DC spenningsregulering

I dag, både i industrien og på den sivile sfæren, er det mange installasjoner, elektriske stasjoner, teknologier, der strømforsyningen ikke krever vekslende, men konstant spenning. Slike installasjoner inkluderer forskjellige industrimaskiner, anleggsutstyr, elektriske transportmotorer (metro, trolleybus, gaffeltruck, elbil) og andre likestillingsinstallasjoner av forskjellige slag.

Forsyningsspenningen for noen av disse enhetene må være variabel slik at for eksempel en varierende strømforsyning til den elektriske motoren fører til en tilsvarende endring i rotasjonshastigheten til rotoren.

En av de første måtene å regulere likespenning er å regulere med en reostat. Så kan vi huske kretsmotoren - generator - motoren, hvor igjen ved å justere strømmen i eksitasjonsviklingen av generatoren, ble det oppnådd en endring i driftsparametrene til den endelige motoren.

Men disse systemene er ikke økonomiske, de anses som foreldet, og reguleringsordninger er mye mer moderne. basert på tyristorer. Tyristorregulering er mer økonomisk, mer fleksibel og fører ikke til en økning i de samlede massedimensjonale parametrene til installasjonen. Men først ting først.

Reostatisk regulering (regulering med ytterligere motstander)

Regulering ved hjelp av en kjede med seriekoblede motstander lar deg endre strømmen og spenningen til den elektriske motoren ved å begrense strømmen i dens ankerkrets. Det ser skjematisk ut som en kjede med ytterligere motstander som er seriekoblet til motorviklingen, og koblet mellom den og den positive terminalen til strømkilden.

 

Noen motstander kan skiftes av kontaktorer etter behov, slik at strømmen gjennom motorviklingen endres tilsvarende. Tidligere i elektriske trekkraftdrev var denne reguleringsmetoden veldig utbredt, og for mangelen på alternativer var det nødvendig å stille opp med svært lav effektivitet på grunn av betydelige varmetap på motstandene. Selvfølgelig er dette den minst effektive metoden - overflødig kraft blir ganske enkelt spredt i form av unødvendig varme.

Forskrift om motor - generator - motorsystem

Her oppnås spenningen til å drive likestrømmotoren lokalt ved hjelp av en likestrømsgenerator. Drivmotoren roterer likestrømsgeneratoren, som igjen mater aktuatormotoren.

Reguleringen av driftsparametrene til aktuatormotoren oppnås ved å endre strømmen til eksitasjonsviklingens generator. Strømmen til generatorfeltets vikling er høyere - den høyere spenningen tilføres den endelige motoren, jo lavere er feltstrømmen til generatorfeltet - henholdsvis lavere spenning tilføres den endelige motoren.

Dette systemet er ved første øyekast mer effektivt enn bare å spre energi i form av varme gjennom motstander, men det har også sine ulemper. For det første inneholder systemet to ekstra, ganske store, elektriske maskiner som må repareres fra tid til annen. For det andre er systemet treghet - de tilkoblede tre maskinene kan ikke skifte kurs raskt. Som et resultat er effektiviteten igjen lav. Imidlertid ble slike systemer brukt i fabrikker i det 20. århundre.

Tyristor-kontrollmetode

Med ankomsten av halvlederenheter i andre halvdel av 1900-tallet, ble det mulig å lage små tyristorregulatorer for likestrømsmotorer.Likestrømsmotoren ble nå enkelt koblet til vekselstrømnettet gjennom tyristoren, og ved å variere åpningsfasen til tyristoren, ble det mulig å oppnå jevn kontroll av rotorhastigheten til motorrotoren. Denne metoden tillot å gjøre et gjennombrudd i å øke effektiviteten og hastigheten på omformere for å drive likestrømsmotorer.

Tyristorkontrollmetoden brukes nå også spesielt for å kontrollere rotasjonshastigheten til trommelen i automatiske vaskemaskiner, hvor en kollektorhastighetsmotor fungerer som et drivverk. I rettferdighet bemerker vi at en lignende reguleringsmetode fungerer i tyristor-dimmere, som kan kontrollere lysstyrken på glødet til glødelamper.

PWM-basert kontroll med AC-kobling

Likestrømmen konverteres av en omformer til vekselstrøm, som deretter økes eller reduseres av en transformator og deretter utbedres. Den utbedrede spenningen påføres likvidasjonene til likestrømmotoren. Kanskje tillegg pulsregulering ved PWM-modulasjon, da er den oppnådde utgangseffekten noe lik tyristorregulering.

Tilstedeværelsen av en transformator og en omformer fører i prinsipp til en økning i kostnadene for systemet som en helhet, men den moderne halvlederbasen lar deg bygge omformere i form av ferdige små enheter utstyrt med vekselstrøm, der transformatoren koster en høyfrekvent puls, og som et resultat er dimensjonene små og effektiviteten allerede når 90 %.

Impulskontroll

Impulsstyringssystemet til likestrømsmotorer ligner i sin design som en puls DC-DC omformer. Denne metoden er en av de mest moderne, og den brukes i dag i elbiler og implementert i T-banen. Koblingen til nedtrappingsomformeren (diode og induktor) kombineres i en seriekrets med motorviklingen, og ved å justere bredden på pulsen som leveres til koblingen, oppnår de den nødvendige gjennomsnittlige strøm gjennom motorviklingen.

Slike pulsstyringssystemer, faktisk - pulsomformere, er preget av høyere effektivitet - mer enn 90%, og har utmerket hastighet. Det gir store muligheter for energigjenvinning, som er veldig viktig for maskiner med høy treghet og for elbiler.