วงจรควบคุมมอเตอร์ DC shunt แบบง่ายที่นำเสนอในบทความต่อไปนี้ใช้ตัวแปร การออกแบบนี้ช่วยให้สามารถหยุดมอเตอร์ได้ทันทีในทุกขั้นตอนด้วยการสะบัดสวิตช์พร้อมกับการย้อนกลับทิศทางของมอเตอร์ นอกจากนี้ยังให้การควบคุมความเร็วของมอเตอร์ด้วยความแม่นยำระดับสูง

ภาพรวม

“ไฟ LED เป็นอนุกรมเทียบกับขนาน ”

ตัวควบคุมมอเตอร์ครึ่งคลื่น TRIAC และ SCR สำหรับมอเตอร์ซีรีส์เล็กนั้นค่อนข้างเป็นที่นิยมและราคาถูกและพวกมันก็เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพาและเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดกะทัดรัด

ต้องบอกว่าระบบควบคุมความเร็วแบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อการควบคุมความเร็วที่ใหญ่ขึ้น มอเตอร์ขนาด 1/4 และ 1/3 HP นั้นซับซ้อนกว่า

DC shunt Motors ขนาดใหญ่ในช่วงแรงม้านี้นอกจากนี้ยังเป็นรายการโปรดของอุตสาหกรรมยานยนต์ซึ่งทำงานจากพัดลมห้องใต้หลังคาไปจนถึงแท่นเจาะแม้ว่าโดยทั่วไปแล้วมอเตอร์ประเภทนี้ทั้งหมดจะเป็น a.c. มอเตอร์เหนี่ยวนำที่มีความเร็วเพียงหนึ่งหรืออาจจะเป็นความเร็วตัวแปรสองสามอย่าง

ในขณะที่แรงม้า 1/3, 1750 RPmin, 117 โวลต์ shunt-wound d.c. มอเตอร์อาจมีราคาแพงอาจคุ้มค่ากับราคาและคุณสามารถหาซื้อได้ไม่กี่แห่งในตลาดส่วนเกิน

ด้วยการควบคุมความเร็วที่เหมาะสม d.c เหล่านี้ มอเตอร์อาจเป็นสิ่งที่ยอดเยี่ยมในการมองเห็นการใช้งานแท่นเจาะหรือเครื่องกลึง

DC Shunt Motor ทำงานอย่างไร

มอเตอร์ปัดกระแสตรงทำงานด้วยความเร็วคงที่โดยไม่คำนึงถึงภาระ โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์เหล่านี้จะใช้ในงานอุตสาหกรรมและโดยทั่วไปเป็นที่ต้องการในกรณีที่สถานการณ์การสตาร์ทเครื่องมักไม่รุนแรง

ความเร็วของมอเตอร์แบบ Shunt-wound สามารถควบคุมได้ด้วยสองวิธี: ประการแรกโดยการวางความต้านทานเป็นอนุกรมกับเกราะมอเตอร์ซึ่งอาจส่งผลให้ความเร็วของมันช้าลงและประการที่สองโดยการวางความต้านทานเป็นอนุกรมกับการเดินสายสนามโดยที่ ความเร็วอาจแสดงการเปลี่ยนแปลงพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในโหลด ในกรณีหลังนี้ความเร็วจะยังคงคงที่สำหรับการตั้งค่าที่กำหนดและโหลดบนคอนโทรลเลอร์ รุ่นหลังนี้ถือเป็นเครื่องมือที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับระบบปรับความเร็วรอบเช่นในเครื่องมือกล

มอเตอร์ปัดอาจเป็นมอเตอร์กระแสตรงที่แพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมทุกวันนี้ มอเตอร์ปัดโดยทั่วไปประกอบด้วยกระดองซึ่งทำเครื่องหมายเป็น A1 และ A2 และสายไฟสนามที่มีเครื่องหมาย F1 และ F2

การคดเคี้ยวในสนามปัดประกอบด้วยลวดเส้นเล็กหลาย ๆ รอบซึ่งทำให้กระแสของสนามปัดต่ำและกระแสกระดองที่เหมาะสม มอเตอร์กระแสตรงแบบ Shunt ช่วยให้แรงบิดในการสตาร์ทซึ่งอาจแตกต่างกันไปตามข้อกำหนดของโหลดซึ่งสามารถตอบโต้ได้ผ่านการควบคุมแรงดันไฟฟ้าสนามปัด

ความสำคัญของ Field Coil

ในกรณีที่ขดลวดสนามถูกตัดในมอเตอร์ปัดอาจเร่งความเร็วขึ้นบ้างจนกว่า EMF ด้านหลังจะขึ้นไปอยู่ในระดับที่เพียงพอที่จะปิดกระแสไฟฟ้าที่สร้างแรงบิด พูดง่ายๆคือมอเตอร์ปัดจะไม่เกิดความเสียหายด้วยตัวมันเองเมื่อสูญเสียสนาม แต่พลังแรงบิดที่จำเป็นในการทำงานจะถูกลบออกไปทำให้มอเตอร์สูญเสียความสามารถหลักที่ได้รับการออกแบบมา

