Phương pháp điều khiển động cơ DC trong ACS

Việc điều khiển động cơ DC trong ACS ngụ ý thay đổi tốc độ quay tương ứng với tín hiệu điều khiển nhất định hoặc duy trì tốc độ này không thay đổi dưới tác động của các yếu tố gây mất ổn định bên ngoài.

Có 4 phương pháp điều khiển chính áp dụng các nguyên tắc trên:

• biến trở-điều khiển contactor;

• điều khiển bằng hệ thống «máy phát-động cơ» (G-D);

• quản lý theo hệ thống «chỉnh lưu điều khiển-D» (UV-D);

• kiểm soát xung động.

Một nghiên cứu chi tiết về các phương pháp này là chủ đề của TAU và khóa học Cơ bản về Truyền động điện. Chúng tôi sẽ chỉ xem xét các điều khoản chính liên quan trực tiếp đến cơ điện.

Biến trở-điều khiển contactor

Ba kế hoạch thường được sử dụng:

• khi điều chỉnh tốc độ n từ 0 đến nnom, biến trở được đưa vào mạch phần ứng (điều khiển phần ứng);

• nếu cần lấy n > nnom thì biến trở được đưa vào mạch OF (điều khiển cực);

• để điều chỉnh tốc độ n < nnom và n > nnom, biến trở được đưa vào cả trong mạch phần ứng và trong mạch OF.

Các sơ đồ trên được sử dụng để điều khiển thủ công.Chuyển đổi bước được sử dụng để điều khiển tự động. Rpa và Rrv sử dụng công tắc tơ (rơle, công tắc điện tử).

Nếu cần điều khiển tốc độ chính xác và trơn tru, số lượng điện trở chuyển mạch và phần tử chuyển mạch phải lớn, điều này làm tăng kích thước hệ thống, tăng chi phí và giảm độ tin cậy.

Quản lý hệ thống G-D

Điều chỉnh tốc độ từ 0 đến theo sơ đồ hình. được tạo ra bằng cách điều chỉnh Rv (Uchange from 0 to nnom). Để đạt được tốc độ động cơ lớn hơn nnom — bằng cách thay đổi Rvd (giảm dòng điện OB của động cơ làm giảm từ thông chính Ф của nó, dẫn đến tăng tốc độ n).

Công tắc S1 được thiết kế để đảo ngược động cơ (thay đổi hướng quay của rôto).

Do việc điều khiển D được thực hiện bằng cách điều chỉnh các dòng kích thích tương đối nhỏ D và D, nên nó dễ dàng thích ứng với các tác vụ ACS.

Nhược điểm của sơ đồ như vậy là kích thước lớn của hệ thống, trọng lượng, hiệu suất thấp, do quá trình chuyển đổi năng lượng diễn ra ba lần (điện sang cơ và ngược lại, và ở mỗi giai đoạn đều có tổn thất năng lượng).

Bộ chỉnh lưu có điều khiển - Hệ thống động cơ

Hệ thống "bộ chỉnh lưu - động cơ được điều khiển" (xem hình) tương tự như hệ thống trước đó, nhưng thay vì nguồn máy điện có điện áp điều chỉnh, bao gồm, ví dụ, động cơ xoay chiều ba pha và điều khiển G = T, cho ví dụ, bộ chỉnh lưu điện tử thyristor ba pha cũng được sử dụng.

Các tín hiệu điều khiển được tạo ra bởi một bộ phận điều khiển riêng biệt và cung cấp góc mở cần thiết của các thyristor, tỷ lệ với tín hiệu điều khiển Uy.

Ưu điểm của một hệ thống như vậy là hiệu quả cao, kích thước và trọng lượng nhỏ.

Nhược điểm so với mạch trước đó (G-D) là sự suy giảm của các điều kiện chuyển mạch D do gợn dòng điện phần ứng, đặc biệt là khi được cung cấp từ mạng một pha.

Kiểm soát xung động

Các xung điện áp được đưa đến động cơ bằng cách sử dụng bộ cắt xung được điều chế (PWM, VIM) phù hợp với điện áp điều khiển.

Do đó, sự thay đổi tốc độ quay của phần ứng đạt được không phải bằng cách thay đổi điện áp điều khiển mà bằng cách thay đổi thời gian cung cấp điện áp định mức cho động cơ. Rõ ràng là hoạt động của động cơ bao gồm các giai đoạn tăng tốc và giảm tốc xen kẽ (xem hình).

Nếu các khoảng thời gian này nhỏ so với tổng thời gian tăng tốc và thời gian dừng của phần ứng, thì tốc độ n không có thời gian để đạt đến các giá trị đứng yên nnom trong quá trình tăng tốc hoặc n = 0 trong quá trình giảm tốc cho đến khi kết thúc mỗi khoảng thời gian, và a Tốc độ điều hướng được đặt ở mức trung bình nhất định, giá trị của nó được xác định bởi thời lượng kích hoạt tương đối.

Do đó, ACS yêu cầu một mạch điều khiển có mục đích là chuyển đổi tín hiệu điều khiển không đổi hoặc thay đổi thành một chuỗi các xung điều khiển với thời gian đúng tương đối là một hàm cho trước của độ lớn của tín hiệu đó. Các thiết bị bán dẫn công suất được sử dụng làm phần tử chuyển mạch — bóng bán dẫn trường và lưỡng cực, thyristor.