Variac-krets for styring av store DC-shuntmotorer

Den enkle DC-shuntmotorstyringskretsen som er presentert i følgende artikkel, bruker en variasjon. Denne utformingen muliggjør en øyeblikkelig stopp av motoren på et hvilket som helst trinn med en bryterbryter, sammen med reversering av motorretningen. Det gir også hastighetskontroll for motoren med høyt nøyaktighetsnivå.

Oversikt

TRIAC og SCR halvbølgemotorstyring for små seriemotorer er ganske populære og billige, og de er allerede en del av bærbart verktøy og kompakte apparater.

Når det er sagt, elektroniske hastighetskontroller for større likestrøm motorer på 1/4 og 1/3 HP er faktisk mer kompliserte.

Store DC-shuntmotorer i dette hestekrefterområdet er i tillegg favorittene til bilindustrien, og opererer fra loftvifter til borepresser, selv om i utgangspunktet alle disse typer motorer er vekselstrøm. induksjonsmotorer med bare en hastighet eller kanskje et par variable hastigheter.

Mens en 1/3 hestekrefter, 1750 o / min, 117 volt shunt-viklet vekselstrøm motor kan være dyrt, det kan være verdt prisen, og du kan finne noen få på det overskytende markedet.

Med en passende hastighetskontroll vil disse likestrømene motorer kan være en fantastisk ting å se, betjene en borpresse eller en dreiebenkmaskin.

Hvordan en DC Shunt Motor fungerer

DC shuntmotor går ganske mye med konstant hastighet, uavhengig av belastning. Disse motorene brukes vanligvis i industrielle applikasjoner og er vanligvis foretrukket når oppstartssituasjoner ikke ofte er alvorlige.

Shunt-såret motorhastighet kan styres ved hjelp av et par metoder: for det første ved å plassere en motstand i serie med motorarmaturet, som følgelig kan redusere hastigheten: og for det andre ved å plassere en motstand i serie med feltledningen der hastighet kan vise en endring med endring i lasten. I sistnevnte tilfelle vil hastighetene forbli praktisk talt stabile for en gitt innstilling og belastning på kontrolleren. Sistnevnte regnes som det mest brukte for anlegg med justerbar hastighet, for eksempel i maskinverktøy.

Shuntmotoren er kanskje den mest utbredte DC-motoren som finnes i industrien i disse dager. Shuntmotoren består i utgangspunktet av ankeret, merket som A1 og A2, og feltledningene, merket F1 og F2.

Svingingen i shuntfeltet består av flere svinger av tynn tråd, noe som bidrar til lav shuntfeltstrøm og rimelig ankerstrøm. Shunt DC-motor tillater oppstartmoment som kan variere med belastningsspesifikasjonene, som kan motvirkes ved presis styring av shuntfeltets spenning.

Betydningen av feltspole

I tilfelle feltspolen er avskåret i en shuntmotor, kan den øke noe til EMF bak går opp til et nivå akkurat nok til å slå av dreiemomentgeneratorstrømmen. Enkelt sagt, shuntmotoren vil aldri skade på egenhånd når den mister sitt felt, men dreiemomentkraften som kreves for å utføre jobben vil bare bli fjernet, og føre til at motoren mister sin hovedevne som den var designet for.

Flere av de typiske bruksområdene til DC shuntmotoren er maskinverksteder og industriprosesslinjer som krever avgjørende kontroll av hastighet og dreiemoment på motoren.

Hovedtrekkene

Hovedfunksjonene er at du er i stand til å slå på hastighetsknappen for hastighetskontrollen, sammen med en dynamisk bremsefunksjon, som gjør at du kan stoppe den tunge motoren nesten umiddelbart uten å vente mens motoren går langs.

Den variabaserte hastighetskontrollkretsen som vist nedenfor, fungerer fint på en av disse 1/3-hesters vekselstrøm motor, er det ikke avgjørende for hvilken type motor den styrer, så lenge nominell spenning samsvarer med inngangsforsyningen, er shuntviklet og fungerer med maksimalt 3 ampere ved 100% belastning.

Bruke en Variac Autotransformer

Den viste kretsen inneholder en enhet som mange ingeniører kan betrakte som ganske rå og gammeldags, ja det er den variable autotransformatoren.

Blant de mange nyttige funksjonene, vil en variac muliggjøre en kraftig bremsing til din motor med høy effekt, den kan fungere uten å være avhengig av tilbakemeldingsløkker: noe som sikrer minimal ustabilitet eller ingen inkompatibilitet med forskjellige motorformer eller ulikheter i mekanisk belastning.

