Den enkla DC-shuntmotorstyrkretsen som presenteras i följande artikel använder en variac. Denna konstruktion underlättar en omedelbar stopp av motorn i vilket skede som helst med en strömbrytare, tillsammans med att vända motorriktningen. Det ger också hastighetskontroll för motorn med hög noggrannhet.
Översikt
TRIAC och SCR halvvågs motorregulator för små seriemotorer är ganska populära och billiga och de är redan en del av bärbara elverktyg och kompakta apparater.
Med detta sagt, elektroniska hastighetskontroller för större likström motorer på 1/4 och 1/3 HP är faktiskt mer komplicerade.
Stora DC-shuntmotorer i detta hästkraftsområde är dessutom bilindustrins favoriter, som arbetar från loftfläktar till borrpressar, även om alla dessa typer av motorer i princip är likström. induktionsmotorer med bara en hastighet eller kanske ett par variabla hastigheter.
Medan en 1/3 hästkrafter, 1750 varv / min, 117 volt shuntlindad likström motor kan vara dyr, det kan vara värt priset och du kan hitta några på överskottsmarknaden.
Med en lämplig hastighetskontroll, dessa likström motorer kan vara en underbar sak att se, att använda en borrpress eller en svarvmaskin.
Hur en DC Shunt Motor fungerar
DC shuntmotor går ganska mycket med konstant hastighet, oavsett belastning. Dessa motorer används vanligtvis i industriella applikationer och föredras i allmänhet när startsituationer inte ofta är allvarliga.
Shuntlindad motorhastighet kan styras med ett par metoder: för det första genom att placera ett motstånd i serie med motorarmaturen, vilket följaktligen kan sakta ner dess hastighet: och för det andra genom att placera ett motstånd i serie med fältkablarna där hastighet kan visa en förändring med förändring av lasten. I det senare fallet kommer hastigheterna att förbli praktiskt taget stabila för en viss inställning och belastning på styrenheten. Det senare anses vara det vanligaste för anläggningar med justerbar hastighet, till exempel i verktygsmaskiner.
Shuntmotorn är kanske den mest utbredda likströmsmotorn som finns i industrin idag. Shuntmotorn består i princip av ankaret, markerat som A1 och A2, och fältkablarna, märkta F1 och F2.
Lindningen i shuntfältet består av flera varv av tunn tråd, vilket bidrar till låg shuntfältström och rimlig ankarström. Shunt DC-motor tillåter startmoment som kan variera med lastspecifikationerna, vilket kan motverkas genom exakt styrning av shuntfältets spänning.
Betydelsen av fältspole
Om fältspolen är avstängd i en shuntmotor kan den påskyndas något tills EMF-backen går upp till en nivå som räcker för att stänga av momentgenererande ström. Enkelt uttryckt kommer shuntmotorn aldrig att skada på egen hand när den tappar sitt fält, men den momenteffekt som krävs för att utföra jobbet kommer helt enkelt att tas bort, vilket får motorn att förlora sin huvudsakliga förmåga som den hade konstruerats för.
Flera av de typiska tillämpningarna av DC shuntmotorn är maskinvarv svarvar och industriprocesslinjer som kräver avgörande kontroll av hastighet och vridmoment på motorn.
Huvuddrag
Huvudfunktionerna är att du kan växla hastighetsknappen för hastighetskontrollen, tillsammans med en dynamisk bromsfunktion, som gör att du kan stoppa den tunga motorn nästan direkt utan att vänta medan motorn passerar.
Den variabaserade hastighetskontrollkretsen som visas nedan fungerar bra på en av dessa 1/3-hästkrafter likström motor, det är inte avgörande för vilken typ av motor den styr, så länge dess märkspänning matchar ingångsförsörjningen, är shuntlindad och fungerar med maximalt 3 ampere vid 100% belastning.
Använda en Variac Autotransformer
Den visade kretsen innehåller en enhet som många ingenjörer kan anse som ganska rå och gammaldags, ja det är den variabla autotransformatorn.
Bland de många användbara funktionerna kommer en variac att möjliggöra en kraftfull inbromsning till din högeffektsmotor, den kan fungera utan beroende på återkopplingsslingor: vilket garanterar minimal instabilitet eller ingen inkompatibilitet med olika former av motorer eller skillnader i mekanisk belastning.
Hur det fungerar
I den variabaserade hastighetskontrollkretsen i fig. 1 tillhandahåller halvvågslikriktaren Dl shuntfältet för växelströmmen motor. Filterkondensatorn C tillhandahåller den nödvändiga mängden spänning och avlägsnar alla bitar av instabilitet i operationerna som kan finnas med en ofiltrerad fältmatning. Variabel autotransformator T reglerar ankarspänningen och därmed motorns hastighet.
