Mạch Variac để điều khiển động cơ Shunt DC lớn

Mạch điều khiển động cơ shunt DC đơn giản được trình bày trong bài viết dưới đây sử dụng một variac. Thiết kế này tạo điều kiện cho động cơ dừng ngay lập tức ở bất kỳ giai đoạn nào chỉ với một cái gạt của công tắc, cùng với việc đảo hướng động cơ. Nó cũng cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ cho động cơ với mức độ chính xác cao.

Tổng quat

Bộ điều khiển động cơ nửa sóng TRIAC và SCR cho động cơ dòng nhỏ khá phổ biến và rẻ tiền và chúng đã trở thành một phần của các công cụ điện cầm tay và thiết bị nhỏ gọn.

Phải nói rằng, điều khiển tốc độ điện tử cho d.c lớn hơn. động cơ 1/4 và 1/3 HP thực sự phức tạp hơn.

Ngoài ra, Động cơ shunt DC lớn trong phạm vi mã lực này là ứng dụng yêu thích của ngành công nghiệp động cơ, hoạt động từ quạt gác xép đến máy ép khoan mặc dù về cơ bản tất cả các loại động cơ này đều là động cơ xoay chiều. động cơ cảm ứng chỉ có một tốc độ hoặc, có thể, một vài tốc độ thay đổi.

Trong khi động cơ 1/3 mã lực, 1750 vòng / phút, 117 vôn-cuộn dây d.c. động cơ có thể đắt, nó có thể đáng giá và bạn có thể tìm thấy một vài chiếc trên thị trường thừa.

Với một bộ điều khiển tốc độ thích hợp, những động cơ này động cơ có thể là một điều tuyệt vời để xem, vận hành máy khoan hoặc máy tiện.

Cách hoạt động của động cơ DC Shunt

Động cơ shunt DC chạy khá nhiều với tốc độ không đổi, không phân biệt tải. Những động cơ này thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và thường được ưu tiên khi các tình huống khởi động thường không nghiêm trọng.

Tốc độ động cơ cuộn dây có thể được kiểm soát bằng một số phương pháp: thứ nhất, bằng cách đặt một điện trở nối tiếp với phần ứng động cơ, do đó có thể làm chậm tốc độ của nó: và thứ hai, bằng cách đặt một điện trở nối tiếp với hệ thống dây trường nơi tốc độ có thể cho thấy một sự thay đổi với sự thay đổi trong tải. Trong trường hợp thứ hai, tốc độ sẽ hầu như vẫn ổn định đối với một cài đặt nhất định và tải trên bộ điều khiển. Loại thứ hai này được coi là phổ biến nhất được sử dụng cho cơ sở điều chỉnh tốc độ, chẳng hạn như trong máy công cụ.

Động cơ shunt có lẽ là động cơ một chiều phổ biến nhất được tìm thấy trong ngành công nghiệp ngày nay. Động cơ shunt về cơ bản bao gồm phần ứng, được đánh dấu là A1 và A2, và các dây trường, được đánh dấu F1 và F2.

Cuộn dây trong trường shunt bao gồm nhiều vòng dây mỏng, góp phần tạo ra dòng điện trường shunt thấp và dòng điện phần ứng hợp lý. Động cơ một chiều Shunt cho phép khởi động mô-men xoắn có thể thay đổi theo thông số kỹ thuật của tải, có thể được chống lại thông qua điều khiển chính xác điện áp trường shunt.

Tầm quan trọng của cuộn dây hiện trường

Trong trường hợp cuộn dây trường bị cắt trong động cơ shunt, nó có thể tăng tốc phần nào cho đến khi EMF phía sau tăng lên mức vừa đủ để tắt dòng tạo mô-men xoắn. Nói một cách đơn giản, động cơ shunt sẽ không bao giờ tự hỏng khi mất trường, nhưng công suất mô-men xoắn cần thiết để thực hiện công việc sẽ bị loại bỏ một cách đơn giản, khiến động cơ mất đi khả năng chính mà nó đã được thiết kế.

