Variac-circuit voor het besturen van grote DC-shuntmotoren

Variac-circuit voor het besturen van grote DC-shuntmotoren

Het eenvoudige DC-shuntmotorcontrollercircuit dat in het volgende artikel wordt gepresenteerd, gebruikt een variac. Dit ontwerp maakt het mogelijk om de motor in elk stadium onmiddellijk te stoppen met een druk op de knop, samen met het omkeren van de motorrichting. Het biedt ook een snelheidsregeling voor de motor met een hoge nauwkeurigheid.



Overzicht

TRIAC- en SCR-halfgolfmotorcontrollers voor motoren in kleine series zijn behoorlijk populair en goedkoop en maken al deel uit van draagbare elektrische gereedschappen en compacte apparaten.





Dat gezegd hebbende, elektronische snelheidsregelaars voor grotere d.c. motoren van 1/4 en 1/3 pk zijn eigenlijk ingewikkelder.

Grote gelijkstroom-shuntmotoren in dit pk-bereik zijn bovendien de favorieten van de auto-industrie, die werken van zolderventilatoren tot boormachines, hoewel in principe al deze soorten motoren wisselstroom zijn. inductiemotoren met slechts één snelheid of misschien een paar variabele snelheden.



Terwijl een 1/3 pk, 1750 RPmin, 117 volt shunt-gewikkelde d.c. motor kan duur zijn, het is misschien de prijs waard en je kunt er een paar vinden op de overtollige markt.

Met een passende snelheidsregeling kunnen deze d.c. motoren kunnen prachtig zijn om te zien, het bedienen van een kolomboormachine of een draaibankmachine.

Hoe een DC-shuntmotor werkt

De gelijkstroom-shuntmotor draait vrijwel met een constante snelheid, ongeacht de belasting. Deze motoren worden doorgaans gebruikt in industriële toepassingen en hebben over het algemeen de voorkeur wanneer opstartsituaties niet vaak ernstig zijn.

Het shuntgewonden motortoerental kan op een aantal manieren worden geregeld: ten eerste door een weerstand in serie te plaatsen met het motoranker, waardoor de snelheid ervan kan afnemen; en ten tweede door een weerstand in serie te plaatsen met de veldbedrading waar de snelheid kan een verandering laten zien met verandering in de belasting. In het laatste geval blijven de snelheden vrijwel stabiel voor een bepaalde instelling en worden ze belast op de controller. Dit laatste wordt beschouwd als het meest gebruikte voor faciliteit met instelbare snelheid, zoals in werktuigmachines.

De shuntmotor is misschien wel de meest voorkomende gelijkstroommotor die tegenwoordig in de industrie te vinden is. De shuntmotor bestaat in wezen uit het anker, gemarkeerd als A1 en A2, en de velddraden, gemarkeerd met F1 en F2.

De wikkeling in het shuntveld bestaat uit verschillende windingen van dunne draad, wat bijdraagt ​​aan een lage shuntveldstroom en een redelijke ankerstroom. De shunt-gelijkstroommotor maakt een opstartkoppel mogelijk dat kan variëren met de belastingsspecificaties, wat kan worden tegengegaan door nauwkeurige regeling van de shuntveldspanning.

Belang van veldspoel

In het geval dat de veldspoel wordt afgesneden in een shuntmotor, kan deze enigszins versnellen totdat de achter-EMF net genoeg is om de koppelopwekkende stroom uit te schakelen. Simpel gezegd, de shuntmotor zal nooit zelf schade oplopen wanneer hij zijn veld verliest, maar het koppelvermogen dat nodig is om de klus te klaren, wordt eenvoudigweg verwijderd, waardoor de motor zijn belangrijkste vermogen verliest waarvoor hij was ontworpen.

Enkele van de typische toepassingen van de DC-shuntmotor zijn draaibanken in de machinefabriek en industriële proceslijnen die een cruciale regeling van snelheid en koppel op de motor vereisen.

Belangrijkste kenmerken

De belangrijkste kenmerken zijn dat je de snelheidsknop voor de snelheidsregeling kunt omdraaien, samen met een dynamische remfunctie, waarmee je de zware motor vrijwel onmiddellijk kunt stoppen zonder te wachten terwijl de motor uitloopt.

Het variac-gebaseerde snelheidsregelcircuit, zoals hieronder weergegeven, functioneert goed op een van deze 1/3-pk DC-gelijkstroom. motor, het is niet cruciaal welk type motor het bestuurt, zolang de nominale spanning overeenkomt met de ingangsvoeding, shunt-gewikkeld is en werkt met een maximum van ongeveer 3 ampère bij 100% belasting.

Met behulp van een Variac-autotransformator

Het getoonde circuit bevat een apparaat dat veel ingenieurs als nogal grof en ouderwets beschouwen, ja het is de variabele autotransformator.

Een van de vele handige functies, een variac zal een krachtige remwerking mogelijk maken op uw krachtige motor, hij kan werken zonder afhankelijk te zijn van feedbacklussen: wat zorgt voor minimale instabiliteit of geen incompatibiliteit met verschillende vormen van motoren of ongelijkheden in mechanische belasting.

