Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Как регулировать обороты двигателя переменного тока


Управление скоростью вращения однофазных двигателей

 

Однофазные асинхронные двигатели питаются от обычной сети переменного напряжения 220 В.

Наиболее распространённая конструкция таких двигателей содержит две (или более) обмотки - рабочую и фазосдвигающую. Рабочая питается напрямую, а дополнительная через конденсатор, который сдвигает фазу на 90 градусов, что создаёт вращающееся магнитное поле. Поэтому такие двигатели ещё называют двухфазные или конденсаторные.

Регулировать скорость вращения таких двигателей необходимо, например, для:

  • изменения расхода воздуха в системе вентиляции
  • регулирования производительности насосов
  • изменения скорости движущихся деталей, например в станках, конвеерах

В системах вентиляции это позволяет экономить электроэнергию, снизить уровень акустического шума установки, установить необходимую производительность.

 

Способы регулирования

Рассматривать механические способы изменения скорости вращения, например редукторы, муфты, шестерёнчатые трансмиссии мы не будем. Также не затронем способ изменения количества полюсов обмоток.

Рассмотрим способы с изменением электрических параметров:

  • изменение напряжения питания двигателя
  • изменение частоты питающего напряжения

 

Регулирование напряжением

Регулирование скорости этим способом связано с изменением, так называемого, скольжения двигателя - разностью между скоростью вращения магнитного поля, создаваемого неподвижным статором двигателя и его движущимся ротором:

S=(n1-n2)/n2

n1 скорость вращения магнитного поля

n2 - скорость вращения ротора

При этом обязательно выделяется энергия скольжения - из-за чего сильнее нагреваются обмотки двигателя.

Данный способ имеет небольшой диапазон регулирования, примерно 2:1, а также может осуществляться только вниз - то есть, снижением питающего напряжения.

При регулировании скорости таким способом необходимо устанавливать двигатели завышенной мощности.

Но несмотря на это, этот способ используется довольно часто для двигателей небольшой мощности с вентиляторной нагрузкой.

На практике для этого применяют различные схемы регуляторов.

 

Автотрансформаторное регулирование напряжения

 

Автотрансформатор - это обычный трансформатор, но с одной обмоткой и с отводами от части витков. При этом нет гальванической развязки от сети, но она в данном случае и не нужна, поэтому получается экономия из-за отсутствия вторичной обмотки.

 

 На схеме изображён автотрансформатор T1, переключатель SW1, на который приходят отводы с разным напряжением, и двигатель М1.

Регулировка получается ступенчатой, обычно используют не более 5 ступеней регулирования.

 

 Преимущества данной схемы:

      • неискажённая форма выходного напряжения (чистая синусоида)
      • хорошая перегрузочная способность трансформатора

 Недостатки:

      • большая масса и габариты трансформатора (зависят от мощности нагрузочного мотора)
      • все недостатки присущие регулировке напряжением

 

 

Тиристорный регулятор оборотов двигателя

 

В данной схеме используются ключи - два тиристора, включённых встречно-параллельно (напряжение переменное, поэтому каждый тиристор пропускает свою полуволну напряжения) или симистор.

Схема управления регулирует момент открытия и закрытия тиристоров относительно фазового перехода через ноль, соответственно "отрезается" кусок вначале или, реже в конце волны напряжения.

Таким образом изменяется среднеквадратичное значение напряжения.

Данная схема довольно широко используется для регулирования активной нагрузки - ламп накаливания и всевозможных нагревательных приборов (так называемые диммеры).

Ещё один способ регулирования - пропуск полупериодов волны напряжения, но при частоте в сети 50 Гц для двигателя это будет заметно - шумы и рывки при работе.

