Sterowanie silnikiem elektrycznym komutatorowym. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Silniki elektryczne

 Komentarze do artykułu

W artykule opisano schemat automatycznego utrzymywania prędkości obrotowej silnika komutatorowego prądu stałego (EM) (rys. 1), który nie wymaga specjalnego czujnika prędkości. Jego osobliwością jest to, że prędkość obrotowa silnika jest określona przez napięcie na tworniku obracającym się pod wpływem bezwładności (z obciążeniem na wale) podczas krótkotrwałych, regularnie powtarzających się odłączeń od źródła zasilania.

Sterowanie prędkością odbywa się metodą szerokości impulsu, wykorzystując powyższe napięcie jako ujemne sprzężenie zwrotne dla obwodu sterującego. Prędkość obrotowa silnika jest automatycznie utrzymywana w strefie, która ma ustawione maksimum i minimum i jest ustalana za pomocą zewnętrznego napięcia z ręcznego lub programowego regulatora prędkości. Szerokość strefy kontrolnej wynosi:

gdzie: U⁺ - dodatnie napięcie nasycenia wyjścia wzmacniacza operacyjnego, V; U^- - ujemne napięcie nasycenia wyjścia wzmacniacza operacyjnego, V; R1' - rezystancja uziemionej części rezystora R1, om.

Szerokość strefy regulacyjnej w postaci odchyłki prędkości ΔN silnika elektrycznego można przedstawić za pomocą wyrażenia

gdzie: N jest liczbą obrotów wału silnika na jednostkę czasu przy znamionowym napięciu zasilania twornika U2.

W przypadku zmiany napięcia zasilania U2 oraz wartości obciążenia, prędkość obrotowa wału silnika automatycznie utrzymuje się w ustalonym zakresie regulacji.

Strukturalnie obwód sterujący można przedstawić jako dwa bloki: regulator i kluczowy wzmacniacz A1 (ryc. 2). Rysunek 1 przedstawia silnik elektryczny M1 ze wzbudzeniem magnesem trwałym. Jeżeli w silniku elektrycznym zastosowano uzwojenie wzbudzenia, wówczas jego napięcie zasilania musi być stabilne.

Jeśli to napięcie jest niestabilne, wówczas kontrola prędkości nadal występuje, gdy zmienia się obciążenie, ale każde napięcie uzwojenia wzbudzenia odpowiada własnej prędkości silnika, która jest automatycznie utrzymywana przy zmianie obciążenia.

Zmiana obciążenia i napięcia zasilającego twornik odpowiada prędkości elektromagnetycznej odwrotnie proporcjonalnej do wpływu zakłócającego w ustalonej strefie kontrolnej. Według klasyfikacji w automatyce jest to automatyka proporcjonalna.

Szerokość strefy regulacji maleje wraz ze spadkiem zadanej prędkości obrotowej i odwrotnie, gdyż zależy od położenia rezystora zmiennego R1 silnika (czyli rezystancji R1'), a co za tym idzie od prędkości obrotowej silnika. Zatem stosunek szerokości strefy regulacji do prędkości obrotowej silnika pozostaje stały przy ustawianiu dowolnej prędkości.

Ta użyteczna właściwość nie będzie widoczna w przypadku zasilania z zewnętrznego źródła napięcia sterującego o stałej impedancji wyjściowej. Źródło zasilania wybranego wzmacniacza operacyjnego (±U1) może być również wykorzystane do zasilania regulatora prędkości EM (R1), ale wtedy musi być stabilne.

Armatura ED zasilana jest z osobnego źródła U2. Jeżeli napięcie U2=U1 nie zakłada się rezystora R6, a w miejsce R5 wlutowuje się zworkę. Napięcie U2 musi być zawsze nieco wyższe od znamionowego napięcia zasilania wybranego silnika, aby przy ustawianiu jego wartości maksymalnej móc utrzymać stałą prędkość obrotową. Nie wymaga jednak stabilizacji.

Rozważmy działanie regulatora. Zakładamy, że suwak rezystora zmiennego R1 jest ustawiony w przybliżeniu w pozycji środkowej. Wzmacniacz operacyjny DA1, łańcuchy C1-R3 i R4-R1' tworzą prostokątny generator impulsów. Kiedy na wyjściu DA1 pojawiają się dodatnie impulsy, twornik M1 poprzez kluczowy wzmacniacz A1 odbiera moc ze źródła U2 i obraca się, dioda VD1 w tym momencie jest blokowana napięciem wstecznym, kondensator C1 jest ładowany przez rezystor R3 .

Gdy napięcie na C1 przekroczy napięcie na nieodwracającym wejściu DA1, jego wyjście zostanie przełączone na ujemną polaryzację, przełącznik A1 odłącza M1 od źródła U2, ale jego twornik wraz z obciążeniem w dalszym ciągu obraca się na skutek bezwładności (krótkotrwale wyłączenie silnika tylko nieznacznie zmniejsza jego prędkość).

Jeżeli w tym przypadku napięcie na tworniku EM jest niższe niż napięcie na C1, wówczas kondensator ten jest podłączony do twornika EM przez otwartą diodę VD1, a napięcie na nich (biorąc pod uwagę spadek napięcia na VD1) jest wyrównywane . Wyjście generatora wchodzi w dodatnią fazę cyklu wytwarzania, zaczynając od tego napięcia.

