODY: Snadná regulace
Tato metoda není ekonomická.
Regulace rychlosti otáčení stejnosměrného motoru změnou hodnoty magnetického toku
Budicí vinutí motoru je navrženo tak, aby magnetický tok byl maximální ve jmenovitém režimu.
Pro změnu magnetického toku je v obvodu budicího vinutí zařazen nastavovací odpor, pomocí kterého se snižuje budicí proud, a tím i magnetický tok v motoru.
Snížení magnetického toku vede ke zvýšení otáček motoru.
V budicím obvodu protéká malý proud, takže ztráta výkonu v regulačním reostatu je malá, tato metoda je ekonomická;
Tato metoda může zvýšit pouze mon
Regulace rychlosti otáčení stejnosměrného motoru změnou dodávaného napětí
Toto je nejlepší způsob ovládání; umožňuje plynule a široce měnit otáčky motoru
Nevýhody: vyžaduje buď samostatný generátor,
-nebo měnič napětí
To zvyšuje ukazatele hmotnosti a velikosti a náklady na celou instalaci
Reverzní (změna směru otáčení) dpt
Je dosaženo změny směru otáčení stejnosměrného motoru (reverzní).
nebo změnou směru proudu ve vinutí kotvy,
nebo změnou směru proudu v budícím vinutí.
Pokud se současně změní směr proudů ve vinutí motoru, zpětný chod nenastane.
Pomocí pravidla levé ruky určíme směr síly působící na vodiče a směr krouticího momentu.
Zařízení
Základy polovodičů
elektronika
– věda, která studuje:
fyzikální jevy v polovodičových a vakuových zařízeních,
vlastnosti těchto zařízení,
systémy a zařízení na základě jejich použití.
V závislosti na prostředí, ve kterém proudí elektrický proud, se elektronická zařízení dělí do 3 hlavních tříd:
Elektronické (vakuové) lampy. V nich proud elektronů prochází ve vakuu.
Iontové (plynové výbojky) výbojky. V nich jsou hlavními nositeli proudu ionty (pozitivní i negativní) získané ionizací plynu plnícího zařízení.
Polovodičová zařízení. Proud v nich vzniká pohybem dvou typů nosičů – elektronů a děr v pevném tělese polovodiče.
V posledních letech se používá elektronická zařízení založená na použití polovodičových zařízení, která mají ve srovnání s vakuovými a plynovými výboji následující výhody:
Vysoká provozní spolehlivost.
Polovodičová zařízení jsou široce používána v železniční dopravě a v moderních elektrických zařízeních a elektrických pohonech používaných ve stavebnictví a řízení dopravy.
Na základě elektrického odporu se látky dělí do tří typů.
1Q -8 v 1Q-® Ohm.m
1Q-5 v IQ 8 Ohm.m
1Q9 v 1Q24 Ohm.m
Mezi polovodiče patří:
– chemické prvky čtvrtého sloupce periodické tabulky (Ge, Si);
-chemické sloučeniny, například GaAs.
Polovodiče jsou krystaly s pravidelnou strukturou.
Elektrony umístěné na vnější vrstvě atomu se nazývají valenční elektrony.
Každý z valenčních elektronů přichází do kontaktu se stejným elektronem, ale sousedního atomu.
Toto spojení se nazývá kovalentní.
Jak se zahřívá, tato vazba se přeruší, což má za následek vytvoření volné elektrony a prázdná místa tzv “DÍRY.”
Tento proces se nazývá generování nosiče náboje.
Polovodičová zařízení jsou rozdělena do 4 skupin:
Vyznačují se různými polovodičovými strukturami a přítomností určitého počtu elektrod
Rezistory jsou vyrobeny z homogenního polovodičového materiálu (obvykle Si) a mají dvě elektrody.
Diody se skládají ze dvou vrstev polovodičů s různými typy elektrické vodivosti; mají dvě elektrody.
Tranzistory mají třívrstvou polovodičovou strukturu a tři elektrody.
Tyristory mají čtyřvrstvou polovodičovou strukturu a mají tři elektrody.
Z rovnice elektromechanických charakteristik stejnosměrného motoru s nezávislým buzením vyplývá, že existují tři možné způsoby regulace jeho úhlové rychlosti:
1) regulace změnou hodnoty odporu reostatu v obvodu kotvy,
2) regulace změnou toku buzení motoru F,
3) regulace změnou napětí U přiváděného do vinutí kotvy motoru. Proud v obvodu kotvy I I a moment M vyvíjený motorem závisí pouze na velikosti zatížení jeho hřídele.
