Регулятор оборотов с обратной связью: Регулятор оборотов с обратной связью по скорости , токовой отсечкой и плавным запуском для универсального коллекторного двигателя. — Электропривод

Содержание

Регулятор оборотов с обратной связью по скорости , токовой отсечкой и плавным запуском для универсального коллекторного двигателя. — Электропривод

Привет всем.В этой теме я расскажу про регулятор оборотов с обратной связью по скорости , токовой отсечкой и плавным запуском для универсального коллекторного двигателя или двигателя постоянного тока.Получилось подобие сервопривода.Схема подойдет не только для доработки мини-дрели , но и как блок управления коллекторным двигателем для небольших китайских станков, вместо штатной платы.

У меня была тема в законченных проэктах про сверлильное приспособление для часового токарного станка Т-28 на основе китайской мини-дрели Hilda.

Все отлично работало,насверлил кучу отверстий сверлами 1.2 мм и меньше.Но вот срочно понадобилось сверлить сверлами диаметром 3-4 мм.И здесь штатный регулятор оборотов перестал справляться со своей задачей.Я решил собрать нормальный регулятор.

Пару лет назад я за несколько  дней придумал и собрал для постоянного клиента блок управления крупным универсальным коллекторным  двигателем, который крутил шнек на немецком экструдере на производстве пластикового профиля.

Родной блок выгорел после залития водой из лопнувшей трубы.Этот блок не только спас клиенту горящий заказ но и оказался надежнее и удобнее родного.Там их уже 4 штуки работает и ничего пока не ломалось.

Я решил для сверлильного приспособления просто выкинуть все лишнее из блока управления движком экструдера-схема вышла удачная, зачем второй раз велосипед изобретать.

Сразу предупреждаю, что блок управления был собран в основном из радиодеталей конца СССР, которых у меня  схабарено с забросок в виде разных ЗИП ов просто огромное колличество.И оно все растет!Покупать и изобретать что то крутое и современное было некогда-у клиента горел заказ, о чем он был предупрежден само собой.

Этот регулятор оборотов то же на устаревшей элементной базе, но никто не мешает повторить этот принцип на чем угодно , если кто то ненавидит старую элементную базу.Мне иногда наоборот нравится немного онанизма со старыми радиодеталями.

Вот схема:

Немного про то, как оно работает:

То, что обведено пунктиром-находится непосредственно в корпусе мини-дрели. Это оптический датчик оборотов из инфракрасных фототранзистора и светодиода.Вместо диска с отверстиями или темными-светлыми участками используются лопасти вентилятора.Со специальным диском с большим колличеством отверстий было бы лучше -но в данном случае его некуда поставить.VT13-усилитель сигнала фоторанзистора.С самим регулятором он связан экранированным кабелем.

На элементах TV1,VDS1, DA1  и то что рядом с ними собран стабилизированный источник питания 12 вольт.Выключатель SA2 включает -выключает двигатель сверлилки.Вентилятор работает все время.

На транзисторах VT1-VT2 собран датчик перехода напряжения через ноль.На конденсаторе С6 имеем подобие «пилы».

Транзистор VT3-буферный каскад для «пилы».

Резистором R5 задается минимальная скорость вращения.

Транзистор VT4-каскад сравнения.На базу подается «пила» на эмитер-напряжение пропорциональное скорости вращения.

VT5- ключ, разрешающий работу блокинг-генератора на транзисторе VT6. Он вырабатывает пачки импульсов управления , которые через импульсный трансформатор TV2 поступают на управляющий электрод тиристора.

На диодах VD5-VD6 и элементах рядом с ними собран преобразователь частоты импульсов с датчика скорости в напряжение пропорциональное скорости.Обращаю внимание на конденсатор С13.Его емкость тем меньше, чем больше отверстий в диске-датчике скорости.А чем больше отверстий -тем более линейную регулировку имеем.

VT7-буферный каскад , на его выходе резистор R16-регулятор скорости.

Транзистор VT8  обеспечивает плавный разгон двигателя.Время разгона можно корректировать емкостью конденсатора С15.Диоды VD7-VD8 для его быстрой разрядки при отключении питания и повторном запуске.

Трансформатор тока TA1- датчик тока.Напряжение с него подается на R25 , которым регулируется чувствительность защиты по току.Потом напряжение выпрямляется VD10 и поступает на тригер на транзисторах VT10-VT11.При заклинивании или перегрузке тригер переключается, загорается светодиод HL3 -«авария» и ключевой транзистор VT9 , блокирует импульсы управления на тиристор. Перезапуск -выключением питания SA2.Конденсатор С17 определяет небольшую задержку на срабатывание токовой отсечки.

Трансформатор TV1-любой малогабаритный на 12 вольт.Трансформатор TA1-трансформатор тока самодельный.Можно использовать что угодно с готовой вторичной обмоткой , добавив первичную.

