Қозғалтқыш контроллері - Motor controller

A қозғалтқыш контроллері - бұл алдын-ала анықталған тәртіпте координациялауға болатын құрылғы немесе құрылғылар тобы электр қозғалтқышы.[1] Қозғалтқыш контроллері қозғалтқышты іске қосуға және тоқтатуға, алға немесе кері айналуды таңдауға, жылдамдықты таңдауға және реттеуге, моментті реттеуге немесе шектеуге, сондай-ақ шамадан тыс жүктемелерден қорғауға арналған қолмен немесе автоматты құралдарды қамтуы мүмкін. электрлік ақаулар.

Қозғалтқыш реттегішінің көптеген түрлері бар:

  1. Қозғалтқыштар
  2. Төмендетілген кернеу стартері
  3. Реттелетін жылдамдық драйвері
  4. Ақылды контроллер

Қолданбалар

Қарапайым механикалық қосқышты пайдаланудың орнына қозғалтқыш контроллерін пайдаланудың негізгі мақсаты - қозғалтқыштың жылдамдығын, іске қосылуын / айналуын және айналуын дәлірек басқару. Механикалық ажыратқыштың шегі - бұл ағымдағы шегі. Үлкен электр қозғалтқышы 30Amp және одан жоғары қуатты көтере алады, егер көптеген қосқыштар оны ала алмаса. Сонымен, біз қозғалтқыштың жылдамдығын пайдаланып басқара алмаймыз импульстік ен модуляциясы (PWM). Нарықтағы ең көп таралған қозғалтқыш контроллері қолданылады H-көпір тізбегі мұнда біз үлкен двигательді кішігірім сигналды басқара аламыз.

Қозғалтқыш реттегішінің түрлері

Қозғалтқыш контроллері қолмен, қашықтықтан немесе автоматты түрде басқарылуы мүмкін. Олар тек қозғалтқышты іске қосуға және тоқтатуға арналған құралдарды немесе басқа функцияларды қамтуы мүмкін.[2][3][4]

Электр қозғалтқышының реттегіші қозғалтқыштың тұрақты түрі сияқты қозғалатын түрі бойынша жіктелуі мүмкін магнит, серво, серия, бөлек қозғалған және айнымалы ток.

Қозғалтқыш контроллері қуат көзіне, мысалы, батарея блогы немесе қуат көзі және басқару схемасы аналогтық немесе сандық кіріс сигналдары түрінде қосылады.

Қозғалтқыштар

Сондай-ақ оқыңыз: Қозғалтқыш жұмсақ стартер

Кішкентай қозғалтқышты оны қуатқа қосу арқылы іске қосуға болады. Үлкен қозғалтқыш үшін қозғалтқыш стартері немесе қозғалтқыш контакторы деп аталатын мамандандырылған коммутациялық қондырғы қажет. Қуат берілген кезде тікелей желі (СЖ) стартері қозғалтқыш терминалдарын қуат көзіне бірден қосады. Кішірек өлшемдерде мотор стартері - бұл қолмен басқарылатын қосқыш; үлкенірек қозғалтқыштар немесе қашықтықтан немесе автоматты басқаруды қажет ететіндер магнитті контакторларды пайдаланады. Орташа кернеудегі қуат көздерінде жұмыс істейтін өте үлкен қозғалтқыштар (мың вольт) коммутациялық элементтер ретінде қуат ажыратқыштарын қолдануы мүмкін.

A тікелей желіде (DOL) немесе сызық бойынша стартер қозғалтқыш терминалдарына толық желілік кернеуді қолданады. Бұл мотор стартерінің ең қарапайым түрі. DOL қозғалтқышының стартерінде қорғаныс құралдары, ал кейбір жағдайларда жағдайды бақылау бар. On-line стартердің кіші өлшемдері қолмен басқарылады; үлкен өлшемдерде электр қозғалтқышының тізбегін ауыстыру үшін электромеханикалық контактор қолданылады. Қатты күйдегі тікелей стартерлер де бар.