Для управления двигателями регуляторы модифицируют из-за особенностей индуктивной нагрузки:

  • устанавливают защитные LRC-цепи для защиты силового ключа (конденсаторы, резисторы, дроссели)
  • добавляют на выходе конденсатор для корректировки формы волны напряжения
  • ограничивают минимальную мощность регулирования напряжения - для гарантированного старта двигателя
  • используют тиристоры с током в несколько раз превышающим ток электромотора

  

 Достоинства тиристорных регуляторов:

      • низкая стоимость
      • малая масса и размеры 

  Недостатки:

      • можно использовать для двигателей небольшой мощности
      • при работе возможен шум, треск, рывки двигателя 
      • при использовании симисторов на двигатель попадает постоянное напряжение
      • все недостатки регулирования напряжением

  

 

Стоит отметить, что в большинстве современных кондиционеров среднего и высшего уровня скорость вентилятора регулируется именно таким способом. 

 

Транзисторный регулятор напряжения

 

Как называет его сам производитель - электронный автотрансформатор или ШИМ-регулятор.

Изменение напряжения осуществляется по принципу ШИМ (широтно-импульсная модуляция), а в выходном каскаде используются транзисторы - полевые или биполярные с изолированным затвором (IGBT).

Выходные транзисторы коммутируются с высокой частотой (около 50 кГц), если при этом изменить ширину импульсов и пауз между ними, то изменится и результирующее напряжение на нагрузке. Чем короче импульс и длиннее паузы между ними, тем меньше в итоге напряжение и подводимая мощность.

Для двигателя, на частоте в несколько десятков кГц, изменение ширины импульсов равносильно изменению напряжения.

Выходной каскад такой же как и у частотного преобразователя, только для одной фазы - диодный выпрямитель и два транзистора вместо шести, а схема управления изменяет выходное напряжение.

 

  Плюсы электронного автотрансформатора:

        • Небольшие габариты и масса прибора
        • Невысокая стоимость
        • Чистая, неискажённая форма выходного тока
        • Отсутствует гул на низких оборотах
        • Управление сигналом 0-10 Вольт

 Слабые стороны:

        • Расстояние от прибора до двигателя не более 5 метров (этот недостаток устраняется при использовании дистанционного регулятора)
        • Все недостатки регулировки напряжением

 

Частотное регулирование

Ещё совсем недавно (10 лет назад) частотных регуляторов скорости двигателей на рынке было ограниченное количество, и стоили они довольно дорого. Причина - не было дешёвых силовых высоковольтных транзисторов и модулей.

Но разработки в области твердотельной электроники позволили вывести на рынок силовые IGBT-модули. Как следствие - массовое появление на рынке инверторных кондиционеров, сварочных инверторов, преобразователей частоты.

На данный момент частотное преобразование - основной способ регулирования мощности, производительности, скорости всех устройств и механизмов приводом в которых является электродвигатель.

Однако, преобразователи частоты предназначены для управления трёхфазными электродвигателями.

Однофазные двигатели могут управляться:

  • специализированными однофазными ПЧ
  • трёхфазными ПЧ с исключением конденсатора

 

Преобразователи для однофазных двигателей

 

В настоящее время только один производитель заявляет о серийном выпуске специализированного ПЧ для конденсаторных двигателей - INVERTEK DRIVES.

Это модель Optidrive E2

 

Для стабильного запуска и работы двигателя используются специальные алгоритмы.

При этом регулировка частоты возможна и вверх, но в ограниченном диапазоне частот, этому мешает конденсатор установленный в цепи фазосдвигающей обмотки, так как его сопротивление напрямую зависит от частоты тока:

Xc=1/2πfC

f - частота тока

С - ёмкость конденсатора

 В выходном каскаде используется мостовая схема с четырьмя выходными IGBT транзисторами:

Optidrive E2 позволяет управлять двигателем без исключения из схемы конденсатора, то есть без изменения конструкции двигателя - в некоторых моделях это сделать довольно сложно.

