Ρύθμιση τάσης DC

Σήμερα, τόσο στη βιομηχανία όσο και στον πολιτικό τομέα, υπάρχουν πολλές εγκαταστάσεις, ηλεκτρικοί κινητήρες, τεχνολογίες, όπου η τροφοδοσία δεν απαιτεί εναλλασσόμενη, αλλά σταθερή τάση. Τέτοιες εγκαταστάσεις περιλαμβάνουν διάφορες βιομηχανικές μηχανές, κατασκευαστικό εξοπλισμό, ηλεκτρικές μηχανές μεταφοράς (μετρό, τρόλεϊ, φορτωτή, ηλεκτρικό αυτοκίνητο) και άλλες εγκαταστάσεις DC διαφόρων ειδών.

Η τάση τροφοδοσίας για ορισμένες από αυτές τις συσκευές πρέπει να είναι μεταβλητή έτσι ώστε, για παράδειγμα, μια μεταβαλλόμενη τροφοδοσία ρεύματος στον ηλεκτρικό κινητήρα να οδηγεί σε αντίστοιχη αλλαγή στην ταχύτητα περιστροφής του ρότορα.

Ένας από τους πρώτους τρόπους ρύθμισης της τάσης συνεχούς ρεύματος είναι η ρύθμιση με ένα ρεοστάτη. Στη συνέχεια, μπορούμε να ανακαλέσουμε τον κινητήρα κυκλώματος - γεννήτρια - κινητήρα, όπου και πάλι, ρυθμίζοντας το ρεύμα στην περιέλιξη διέγερσης της γεννήτριας, επιτεύχθηκε μια αλλαγή στις λειτουργικές παραμέτρους του τελικού κινητήρα.

Αλλά αυτά τα συστήματα δεν είναι οικονομικά, θεωρούνται ξεπερασμένα και τα ρυθμιστικά συστήματα είναι πολύ πιο σύγχρονα. με βάση τα θυρίστορ. Η ρύθμιση του τυρτιστή είναι πιο οικονομική, πιο ευέλικτη και δεν οδηγεί σε αύξηση των συνολικών μαζικών παραμέτρων της εγκατάστασης. Ωστόσο, πρώτα τα πράγματα πρώτα.

Ρεοστατική ρύθμιση (ρύθμιση με πρόσθετες αντιστάσεις)

Η ρύθμιση μέσω αλυσίδας σειριακών αντιστάσεων σας επιτρέπει να αλλάζετε το ρεύμα και την τάση του ηλεκτρικού κινητήρα περιορίζοντας το ρεύμα στο κύκλωμά του αγκύρωσης. Σχηματικά, μοιάζει με αλυσίδα επιπρόσθετων αντιστάσεων συνδεδεμένων εν σειρά με την περιέλιξη του κινητήρα και συνδέεται μεταξύ του και του θετικού ακροδέκτη της πηγής ενέργειας.

Ορισμένοι αντιστάτες μπορούν να απομακρυνθούν από τους επαφείς, όπως απαιτείται, έτσι ώστε το ρεύμα μέσω της περιέλιξης του κινητήρα να αλλάζει αναλόγως. Προηγουμένως, σε ηλεκτροκινητήρες έλξης, αυτή η μέθοδος ρύθμισης ήταν πολύ διαδεδομένη και λόγω της έλλειψης εναλλακτικών λύσεων ήταν απαραίτητο να επιτευχθεί πολύ χαμηλή απόδοση λόγω σημαντικών θερμικών απωλειών στις αντιστάσεις. Προφανώς, αυτή είναι η λιγότερο αποτελεσματική μέθοδος - η υπερβολική ισχύς απλώς διαχέεται με τη μορφή περιττής θερμότητας.

Κανονισμός για το σύστημα κινητήρα - γεννήτριας - κινητήρα

Εδώ, η τάση για την τροφοδοσία του κινητήρα DC λαμβάνεται τοπικά χρησιμοποιώντας γεννήτρια DC. Ο μοτέρ κίνησης περιστρέφει τη γεννήτρια DC, η οποία με τη σειρά της τροφοδοτεί τον κινητήρα ενεργοποιητή.

Η ρύθμιση των παραμέτρων λειτουργίας του κινητήρα ενεργοποιητή επιτυγχάνεται με την αλλαγή του ρεύματος της περιέλιξης διέγερσης της γεννήτριας. Το ρεύμα της περιέλιξης πεδίου γεννήτριας είναι μεγαλύτερο - η υψηλότερη τάση τροφοδοτείται στον τελικό κινητήρα, τόσο χαμηλότερο είναι το ρεύμα πεδίου του πεδίου γεννήτριας - χαμηλότερη τάση, αντίστοιχα, τροφοδοτείται στον τελικό κινητήρα.