Қозғалтқыштың жоғары кіріс тоғы қоректену тізбегіндегі кернеудің шамадан тыс төмендеуін тудырмаса, тікелей стартерді қолдануға болады. Тікелей желілік стартерге рұқсат етілген қозғалтқыштың максималды мөлшері осы себепті жабдықтаушы қызметпен шектелуі мүмкін. Мысалы, утилита ауылдық тұтынушылардан 10 кВт-тан жоғары қозғалтқыштар үшін төмендетілген вольтті стартерлерді қолдануды талап етуі мүмкін.[5]

DOL іске қосу кейде кішіден бастау үшін қолданылады су сорғылары, компрессорлар, жанкүйерлер және конвейер ленталары. Асинхронды қозғалтқыш жағдайында, мысалы 3 фазалы тиін-торлы қозғалтқыш, қозғалтқыш толық жылдамдықта жұмыс істегенге дейін жоғары бастапқы ток шығарады. Бұл бастапқы ток әдетте толық жүктеме тогынан 6-7 есе артық. Іске қосу тоғын азайту үшін үлкен қозғалтқыштарда төмен вольтты стартерлер болады немесе болады реттелетін жылдамдықты жетектер қуат көзіне кернеу түсуін азайту үшін.

Реверсті стартер қозғалтқышты екі бағытта да айналдыра алады. Мұндай стартерде екі DOL тізбегі бар - біреуі сағат тілімен, екіншісі сағат тіліне қарсы бағытта, бір уақытта жабылудың алдын алу үшін механикалық және электрлік құлыптармен.[5] Үш фазалы қозғалтқыштар үшін бұған кез-келген екі фазаны қосатын сымдарды ауыстыру арқылы қол жеткізіледі. Бір фазалы айнымалы ток қозғалтқыштары мен тұрақты ток қозғалтқыштары айналдыруды қалпына келтіруге арналған қосымша құрылғыларды қажет етеді.

Төмендетілген кернеу стартерлері

Төменгі кернеу, жұлдызды-дельта немесе жұмсақ стартерлер қозғалтқышты кернеуді азайту құрылғысы арқылы қуат көзіне қосады және қолданылатын кернеуді біртіндеп немесе сатылы түрде арттырады.[2][3][4] Қозғалтқышты төмендетілген кернеуді қамтамасыз ету үшін екі немесе одан да көп контакторларды пайдалануға болады. Көмегімен автотрансформатор немесе серия индуктивтілік, қозғалтқыш терминалдарында төменгі кернеу пайда болады, іске қосу моменті мен кіріс тоғын төмендетеді. Қозғалтқыш толық жүктеме жылдамдығының біраз бөлігіне жеткенде, стартер қозғалтқыш терминалдарында толық кернеуге ауысады. Автотрансформатор немесе сериялы реактор ауыр қозғалтқышты іске қосу тогын бірнеше секундқа ғана өткізетін болғандықтан, құрылғылар үздіксіз есептелген жабдықпен салыстырғанда әлдеқайда аз болуы мүмкін. Төменгі және толық кернеу арасындағы ауысу өткен уақытқа негізделуі мүмкін немесе ток датчигі қозғалтқыш тогы азая бастағанын көрсеткенде іске қосылуы мүмкін. Ан автотрансформатор стартері 1908 жылы патенттелген.

Реттелетін жылдамдықты жетектер

Негізгі мақала: Реттелетін жылдамдықты жетек

Ан реттелетін жылдамдықты жетек (ASD) немесе айнымалы жылдамдықты жетек (VSD) - бұл қозғалыс құралын және механикалық жүктеменің жұмыс жылдамдығын реттейтін құрал-жабдықтардың өзара байланысты тіркесімі. Реттелетін электр жетегі электр қозғалтқышынан және жылдамдық реттегішінен немесе қуат түрлендіргішінен және қосалқы құрылғылар мен жабдықтардан тұрады. Жалпы қолданыста «диск» термині тек контроллерге қолданылады.[3][4] Қазіргі заманғы ASD және VSD дискілерінің көпшілігі жұмсақ қозғалтқышты іске қосуды жүзеге асыра алады.[6]

Ақылды контроллерлер

Ан Ақылды қозғалтқыш контроллері (IMC) а микропроцессор қозғалтқышты басқару үшін қолданылатын қуатты электронды құрылғыларды басқару. IMC қозғалтқыштағы жүктемені бақылайды және сәйкесінше қозғалтқышқа сәйкес келеді момент мотор жүктемесіне дейін. Бұл азайту арқылы жүзеге асырылады Вольтаж айнымалы ток терминалдарына және сонымен бірге токты төмендету және квар. Бұл уақыттың көп бөлігінде аз жүктеме кезінде жұмыс істейтін қозғалтқыштардың энергия тиімділігін жақсарту шараларын қамтамасыз ете алады, нәтижесінде қозғалтқыш аз жылу, шу шығарады және діріл тудырады.