Импульсный трансформатор самодельный или любой промышленный из плат с тиристорами.

Дроссель L1 для подавления помех, самодельный или подходящий по току от импульсных блоков питания.

Силовая часть схемы не содержит ничего интересного.Элементы взяты с запасом по току.Варистор VDR1 и C11-R11 гасят выбросы напряжения в переходных режимах работы электродвигателя.

Колличество транзисторов и вспомоготельных элементов завышено.Но зато схема начинает работать сразу, после сборки.Не надо подбирать режимы, чем грешило большинство схем из «Радио».

Транзисторы-любые маломощные , не принципиально.На месте VT6-средней мощности.

А теперь немного фоток, как я запихал оптопару в мини дрель.

Вот мини дрель в разборе

  

  

А вот оптопара от какой то оргтехники

Пилим ее пополам и немного обточим напильником

 

В корпусе мини-дрели вырезаем два окна для крепления оптопары

 

Части оптопары сажаем на кусочек макетной платы

Вставляем ротор на место и потом оптопару , теперь она смотрит через вентилятор

 

Закрываем крышечкой

Делаем крепление для вентилятора

 

Собираем на кусочке макетной платы усилитель оптопары

И собираем все-понятно из фоток

  

   

 

А вот разводить плату мне было лень!Если кто то это сделает и выложит-да еще возможно на СМД шках-тому респект!Я как в радиолюбительской юности быстро нарезал площадки на куске стеклотекстолита и собран аккуратно навесным монтажем

Корпус по быстрому согнул из оцинковки-а то уже сверлить пора

  

   

Корпус без вентиляции-там почти ничего не греется, а попадание стружки не входит в наши планы.

И вот оно в готовом виде.

  

А вот так оно теперь выглядит на станке

Результат меня полностью устроил.Отлично сверлит , скорость не проседает, при изменении нагрузки.Учитывая что это мини-дрель и часовой станок -сверло 5мм по стали в легкую.Если сверло все же заклинило-срабатывает токовая отсечка.За счет компьютерного вентилятора, который работает и в паузах между сверлениями, двигатель не перегревается.А уж плавный запуск-это просто приятно.Скорость регулируется визуально от оборотов 300- для мелких сверл меньше не надо.Можно бы сделать почти от нуля, но тогда в качестве датчика уже не пойдут лопасти вентилятора-будет нужен диск с отверстиями или прорезями с несколькими десятками отверстий.Подойдет и готовый узел от например принтера.

Если у этого регулятора усилить силовую часть схемы-он вполне справится и с гораздо более крупными электромоторами типа стиралочного и крупнее.Возможен вариант и  без диодного моста в силовой части -с двумя встречно включенными  тиристорами. Только добавить еще одну обмотку к импульсному трансформатору.

При небольшой доработке схема будет работать вместо оптического датчика с тахогенератором.

Заранее приношу извинения, если где то в описании перепутал обозначения деталей.Но на самой схеме все точно-проверял многократно.

Регулятор мощности с обратной связью

И.СЕМЕНОВ,
141980, Московская обл., г.Дубна, ул.Мира, 9/6 — 4, тел.(221)4-54-00.

Часто необходимо понизить частоту вращения электродрели или иного электроинструмента с коллекторным двигателем переменного тока. В большинстве случаев регуляторы мощности хорошо управляют активной нагрузкой, тогда как регулирование реактивной нагрузки имеет свои особенности. Обычно используют или число-импульсный, или фазо-импульсный принцип регулирования. Схема регулятор мощности показана на рисунке 1.


Рисунок — Регулятор мощности

Достаточно полно эти вопросы отражены в публикациях разных лет, например в [1. ..3].

Предлагаемая схема обеспечивает регулирование с обратной связью по току коллекторного двигателя переменного тока, благодаря чему при увеличении нагрузки соответственно увеличивается крутящий момент на валу. Схема была реализована для привода швейной машины в производственных условиях. Для регулирования оборотов швейных машин применяют угольные (таблеточные) реостаты, которые весьма недолговечны. Регулятор, приведенный на рисунке, состоит из силового ключа на тринисторе VS1, выпрямительных вентилей VD1, VD2 и переменного резистора R2 в цепи управления. На выходе предусмотрен выпрямительный мост. Все элементы регулятора смонтированы на плате навесным монтажом и закрыты ударопрочным корпусом. Перегрева тринистора не наблюдалось, поэтому он установлен на монтажной стойке без теплоотвода.

Некоторую трудность представляет механический узел, передающий усилие от педали на ось потенциометра, но это преодолимо, если применить зубчатый сектор и шестерню.

Характерная черта работы регулятора — его обратная связь по нагрузке. При увеличении нагрузки увеличивается крутящий момент на валу двигателя. Благодаря этому машина легко проходит утолщения в виде швов, работает более плавно. Искрения на коллекторе не наблюдалось.