Hoe het werkt

In het op variac gebaseerde snelheidsregelcircuit van Fig. 1 levert de halfgolfgelijkrichter D1 het shuntveld voor de gelijkstroom. motor. Filtercondensator C levert de benodigde hoeveelheid spanning en verwijdert elk beetje instabiliteit in de bewerkingen die zouden kunnen bestaan ​​met een ongefilterde veldvoeding. Variabele autotransformator T regelt de ankerspanning en dus de snelheid van de motor.

De output van de variac wordt gegeven aan een standaardbrug, gelijkrichter D2. De uitgang van de gelijkrichter wordt aan het motoranker gegeven door middel van de maakcontacten van een ingeschakelde 117 volt a.c. relais K.

Elke keer dat de motor moet worden gestopt, wordt de 'Run'-schakelaar S2 geopend, die over zijn normaal gesloten contacten schakelt en de dynamische remweerstand R over het anker verbindt.

Gedurende de periode dat de motor uitloopt, functioneert hij als een d.c. generator. Het vermogen dat hierdoor wordt gegenereerd, wordt gedissipeerd in de weerstand R, waardoor de motor voldoende wordt belast, en dit dwingt de motor abrupt te stoppen.

Aangezien de motorveldspoel moet worden bekrachtigd voor het uitvoeren van de remactie, is een onafhankelijke schakelaar S1 opgenomen voor de veldvoeding.

Als resultaat blijft S1, terwijl het systeem operationeel is, AAN, waardoor de waakvlam als waarschuwingslamp geactiveerd blijft. De veldenergie die nodig is voor een gewone 1/3-pk shuntmotor is slechts ongeveer 35 watt, omdat de veldweerstand normaal werkt met ongeveer 400 ohm.

Motor specificaties

De veldstroom kan bijna 350 mA bedragen. De nominale vollaststroom van een 1/3-pk motor is bijna 3 ampère d.c. of ongeveer 50% van de lijnstroom die wordt verbruikt door een vergelijkbare wisselstroom. inductiemotor.

De shunt d.c. motor heeft een arbeidsfactor van 100% en is bijzonder efficiënter. Elk van de onderdelen werkt zonder verwarming, behalve de remweerstand R. Als de motor een belasting met een enorm vliegwieleffect heeft en herhaaldelijk met hogere snelheden wordt gestopt, moet de weerstand veel kinetische energie in warmte omzetten. Bij belastingen met een lage inertie, zoals een kolomboormachine, mogen de weerstanden geen verwarmingsprobleem hebben.

De contacten van relais K moeten een nominale waarde hebben van niet minder dan 10 ampère. De remstroom is meestal buitensporig, hoewel het gedurende een korte periode lijkt dat de eerste pieken aanzienlijk zijn aangezien de gelijkstroom. De weerstand van het anker is normaal gesproken slechts één of twee ohm. De werkstroom van de motor wordt, niet verrassend, beperkt door de hoeveelheid terug-e.m.f die deze genereert.

Constructie- en veiligheidstips

De hierboven getoonde schakeling zou kunnen worden geconstrueerd in een metalen voedingskast van 6 'x 6' x 6 '.

Aangezien het hele circuit heet is tot aarde bij netspanning, zijn zorgvuldige isolatie en aarding uiterst essentieel voor basisveiligheid. De voedingskabel moet van het 3-aderige aardingstype zijn.

De groene aardingsdraad moet aan de metalen doos worden gekoppeld en daarna via het frame van de motor. Verwaarloos of negeer het gebruik van de zekering niet.

SCR-controle versus Variac-controle

Variabel autotransformatoren of variacs zijn ongelooflijk sterk en gaan lang mee. De output van deze apparaten heeft een lage impedantie, daarom biedt de ankerspanning een uitstekende regeling voor variaties in belastingsstroom.

Een SCR-schakelcircuit, met de kleinere geleidingshoeken, is natuurlijk een vrij hoogohmige bron en heeft dus een inferieure regeling.

Motorregelaars die SCR's gebruiken, omvatten feedbackloops speciaal in hen ontworpen, waardoor de fase van de ontstekingspulsen grotendeels gebaseerd is op de back-e.m.f. van de motor en ook op de regelpot aanpassingen.

Een goed ontworpen full-wave SCR-regeling is inderdaad buitengewoon goed, maar het is eigenlijk complex met hun ontwerp. In het 1/3 pk-bereik is het variabele autotransformatorcircuit eenvoudig, efficiënt en gemakkelijker te monteren door de gebruiker.

In situaties waarin de mechanische belasting van de motor een verminderde traagheid heeft, is het af en toe verstandig om de 'Run'-schakelaar S2 weg te laten en alles te bedienen met de' Standby'-schakelaar S1.

Het actief remmen kan het werk tot op zekere hoogte blijven doen vanwege de overtollige magnetische flux binnen de motorveldwikkeling.

Waar dit ook mogelijk is, biedt het het voordeel van geen 'stand-by'-betrouwbaarheid, alles is uitgeschakeld tot de hoofdschakelaar S1 wordt ingeschakeld.

Als de motor in omgekeerde richting moet worden gedraaid, configureert u gewoon een d.p.d.t. schakelaar, kriskras bevestigd voor de operaties, over de ankervoeding en het anker.




Vorige: Hoe een autotransformator werkt - hoe te maken Vervolg: XL4015 Buck Converter aanpassen met een instelbare stroombegrenzer