Реле шамадан тыс жүктеледі

Стартерде қозғалтқышқа арналған қорғаныс құралдары болады. Бұл минимумға жылу жүктемесінің релесін қосады. Жылулық шамадан тыс жүктеме іске қосу тізбегін ашуға арналған және осылайша қозғалтқыш ұзақ уақыт бойы қоректендіргіштен көп ток шығарған жағдайда қозғалтқыштың қуатын азайтады. Шамадан тыс жүктеме релесінде контур арқылы өтетін шамадан тыс токтан пайда болатын жылу әсерінен ашылатын қалыпты жабық контакт болады. Жылулық шамадан тыс жүктемелерде қозғалтқыш жұмыс істейтін ток күшейген сайын температура жоғарылайтын шағын қыздыру құрылғысы бар.

Жылу жүктемесінің релесінің екі түрі бар. Бір түрінде, а биметалдық жолақ қыздырғыштың жанында орналасқан, жылытқыштың температурасы жоғарылағанда, ол механикалық түрде құрылғының тұйықталуына және тізбектің ашылуына әкеліп соқтырады, қозғалтқыштың қуаты шамадан тыс жүктелсе, электр қуатын азайтады. Термалды шамадан тыс жүктеме қозғалтқыштың қысқа жоғары іске қосу тогын қолдана отырып, оны жұмыс істеп тұрған токтың артық жүктемесінен дәл сақтайды. Жылытқыштың катушкасы және екі металлды жолақтың әрекеті қозғалтқыштың іске қосылуына және қалыпты жұмыс істейтін токқа қонуға уақыт беретін кідірісті енгізеді. Жылу жүктемелері олардың қолданылуына байланысты қолмен немесе автоматты түрде қалпына келтірілуі мүмкін және оларды қозғалтқыштың жұмыс тоғына дәл орнатуға мүмкіндік беретін реттегіші болады.

Термиялық жүктеме релесінің екінші түрі а эвтектикалық қорытпа, сияқты дәнекерлеу, серіппелі контактіні сақтау үшін. Тым көп қыздыру элементінен ұзақ уақыт өткенде қорытпа балқып, серіппе түйіспесін босатады, басқару тізбегін ашып, қозғалтқышты өшіреді. Эвтектикалық қорытпа элементтері реттелмейтін болғандықтан, олар кездейсоқ бұрмалаушылыққа төзімді, бірақ жылытқыштың катушкасының элементін қозғалтқыштың номиналды тогына сәйкес келтіруді талап етеді.[5]

А бар электронды цифрлық шамадан тыс жүктеме релесі микропроцессор сондай-ақ, әсіресе жоғары қозғалтқыштар үшін қолданылуы мүмкін. Бұл құрылғылар қозғалтқыш тогын бақылау арқылы қозғалтқыш орамдарының қызуын модельдейді. Олар сондай-ақ есептеу және байланыс функцияларын қамтуы мүмкін.

Кернеуді қорғауды жоғалту

Магнитті контакторларды қолданатын стартерлер, әдетте, контакторлық катушкаға арналған қуат көзін қозғалтқыш көзімен бірдей көзден алады. Қозғалтқыштың іске қосу командасы шыққаннан кейін контакторлық катушканы қуатпен ұстап тұру үшін контактордан көмекші байланыс қолданылады. Егер қуат кернеуінің бір сәттік жоғалуы орын алса, контактор ашылады және жаңа іске қосу командасы берілгенге дейін қайтадан жабылмайды. бұл электр қуаты өшірілгеннен кейін қозғалтқышты қайта қосудың алдын алады. Бұл байланыс сонымен бірге төмен қуат көзінің кернеуінен және фазаның жоғалуынан аз дәрежеде қорғанысты қамтамасыз етеді. Дегенмен, контакторлық катушкалар катушкаға берілген қалыпты кернеудің 80% -нан аз тұйықталатын тізбекті ұстайтын болғандықтан, бұл қозғалтқыштарды төмен кернеу жұмысынан қорғаудың негізгі құралы емес.[5]