При использовании регулятора для более мощных двигателей необходимо подобрать по току выпрямительный мост и тринистор установить на радиатор.

Литература

1. Бастанов В.Г. 300 практических советов.— 1989.

2. Радио.— 1990.— N1.

3. Радиолюбитель. — 1996. —N12.

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ 12/97, с.21.

Регулятор оборотов коллекторного двигателя с обратной связью

Плата регулятор оборотов без потери мощности для двигателей от стиральных машин, controller TDA1085 

Полностью собранная настроенная и проверенная плата регулировки оборотов двигателей от стиральных машин без потери мощности для двигателей мощностью до 1000 Вт. Плата собрана на оригинальном контроллере TDA1085C? а не его дешевых аналогах/ Установлен мощный симистор с током до 40 А что обеспечивает большой запас устройства по мощности. Данная плата служит для управления коллекторным двигателем который оснащен таходатчиком или датчиком холла. Такие двигатели установлены на современные стиральные машины Indesit, Samsung, LG и других. Регулятор позволяет изменять скорость вращения вала двигателя с поддержанием мощности в пределах от 0 до15000 оборотов вминуту. Скорость вращения двигателя отслеживается тахогенератором. 

Видео обзор платы регулятора оборотов с обратной связью:

Плата обеспечивает поддержку оборотов без потери мощности даже на минимальных оборотах двигателя!

Так как двигатели от стиральных машин обладают высокой надежностью, и достаточно доступны по цене,при этом у многих просто лежат дома без дела от сломанной стиральной машины, то их широко применяют для изготовления различных станков и приспособлений: точильных станков, токарных и даже фрезерных станков, сверлильных станков, медогонок, гончарных кругов, и другого оборудования.

Плата не только регулирует обороты, но и надежно поддерживает их при появлении нагрузки на валу!

На плате установлены подстроечные резисторы для настройки:

— Максимальных оборотов
— Скорости набора оборотов при вращении потенциометра
— Скорости реакции платы на появление нагрузки на валу
— Подстройки и синхронизации работы таходатчика

Комплектация платы регулятора оборотов:

1. Спаянная, настроенная и проверенная плата регулятора оборотов.
2. Переменный резистор с пластиковой ручкой.
3. Клавишный переключатель включения контроллера.
4. Клавишный переключатель направления вращения (Для реверса).
5. Светодиод индикации.
6. Запасной предохранитель.
7. Краткое описание.

Есть в наличии комплект платы регулятора оборотов со всеми необходимыми проводами. Помимо самой платы в комплект входит:

  1. Сетевой шнур для подключения питания длинной 1 метр.
  2. Провод для подключения таходатчика длинной 1 метр
  3. Провода для подключения двигателя с распаянным тумблером реверса. От тумблера до двигателя 1 метр
  4. Светодиод с проводом 20 см.
  5. Тумблер включения с проводом 20 см.
  6. Резистор регулятора оборотов с с проводами 20 см.
  7. Запасной предохранитель и краткое описание прилагаются

Стоимость платы регулятора оборотов с комплектом проводов составит 800 грн. Если вам необходим такой комплект, то  обязательно сообщите об этом по телефону и напишите в комментарии к заказу.

Техника безопасности при работе с регулятором
Для того чтобы избежать поражения электрическим током при обращении с регулятором оборотов, соблюдайте основные меры безопасности:
— Никогда не прикасайтесь к подключенной к сети 220v плате руками.
— С осторожностью проводите настройку платы, при необходимости делайте это при помощи отвертки с прорезиненной ручкой.
— Будьте аккуратны с переменным резистором, на нем тоже присутствует напряжение в местах подключения к клемм и в местах соединения с проводами.
 — Настоятельно рекомендую сначала подключить двигатель и сетевой провод к плате, а затем уже подключать к сети 220V. — Желательно плату поместить в корпус, предусмотрев отверстия 
для вентиляции. Если корпус металлический обязательно его заземляем, вместе с двигателем.
— Не допускайте перегрева симистора, отслеживайте температуру путем на радиаторе. Температура не должна превышать 80°С. Не прикасайтесь к радиатору до отключения регулятора от сети.
— Помните, что в случае выхода симистора из строя, двигатель может выйди на максимальные обороты, поэтому установите кнопку аварийного отключения питания.

Ознакомится со схемой подключения данной платы к двигателю, а так же особенности подключения датчика Холла вы можете в статье перейдя по ссылке

Схема коммутации реверса двигателя:

Видео обзор подключения реверса к плате регулятора оборотов

 

Контроллер двигателя и типы приводов

AC

Контроллеры и приводы двигателей переменного тока

— это электронные устройства, которые изменяют входную мощность двигателей, обычно регулируя частоту мощности двигателя с целью регулирования выходной скорости и крутящего момента.Основные характеристики включают предполагаемое применение, режим работы привода, тип двигателя, тип инвертора, классификацию напряжения системы контура, номинальную мощность, интерфейс связи, а также электрические характеристики входа и выхода.