Hvordan det fungerer

I den variabaserte hastighetskontrollkretsen på fig. 1 tilveiebringer halvbølge-likeretter D1 shuntfeltet for likestrøm motor. Filterkondensator C gir den nødvendige mengden spenning og fjerner litt ustabilitet i operasjonene som kan eksistere med en ufiltrert feltforsyning. Variabel autotransformator T regulerer ankerspenningen og dermed motorens hastighet.

Utgangen fra variabelen er gitt til en standard bro, likeretter D2. Retterens utgang blir gitt til motorarmaturet ved hjelp av N / O-kontaktene til en slått PÅ 117 volt vekselstrøm. stafett K.

Hver gang motoren må stoppes, åpnes 'Run' -bryteren S2, som skifter over de normalt lukkede kontaktene og kobler den dynamiske bremsemotstanden R over ankeret.

I løpet av perioden motoren går, fungerer den som en likestrøm generator. Effekten som genereres på grunn av, blir spredt i motstanden R, slik at motoren blir belastet tilstrekkelig, og dette tvinger motoren til å stoppe brått.

Med tanke på at motorfeltspolen må aktiveres for å implementere bremsevirkningen, er en uavhengig bryter S1 inkludert for feltforsyningen.

Som et resultat, mens systemet er i drift, holdes S1 slått PÅ, og aktiverer kontrollampen som en varsellampe. Feltenergien som er nødvendig for en vanlig 1/3-hesters shuntmotor er omtrent 35 watt, fordi feltmotstanden normalt fungerer med omtrent 400 ohm.

Motorspesifikasjoner

Feltstrømmen kan være nær 350 mA. Den nominelle fulllaststrømmen til en 1/3-hk motor er nær 3 ampere DC. eller rundt 50% av linjestrømmen som forbrukes av et tilsvarende vekselstrøm induksjonsmotor.

Shunt d.c. motoren inkluderer en effektfaktor på 100% og er spesielt mer effektiv. Hver av delene fungerer uten oppvarming, bortsett fra bremsemotstand R. I tilfelle motoren driver en belastning med en enorm svinghjulseffekt og stoppes gjentatte ganger ved økte hastigheter, vil motstanden trenge å konvertere mye kinetisk energi til varme. Ved inerti-belastninger som borepresse, kan det hende at motstandene ikke står overfor noe oppvarmingsproblem.

Kontaktene til relé K må være klassifisert med ikke mindre enn 10 ampere. Bremsestrømmen er vanligvis overdreven, selv om den ser ut i en kort periode, har innledende spenninger en tendens til å være betydelig siden DC motstanden til ankeret er normalt bare en eller to ohm. Motorens arbeidsstrøm er ikke overraskende begrenset av mengden rygg som den genererer.

Konstruksjon og sikkerhetstips

Kretsen vist ovenfor kan konstrueres i en 6 'x 6' x 6 'metallkraftboks.

Med tanke på at hele kretsen er varm til jord ved kraftledningsspenning, er oppmerksom isolasjon og jording ekstremt viktig for grunnleggende sikkerhet. Strømkabelen må være av jordingstype med 3 ledninger.

Den grønne jordledningen må kobles til metallboksen og føres videre til motorens ramme. Vennligst ikke forsøm eller ignorere å bruke sikringen.

SCR Control vs Variac Control

Variabel autotransformatorer eller variasjoner er utrolig tøffe og langvarige. Utgangen fra disse enhetene er lav impedans, derfor anker spenningen utmerket regulering mot variasjoner i laststrøm.

En SCR-koblingsmoduskrets, med de mindre ledningsvinklene, er naturlig nok en ganske høyimpedanskilde og har dermed dårligere regulering.

Motorkontrollere som bruker SCR, følgelig inkluderer tilbakemeldingsløkker spesialdesignet i dem, noe som gjør fasen til avfyringspulsene hovedsakelig basert på baksiden. på motoren og også på justeringspottejusteringene.

En veldesignet fullbølge SCR-kontroll er ekstremt god, men den er faktisk kompleks med designen. I området 1/3 hestekrefter er den variable autotransformatorkretsen enkel, effektiv og lettere å montere av brukeren.

I situasjoner der den mekaniske belastningen på motoren har redusert treghet, er det av og til fornuftig å utelate 'Run' -bryteren, S2, og kontrollere alt fra 'Standby' -bryteren S1.

Den aktive bremsingen kan fortsette å gjøre jobben til en viss grad på grunn av den overskytende magnetiske strømmen i motorfeltviklingen.

Uansett hvor dette kan oppnås, gir det fordelen med ingen 'standby' pålitelighet, alt er slått av helt til hovedbryteren S1 er slått PÅ.

Hvis motoren må roteres i revers, er det bare å konfigurere en d.p.d.t. bryter, festet kryss og tvers for operasjonene, over ankerforsyningen og ankeret.