 

 Преимущества специализированного частотного преобразователя:

        • интеллектуальное управление двигателем
        • стабильно устойчивая работа двигателя
        • огромные возможности современных ПЧ:
          • возможность управлять работой двигателя для поддержания определённых характеристик (давления воды, расхода воздуха, скорости при изменяющейся нагрузке)
          • многочисленные защиты (двигателя и самого прибора)
          • входы для датчиков (цифровые и аналоговые)
          • различные выходы
          • коммуникационный интерфейс (для управления, мониторинга)
          • предустановленные скорости
          • ПИД-регулятор

 Минусы использования однофазного ПЧ:

        • ограниченное управление частотой
        • высокая стоимость

 

Использование ЧП для трёхфазных двигателей

 

 

Стандартный частотник имеет на выходе трёхфазное напряжение. При подключении к ему однофазного двигателя из него извлекают конденсатор и соединяют по приведённой ниже схеме:

 

Геометрическое расположение обмоток друг относительно друга в статоре асинхронного двигателя составляет 90°:

Фазовый сдвиг трёхфазного напряжения -120°, как следствие этого - магнитное поле будет не круговое , а пульсирующее и его уровень будет меньше чем при питании со сдвигом в 90°.

В некоторых конденсаторных двигателях дополнительная обмотка выполняется более тонким проводом и соответственно имеет более высокое сопротивление.

При работе без конденсатора это приведёт к:

  • более сильному нагреву обмотки (срок службы сокращается, возможны кз и межвитковые замыкания)
  • разному току в обмотках

Многие ПЧ имеют защиту от асимметрии токов в обмотках, при невозможности отключить эту функцию в приборе работа по данной схеме будет невозможна

 

 Преимущества:

          • более низкая стоимость по сравнению со специализированными ПЧ
          • огромный выбор по мощности и производителям
          • более широкий диапазон регулирования частоты
          • все преимущества ПЧ (входы/выходы, интеллектуальные алгоритмы работы, коммуникационные интерфейсы)

 Недостатки метода:

          • необходимость предварительного подбора ПЧ и двигателя для совместной работы
          • пульсирующий и пониженный момент
          • повышенный нагрев
          • отсутствие гарантии при выходе из строя, т.к. трёхфазные ПЧ не предназначены для работы с однофазными двигателями

 

 

Каковы наилучшие способы контроля скорости двигателя постоянного тока?

Управление скоростью двигателя постоянного тока является одной из наиболее полезных функций двигателя. Управляя скоростью двигателя, вы можете изменять скорость двигателя в соответствии с требованиями и получать требуемую работу.

Управление скоростью двигателя постоянного тока

Механизм управления скоростью применим во многих случаях, например, для управления движением роботизированных транспортных средств, движением двигателей на бумажных фабриках и движением двигателей в лифтах, где используются различные типы двигателей постоянного тока.


Принцип работы двигателя постоянного тока

Простой двигатель постоянного тока работает по принципу: когда проводник с током помещается в магнитное поле, он испытывает механическую силу. В практическом двигателе постоянного тока якорь представляет собой ток, несущий проводник, и поле

Принцип работы двигателя постоянного тока

обеспечивает магнитное поле.

Когда на проводник (якорь) подается ток, он создает собственный магнитный поток. Магнитный поток либо увеличивает магнитный поток из-за обмоток возбуждения в одном направлении, либо нейтрализует магнитный поток из-за обмоток возбуждения.Накопление магнитного потока в одном направлении по сравнению с другим оказывает воздействие на проводник, и, следовательно, он начинает вращаться.

В соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея вращательное действие проводника создает ЭДС. Эта ЭДС, в соответствии с законом Ленца, имеет тенденцию противостоять причине, то есть подаваемому напряжению. Таким образом, двигатель постоянного тока обладает особой характеристикой регулировки крутящего момента в случае изменения нагрузки из-за обратной ЭДС.

Не пропустите: Бесщеточный двигатель постоянного тока Преимущества и области применения

Принцип регулирования скорости

Из приведенного выше рисунка уравнение напряжения простого двигателя постоянного тока составляет
В = Eb + IaRa
В представляет собой подаваемое напряжение, Eb - обратная ЭДС, Ia - ток якоря, а Ra - сопротивление якоря.
Мы уже знаем, что
Eb = (PøNZ) / 60A.
P - количество полюсов,
A - постоянная
Z - количество проводников
N-скорость двигателя
Подставляя значение Eb в уравнение напряжения, получаем
V = ((PøNZ) / 60A) + IaRa
Или V - IaRa = (PøNZ) / 60A
, т. Е. N = (PZ / 60A) (V - IaRa) / ø
. Вышеприведенное уравнение также можно записать в виде:
N = K (V - IaRa) / ø, K является константой

Это подразумевает три вещи:

  1. Скорость двигателя прямо пропорциональна напряжению питания.
  2. Частота вращения двигателя обратно пропорциональна падению напряжения на якоре.
  3. Скорость двигателя обратно пропорциональна потоку из-за результатов полевых исследований

Таким образом, скорость двигателя постоянного тока можно регулировать тремя способами:

  • путем изменения напряжения питания
  • путем изменения потока, и путем изменения тока через обмотку возбуждения
  • путем изменения напряжения якоря и изменения сопротивления якоря

Не пропустите: DC DC преобразователи типов

3 способа управления скоростью двигателя постоянного тока

1.Метод управления магнитным потоком

В этом методе магнитный поток, создаваемый обмотками возбуждения, изменяется для изменения скорости двигателя.

Метод управления магнитным потоком

Поскольку магнитный поток зависит от тока, протекающего через обмотку возбуждения, его можно изменять, меняя ток через обмотку возбуждения. Это может быть достигнуто путем использования переменного резистора, включенного последовательно с резистором обмотки возбуждения.

Первоначально, когда переменный резистор удерживается в своем минимальном положении, номинальный ток протекает через обмотку возбуждения благодаря номинальному напряжению питания, и в результате скорость поддерживается на нормальном уровне.Когда сопротивление постепенно увеличивается, ток через обмотку возбуждения уменьшается. Это в свою очередь уменьшает производимый поток. Таким образом, скорость двигателя увеличивается за пределы своего нормального значения.

2. Метод управления якоря

С помощью этого метода можно управлять скоростью двигателя постоянного тока, управляя сопротивлением якоря, чтобы контролировать падение напряжения на якоре. Этот метод также использует переменный резистор последовательно с якорем.

Метод управления якоря

Когда переменный резистор достигает своего минимального значения, сопротивление якоря становится нормальным, и, следовательно, напряжение якоря падает.Когда значение сопротивления постепенно увеличивается, напряжение на якоре уменьшается. Это, в свою очередь, приводит к снижению скорости двигателя.

Этот метод достигает скорости двигателя ниже нормального диапазона.

3. Метод контроля напряжения

Оба вышеупомянутых метода не могут обеспечить управление скоростью в желаемом диапазоне. Кроме того, метод управления магнитным потоком может влиять на коммутацию, тогда как метод управления якоря включает в себя огромные потери мощности из-за использования резистора, включенного последовательно с якорем.Поэтому часто желателен другой метод - тот, который контролирует напряжение питания для управления скоростью двигателя.

При таком способе обмотка возбуждения получает фиксированное напряжение, а якорь получает переменное напряжение.
Один из таких методов контроля напряжения включает использование механизма переключения для подачи переменного напряжения на якорь, а другой использует генератор с приводом от двигателя переменного тока для подачи переменного напряжения на якорь (система Уорда-Леонарда).

Помимо этих двух методов, наиболее широко используемым методом является использование широтно-импульсной модуляции для достижения контроля скорости двигателя постоянного тока. ШИМ включает подачу импульсов переменной ширины на драйвер двигателя для управления напряжением, подаваемым на двигатель. Этот метод оказывается очень эффективным, поскольку потери мощности поддерживаются на минимальном уровне и не предполагают использования какого-либо сложного оборудования.

Метод управления напряжением

Приведенная выше блок-схема представляет собой простой регулятор скорости вращения электродвигателя.Как показано на приведенной выше блок-схеме, микроконтроллер используется для подачи сигналов ШИМ на драйвер двигателя. Драйвером двигателя является микросхема L293D, которая состоит из цепей H-моста для управления двигателем.