การใช้งานทั่วไปหลายอย่างของมอเตอร์ปัดกระแสตรง ได้แก่ เครื่องกลึงในร้านเครื่องจักรและสายกระบวนการอุตสาหกรรมที่ต้องการการควบคุมความเร็วและแรงบิดที่สำคัญของมอเตอร์

คุณสมบัติหลัก

คุณสมบัติหลักคือคุณสามารถเปลี่ยนปุ่มปรับความเร็วสำหรับการควบคุมความเร็วพร้อมกับคุณสมบัติการเบรกแบบไดนามิกที่ช่วยให้คุณหยุดมอเตอร์หนักแทบจะในทันทีโดยไม่ต้องรอรอบขณะที่มอเตอร์เคลื่อนที่ไปตาม

วงจรควบคุมความเร็วตามตัวแปรตามที่แสดงด้านล่างทำหน้าที่ได้ดีกับหนึ่งใน 1 / 3- แรงม้า d.c มอเตอร์ไม่สำคัญว่าจะควบคุมมอเตอร์ประเภทใดตราบเท่าที่แรงดันไฟฟ้าตรงกับแหล่งจ่ายไฟเข้าเป็นแบบ shunt-wound และทำงานได้สูงสุดประมาณ 3 แอมแปร์ที่โหลด 100%

การใช้ Variac Autotransformer

วงจรที่แสดงนี้ประกอบด้วยอุปกรณ์ที่วิศวกรหลายคนอาจคิดว่าค่อนข้างหยาบและล้าสมัยใช่มันคือตัวแปลงสัญญาณอัตโนมัติแบบแปรผัน

ในบรรดาคุณสมบัติที่มีประโยชน์มากมาย variac จะช่วยเบรกที่ทรงพลังให้กับมอเตอร์กำลังสูงของคุณมันสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องขึ้นอยู่กับลูปป้อนกลับซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงความไม่เสถียรขั้นต่ำหรือไม่มีความเข้ากันไม่ได้กับมอเตอร์ในรูปแบบต่างๆ

มันทำงานอย่างไร

ในวงจรควบคุมความเร็วตามตัวแปรของรูปที่ 1 วงจรเรียงกระแสครึ่งคลื่น D1 จัดเตรียมฟิลด์ปัดสำหรับ d.c. เครื่องยนต์. ตัวเก็บประจุตัวกรอง C ให้แรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นและขจัดความไม่มั่นคงเล็กน้อยในการทำงานที่อาจมีอยู่กับแหล่งจ่ายภาคสนามที่ไม่มีการกรอง หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติแบบแปรผัน T ควบคุมแรงดันไฟฟ้าของกระดองดังนั้นความเร็วของมอเตอร์

เอาต์พุตจากตัวแปรจะถูกกำหนดให้กับบริดจ์มาตรฐาน rectifier D2 เอาต์พุตของวงจรเรียงกระแสถูกกำหนดให้กับกระดองมอเตอร์โดยใช้หน้าสัมผัส N / O ของสวิตช์ ON 117 โวลต์ a.c รีเลย์ K.

เมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องหยุดมอเตอร์สวิตช์ 'Run' S2 จะเปิดขึ้นซึ่งจะเปลี่ยนไปเหนือหน้าสัมผัสที่ปิดตามปกติและเชื่อมโยงตัวต้านทานการเบรกแบบไดนามิก R บนกระดอง

ในช่วงที่มอเตอร์โคสต์ทำหน้าที่เหมือน d.c. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า พลังงานที่สร้างขึ้นเนื่องจากจะกระจายไปในตัวต้านทาน R ทำให้มอเตอร์รับโหลดอย่างเพียงพอและสิ่งนี้บังคับให้มอเตอร์หยุดกะทันหัน

เมื่อพิจารณาว่าขดลวดสนามมอเตอร์จำเป็นต้องได้รับการขับเคลื่อนเพื่อใช้การเบรกจึงมีสวิตช์อิสระ S1 สำหรับการจ่ายสนาม

ด้วยเหตุนี้ในขณะที่ระบบกำลังทำงาน S1 จะถูกเปิดไว้ตลอดเวลาทำให้ไฟสัญญาณนำร่องเป็นไฟเตือน พลังงานสนามที่จำเป็นสำหรับมอเตอร์ปัดทั่วไป 1 / 3- แรงม้าอยู่ที่ประมาณ 35 วัตต์เนื่องจากโดยปกติความต้านทานสนามจะทำงานได้ประมาณ 400 โอห์ม

ข้อมูลจำเพาะของมอเตอร์

กระแสไฟสนามได้ใกล้เคียง 350 mA กระแสไฟฟ้าเต็มพิกัดของมอเตอร์ขนาด 1/3 แรงม้าใกล้เคียงกับ 3 แอมแปร์ d.c หรือประมาณ 50% ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้โดย a.c. มอเตอร์เหนี่ยวนำ.