W tym samym czasie ED nabiera tempa.

Rezystory R1, R4 tworzą dzielnik napięcia pobrany z wyjścia DA1 i tworzą dodatnie sprzężenie zwrotne, co zapewnia warunki generowania i histerezę napięcia wyjściowego wzmacniacza operacyjnego po jego włączeniu. Strefa kontroli prędkości ED jest równoważna temu napięciu. Obecność ustalonej strefy kontrolnej nie oznacza, że ​​prędkość EM będzie w tej strefie „przeskakiwać” od maksimum do minimum.

Będzie ono utrzymywane na stałym poziomie do momentu zmiany wartości obciążenia lub napięcia zasilania. Wtedy prędkość ED zostanie ustalona na nowym, stabilnym poziomie, ale nie opuści strefy. Regulacja w strefie jest płynna.

Częstotliwość robocza obwodu sterującego zależy od stałej czasowej łańcucha C1-R3, napięcia zasilania U2, obciążenia silnika, ustawionej prędkości i histerezy wzmacniacza operacyjnego, momentu bezwładności twornika silnika wraz z obciążenie i jest funkcją złożoną. Jednak wybierając stałą czasową C1-R3 i rezystancję R4, łatwo jest ustalić tryb, w którym prędkość silnika będzie w strefie regulacji z żądaną częstotliwością przełączania przy rzeczywistych zmianach obciążenia silnika i odchyleniach w napięciu zasilania U2. Określa to ogólne ustawienie regulatora dla wybranego EM.

Elementy obwodu i ich parametry nie są krytyczne. DA1 może być również 140UD12. W przypadku stosowania jednobiegunowego zasilacza U1 można zastosować podwójny wzmacniacz operacyjny AS339N (LM339N, K140SA1, KR110SA2).

Posiada wyjście typu otwarty kolektor, które należy obciążyć rezystorem (obwód wykorzystuje jeden wzmacniacz operacyjny). Oprócz klucza, którego schemat pokazano na ryc. 2, można zastosować przekaźniki optoelektroniczne i tranzystory MOS.

Aby stłumić zakłócenia w sieci podczas pracy regulatora, mogą być wymagane dodatkowe środki, na przykład ominięcie twornika EM za pomocą obwodu RC.

Nie będzie miało to praktycznie żadnego wpływu na działanie obwodu sterującego.

Prędkość obrotową silnika można zmierzyć bez użycia tachometru, mierząc napięcie na tworniku za pomocą woltomierza wskazowego (bezwładność jego ruchomego układu wygładzi tętnienia napięcia).

Autor: W. Gusarow, Mińsk

Zobacz inne artykuły Sekcja Silniki elektryczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum AMD Trinity A6 APU Ultracienkie wyniki 3DMark 06.02.2012 Mówiąc o APU AMD Trinity A6 przeznaczonym do ultracienkich laptopów (platforma Ultrathin), AMD opublikowało wynik, który ten procesor pokazuje w teście 3DMark. Wynik to 2355 punktów. Dla porównania, procesor Intel Core i5-2537M (Sandy Bridge) uzyskał w tym samym teście 1158 punktów. Oba produkty należą do kategorii procesorów o niskim poborze mocy – wartość TDP każdego z nich to 17 watów. AMD zakłada, że ​​wydajność procesorów Intel z mikroarchitekturą Ivy Bridge będzie o 30% wyższa niż wydajność procesorów Intel z mikroarchitekturą Sandy Bridge. Na tej podstawie oczekiwany wynik Ivy Bridge w teście 3DMark to 1505. Innymi słowy, procesor Trinity, który o 103% przewyższa swojego obecnego konkurenta, może utrzymać przewagę nad swoim następcą o 56%. Model 10W AMD Trinity A25 APU, przeznaczony do grubszych laptopów, osiąga wynik 3 3600DMark. To o 136% więcej niż oczekiwano Ivy Bridge. Chodzi o wydajność komponentu graficznego. Jeśli chodzi o wydajność procesora, oczekuje się, że produkty Intel będą działać lepiej na rdzeń i w aplikacjach jednowątkowych. W aplikacjach wielowątkowych pozycja Trinity jest silniejsza, ponieważ jednostki APU z dwoma modułami (w rzeczywistości czterema rdzeniami) mogą konkurować ceną z dwurdzeniowymi procesorami Intela, które dzięki technologii Hyper-Threading mogą obsługiwać cztery wątki.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Lwy morskie wyszkolone do grania w gry wideo

▪ Telefony komórkowe rujnują twoją postawę

▪ Wzmacniacz Wi-Fi Xiaomi 2

▪ Bioplastik żaroodporny

▪ Kogo kochają komary?

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Najważniejsze odkrycia naukowe. Wybór artykułu

▪ artykuł Przeróbka mikrosilnika żarowego na kompresyjny. Wskazówki dla modelarza

▪ artykuł Co jest dziwnego w jeleniu czerwononosym Rudolfie? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Łódka akwariowa. Transport osobisty

▪ artykuł Połączenia kondensatorów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Czujnik piezoelektryczny w alarmach antywłamaniowych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024