Регулиране на постояннотоковото напрежение

Днес, както в промишлеността, така и в гражданската сфера, има много инсталации, електрически задвижвания, технологии, при които захранването не изисква променливо, а постоянно напрежение. Такива инсталации включват различни промишлени машини, строителна техника, електродвигатели за транспорт (метро, ​​тролейбус, товарач, електрически автомобил) и други постоянни инсталации от различни видове.

Захранващото напрежение за някои от тези устройства трябва да бъде променливо, така че, например, променящият се захранващ ток към електродвигателя води до съответна промяна в скоростта на въртене на неговия ротор.

Един от първите начини за регулиране на постояннотоковото напрежение е регулирането с реостат. Тогава можем да си припомним двигателя на веригата - генератор - двигател, където отново чрез регулиране на тока в намотката на възбуждане на генератора е постигната промяна в работните параметри на крайния двигател.

Но тези системи не са икономични, те се считат за остарели, а регулаторните схеми са много по-модерни. на базата на тиристори, Регулацията на тиристора е по-икономична, по-гъвкава и не води до увеличаване на общите масови параметри на инсталацията. Обаче първо първо.

Реостатично регулиране (регулиране с допълнителни резистори)

Регулирането чрез верига от серийно свързани резистори ви позволява да промените тока и напрежението на електродвигателя, като ограничите тока в неговата котва на веригата. Схематично изглежда като верига от допълнителни резистори, свързани последователно към намотката на двигателя и свързани между него и положителния извод на източника на захранване.

Някои резистори могат да бъдат изключвани от контактори, ако е необходимо, така че токът през намотката на двигателя да се промени съответно. Преди това в тяговите електрически задвижвания този метод на регулиране беше много разпространен и поради липсата на алтернативи беше необходимо да се постигне много ниска ефективност поради значителните топлинни загуби на резисторите. Очевидно това е най-малко ефективният метод - излишната мощност просто се разсейва под формата на ненужна топлина.

Наредба за двигателя - генератор - система на двигателя

Тук напрежението за захранване на постояннотоковия мотор се получава локално с помощта на постоянен ток. Задвижващият мотор завърта постояннотоковия генератор, който от своя страна захранва двигателя на задвижването.

Регулирането на работните параметри на двигателя на задвижването се постига чрез промяна на тока на намотката на възбуждане на генератора. Токът на намотката на генераторното поле е по-висок - колкото по-високо напрежение се подава към крайния двигател, толкова по-нисък ток на полето на генераторното поле - по-ниско напрежение, съответно, се подава към крайния двигател.

Тази система на пръв поглед е по-ефективна от просто разсейване на енергия под формата на топлина чрез резистори, но има и своите недостатъци. Първо, системата съдържа две допълнителни, доста големи по размер електрически машини, които трябва да се обслужват от време на време. Второ, системата е инерционна - свързаните три машини не са в състояние рязко да променят хода си. В резултат отново ефективността е ниска. Въпреки това от известно време подобни системи се използват във фабриките през 20-ти век.

Метод на тиристорен контрол

С появата на полупроводникови устройства през втората половина на 20 век стана възможно създаването на тиристорни регулатори с малък размер за постояннотокови двигатели.Двигателят с постоянен ток беше просто свързан към променливотоковата мрежа през тиристора и чрез промяна на фазата на отваряне на тиристора стана възможно да се получи плавен контрол на скоростта на въртене на ротора на двигателя. Този метод позволи да направи пробив в повишаването на ефективността и скоростта на преобразувателите за захранване на двигатели с постоянен ток.

Сега се използва методът за управление на тиристора, по-специално за управление на скоростта на въртене на барабана в автоматичните перални машини, където колекторният високоскоростен мотор служи като задвижване. В интерес на истината, отбелязваме, че подобен метод на регулиране работи при тиристорни димери, които могат да контролират яркостта на сиянието на лампите с нажежаема жичка.

PWM-базирано управление с променлива връзка

Директният ток с помощта на инвертор се преобразува в променлив ток, който след това се увеличава или намалява с помощта на трансформатор и след това се коригира. Ректифицираното напрежение се прилага към намотките на двигателя с постоянен ток. Може би допълнително регулиране на импулса чрез PWM модулация, тогава постигнатият ефект върху изхода е донякъде подобен на регулацията на тиристора.

Наличието на трансформатор и инвертор по принцип води до повишаване на цената на системата като цяло, но съвременната полупроводникова база ви позволява да изграждате преобразуватели под формата на готови устройства с малък размер, захранвани от мрежата за променлив ток, където трансформаторът струва високочестотен импулс и в резултат размерите са малки, а ефективността вече достига 90 %.

Импулсен контрол

Системата за управление на импулсите на двигателите с постоянен ток е по структура подобна на импулсна DC-DC преобразувател, Този метод е един от най-модерните и днес се използва в електрическите автомобили и се прилага в метрото. Връзката на понижаващия преобразувател (диод и индуктор) се комбинира в серийна верига с намотката на двигателя и чрез регулиране на ширината на импулсите, подадени към връзката, те постигат необходимия среден ток през намотката на двигателя.

Такива импулсни системи за контрол, всъщност - импулсни преобразуватели, се характеризират с по-висока ефективност - повече от 90% и имат отлична скорост. Той предлага големи възможности за възстановяване на енергия, което е много важно за машини с висока инерция и за електрически автомобили.