Контроллеры и приводы двигателей переменного тока

используются в основном в технологических процессах для управления скоростью насосов, вентиляторов, нагнетателей и т. Д. Они известны как приводы с регулируемой скоростью, преобразователи частоты или инверторы переменного тока. Контроллер, обычно интегрированный со схемами привода, подает управляющие сигналы на привод.

постоянного тока

Контроллеры и приводы двигателей постоянного тока

— это электрические устройства, которые изменяют входную мощность, настраивая источник постоянного или переменного тока на импульсный выход постоянного тока с изменяющейся длительностью или частотой импульса. Основные характеристики включают предполагаемое применение, режим работы привода, тип двигателя, систему контура, классификацию напряжения, номинальную мощность, тип выходного сигнала, интерфейс связи, а также электрические характеристики входа и выхода. Контроллеры и приводы двигателей постоянного тока используются в основном для управления скоростью и крутящим моментом двигателей для станков, электромобилей, насосов и т. Д.Контроллер, обычно интегрированный со схемами привода, подает управляющие сигналы на привод.

Серводвигатель

Контроллеры и приводы серводвигателей

— это электронные устройства, которые изменяют входную мощность, настраивая источник постоянного или переменного тока на импульсный токовый выход с изменяющейся длительностью или частотой импульса. Основные характеристики включают предполагаемое применение, тип двигателя, режим работы привода, систему контура, номинальную мощность, тип выходного сигнала, интерфейс связи, а также электрические характеристики.Контроллеры и приводы серводвигателей используются, в основном, в приложениях управления движением в производственных и строительных средах, среди прочего, и используются для управления скоростью, крутящим моментом и положением двигателей, и могут работать как на переменном, так и на постоянном токе. Серводвигатели используются во многих приложениях, включая станки, микропозиционирование и робототехнику, а также многие другие типы оборудования, такие как конвейеры или системы привода шпинделя. Контроллер, обычно интегрированный со схемами привода, подает управляющие сигналы на привод.Сервоприводы также известны как усилители серводвигателей.

Шаговый

Контроллеры и приводы шаговых двигателей

— это электронные устройства, которые изменяют входную мощность, настраивая источник постоянного или переменного тока на импульсный или «ступенчатый» выходной ток.

Основные характеристики включают предполагаемое применение, тип двигателя, режим работы привода, систему контура, номинальную мощность, тип выходного сигнала, интерфейс связи, а также электрические характеристики.

Контроллеры и приводы шаговых двигателей

используются в основном в приложениях управления движением в производственных и строительных средах, среди прочего, и используются для управления скоростью, крутящим моментом и положением двигателя.Они используются во многих приложениях, включая станки, микропозиционирование и робототехнику, а также многие другие типы оборудования, такие как конвейеры или OEM-оборудование. Контроллер, обычно интегрированный со схемами привода, подает управляющие сигналы на привод. Шаговые приводы также известны как импульсные приводы и шаговые усилители. Контроллеры шагового двигателя также известны как индексаторы двигателей.

Контроллеры двигателей и приводы — Области применения и отрасли

В отличие от серводвигателей и шаговых двигателей, для большинства двигателей переменного и постоянного тока не требуются контроллеры или приводы, кроме простейших пускателей двигателей и аналогичных защитных устройств.Приводы электродвигателей переменного тока используются, когда желательно регулирование скорости электродвигателя переменного тока, поскольку управление скоростью в асинхронном электродвигателе переменного тока обычно не выполняется — после того, как электродвигатель указан (по количеству полюсов), рабочая скорость указывается на паспортной табличке. С другой стороны, щеточные двигатели постоянного тока, в основном, регулируются по скорости, просто изменяя напряжение, подаваемое на ротор двигателя и поле. Это можно сделать с помощью простого реостата; ни контроллер, ни привод не нужны. Новые бесщеточные двигатели постоянного тока не имеют механической коммутации и, следовательно, требуют контроллеров и приводов для электронной коммутации магнитного поля.Серводвигатели и шаговые двигатели, поскольку они представляют собой устройства позиционирования, в отличие от машин вращательного движения, также требуют контроллеров и драйверов для их работы.

Приводы двигателей переменного тока

используются для управления скоростью двигателей, приводящих в действие насосы, вентиляторы и т. Д., Где в противном случае можно было бы использовать традиционные клапаны или заслонки для регулирования потока. Электроприводы переменного тока используются для повышения эффективности за счет настройки скорости насоса, вентилятора и т. Д. В точном соответствии с требованиями.