Серво контроллері

Негізгі мақалалар: Сервожетек және Сервомеханизм

Серво-контроллерлер - қозғалтқышты басқарудың кең санаты. Жалпы сипаттамалары:

  • тұйық цикл жағдайын нақты бақылау
  • жеделдету жылдамдығы
  • Сервомоторларды жылдамдықты дәл бақылау бірнеше қозғалтқыш түрлерінен жасалуы мүмкін, ең кең тарағаны:
    • щеткаланған тұрақты ток қозғалтқышы
    • щеткасыз тұрақты ток қозғалтқыштары
    • Айнымалы ток серво қозғалтқыштары

Серво-контроллерлер басқару циклін жабу үшін позициялық кері байланысты қолданады. Бұл әдетте жүзеге асырылады позиция кодерлері, шешушілер және Холл эффектінің сенсорлары тікелей өлшеу үшін ротор позициясы.

Басқа позиция бойынша кері байланыс әдістері артты өлшейді ЭҚК ротордың орнын анықтауға немесе катушкаға қуат бір сәтте өшірілген кезде пайда болатын Kick-Back кернеуінің өтпелі кезеңін анықтауға арналған қозғалмайтын катушкаларда. Сондықтан оларды жиі «сенсорсыз» басқару әдістері деп атайды.

A серво пайдалану арқылы басқарылуы мүмкін импульстің енін модуляциялау (PWM). Импульс қанша уақыт бойы жоғары болып қалады (әдетте 1 мен 2 миллисекунд аралығында) мотор қай жерде орналасуға тырысатынын анықтайды. Басқа бақылау әдісі - импульс және бағыт.

Қозғалтқыштың сатылы реттегіштері

Негізгі мақала: Қозғалтқыш
Сандық фотокамераларға арналған 6 арналы линзалық драйвер: Ром BD6753KV

Степпер немесе баспалдақ қозғалтқышы - синхронды, щеткасыз, жоғары полюсті, полифазалы қозғалтқыш. Басқару әдетте, бірақ тек қана ашық циклмен жүзеге асырылады, яғни, ротордың позициясы басқарылатын айналмалы өрістің артынан қабылданады. Осыған байланысты, қадамдарды нақты орналастыру тұйықталған басқару элементтеріне қарағанда қарапайым және арзан.

Заманауи степер-контроллерлер қозғалтқышты қозғалтқыштың тақтайшасының номиналды кернеуіне қарағанда әлдеқайда жоғары кернеулермен басқарады және кесу арқылы токты шектейді. Әдеттегі қондырғы - позициялау контроллері болуы керек, белгілі индексер, қозғалыс пен токтың шектелуіне жауап беретін жоғары және жоғары вольтты жетек тізбегіне импульстерді жіберу.

Сондай-ақ қараңыз

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ Ұлттық өрттен қорғау қауымдастығы (2008). «100-бап анықтамалары». NFPA 70 Ұлттық электрлік кодексі. 1 Batterymarch паркі, Куинси, Массачусетс 02169: NFPA. б. 24. Алынған 2008-01-15.CS1 maint: орналасқан жері (сілтеме)
  2. ^ а б Сискинд, Чарльз С. (1963). Өнеркәсіптегі электрлік басқару жүйелері. Нью-Йорк: McGraw-Hill, Inc. ISBN  0-07-057746-3.
  3. ^ а б в Ұлттық өрттен қорғау қауымдастығы (2008). «430 бап қозғалтқыштар, мотор тізбектері және контроллерлер». NFPA 70 Ұлттық электрлік кодексі. 1 Batterymarch паркі, Куинси, Массачусетс 02169: NFPA. б. 298. Алынған 2008-01-15.CS1 maint: орналасқан жері (сілтеме)
  4. ^ а б в Кэмпбелл, Сильвестр Дж. (1987). Қатты күйдегі айнымалы ток қозғалтқыштарын басқару. Нью-Йорк: Marcel Dekker, Inc. ISBN  0-8247-7728-X.
  5. ^ а б в г. Террелл Крофт және Уилфорд Саммерс (ред), Американдық электриктердің анықтамалығы, он бірінші басылым, McGraw Hill, Нью-Йорк (1987) ISBN  0-07-013932-6 78-150 - 7-159 беттер
  6. ^ «Жұмсақ старт». machinedesign.com.