Zvažme první způsob regulace otáček stejnosměrného motoru změnou odporu v obvodu kotvy. Schéma spínání motoru pro tento případ je na Obr. 1 a elektromechanické a mechanické charakteristiky jsou uvedeny na Obr. 2, a.
Rýže. 1. Schéma zapojení pro zapnutí stejnosměrného motoru s nezávislým buzením
Rýže. 2. Mechanické vlastnosti stejnosměrného motoru při různých odporech obvodu kotvy (a) a napětí (b)
Změnou odporu reostatu v obvodu kotvy je možné získat při jmenovité zátěži různé úhlové rychlosti elektromotoru pomocí umělých charakteristik – ω1, ω2, ω3.
Pojďme analyzovat tento způsob regulace úhlové rychlosti stejnosměrných motorů pomocí základních technických a ekonomických ukazatelů. Protože se při tomto způsobu řízení mění tuhost charakteristiky v širokém rozsahu, při otáčkách nižších než polovina jmenovitých otáček se stabilita motoru prudce zhoršuje. Z tohoto důvodu je rozsah regulace otáček omezen (D = 2 – W).
Rychlost u této metody lze nastavit směrem dolů od hlavní, o čemž svědčí elektromechanické a mechanické vlastnosti. Je obtížné zajistit vysokou plynulost regulace, protože by bylo zapotřebí značného počtu řídicích stupňů a odpovídajícím způsobem velkého počtu stykačů. V tomto případě je plného využití motoru proudem (topením) dosaženo regulací s konstantním zatěžovacím momentem.
Nevýhodou uvažovaného způsobu je přítomnost značných výkonových ztrát při regulaci, které jsou úměrné relativní změně úhlové rychlosti. Výhodou uvažovaného způsobu řízení úhlové rychlosti je jednoduchost a spolehlivost regulačního obvodu.
Vzhledem k velkým ztrátám v reostatu při nízkých otáčkách se tento způsob regulace otáček používá u pohonů s krátkodobými a přerušovanými provozními režimy.
U druhého způsobu je úhlová rychlost nezávislých budicích stejnosměrných motorů řízena změnou velikosti magnetického toku zavedením přídavného reostatu do obvodu budícího vinutí. Při slábnutí průtoku se zvyšuje úhlová rychlost motoru jak při zatížení, tak při volnoběhu a při zvýšení průtoku klesá. V praxi je možné měnit otáčky pouze směrem nahoru z důvodu sycení motoru.
Jak se rychlost zvyšuje zeslabováním toku, mění se přípustný moment stejnosměrného motoru podle zákona hyperboly a výkon zůstává konstantní. Rozsah regulace rychlosti pro tuto metodu je D = 2 – 4.
Mechanické charakteristiky pro různé hodnoty průtoku motoru jsou uvedeny na Obr. 2, a a 2, b, ze kterých je zřejmé, že charakteristiky v rámci jmenovitého proudu mají vysoký stupeň tuhosti.
Budicí vinutí stejnosměrných motorů s nezávislým buzením mají značnou indukčnost. S postupnou změnou odporu reostatu v obvodu budícího vinutí se tedy proud, a tedy i tok, bude měnit podle exponenciálního zákona. V tomto ohledu bude úhlová rychlost řízena hladce.
Významnými výhodami tohoto způsobu regulace otáček je jeho jednoduchost a vysoká účinnost.
Tento způsob řízení se používá u pohonů jako pomocný, poskytující zvýšení rychlosti při volnoběhu mechanismu.
Třetím způsobem regulace otáček je změna napětí přiváděného do vinutí kotvy motoru. Úhlová rychlost stejnosměrného motoru se bez ohledu na zatížení mění přímo úměrně s napětím přiváděným na kotvu. Vzhledem k tomu, že všechny regulační charakteristiky jsou tuhé a stupeň jejich tuhosti zůstává u všech charakteristik nezměněn, je chod motoru stabilní při všech úhlových otáčkách, a proto je zajištěn široký rozsah regulace otáček bez ohledu na zatížení. Tento rozsah je 10 a lze jej rozšířit pomocí speciálních řídicích obvodů.
Pomocí této metody lze snížit a zvýšit úhlovou rychlost vzhledem k hlavní. Zvýšení rychlosti je omezeno možnostmi napěťově regulovaného zdroje energie a motoru s jmenovitým U.
Pokud zdroj energie poskytuje možnost plynule měnit napětí dodávané do motoru, pak bude regulace otáček motoru plynulá.
Tento způsob řízení je ekonomický, protože úhlová rychlost nezávislého stejnosměrného motoru s buzením je řízena bez dodatečných ztrát výkonu v napájecím obvodu kotvy. Pro všechny výše uvedené ukazatele je tento způsob regulace nejlepší ve srovnání s prvním a druhým.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