Приводы двигателей постоянного тока

используются для управления двигателями постоянного тока с постоянными магнитами, работающими от источников переменного тока.Двигатели постоянного тока обладают очень хорошим крутящим моментом на низкой скорости, что делает их особенно подходящими для лебедок, кранов и т. Д., Где необходимо поднимать грузы без «пуска с хода». До появления электронных систем управления постоянным током мы часто использовали электродвигатели постоянного тока в качестве электродвигателей-генераторов для выработки постоянного тока через асинхронные электродвигатели переменного тока.

Контроллеры и приводы серводвигателей

полагаются на обратную связь от серводвигателей для управления положением, скоростью, ускорением и т. Д. Производители серводвигателей обычно поставляют приводы, которые работают с их двигателями.Хотя для степперов не требуется петля обратной связи, некоторые ее используют. Производители шаговых двигателей также обычно поставляют приводы для своих двигателей. Большинство производителей серводвигателей и шаговых двигателей предоставляют диаграммы в качестве указаний, какие двигатели будут работать с какими приводами.

Соображения

Выбор контроллеров двигателей и приводов начинается с знания типа двигателя. Соответствующие подкатегории затем согласовываются с этой базовой информацией.

Решение об использовании приводов переменного тока для асинхронных двигателей часто является экономическим решением, основанным на рабочих характеристиках конкретной установки: как часто насос или вентилятор работает с дроссельными клапанами или решетчатыми воздуховодами.По крайней мере, один производитель предлагает калькулятор (см. Ниже) для определения экономии энергии приводов переменного тока на основе конкретных сценариев эксплуатации. Двигатели, предназначенные для использования с приводами с регулируемой скоростью, обычно рассчитаны на работу с инвертором.

Еще одно соображение для приводов переменного тока — это характер применения, в котором постоянный крутящий момент и переменный крутящий момент являются основными разделами. Для применений с переменным крутящим моментом, таких как центробежные вентиляторы, требования к крутящему моменту зависят от скорости двигателя. Для приложений с постоянным крутящим моментом, таких как конвейеры, требования к крутящему моменту одинаковы независимо от скорости двигателя.Приводы переменного тока обычно предназначены для работы с переменной или постоянной скоростью.

Щеточные двигатели постоянного тока, работающие от переменного тока, обычно приводятся в действие с помощью тиристорных мостовых выпрямителей, которые позволяют переменному току течь к двигателю только в одном направлении, копируя источник питания постоянного тока. Более подробную информацию можно найти в приведенных ниже ссылках. Такие поставщики, как Baldor, предоставляют устройства управления постоянным током для односторонних и рекуперативных приложений для двигателей постоянного тока мощностью до 5 лошадиных сил, а через свою материнскую компанию (ABB) предлагает приводы постоянного тока мощностью до 3000 л.с.Для односторонних приводов обычно требуется тормоз для остановки двигателя, в то время как рекуперативные приводы могут вращать двигатель в любом направлении и, таким образом, обеспечивать тормозное усилие за счет реверсирования. Генерируемая мощность обычно отводится через реверсивные резисторы.

Электродвигатели постоянного тока

, работающие от систем постоянного тока, такие как электрические домкраты для поддонов, также используют средства управления для изменения скорости и направления. Для бесщеточных двигателей постоянного тока или двигателей с постоянным магнитом также требуются контроллеры для электронной коммутации их магнитных полей.

Серводвигатели

могут быть переменного или постоянного тока, с постоянным током, как щеточного, так и бесщеточного типов. Во всех случаях они требуют контроля, потому что они являются устройствами обратной связи. Линейные двигатели обычно основаны на сервоприводах и также требуют управления.

Шаговые двигатели

, как правило, не требуют обратной связи, но должны быть «настроены» при включении, чтобы двигатель знал, где он находится. Отсюда он считает шаги, чтобы отслеживать позицию. Некоторые шаговые двигатели подключают свои приводы непосредственно к раме двигателя.

Важные атрибуты

Полупроводниковый прибор

Вообще говоря, IGBT и SCR используются для устройств среднего и высокого напряжения, в то время как MOSFET используются в приложениях с низким энергопотреблением.

Входная фаза двигателя

Двигатели, как правило, являются одно- или трехфазными машинами, в зависимости от фазы переменного тока, который их питает. Шаговые двигатели являются исключением в этом отношении, поскольку фаза относится к архитектуре самого шагового двигателя, обычно описываемого как двух- или пятифазный.У Oriental Motors есть хорошая статья, в которой обсуждается разница, цитируемая ниже.

Корпуса

Электрические шкафы определены в соответствии с критериями NEMA или IEC по защите окружающей среды и проникновению.

Режим работы привода

Как обсуждалось выше, приводы переменного тока обычно проектируются как с постоянным, так и с переменным крутящим моментом в зависимости от области применения.