Utgången från varianten ges till en standardbrygga, likriktare D2. Likriktarutgången ges till motorarmaturen med hjälp av N / O-kontakterna på en inkopplad 117-volt växelström. relä K.
Varje gång motorn behöver stoppas öppnas 'Run' -omkopplaren S2, som växlar över sina normalt stängda kontakter och kopplar upp det dynamiska bromsmotståndet R över ankaret.
Under den period som motorn passerar fungerar den som en likström generator. Kraften som genereras på grund av försvinner i motståndet R, vilket får motorn att laddas tillräckligt, och detta tvingar motorn att stoppa plötsligt.
Med tanke på att motorfältets spole måste aktiveras för att genomföra bromsverkan ingår en oberoende omkopplare S1 för fältförsörjningen.
Som ett resultat hålls S1 på medan systemet är i drift, vilket möjliggör pilotlampan som en varningslampa. Fältenergin som behövs för en vanlig shuntmotor på 1/3 hästkrafter är cirka 35 watt, eftersom fältmotståndet normalt fungerar med cirka 400 ohm.
Motorspecifikationer
Fältströmmen kan vara nära 350 mA. Den nominella fullastströmmen för en 1/3-hk motor är nära 3 ampere DC. eller cirka 50% av linjeströmmen som förbrukas av en jämförbar växelström induktionsmotor.
Shunt d.c. motorn har en effektfaktor på 100% och är särskilt effektivare. Var och en av delarna fungerar utan uppvärmning, förutom bromsmotstånd R. Om motorn driver en belastning med en enorm svänghjulseffekt och stoppas upprepade gånger vid ökade hastigheter, kommer motståndet att behöva omvandla mycket kinetisk energi till värme. Vid belastning med låg tröghet, t.ex. en borrpress, kan det hända att motstånden inte utsätts för uppvärmningsproblem.
Relä K: s kontakter måste vara märkta med minst 10 ampere. Bromsströmmen är vanligtvis överdriven, även om den verkar under en kort tid tenderar initiala stigningar att vara betydande eftersom likströmmen ankarets motstånd är normalt bara en eller två ohm. Motorns arbetsström är, inte överraskande, begränsad av mängden rygg som den genererar.
Tips om konstruktion och säkerhet
Kretsen som visas ovan kan konstrueras i en 6 'x 6' x 6 'metallkraftlåda.
Med tanke på att hela kretsen är varm till jord vid kraftledningsspänning är uppmärksam isolering och jordning extremt viktigt för grundläggande säkerhet. Strömkabeln måste vara av 3-tråds jordningstyp.
Den gröna jordledningen måste kopplas till metallboxen och därefter föras till motorns ram. Vänligen försumma eller ignorera inte säkringen.
SCR Control vs Variac Control
Variabel autotransformatorer eller variationer är otroligt tuffa och långvariga. Utgången från dessa enheter är låg impedans, därför ger ankarspänningen utmärkt reglering mot variationer i belastningsström.
En SCR-omkopplingskrets, med de mindre ledningsvinklarna, är naturligtvis en ganska högimpedanskälla och har därför sämre reglering.
Motorstyrenheter som använder SCR, följaktligen, inkludera återkopplingsslingor specialdesignade i dem, vilket gör att fasen av skjutpulserna baseras mestadels på baksidan av motorn och även på justering av styrpotten.
En väldesignad SCR-kontroll med fullvåg är extremt bra, men den är faktiskt komplicerad med sin design. I området 1/3 hästkrafter är den variabla autotransformatorkretsen enkel, effektiv och lättare att montera av användaren.
I situationer där den mekaniska belastningen på motorn har minskat trögheten är det ibland förnuftigt att utesluta 'Kör' -omkopplaren, S2 och kontrollera allt från 'Standby' -omkopplaren S1.
Den aktiva bromsningen kan fortsätta att utföra jobbet i viss utsträckning på grund av det överflödiga magnetiska flödet inom motorfältet.
Varhelst detta kan uppnås erbjuder det fördelen att ingen 'standby' -pålitlighet allt är avstängt ända tills huvudströmbrytaren S1 slås på.
Om motorn behöver roteras i back, konfigurerar du bara en d.p.d.t. strömbrytare, fäst kors för operationerna, över ankarförsörjningen och ankaret.
Tidigare: Hur en autotransformer fungerar - hur man gör Nästa: Ändra XL4015 Buck Converter med en justerbar strömbegränsare
