DC spændingsregulering

I dag, både inden for industrien og på den civile sfære, er der mange installationer, elektriske drev, teknologier, hvor strømforsyningen ikke kræver skiftevis, men konstant spænding. Sådanne installationer inkluderer forskellige industrimaskiner, konstruktionsudstyr, elektriske transportmotorer (metro, trolleybus, læsser, elbil) og andre DC-installationer af forskellige slags.

Forsyningsspændingen for nogle af disse anordninger skal være variabel, således at for eksempel en skiftende strømforsyning til den elektriske motor fører til en tilsvarende ændring i rotorens omdrejningshastighed.

En af de første måder at regulere jævnspænding er at regulere med en reheostat. Derefter kan vi huske kredsløbsmotoren - generator - motoren, hvor der igen ved at justere strømmen i generatorens excitationsvikling var der opnået en ændring i driftsparametre for den endelige motor.

Men disse systemer er ikke økonomiske, de betragtes forældede, og reguleringsordninger er meget mere moderne. baseret på tyristorer. Thyristor-regulering er mere økonomisk, mere fleksibel og fører ikke til en stigning i installationens samlede massedimensionelle parametre. Dog først ting først.

Reheostatisk regulering (regulering med yderligere modstande)

Regulering ved hjælp af en kæde med seriekoblede modstande giver dig mulighed for at ændre strømmen og spændingen i den elektriske motor ved at begrænse strømmen i dens ankerkredsløb. Skematisk ser det ud som en kæde af yderligere modstande, der i serie er forbundet med motorvikling, og forbundet mellem den og den positive terminal i strømkilden.

 

Nogle modstande kan skiftes af kontaktorer efter behov, så strømmen gennem motorviklingen ændres i overensstemmelse hermed. Tidligere i trækkraftelektriske drev var denne reguleringsmetode meget udbredt, og for manglen på alternativer var det nødvendigt at udarbejde en meget lav effektivitet på grund af betydelige varmetab på modstande. Det er klart, at dette er den mindst effektive metode - overskydende energi spredes ganske enkelt i form af unødvendig varme.

Forordning om motor - generator - motorsystem

Her opnås spændingen til at drive DC-motoren lokalt ved hjælp af en DC-generator. Drivmotoren drejer DC-generatoren, der igen fører aktuatormotoren.

Regulering af driftsparametre for aktuatormotoren opnås ved at ændre strømmen for generatorens excitationsvikling. Strømmen i generatorfeltviklingen er højere - den højere spænding tilføres den endelige motor, jo lavere er feltstrømmen i generatorfeltet - henholdsvis lavere spænding tilføres den endelige motor.

Dette system er ved første øjekast mere effektivt end blot at sprede energi i form af varme gennem modstande, men det har også sine ulemper. For det første indeholder systemet to yderligere, ret store elektriske maskiner, der skal serviceres fra tid til anden. For det andet er systemet inertial - de tilsluttede tre maskiner er ikke i stand til skarpt at ændre deres kurs. Som et resultat er effektiviteten igen lav. Imidlertid blev sådanne systemer brugt i fabrikker i det 20. århundrede.

Thyristor-kontrolmetode

Med fremkomsten af ​​halvlederanordninger i anden halvdel af det 20. århundrede blev det muligt at skabe små tyristorregulatorer til jævnstrømsmotorer.DC-motoren blev nu simpelthen forbundet til vekselstrømsnettet gennem thyristor, og ved at variere åbningsfasen for thyristoren blev det muligt at opnå jævn kontrol af rotorhastigheden for motorrotoren. Denne metode gjorde det muligt at gøre et gennembrud i at hæve effektiviteten og hastigheden af ​​omformere til at drive DC-motorer.

Thyristorstyremetoden bruges nu også især til at kontrollere tromlens rotationshastighed i automatiske vaskemaskiner, hvor en kollektorhøjhastighedsmotor fungerer som et drev. Af retfærdighed bemærker vi, at en lignende reguleringsmetode fungerer i tyristor-dæmpere, som kan kontrollere lysstyrken i glødet på glødelamper.

PWM-baseret kontrol med AC-link

Jævnstrømmen ved hjælp af en vekselretter konverteres til vekselstrøm, som derefter øges eller formindskes ved hjælp af en transformer og derefter udbedres. Den udbedrede spænding påføres likvidationerne i DC-motoren. Måske yderligere pulsregulering ved PWM-modulation, så er den opnåede effekt på output noget svarende til tyristorregulering.

Tilstedeværelsen af ​​en transformer og en inverter fører i princippet til en stigning i omkostningerne ved systemet som helhed, men den moderne halvlederbase giver dig mulighed for at bygge konvertere i form af færdige små enheder drevet af vekselstrøm, hvor transformeren koster en højfrekvensimpuls, og som et resultat er dimensionerne små og effektiviteten allerede når 90 %.

Impulskontrol

Impulsstyringssystemet for jævnstrømsmotorer ligner struktur i forhold til en puls DC-DC konverter. Denne metode er en af ​​de mest moderne, og den bruges i dag i elbiler og implementeres i metroen. Koblingen til nedtrappingsomformeren (diode og induktor) kombineres i et seriekredsløb med motorviklingen, og ved at justere bredden af ​​de pulser, der leveres til forbindelsen, opnår de den krævede gennemsnitlige strøm gennem motorviklingen.

Sådanne pulsstyresystemer, faktisk - impulsomformere, er kendetegnet ved højere effektivitet - mere end 90% og har fremragende hastighed. Det giver store muligheder for energiudnyttelse, hvilket er meget vigtigt for maskiner med høj inerti og for elbiler.