Ресурсы

Категории связанных продуктов

Прочие изделия из двигателей

Прочие «виды» статей

Больше от Instruments & Controls

Контроль крутящего момента и скорости двигателя


Предыдущий «Типы приводов с регулируемой скоростью» • Вернуться к указателю • Следующий «Несколько приводов — координированное управление»


Управление двигателем крутящий момент и скорость или скорость — это выбор рабочего режима, доступный для большинства основных приводов постоянного тока и некоторых приводов переменного тока типа vector .Для некоторых продуктов Режим скорости может включать мощность для регенерации .

1.) Приводы постоянного тока — Контроль крутящего момента:

Для управления крутящим моментом двигателей постоянного тока привод постоянного тока регулирует ток якоря.

Напряжение якоря не регулируется, что позволяет двигателю работать с любой скоростью, необходимой для достижения заданного уровня тока / крутящего момента. Такая установка может использоваться для любых приводных валков с постоянным крутящим моментом и простых намоточных устройств для регулировки приблизительного натяжения для работы с центральным ветром с малым коэффициентом усиления.Для центральных намоточных устройств с режимом крутящего момента и фиксированного входного задания крутящий момент остается постоянным, создавая эффект натяжения конуса, если оператор станка не увеличивает заданное значение крутящего момента по мере увеличения диаметра.

Прямое регулирование крутящего момента может иметь нежелательный эффект, вызывая разгон до максимальной скорости в случае поломки полотна или потери нагрузки, если в приводе не предусмотрена функция «Ограничение максимальной скорости или напряжения». Эти эффекты могут быть компенсированы дополнительным приводом. дополнительные платы и / или внешние схемы управления для обеспечения полнофункционального «центрального ветра с постоянным напряжением», CTCW, управления с включенной компенсацией трения, инерции, изменения диаметра и т. д.Некоторые приводы, такие как цифровой привод постоянного тока Carotron ELITE PRO, включают микропрограммное обеспечение CTCW.

ПРИМЕНИМЫЕ ТОВАРЫ:

СЕРИЯ СОБСТВЕННИКОВ

СЕРИЯ ADP100

ПИДЖАК СЕРИИ

ЭЛИТНАЯ СЕРИЯ

ВЫБОР СЕРИИ

СЕРИЯ ELITE PRO

RCP200 СЕРИИ

2.) Приводы переменного тока — Контроль крутящего момента:

Привод переменного тока использует комплексную обработку напряжения, тока, частоты и положения двигателя, чтобы обеспечить возможность регулирования крутящего момента.Для работы в режиме МОМЕНТ обычно требуется обратная связь от энкодера. Даже оценка способности инверторного привода регулировать крутящий момент — непростая задача. Не думайте, что инвертор и двигатель, работающие в режиме «крутящего момента», будут создавать линейный и пропорциональный выходной крутящий момент относительно задания. Полное управление крутящим моментом может зависеть от использования внешней схемы задания крутящего момента или управления, которое обладает гибкостью и возможностью регулировки для компенсации любых недостатков привода / двигателя.

3.) Приводы постоянного тока — Контроль скорости (скорости):

Для регулирования скорости двигателя постоянного тока привод обычно управляет напряжением якоря. Насколько хорошо это работает, зависит от того, какой сигнал обратной связи используется для представления скорости двигателя. См. Раздел C, «Управление по разомкнутому и замкнутому циклам». Общие варианты выбора для некоторых приводов постоянного тока следующие:

A. AFB — Обратная связь якоря

B. TFB — обратная связь с тахометра

C. EFB — обратная связь энкодера

А.) AFB — Обратная связь якоря

Метод обратной связи по напряжению якоря, также называемый обратной связью якоря, основан на способности двигателя постоянного тока действовать как генератор постоянного тока. Когда двигатель постоянного тока вращается, он генерирует уровень напряжения, называемый счетчиком или противоэдс , который пропорционален скорости вращения. Как и во всех «генераторах», на генерируемую мощность также влияет сила магнитного потока поля.

Поскольку напряжение якоря, поступающее от привода, выводится в виде импульсов, напряжение противо-ЭДС может быть измерено между импульсами.Затем этот сигнал подается в схему регулирования скорости привода, контур скорости, чтобы отрегулировать силовую часть привода для поддержания постоянного напряжения двигателя. Основное преимущество обратной связи якоря заключается в том, что (с приводами постоянного тока Carotron) не требуются дополнительные компоненты привода или двигателя.

Некоторые проблемы, связанные с работой обратной связи якоря, связаны с определенными характеристиками двигателя постоянного тока. Одна из проблем заключается в том, что даже при постоянном напряжении якоря скорость двигателя может упасть на несколько процентов, когда двигатель нагружен.Это падение происходит из-за потерь «внутреннего сопротивления» в якоре двигателя и устраняется в приводах постоянного тока путем добавления «компенсации внутреннего сопротивления», IR Comp, pot и сигнала.

Схема IR Comp определяет увеличение нагрузки, а затем увеличивает напряжение якоря, чтобы предотвратить падение скорости. К сожалению, влияние потерь IR обычно не одинаково в диапазоне скоростей двигателя, и конкретная настройка IR Comp лучше всего работает при определенной скорости двигателя.