Αυτό το σύστημα, με την πρώτη ματιά, είναι πιο αποτελεσματικό από απλά να διαλύει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας μέσω αντιστάσεων, αλλά έχει επίσης τα μειονεκτήματά της. Πρώτον, το σύστημα περιέχει δύο επιπλέον, αρκετά μεγάλου μεγέθους, ηλεκτρικά μηχανήματα που πρέπει να εξυπηρετούνται από καιρό σε καιρό. Δεύτερον, το σύστημα είναι αδρανές - οι συνδεδεμένες τρεις μηχανές δεν είναι σε θέση να αλλάξουν έντονα την πορεία τους. Ως αποτέλεσμα, και πάλι η απόδοση είναι χαμηλή. Ωστόσο, για κάποιο διάστημα, τέτοια συστήματα χρησιμοποιήθηκαν σε εργοστάσια τον 20ό αιώνα.

Μέθοδος ελέγχου θυρίστορ

Με την έλευση των συσκευών ημιαγωγών στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, κατέστη δυνατή η δημιουργία ρυθμιστών μικρού μεγέθους θυρίστορ για κινητήρες συνεχούς ρεύματος.Ο κινητήρας συνεχούς ρεύματος συνδέθηκε τώρα απλά με το δίκτυο AC μέσω του θυρίστορ και με τη μεταβολή της φάσης ανοίγματος του θυρίστορ έγινε δυνατή η ομαλή ρύθμιση της ταχύτητας του ρότορα του κινητήρα. Αυτή η μέθοδος επέτρεψε να σημειωθεί σημαντική πρόοδος στην αύξηση της αποδοτικότητας και της ταχύτητας των μετατροπέων για την τροφοδότηση των κινητήρων συνεχούς ρεύματος.

Η μέθοδος ελέγχου θυρίστορ χρησιμοποιείται τώρα, ειδικότερα, για τον έλεγχο της ταχύτητας περιστροφής του τυμπάνου σε αυτόματα πλυντήρια, όπου ένας κινητήρας υψηλής ταχύτητας συλλέκτη χρησιμεύει ως κινητήρας. Σε δίκαιη κατάσταση, παρατηρούμε ότι μια παρόμοια μέθοδος ρύθμισης λειτουργεί σε μετρητές θυρίστορ, οι οποίοι μπορούν να ελέγξουν τη φωτεινότητα της λάμψης των λαμπτήρων πυρακτώσεως.

Έλεγχος βάσει PWM με σύνδεση AC

Το συνεχές ρεύμα με τη βοήθεια ενός μετατροπέα μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα, το οποίο στη συνέχεια αυξάνεται ή μειώνεται μέσω ενός μετασχηματιστή και στη συνέχεια διορθώνεται. Η διορθωμένη τάση εφαρμόζεται στις περιελίξεις του κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Ίσως επιπλέον ρύθμιση παλμών μέσω διαμόρφωσης PWM, τότε η επιτευχθείσα επίδραση στην έξοδο είναι κάπως παρόμοια με την ρύθμιση του θυρίστορ.

Η παρουσία ενός μετασχηματιστή και ενός μετατροπέα καταρχήν οδηγεί σε αύξηση του κόστους του συστήματος στο σύνολό του. Ωστόσο, η σύγχρονη βάση ημιαγωγών σας επιτρέπει να κατασκευάσετε μετατροπείς υπό μορφή τελικών συσκευών μικρού μεγέθους που τροφοδοτούνται με εναλλασσόμενο ρεύμα, όπου ο μετασχηματιστής κοστίζει παλμό υψηλής συχνότητας και ως εκ τούτου οι διαστάσεις είναι μικρές και η απόδοση ήδη φτάνει τα 90 %

Έλεγχος παρορμήσεων

Το σύστημα ελέγχου παλμών των κινητήρων συνεχούς ρεύματος έχει παρόμοια δομή με τον παλμό Μετατροπέας DC-DC. Αυτή η μέθοδος είναι μία από τις πιο σύγχρονες και χρησιμοποιείται σήμερα σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα και υλοποιείται στο μετρό. Ο σύνδεσμος του μετατροπέα βηματισμού (δίοδος και επαγωγέας) συνδυάζεται σε σειριακό κύκλωμα με την περιέλιξη του κινητήρα και ρυθμίζοντας το πλάτος των παλμών που τροφοδοτούνται στη σύνδεση, επιτυγχάνουν το απαιτούμενο μέσο ρεύμα μέσω της περιέλιξης του κινητήρα.

Αυτά τα συστήματα ελέγχου παλμών, στην πραγματικότητα - μετατροπείς παλμών, χαρακτηρίζονται από υψηλότερη απόδοση - περισσότερο από 90%, και έχουν εξαιρετική ταχύτητα. Προσφέρει μεγάλες ευκαιρίες για ανάκτηση ενέργειας, το οποίο είναι πολύ σημαντικό για μηχανές με μεγάλη αδράνεια και για ηλεκτρικά αυτοκίνητα.