ШИМ

достигается путем изменения импульсов, подаваемых на вывод разрешения микросхемы привода двигателя для управления приложенным напряжением двигателя. Изменение импульсов осуществляется микроконтроллером, с входным сигналом от кнопок. Здесь предусмотрены две кнопки, каждая для уменьшения и увеличения коэффициента заполнения импульсов.

Мы надеемся, что смогли предоставить подробное и актуальное описание управления скоростью двигателя постоянного тока. Вот простой вопрос для наших читателей: каковы другие методы управления приложенным напряжением, кроме ШИМ?

Пожалуйста, поделитесь своим мнением и ответом в разделе комментариев ниже.

Bringsmart 220 В переменного тока в постоянный редукторный двигатель Отрегулируйте регулятор скорости Задний электродвигатель переменного тока Мини-регулировка скорости для изменения электродвигателя | Регулируемая скорость вращения | Регулятор скорости вращения Скорость вращения двигателя AC

1. Грузополучатель

Пожалуйста, используйте полное имя в качестве грузополучателя, иначе груз не может добраться до вас. Особенно в Российской Федерации. Спасибо за понимание.

Все продукты были проверены задолго до доставки, пожалуйста, разместив заказ без беспокойства.

2. Доставка

Обычно мы отправляем ваш заказ через 2-8 дней после оплаты.

Мы обещаем возврат или повторную отправку, если вы не получили посылку, но просьба также дать терпение, ожидая посылку в течение даты доставки, поскольку посылка все еще находится на пути к вам.

Любые проблемы, пожалуйста, просто свяжитесь с нами в первую очередь.

Мощность: ниже 60 Вт доступны

Выходное напряжение: 0-24 В

Входное напряжение: 220 В

Диапазон скоростей: 0-100%

Способ подключения.

1) Скорость установлена ​​на 0 об / мин, когда питание не подключено, а затем включите питание, вы можете регулировать скорость.

2) Регулятор скорости и подключение двигателя, если найденные крутящий момент и обороты не соответствуют требованиям, вы можете отрегулировать потенциометр триммера на боковой стороне изделия.

3) Если вы хотите изменить направление вращения двигателя, COM-соединения против часовой стрелки, вращение по часовой стрелке, COM-соединения против часовой стрелки, повернуть против часовой стрелки, но учтите, что если вы хотите изменить направление, вы должны дождаться остановки двигателя ,

,

Электродвигатель переменного тока Bringsmart 220 В переменного тока Регулировка регулятора скорости Реверсивный регулятор скорости двигателя переменного тока Мини-регулировка скорости для двигателя | Скорость двигателя переменного тока | Регулирование скорости двигателя переменного тока с регулируемой скоростью вращения

1. Грузополучатель

Пожалуйста, используйте полное имя в качестве грузополучателя, иначе груз не может добраться до вас.Особенно в Российской Федерации. Спасибо за понимание.

Все продукты были проверены задолго до доставки, пожалуйста, разместив заказ без беспокойства.

2. Доставка

Обычно мы отправляем ваш заказ через 2-8 дней после оплаты.

Мы обещаем возврат или повторную отправку, если вы не получили посылку, но просьба также дать терпение, ожидая посылку в течение даты доставки, поскольку посылка все еще находится на пути к вам.

Любые проблемы, пожалуйста, просто свяжитесь с нами в первую очередь.

Мощность: ниже 60 Вт доступны

Выходное напряжение: 220 В

Входное напряжение: 220 В

Диапазон скоростей: 0-100%

Способ подключения.

1) Скорость установлена ​​на 0 об / мин, когда питание не подключено, а затем включите питание, вы можете регулировать скорость.

2) Регулятор скорости и подключение двигателя, если найденные крутящий момент и частота вращения не соответствуют требованиям, вы можете отрегулировать потенциометр триммера на боковой стороне изделия.

3) Если вы хотите изменить направление вращения двигателя, COM-соединения CCW, вращение по часовой стрелке, COM-соединения CCW, вращение против часовой стрелки, но учтите, что если вы хотите изменить направление, вы должны дождаться остановки двигателя Бег.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.