Другая проблема с обратной связью якоря связана с работой двигателя в качестве «генератора» и с тем, как на нее влияет сила магнитного потока поля.В намотанном электромагнитном поле (ах) двигателей с шунтирующим полем повышение температуры по мере прогрева двигателя (сразу после включения питания) приведет к увеличению сопротивления обмотки возбуждения. Это вызывает уменьшение тока возбуждения и силы магнитного потока, что, в свою очередь, вызывает уменьшение генерируемого напряжения, которое при использовании в качестве обратной связи по скорости вызывает увеличение скорости двигателя, поскольку привод пытается поддерживать постоянную обратную связь по напряжению якоря.

Влияние напряженности шунтирующего поля на скорость и крутящий момент двигателя постоянного тока может быть использовано с пользой в некоторых приложениях, прежде всего известных как приложения « ПОСТОЯННАЯ МОЩНОСТЬ» .В этих приложениях скорость можно «поменять местами» на крутящий момент, чтобы обеспечить высокий крутящий момент при низкой скорости и высокую скорость при низком крутящем моменте. Velocity Mode Center Winder — это пример применения, в котором требуются низкий крутящий момент и высокая скорость на начальном валке и по мере увеличения диаметра; уменьшение скорости вращения сопровождается увеличением требований к крутящему моменту. В приложениях с более высокой мощностью, использующих специально разработанные двигатели, обычно> 5 л.с., управление полем двигателя постоянного тока может обеспечиваться приводом или независимым РЕГУЛЯТОРОМ ПОЛЯ.См. Раздел H. Подъемники постоянной мощности для более подробного описания этого типа работы.

ПРИМЕНИМЫЕ ТОВАРЫ:

УПРАВЛЕНИЕ ПОЛЕВЫМ РЕГУЛЯТОРОМ FR1000 и FR3500

СЕРИЯ ELITE PRO

Электродвигатели с постоянным магнитом, PM, полевые двигатели не испытывают явления «изменения магнитного потока», но все же могут проявлять ИК-потери. Таким образом, операция с обратной связью якоря менее затратна, но связанные с этим потенциальные проблемы могут быть недопустимыми, если требуется точное регулирование в диапазоне скоростей двигателя и работа без дрейфа.Способ устранения этих потенциальных проблем — «замкнуть контур скорости» с помощью внешнего устройства обратной связи, такого как тахометр или энкодер.

B.) TFB — обратная связь тахометра

Тахометры и энкодеры — это устройства, которые выдают точный выходной сигнал, пропорциональный их скорости вращения. Использование такого устройства для обратной связи называется «режимом обратной связи».

Тахометры

(также известные как тахометры или тахогенераторы) различаются и рассчитаны на вольт-на-1000 об / мин.Большинство из них обеспечивают выход постоянного напряжения, но устройства с номинальным напряжением переменного тока все еще доступны и используются.

Некоторые стандартные номинальные значения постоянного тока: 7, 50 и 100 В постоянного тока / 1000 об / мин. Стандартные номиналы переменного тока — 45 и 90 В переменного тока / 1000 об / мин. Выходной сигнал тахометра переменного тока изменяет частоту и уровень напряжения с изменением скорости.

C.) EFB — обратная связь энкодера

Энкодеры

бывают еще большего разнообразия номиналов и выдают сигнал, частота которого увеличивается с увеличением скорости.Они могут иметь несколько выходов, называемых квадратурными выходами и импульсами маркера, которые позволяют им передавать информацию о направлении вращения и положении вращения.

Некоторые энкодеры называются импульсными датчиками или генераторами импульсов. Обычно это механизмы «кольцо и шестерня» или «датчик Холла и магнитное колесо», которые устанавливаются на С-образную поверхность или фланец двигателя. Все энкодеры указаны в импульсах на оборот или PPR и могут иметь выходные характеристики от 1PPR до тысяч PPR.

Тахометры и энкодеры

включают номиналы выходной точности или допусков, требований к источникам питания, температурного диапазона и диапазона нагрузки. Их главная претензия на славу заключается в том, что они игнорируют большинство внешних влияний и дают точные и повторяемые результаты, пока действуют в рамках установленных ими рейтингов. Это означает, что приводы, использующие их для обратной связи, также могут игнорировать или компенсировать такие факторы, как потери двигателя, колебания напряжения в сети, изменение нагрузки и изменение температуры.

