Naprave za nadzor vrtilne frekvence motorja

Asinhroni elektromotorji se pogosto uporabljajo v protitočnih zavornih tokokrogih. indukcijski rele za regulacijo hitrosti ... Vhodna gred releja 5, na kateri je nameščen cilindrični trajni magnet 4, je povezana z gredjo elektromotorja, katerega kotno hitrost je treba krmiliti.

Ko se električni motor vrti, magnetno polje prečka žice kratkega stika 3 rotacijskega statorja 6. V navitju se inducira EMF, katerega vrednost je sorazmerna s kotno hitrostjo vrtenja gredi. Pod njegovim vplivom se v tuljavi pojavi tok in nastane interakcijska sila, ki teži k vrtenju statorja 6 v smeri vrtenja magneta.

Pri določeni hitrosti vrtenja se sila toliko poveča, da omejevalnik 2, ki premaga upor ploščate vzmeti, preklopi kontakte releja. Rele je opremljen z dvema kontaktnima vozliščema: 1 in 7, ki se preklapljata glede na smer vrtenja.

Slika 1. Induktivni rele za nadzor hitrosti

Indukcijski rele za krmiljenje hitrosti ima precej zapleteno zasnovo in nizko natančnost, ki je sprejemljiva samo za grobe krmilne sisteme. Večjo natančnost regulacije hitrosti lahko dosežemo z uporabo tahogeneratorja - merilnega mikro stroja, katerega napetost na sponkah je premo sorazmerna s hitrostjo vrtenja.

Tahogeneratorji se uporabljajo v sistemih s povratnimi informacijami pogonov s spremenljivo hitrostjo s širokim razponom vrtljajev in imajo zato napako le nekaj odstotkov. Najpogostejši so DC tahogeneratorji.

Na sl. 2 prikazuje diagram releja za krmiljenje hitrosti za elektromotor M z uporabo tahogeneratorja G, katerega armaturno vezje vključuje elektromagnetni rele K in regulacijski reostat R. Ko napetost na armaturnih sponkah tahogeneratorja preseže delovno napetost, rele je vklopljen v zunanjem tokokrogu.

Slika 2. Rele za nadzor hitrosti s tahogeneratorjem

Slika 3. Shema mostu merilnika vrtljajev

Ko se odpornost armaturnega vezja poveča, se natančnost vezja poveča. Zato je včasih rele povezan s tahogeneratorjem prek vmesnega polprevodniškega ojačevalnika. V ta namen je mogoče uporabiti tudi polprevodniške brezkontaktne mejne elemente s stabilno odzivno napetostjo.

Zanesljivost vezja je mogoče izboljšati, če enosmerni tahogenerator zamenjamo z brezkontaktnim asinhronim tahogeneratorjem.

Asinhroni tahogenerator ima votli nemagnetni rotor v obliki stekla. Stator ima dva navitja pod kotom 90 ° drug proti drugemu. Ena od tuljav je priključena na omrežje z izmeničnim tokom.Iz drugega navitja se odstrani sinusna napetost, ki je sorazmerna s hitrostjo rotorja. Frekvenca izhodne napetosti je vedno enaka frekvenci omrežja.

Pri sodobnih enosmernih izvršnih motorjih je tahogenerator vgrajen v isto ohišje kot stroj in je nameščen na isti gredi kot glavni motor. To zmanjša valovanje izhodne napetosti in izboljša natančnost regulacije hitrosti.

Enosmerni tahogeneratorji tipa PT-1 z elektromagnetnim vzbujanjem se običajno uporabljajo v elektromotorjih serije PBST. Visok navor DC motorji Imam vgrajen tahometer, ki ga vzbuja trajni magnet.

V primerih, ko enosmerni motor M nima tahogeneratorja, lahko njegovo hitrost krmilimo z merjenjem EMF armature. Za to se uporablja tahometrično mostno vezje, ki ga tvorita dva upora: R1 in R2, armatura Ri in dodatni poli stroja Rdp. Izhodna napetost tahometrskega mostu Uout = U1 — Udp, oz

Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω

Zadnja enakost velja pod pogojem, da je magnetni pretok elektromotorja konstanten. Vključno z mejnim elementom na izhodu tahometričnega mostu dobimo rele, ki je nastavljen na določeno kotno hitrost vrtenja. Natančnost mostu merilnika vrtljajev je nizka zaradi variabilnosti kontaktnega upora ščetke in ogrevalnega neravnovesja upora.

Če enosmerni motor deluje na umetni karakteristiki in je v armaturi vključen velik dodatni upor, lahko funkcijo releja hitrosti izvaja napetostni rele, ki je priključen na sponke armature.

Napetost v armaturi elektromotorja Uja = E + IjaRja.

Ker je I = (U — E) / (Ri + Rext), dobimo Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, potem lahko drugi člen zanemarimo in napetost na sponki armature se lahko šteje za neposredno sorazmerno z emf in hitrostjo vrtenja motorja.

Slika 4. Nadzor hitrosti z napetostnimi releji

Slika 5. Rele za regulacijo centrifugalne hitrosti

Imajo zelo preprosto zasnovo. centrifugalna stikala za hitrost ... Osnova releja je plastična čelna plošča 4, nameščena na gredi, katere hitrost vrtenja je treba nadzorovati. Na sprednji plošči je pritrjena ploščata vzmet 3 z masivnim premičnim kontaktom 2 in fiksnim nastavljivim kontaktom 1. Vzmet je izdelana iz posebnega jekla, katerega modul elastičnosti je praktično neodvisen od temperaturnih sprememb.

Pri vrtenju čelne plošče deluje na premični kontakt centrifugalna sila, ki pri določeni hitrosti vrtenja premaga upor ploščate vzmeti in preklopi kontakte. Tok se v kontaktno napravo dovaja preko drsnih obročev in ščetk, ki niso prikazane na sliki. Takšni releji se uporabljajo v sistemih za stabilizacijo hitrosti za enosmerne mikromotorje. Kljub svoji enostavnosti sistem vzdržuje hitrost z napako reda velikosti 2%.