Gleichstrommotorsteuerungsmethoden in ACS

Die Steuerung eines Gleichstrommotors in ACS beinhaltet entweder die Änderung der Drehzahl proportional zu einem bestimmten Steuersignal oder die Beibehaltung dieser Drehzahl unter dem Einfluss externer destabilisierender Faktoren.

Es gibt vier Hauptkontrollmethoden, die die oben genannten Prinzipien anwenden:

• Rheostat-Schütz-Steuerung;

• Steuerung durch das System „Generator-Motor“ (G-D);

• Management nach dem System „kontrollierter Gleichrichter-D“ (UV-D);

• Impuls Kontrolle.

Eine detaillierte Untersuchung dieser Methoden ist Gegenstand der TAU und des Kurses Basics of Electric Drive. Wir betrachten nur die wichtigsten Bestimmungen, die in direktem Zusammenhang mit der Elektromechanik stehen.

Rheostat-Schütz-Steuerung

Üblicherweise werden drei Schemata verwendet:

• Bei der Drehzahlverstellung n von 0 auf nnom wird der Rheostat in den Ankerkreis eingebunden (Ankerregelung);

• Wenn n > nnom erreicht werden muss, wird der Rheostat in die OF-Schaltung (Polsteuerung) einbezogen.

• Zur Regelung der Drehzahl n<nnom und n>nnom sind sowohl im Ankerkreis als auch im OF-Kreis Rheostaten eingebunden.

Die oben genannten Schemata werden zur manuellen Steuerung verwendet.Zur automatischen Steuerung dient die Stufenschaltung. Rpa und Rrv über Schütze (Relais, elektronische Schalter).

Wenn eine präzise und gleichmäßige Drehzahlregelung erforderlich ist, muss die Anzahl der Schaltwiderstände und Schaltelemente groß sein, was die Systemgröße erhöht, die Kosten erhöht und die Zuverlässigkeit verringert.

Management des G-D-Systems

Geschwindigkeitsregelung von 0 bis gemäß Diagramm in Abb. erzeugt durch Anpassung von Rv (UÄnderung von 0 auf nnom). Um eine Motordrehzahl größer als nnom zu erreichen – durch Änderung von Rvd (die Reduzierung des Stroms des OB des Motors verringert seinen Hauptfluss Ф, was zu einer Erhöhung der Drehzahl n führt).

Der Schalter S1 dient dazu, den Motor umzukehren (die Drehrichtung seines Rotors zu ändern).

Da die Steuerung von D durch die Einstellung der relativ kleinen Erregerströme D und D erfolgt, lässt sie sich leicht an ACS-Aufgaben anpassen.

Der Nachteil eines solchen Schemas ist die große Größe des Systems, das Gewicht und der geringe Wirkungsgrad, da die Energieumwandlung dreifach erfolgt (elektrisch in mechanisch und umgekehrt, und in jeder Phase gibt es Energieverluste).

Gesteuertes Gleichrichter-Motorsystem

Das „gesteuerte Gleichrichter-Motor“-System (siehe Abbildung) ähnelt dem vorherigen, jedoch anstelle einer elektrischen Maschinenquelle mit geregelter Spannung, die beispielsweise aus einem dreiphasigen Wechselstrommotor und G = T-gesteuert besteht, z Beispielsweise wird auch ein dreiphasiger elektronischer Thyristorgleichrichter verwendet.

Die Steuersignale werden von einem separaten Steuergerät erzeugt und sorgen proportional zum Steuersignal Uy für den notwendigen Öffnungswinkel der Thyristoren.

Die Vorteile eines solchen Systems sind hohe Effizienz, geringe Größe und Gewicht.

Der Nachteil gegenüber der bisherigen Schaltung (G-D) besteht in der Verschlechterung der Schaltbedingungen D durch die Ankerstromwelligkeit, insbesondere bei Speisung aus einem Einphasennetz.

Impuls Kontrolle

Spannungsimpulse werden dem Motor über einen Impulszerhacker entsprechend der Steuerspannung moduliert (PWM, VIM) zugeführt.

Somit wird die Änderung der Ankerdrehzahl nicht durch eine Änderung der Steuerspannung erreicht, sondern durch eine Änderung der Zeit, in der der Motor mit der Nennspannung versorgt wird. Es ist offensichtlich, dass der Motorbetrieb aus abwechselnden Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen besteht (siehe Abbildung).

Wenn diese Perioden klein im Vergleich zur gesamten Beschleunigungs- und Stoppzeit des Ankers sind, hat die Drehzahl n bis zum Ende jeder Periode keine Zeit, die stationären Werte nnom während der Beschleunigung oder n = 0 während der Verzögerung zu erreichen, und a Als bestimmter Durchschnitt wird die Navigationsgeschwindigkeit eingestellt, deren Wert durch die relative Aktivierungsdauer bestimmt wird.

Daher erfordert das ACS eine Steuerschaltung, deren Zweck darin besteht, ein konstantes oder variables Steuersignal in eine Folge von Steuerimpulsen mit einer relativen Einschaltzeit umzuwandeln, die eine gegebene Funktion der Größe dieses Signals ist. Als Schaltelemente werden Leistungshalbleiterbauelemente eingesetzt – Feld- und Bipolartransistoren, Thyristoren.