ПРИМЕНИМЫЕ ТОВАРЫ:

TCF60 и TCF120 СЕРИИ ИМПУЛЬСНЫЕ ТАЧС

TAC008-000 XPY ФЛАНЦЕВЫЙ ЭНКОДЕР

TAC017-000 КВАДРАТУРНЫЙ КОЛЬЦО ЭНКОДЕР

4.) Приводы переменного тока — Контроль скорости (скорости):

Преобразователи частоты

AC Inverter могут иметь несколько выбираемых методов управления. Вот несколько примеров:

A.) Управление V / F

B.) Управление напряжением / частотой с PG или обратной связью тахометра

с.) Вектор разомкнутого цикла

D.) Замкнутый контур или вектор потока

A.) Метод управления В / Ф, напряжение / частота, — также называемый управлением вольт на герц, является наиболее распространенным методом управления инвертором. Не требуя устройства обратной связи, он подходит для применения в двигателях общего назначения и с несколькими двигателями.

B.) Управление напряжением / частотой с обратной связью PG обеспечивает лучшее регулирование скорости по сравнению с системой с обратной связью.

С.) Вектор разомкнутого контура , иногда называемый бессенсорным вектором , использует более сложный алгоритм управления для обеспечения точного управления скоростью, быстрого отклика и более высокого крутящего момента на низкой скорости.

D.) Вектор потока или вектор с обратной связью требует обратной связи от энкодера и обеспечивает точное управление скоростью и полным номинальным крутящим моментом в широком диапазоне скоростей — иногда даже при нулевых оборотах в минуту.

Инверторы

и их двигатели также могут работать в профиле «Постоянная мощность в лошадиных силах», при котором скорость двигателя может быть увеличена за пределы номинальной скорости с понижением номинальной мощности крутящего момента.См. Раздел H.12, «Подъемники постоянной мощности» для более подробного описания этого типа работы.

5.) Регенерация:

Регенерация основана на способности двигателей переменного и постоянного тока действовать как генераторы, а также как двигатели. Регенерация — это рабочий режим, который автоматически реализуется секцией управления скоростью привода REGEN всякий раз, когда обратная связь по скорости превышает задание скорости. Благодаря мощности рекуперативного привода двигатель может обеспечивать двигательный (положительный) крутящий момент или тормозной (отрицательный) крутящий момент, обычно в любом направлении вращения.Это называется операцией «четыре квадранта». Приводы без рекуперации обеспечивают только «одноквадрантную» работу, хотя добавление реверсивных контакторов к приводам постоянного тока может обеспечить работу двигателя в третьем квадранте.

Таким образом, в двигательном режиме мощность берется из сети переменного тока и преобразуется в работу двигателя. В режиме рекуперации собственная генерируемая мощность отбирается от двигателя и возвращается в линию переменного тока или рассеивает энергию «тормозными резисторами» для создания отрицательного или тормозного момента в двигателе.Эта функция полезна при работе с высокоинерционными или ремонтными нагрузками двигателя. В приводах постоянного тока регенеративная способность также обеспечивает «твердотельное реверсирование». Без регенерации для реверсирования должны использоваться контакторы постоянного тока. Частое реверсирование даже при низких уровнях нагрузки может привести к сокращению ожидаемого механического срока службы контакторов. Для привода с рекуперацией рекомендуется использовать только один контактор для «аварийного останова».

Для возможности «регенерации» в приводе постоянного тока требуется вторая силовая секция и больше схем управления, чем в приводах без рекуперации, в то время как большинство инверторных приводов переменного тока по своей сути включают некоторую возможность регенерации.Большинство приводов переменного тока с более низким номиналом мощности также поставляются со схемой «тормозного транзистора», необходимой для расширения возможностей рекуперации с добавлением только тормозного резистора. Кроме того, некоторые приводы переменного тока могут иметь возможность «регенерации линии», когда избыточная энергия двигателя возвращается в линию, а не рассеивается через резисторы. Рекуперативные приводы постоянного тока обычно могут обеспечивать более высокий постоянный отрицательный крутящий момент, чем инверторный привод, использующий тормозной резистор. Номинальная мощность тормозного транзистора и резистора инвертора в непрерывном режиме будет определять рабочий цикл.

ПРИМЕНИМЫЕ ТОВАРЫ:

D10425-XXX СЕРИЯ

ТРОПЕР IV

RCP200 СЕРИИ

BLAZER IV СЕРИИ

СЕРИЯ ELITE PRO (модели EPR)

ЭЛИТНАЯ СЕРИЯ (модели E12)

* В этом руководстве по основам управления двигателем рассматриваются следующие темы: крутящий момент двигателей постоянного тока, крутящий момент двигателя переменного тока, управление скоростью двигателя переменного тока, контроллер скорости двигателя постоянного тока. Прочтите другие полезные руководства по управлению двигателем и советы по применению, щелкнув «Назад к указателю» ниже.


Назад «Типы приводов с регулируемой скоростью» • Вернуться к указателю • Далее «Несколько приводов — координированное управление»


Перейти к линейке продуктов • Перейти к приводам постоянного тока и принадлежностям • Перейти к компонентам интерфейса системы

Указатель по применению систем управления

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *