Reglarea tensiunii continue

Astăzi, atât în ​​industrie, cât și în sfera civilă, există multe instalații, acționări electrice, tehnologii, unde alimentarea cu energie electrică nu necesită alternanță, ci tensiune constantă. Astfel de instalații includ diverse mașini industriale, echipamente de construcții, motoare electrice de transport (metrou, troleibuz, încărcător, mașină electrică) și alte instalații cu curent continuu de diferite tipuri.

Tensiunea de alimentare pentru unele dintre aceste dispozitive trebuie să fie variabilă, astfel încât, de exemplu, o sursă de alimentare variabilă a motorului electric să conducă la o schimbare corespunzătoare a vitezei de rotație a rotorului său.

Unul dintre primele moduri de reglare a tensiunii continue este reglarea cu ajutorul unui reostat. Apoi putem reaminti motorul - generatorul - motorul circuitului, unde prin reglarea curentului în înfășurarea de excitație a generatorului, s-a obținut o modificare a parametrilor de funcționare a motorului final.

Dar aceste sisteme nu sunt economice, sunt considerate învechite, iar schemele de reglementare sunt mult mai moderne. bazat pe tiristori. Reglarea tiristorului este mai economică, mai flexibilă și nu conduce la o creștere a parametrilor generali de masă ai instalației. Cu toate acestea, primele lucruri în primul rând.

Reglare reostatică (reglare cu rezistențe suplimentare)

Reglarea cu ajutorul unui lanț de rezistențe conectate în serie vă permite să schimbați curentul și tensiunea motorului electric prin limitarea curentului în circuitul său de ancorare. Schematic, pare un lanț de rezistențe suplimentare conectate în serie la înfășurarea motorului și conectate între acesta și borna pozitivă a sursei de alimentare.

Unele rezistențe pot fi evitate de contactori după cum este necesar, astfel încât curentul prin înfășurarea motorului să se schimbe în consecință. Anterior, în motoarele electrice de tracțiune, această metodă de reglare era foarte răspândită, iar pentru lipsa alternativelor a fost necesară o eficiență foarte scăzută datorită pierderilor de căldură semnificative pe rezistențe. Evident, aceasta este cea mai puțin eficientă metodă - excesul de putere este pur și simplu disipat sub formă de căldură inutilă.

Reglementare privind sistemul motor - generator - motor

Aici, tensiunea de alimentare a motorului continuu este obținută local folosind un generator de curent continuu. Motorul de antrenare roteste generatorul de curent continuu, care la rândul său alimentează motorul de acționare.

Reglarea parametrilor de funcționare a motorului de acționare se realizează prin modificarea curentului înfășurării de excitație a generatorului. Curentul înfășurării câmpului generatorului este mai mare - tensiunea mai mare este furnizată motorului final, cu cât curentul de câmp al generatorului este mai scăzut - respectiv tensiunea inferioară este furnizată motorului final.

Acest sistem, la prima vedere, este mai eficient decât simpla disipare a energiei sub formă de căldură prin rezistențe, dar are și dezavantajele sale. În primul rând, sistemul conține două mașini electrice suplimentare, de dimensiuni destul de mari, care trebuie întreținute din când în când. În al doilea rând, sistemul este inerțial - cele trei mașini conectate nu sunt capabile să își schimbe brusc cursul. Drept urmare, din nou eficiența este scăzută. Cu toate acestea, de ceva timp, astfel de sisteme au fost utilizate în fabrici în secolul XX.

Metoda de tiristor

Odată cu apariția dispozitivelor semiconductoare în a doua jumătate a secolului XX, a devenit posibilă crearea de regulatoare de tiristor de dimensiuni mici pentru motoarele cu curent continuu.Motorul cu curent continuu era acum conectat pur și simplu la rețeaua de curent alternativ prin tiristor și, modificând faza de deschidere a tiristorului, a devenit posibil să se obțină un control lin al vitezei rotorului rotorului motorului. Această metodă a permis un progres în creșterea eficienței și vitezei convertoarelor pentru alimentarea motoarelor cu curent continuu.

Metoda de control a tiristorului este acum utilizată, în special, pentru a controla viteza de rotație a tamburului în mașinile de spălat automate, unde un motor de colecție de mare viteză servește ca o acționare. În echitate, remarcăm că o metodă similară de reglare funcționează în dimere cu tiristor, care pot controla luminozitatea strălucirii lămpilor incandescente.

Control bazat pe PWM cu legătură de curent alternativ

Curentul direct cu ajutorul unui invertor este transformat în curent alternativ, care este apoi crescut sau micșorat cu ajutorul unui transformator, și apoi rectificat. Tensiunea redusă se aplică înfășurărilor motorului cu curent continuu. Poate suplimentar reglarea pulsului prin modularea PWMatunci efectul de ieșire obținut este oarecum similar cu reglarea tiristorului.

Prezența unui transformator și a unui invertor, în principiu, duce la o creștere a costului sistemului în ansamblu, cu toate acestea, baza modernă de semiconductori vă permite să construiți convertoare sub formă de dispozitive de dimensiuni mici, finite alimentate de rețeaua de curent alternativ, unde transformatorul costă un impuls de înaltă frecvență, iar ca rezultat dimensiunile sunt mici, iar eficiența ajunge deja la 90 %.

Controlul impulsului

Sistemul de control al impulsurilor motoarelor cu curent continuu este similar în proiectarea sa la un impuls Convertor DC-DC. Această metodă este una dintre cele mai moderne și este folosită astăzi în mașinile electrice și implementată în metrou. Legătura convertizorului descendent (diodă și inductor) este combinată într-un circuit serial cu înfășurarea motorului și, prin reglarea lățimii impulsurilor furnizate la legătură, acestea ating curentul mediu necesar prin înfășurarea motorului.

Astfel de sisteme de control al impulsurilor, de fapt - convertoare de impuls, sunt caracterizate de o eficiență mai mare - mai mult de 90% și au o viteză excelentă. Oferă oportunități excelente pentru recuperare de energie, care este foarte important pentru mașinile cu inerție ridicată și pentru mașinile electrice.