Variac-kredsløb til styring af store DC-shuntmotorer

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Det enkle DC shunt motor controller kredsløb præsenteret i den følgende artikel bruger en variac. Dette design letter en øjeblikkelig stop af motoren på ethvert trin med et tryk på en kontakt sammen med at vende motorretningen. Det giver også hastighedskontrol for motoren med et højt nøjagtighedsniveau.

Oversigt



TRIAC og SCR halvbølge motor controller til små seriemotorer er meget populære og billige, og de er allerede en del af bærbart elværktøj og kompakte apparater.

Når det er sagt, elektroniske hastighedskontroller til større vekselstrøm motorer på 1/4 og 1/3 HP er faktisk mere komplicerede.



Store DC shuntmotorer i dette hestekræfterområde er desuden bilindustriens favoritter, der opererer fra loftventilatorer til borepresser, selvom dybest set alle disse typer motorer er vekselstrøm. induktionsmotorer med kun en hastighed eller måske et par variable hastigheder.

Mens en 1/3-hestekræfter, 1750 omdr./min., 117 volt shunt-viklet vekselstrøm motor kan være dyr, det kan være prisen værd, og du kan finde et par på det overskydende marked.

Med en passende hastighedskontrol, disse d.c. motorer kan være en vidunderlig ting at se ved at betjene en borepresse eller en drejebænkemaskine.

Sådan fungerer en DC Shunt Motor

DC shuntmotor kører stort set med konstant hastighed, uanset belastning. Disse motorer bruges typisk i industrielle applikationer og foretrækkes generelt, når opstartssituationer ikke ofte er alvorlige.

Shunt-viklet motorhastighed kunne styres ved hjælp af et par metoder: for det første ved at placere en modstand i serie med motorarmaturet, der følgelig kunne bremse dens hastighed: og for det andet ved at placere en modstand i serie med feltledningerne, hvor hastighed kan vise en ændring med ændring i belastningen. I sidstnævnte tilfælde forbliver hastighederne stort set stabile under en given indstilling og belastes på controlleren. Sidstnævnte betragtes som den mest almindeligt anvendte til anlæg med justerbar hastighed, såsom i værktøjsmaskiner.

Shuntmotoren er måske den mest udbredte jævnstrømsmotor, der findes i industrien i disse dage. Shuntmotoren består grundlæggende af armaturet, markeret som A1 og A2, og feltkablerne, mærket F1 og F2.

Opviklingen i shuntfeltet består af flere omdrejninger af tynd ledning, hvilket bidrager til lav shuntfeltstrøm og rimelig ankerstrøm. Shunt DC-motor tillader opstartsmoment, som kan variere med belastningsspecifikationerne, som kan modvirkes ved nøjagtig styring af shuntfeltets spænding.

Betydningen af ​​feltspole

Hvis feltspolen er afskåret i en shuntmotor, kan den fremskynde noget, indtil den bageste EMF går op til et niveau, der er lige nok til at slukke for momentgenereringsstrømmen. Kort sagt, shuntmotoren beskadiger aldrig alene, når den mister sit felt, men det krævede drejningsmoment til at udføre jobbet fjernes simpelthen, hvilket får motoren til at miste sin hovedevne, som den var designet til.

Flere af de typiske anvendelser af DC shuntmotoren er maskindrejebænke og industriproceslinjer, som kræver afgørende kontrol af hastighed og drejningsmoment på motoren.

Hovedtræk

De vigtigste funktioner er, at du er i stand til at skifte hastighedsknap til hastighedskontrol sammen med en dynamisk bremsefunktion, der gør det muligt for dig at standse den tunge motor næsten øjeblikkeligt uden at vente, mens motoren kører sammen.

Det variabbaserede hastighedskontrolkredsløb som vist nedenfor fungerer fint på en af ​​disse 1/3-hestekræfter vekselstrøm motor, det er ikke afgørende for, hvilken type motor den styrer, så længe dens nominelle spænding matcher indgangsforsyningen, er shunt-viklet og fungerer med et maksimum på omkring 3 ampere ved 100% belastning.

Brug af en Variac Autotransformer

Det viste kredsløb indeholder en enhed, som mange ingeniører kan betragte som ganske rå og gammeldags, ja det er den variable autotransformer.

Blandt de mange nyttige funktioner, vil en variac muliggøre en kraftig bremsning til din motor med høj effekt, den kan fungere uden at være afhængig af feedback-sløjfer: hvilket sikrer minimal ustabilitet eller ingen inkompatibilitet med forskellige former for motorer eller forskelle i mekanisk belastning.

Hvordan det virker

I det variab-baserede hastighedskontrolkredsløb i fig. 1 tilvejebringer halvbølge-ensretter D1 shuntfeltet til vekselstrømmen motor. Filterkondensator C tilvejebringer den nødvendige mængde spænding og fjerner enhver ustabilitet i de operationer, der kunne eksistere med en ufiltreret feltforsyning. Variabel autotransformator T regulerer ankerspændingen og dermed motorens hastighed.