ปัด d.c. มอเตอร์มีตัวประกอบกำลัง 100% และมีประสิทธิภาพมากขึ้นเป็นพิเศษ ชิ้นส่วนแต่ละชิ้นทำงานโดยไม่ให้ความร้อนยกเว้นตัวต้านทานการเบรก R ในกรณีที่มอเตอร์ทำงานโหลดด้วยเอฟเฟกต์มู่เล่ขนาดใหญ่และหยุดทำงานซ้ำ ๆ ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นตัวต้านทานจะต้องเปลี่ยนพลังงานจลน์จำนวนมากเป็นความร้อน ด้วยแรงเฉื่อยต่ำเช่นสว่านเพรสตัวต้านทานอาจไม่ประสบปัญหาเรื่องความร้อน

หน้าสัมผัสของรีเลย์ K ต้องได้รับการจัดอันดับไม่น้อยกว่า 10 แอมแปร์ กระแสไฟเบรกมักจะมากเกินไปแม้ว่าจะปรากฏในช่วงเวลาสั้น ๆ การกระชากครั้งแรกมักจะมีมากเนื่องจากกระแสตรง โดยปกติความต้านทานของกระดองจะเป็นเพียงหนึ่งหรือสองโอห์ม กระแสการทำงานของมอเตอร์นั้นไม่น่าแปลกใจเลยที่จะถูก จำกัด ด้วยจำนวน e.m.f ด้านหลังที่สร้างขึ้น

คำแนะนำในการก่อสร้างและความปลอดภัย

วงจรที่แสดงด้านบนสามารถสร้างขึ้นในกล่องโลหะขนาด 6 'x 6' x 6 '

เมื่อพิจารณาว่าวงจรทั้งหมดร้อนถึงกราวด์ที่แรงดันไฟฟ้าของสายไฟฉนวนกันความร้อนและสายดินมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยขั้นพื้นฐาน สายไฟต้องเป็นชนิดสายดิน 3 สาย

สายกราวด์สีเขียวจะต้องเชื่อมต่อกับกล่องโลหะและหลังจากนั้นจะถูกนำไปยังกรอบของมอเตอร์ โปรดอย่าละเลยหรือเพิกเฉยต่อการใช้ฟิวส์

การควบคุม SCR เทียบกับการควบคุมตัวแปร

ตัวแปร หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ หรือ variacs มีความทนทานและยาวนานอย่างไม่น่าเชื่อ เอาต์พุตของอุปกรณ์เหล่านี้มีความต้านทานต่ำดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของกระดองจึงให้การควบคุมที่ดีเยี่ยมสำหรับการเปลี่ยนแปลงของกระแสโหลด

วงจรสวิตชิ่งโหมด SCR ที่มีมุมการนำไฟฟ้าที่เล็กกว่านั้นเป็นแหล่งกำเนิดที่ค่อนข้างสูงและมีการควบคุมที่ด้อยกว่า

ตัวควบคุมมอเตอร์โดยใช้ SCR ดังนั้น รวมลูปข้อเสนอแนะ ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษซึ่งทำให้เฟสของพัลส์ยิงขึ้นอยู่กับด้านหลังเป็นส่วนใหญ่ ของมอเตอร์และการปรับหม้อควบคุม

การควบคุม SCR เต็มคลื่นที่ออกแบบมาอย่างดีนั้นดีมาก แต่จริงๆแล้วมันซับซ้อนด้วยการออกแบบ ในช่วง 1/3 แรงม้าวงจรออโตทรานฟอร์มเมอร์แบบแปรผันนั้นตรงไปตรงมามีประสิทธิภาพและง่ายต่อการประกอบโดยผู้ใช้

ในสถานการณ์ที่ภาระเชิงกลของมอเตอร์ลดความเฉื่อยลงบางครั้งก็ควรปล่อยสวิตช์ 'Run', S2 และควบคุมทั้งหมดจากสวิตช์ 'Standby' S1

การเบรกที่ใช้งานอยู่อาจทำงานต่อไปได้บ้างเนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กส่วนเกินภายในขดลวดสนามมอเตอร์

เมื่อใดก็ตามที่สามารถทำได้มันจะให้ประโยชน์ของการไม่ต้องพึ่งพา 'สแตนด์บาย' ทุกอย่างจะถูกปิดทันทีจนกว่าสวิตช์หลัก S1 จะถูกเปิด