Một số ứng dụng điển hình của động cơ shunt DC là máy tiện tại xưởng máy và dây chuyền quy trình công nghiệp đòi hỏi sự kiểm soát quan trọng của tốc độ và mô-men xoắn trên động cơ.

Những đặc điểm chính

Các tính năng chính là, bạn có thể chuyển đổi núm điều chỉnh tốc độ để kiểm soát tốc độ, cùng với tính năng phanh động, cho phép bạn dừng động cơ nặng gần như ngay lập tức mà không cần chờ đợi khi động cơ di chuyển.

Mạch điều khiển tốc độ dựa trên variac như hình dưới đây, hoạt động độc đáo trên một trong những động cơ điện 1/3 mã lực này. động cơ, điều quan trọng không phải là nó đang điều khiển loại động cơ nào, miễn là điện áp danh định của nó phù hợp với nguồn cung cấp đầu vào, được quấn shunt và hoạt động với tối đa khoảng 3 ampe ở tải 100%.

Sử dụng Biến tự động Variac

Mạch hiển thị được tích hợp một thiết bị mà nhiều kỹ sư có thể coi là khá thô sơ và lỗi thời, vâng, đó là bộ biến tự động biến đổi.

Trong số nhiều tính năng hữu ích, một biến thể sẽ cho phép phanh mạnh mẽ động cơ công suất cao của bạn, nó có thể hoạt động mà không phụ thuộc vào các vòng phản hồi: đảm bảo sự không ổn định tối thiểu hoặc không có sự tương thích với các dạng động cơ khác nhau hoặc chênh lệch về tải cơ học.

Làm thế nào nó hoạt động

Trong mạch điều khiển tốc độ dựa trên variac của Hình 1, bộ chỉnh lưu nửa sóng D1 cung cấp trường shunt cho nguồn điện một chiều. động cơ. Tụ lọc C cung cấp lượng điện áp cần thiết và loại bỏ bất kỳ chút bất ổn nào trong các hoạt động có thể tồn tại với nguồn cung cấp trường không được lọc. Máy biến áp tự ngẫu T điều chỉnh điện áp phần ứng do đó tốc độ của động cơ.

Đầu ra từ variac được cấp cho một cầu tiêu chuẩn, bộ chỉnh lưu D2. Đầu ra bộ chỉnh lưu được cấp cho phần ứng động cơ bằng các tiếp điểm N / O của một điện xoay chiều 117-volt BẬT được chuyển mạch. tiếp sức K.

Bất kỳ lúc nào động cơ cần dừng, công tắc 'Chạy' S2 sẽ được mở, công tắc này thay đổi trên các tiếp điểm thường đóng của nó và liên kết với điện trở hãm động lực R trên phần ứng.

Trong khoảng thời gian động cơ hoạt động, nó hoạt động giống như một động cơ một chiều. máy phát điện. Công suất được tạo ra do bị tiêu tán trong điện trở R, làm cho động cơ được tải đầy đủ và điều này buộc động cơ dừng đột ngột.

Xét rằng cuộn dây trường của động cơ cần được cung cấp năng lượng để thực hiện hành động phanh, một công tắc độc lập S1 được bao gồm cho nguồn trường.

Do đó, trong khi hệ thống hoạt động, S1 được giữ ở chế độ BẬT, cho phép đèn hoa tiêu làm đèn cảnh báo. Năng lượng trường cần thiết cho một động cơ shunt 1/3 mã lực thông thường chỉ khoảng 35 watt, vì điện trở trường thường hoạt động với khoảng 400 ohms.

Thông số kỹ thuật động cơ

Dòng điện trường có thể gần 350 mA. Dòng điện đầy tải danh định của động cơ 1/3 mã lực gần bằng 3 ampe một chiều. hoặc khoảng 50% dòng điện được tiêu thụ bởi một điện xoay chiều tương đương. động cơ cảm ứng.

Shunt d.c. động cơ bao gồm hệ số công suất 100% và đặc biệt hiệu quả hơn. Mỗi bộ phận hoạt động mà không bị nóng, ngoại trừ điện trở hãm R. Trong trường hợp động cơ vận hành tải với hiệu ứng bánh đà rất lớn và bị dừng liên tục ở tốc độ tăng, điện trở sẽ cần chuyển đổi một lượng lớn động năng thành nhiệt. Với tải có quán tính thấp như máy khoan, điện trở có thể không gặp bất kỳ vấn đề nóng nào.

Các tiếp điểm của rơ le K phải được định mức không nhỏ hơn 10 ampe. Dòng điện hãm thường là quá mức, mặc dù xuất hiện trong một khoảng thời gian ngắn, dòng điện ban đầu có xu hướng đáng kể kể từ khi dòng điện một chiều. điện trở của phần ứng thường chỉ là một hoặc hai ôm. Dòng điện làm việc của động cơ, không có gì đáng ngạc nhiên, bị giới hạn bởi lượng điện trở lại nếu nó tạo ra.

Mẹo xây dựng và an toàn

Mạch được trình bày ở trên có thể được xây dựng trong một hộp nguồn kim loại 6 'x 6' x 6 '.

Xét rằng toàn bộ mạch nóng được nối đất ở điện áp đường dây, cách điện và nối đất lưu ý là cực kỳ quan trọng đối với sự an toàn cơ bản. Cáp nguồn phải là loại nối đất 3 dây.

Dây nối đất màu xanh lá cây phải được nối với hộp kim loại và sau đó được đưa qua khung của động cơ. Xin đừng bỏ qua hoặc bỏ qua việc sử dụng cầu chì.

Kiểm soát SCR so với Kiểm soát Variac

Biến đổi autotransformers hoặc variacs cực kỳ dai và lâu dài. Do đó, đầu ra của các thiết bị này có trở kháng thấp, điện áp phần ứng cung cấp khả năng điều chỉnh tuyệt vời đối với sự thay đổi của dòng tải.

Một mạch chế độ chuyển mạch SCR, với góc dẫn nhỏ hơn, đương nhiên là một nguồn trở kháng khá cao và do đó có tính năng điều chỉnh kém hơn.

Bộ điều khiển động cơ sử dụng SCR, do đó, bao gồm các vòng phản hồi được thiết kế đặc biệt vào chúng, làm cho giai đoạn của các xung bắn chủ yếu dựa trên phần sau của động cơ và cả điều chỉnh nồi điều khiển.

Điều khiển SCR toàn sóng được thiết kế tốt thực sự rất tốt, tuy nhiên nó thực sự phức tạp với thiết kế của chúng. Trong phạm vi 1/3 mã lực, mạch biến thiên tự động đơn giản, hiệu quả và dễ lắp ráp hơn cho người dùng.

Trong các tình huống khi tải cơ học trên động cơ giảm quán tính, thỉnh thoảng có thể bỏ qua công tắc 'Chạy', S2 và điều khiển tất cả từ công tắc 'Chế độ chờ' S1.

Phanh chủ động có thể tiếp tục thực hiện công việc ở một mức độ nào đó do từ thông thặng dư trong cuộn dây trường động cơ.

Bất cứ nơi nào có thể đạt được điều này, nó mang lại lợi ích là không có độ tin cậy 'ở chế độ chờ', mọi thứ sẽ được tắt ngay cho đến khi công tắc chính S1 được BẬT.

Nếu động cơ cần được quay ngược lại, chỉ cần định cấu hình d.p.d.t. công tắc, điểm nối chéo được gắn cho các hoạt động, qua nguồn cung cấp phần ứng và phần ứng.