Outputtet fra variacen gives til en standardbro, ensretter D2. Ensretterudgangen gives til motorarmaturet ved hjælp af N / O-kontakterne på en tændt 117 volt vekselstrøm. relæ K.

Hver gang motoren skal standses, åbnes 'Run' -kontakten S2, som skifter over sine normalt lukkede kontakter og forbinder den dynamiske bremsemodstand R over ankeret.

I den periode, motoren kører, fungerer den som en vekselstrøm generator. Den effekt, der genereres på grund af, spredes i modstanden R, hvilket får motoren til at blive belastet tilstrækkeligt, og dette tvinger motoren til at stoppe brat.

I betragtning af at motorfeltspolen skal have energi til at gennemføre bremsevirkningen, er en uafhængig switch S1 inkluderet til markforsyningen.

Som et resultat holdes S1 tændt, mens systemet er i drift, hvilket muliggør pilotlyset som en advarselslampe. Feltenergien, der er nødvendig for en almindelig 1/3-hesters shuntmotor, er lige omkring 35 watt, fordi feltmodstanden normalt fungerer med cirka 400 ohm.

Motorspecifikationer

Feltstrømmen kan være tæt på 350 mA. Den nominelle fuldlaststrøm for en 1/3-hk motor er tæt på 3 ampere DC. eller omkring 50% af linjestrømmen, der forbruges af et lignende vekselstrøm induktionsmotor.

Shunt d.c. motoren inkluderer en effektfaktor på 100% og er særligt mere effektiv. Hver af delene fungerer uden opvarmning undtagen bremsemodstand R. Hvis motoren driver en belastning med en enorm svinghjulseffekt og stoppes gentagne gange ved øgede hastigheder, skal modstanden konvertere en stor del af kinetisk energi til varme. Ved belastning med lav inerti såsom en borepresse kan modstandene muligvis ikke stå over for noget opvarmningsproblem.

Kontakterne på relæ K skal være klassificeret med ikke mindre end 10 ampere. Bremsestrømmen er normalt overdreven, selvom den synes i en kort periode, at de første stigninger har tendens til at være betydelige, da vekselstrømmen modstanden i ankeret er normalt kun en eller to ohm. Motorens arbejdsstrøm er ikke overraskende begrænset af mængden af ​​ryg, der genereres.

Tips til konstruktion og sikkerhed

Ovenstående kredsløb kunne konstrueres i en 6 'x 6' x 6 'metal power box.

I betragtning af at hele kredsløbet er varmt til jorden ved strømforsyning, er opmærksom isolering og jordforbindelse yderst afgørende for grundlæggende sikkerhed. Strømkablet skal være af 3-leder jordtype.

Den grønne jordledning skal kobles til metalboksen og derefter føres til motorens ramme. Undlad at forsømme eller ignorere brugen af ​​sikringen.

SCR Control vs Variac Control

Variabel autotransformatorer eller variacs er utroligt hårde og langvarige. Outputtet fra disse enheder er lav impedans, derfor anker spændingen fremragende regulering mod variationer i belastningsstrøm.

Et SCR-switch-mode kredsløb med de mindre ledningsvinkler er naturligvis en ret højimpedansk kilde og har således ringere regulering.

Motorstyringer, der bruger SCR'er, følgelig inkluderer feedback-sløjfer specielt designet til dem, hvilket gør fasen af ​​fyringsimpulserne hovedsageligt baseret på bagsiden e.mm. af motoren og også på justeringspottejusteringerne.

En veldesignet fuldbølge SCR-kontrol er virkelig god, men den er faktisk kompleks med deres design. I området med 1/3 hestekræfter er det variable autotransformerkredsløb ligetil, effektivt og lettere at samle af brugeren.

I situationer, hvor den mekaniske belastning på motoren har reduceret inerti, er det lejlighedsvis fornuftigt at udelade 'Run' -kontakten, S2 og styre alt fra 'Standby' -kontakten S1.

Den aktive bremsning kan fortsætte med at udføre jobbet i et vist omfang på grund af den overskydende magnetiske flux inden i motorfeltviklingen.

Uanset hvor dette kan opnås, giver det fordelen ved ingen 'standby'-pålidelighed, alt er slukket lige indtil hovedafbryderen S1 er slået TIL.

Hvis motoren skal drejes baglæns, skal du bare konfigurere en d.p.d.t. afbryder, fastgjort kryds og tværs for operationerne, på tværs af ankerforsyningen og ankeret.




Forrige: Sådan fungerer en autotransformer - hvordan man laver Næste: Ændring af XL4015 Buck Converter med en justerbar strømbegrænser