DC-Motorsteuerung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Die Elektromotoren

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In vielen Werkzeugmaschinen werden Gleichstrom-Elektromotoren (EM) eingesetzt. Sie ermöglichen eine einfache Steuerung der Drehzahl, indem die konstante Komponente der Spannung an der Ankerwicklung bei konstanter Spannung der Erregerwicklung (0 V) geändert wird.

Der Stromkreis (Abb. 1) ist für diejenigen nützlich, die die erforderliche Maschine oder das Gerät mit Elektroantrieb selbst zusammenbauen. Mit dem Schema können Sie einen Elektromotor mit einer Leistung von bis zu 5 kW steuern.

Abb.1 (zum Vergrößern anklicken)

Leistungsstarke DC-EMs weisen mehrere Merkmale auf, die berücksichtigt werden müssen:

a) Es ist unmöglich, Spannung an den EM-Anker anzulegen, ohne die Nennspannung (normalerweise 180 ... 220 V) an die Feldwicklung anzulegen;

b) Um den Motor nicht zu beschädigen, ist es aufgrund des großen Anlaufstroms, der Dutzende Male höher ist als der Nennbetriebsstrom, nicht akzeptabel, beim Einschalten sofort die Nennspannung an die Ankerwicklung anzulegen.

Mit dem obigen Schema können Sie die erforderliche Betriebsart bereitstellen – sanften Start und manuelle Einstellung der gewünschten EM-Geschwindigkeit.

Die Drehrichtung ändert sich, wenn die Polarität der Drähte an der Feldwicklung oder dem Anker umgekehrt wird (dies geschieht nur, wenn der EM ausgeschaltet ist).

Im Stromkreis werden zwei Relais verwendet, die einen automatischen Schutz der Schaltungselemente vor Überlastung ermöglichen. Relais K1 ist ein leistungsstarker Starter. Es verhindert das Einschalten des EM, wenn die durch Widerstand R1 eingestellte Anfangsgeschwindigkeit nicht Null ist. Dazu ist an der Achse des variablen Widerstands R1 ein Hebel angebracht, der mit dem Taster SB2 verbunden ist, der (mit Hebel) erst beim maximalen Widerstandswert (R1) schließt – dies entspricht der Geschwindigkeit Null.

Wenn die Kontakte SB2 geschlossen sind, schaltet sich das Relais K1 beim Drücken der START-Taste (SB1) ein und seine Kontakte K1.1 sperren sich selbst, und die Kontakte K1.2 schalten den Antrieb ein.

Relais K2 bietet Überlastschutz bei fehlendem Strom im EM-Erregerwicklungskreis. In diesem Fall unterbrechen die Kontakte K2.1 die Stromversorgung des Stromkreises.

Der Steuerkreis wird ohne Transformator direkt vom Netzwerk über den Widerstand R3 gespeist.

Der Wert des Effektivwerts der Spannung an der Ankerwicklung wird durch Änderung des Öffnungswinkels der Thyristoren VS1 und VS1 durch den Widerstand R2 eingestellt. In den Brückenzweigen sind Thyristoren enthalten, wodurch die Anzahl der Leistungselemente im Stromkreis reduziert wird.

Auf einem Unijunction-Transistor VT2 ist ein Impulsgenerator montiert, der mit der Periode der Netzspannungspulsation synchronisiert ist. Der Transistor VT1 verstärkt die Stromimpulse und wird über den Trenntransformator T1 den Steuerausgängen der Thyristoren zugeführt.

Bei der Auslegung müssen die Thyristoren VS1, VS2 und die Dioden VD5, VD6 auf einer Kühlkörperplatte (Kühler) installiert werden.

Ein Teil des Steuerkreises, in der Abbildung durch eine gestrichelte Linie hervorgehoben, ist auf der Leiterplatte platziert (Abb. 2).

Ris.2

Es werden feste Widerstände vom Typ C2-23, variable R1 vom Typ PPB-15T, R7 vom Typ SP-196 und R3 vom Typ PEV-25 verwendet. Kondensatoren C1 und C2 beliebiger Art, für eine Betriebsspannung von mindestens 100 V. Gleichrichterdioden VD1 ... VD4 für einen Strom von 10 A und eine Sperrspannung von 300 V, zum Beispiel D231 D231A D232, D232A, D245, D246 .

Der Impulstransformator T1 besteht aus einem M2000NM-Ferritring der Größe K20x12x6 mm und ist mit einem PELSHO-Draht mit einem Durchmesser von 0,18 mm umwickelt. Wicklung 1 und 2 enthalten jeweils 50 Windungen und 3 - 80 Windungen.

Vor dem Wickeln müssen die scharfen Kanten des Kerns mit einer Nadelfeile abgerundet werden, um ein Durchschlagen und Kurzschließen der Windungen zu verhindern.

Wenn der Stromkreis zum ersten Mal eingeschaltet wird, messen wir den Strom im Erregerwicklungsstromkreis (0 V) und berechnen gemäß dem Ohmschen Gesetz den Wert des Widerstands R2, damit das Relais K2 arbeitet. Das Relais K2 kann eine beliebige Niederspannung (6 ... 9 V) sein – je niedriger die Ansprechspannung, desto besser. Bei der Auswahl eines Widerstands R2 muss auch die daran abgegebene Verlustleistung berücksichtigt werden. Wenn man den Strom im 0-V-Kreis und die Spannung am Widerstand kennt, kann man ihn leicht mit der Formel P = UI berechnen. Anstelle von K2 und R2 sollten besser spezielle Stromrelais der Industrie verwendet werden, die jedoch aufgrund ihres engen Anwendungsbereichs nicht für jedermann verfügbar sind. Ein Stromrelais lässt sich ganz einfach selbst herstellen, indem man mit einem PEL-Draht mit einem Durchmesser von 20 ... 0.7 mm etwa 1 Windungen auf einen größeren Reedschalter wickelt.

Zum Aufbau des Steuerkreises schließen wir anstelle des Ankerkreises des Motors eine Lampe mit einer Leistung von 300 ... 500 W und ein Voltmeter an. Es ist darauf zu achten, dass sich die Spannung an der Lampe mit dem Widerstand R1 gleichmäßig von Null auf Maximum ändert.

Aufgrund der Streuung der Parameter des Unijunction-Transistors kann es manchmal erforderlich sein, den Wert des Kondensators C2 (von 0,1 bis 0,68 μF) und des Widerstands R7 (R7) zu wählen, um die maximale Spannung an der Last auf den minimalen Wert einzustellen des Widerstands R1).

Wenn bei ordnungsgemäßer Installation die Thyristoren nicht öffnen, müssen die Anschlüsse in den Sekundärwicklungen von T1 vertauscht werden. Eine falsche Phasenlage der Steuerspannung an den Thyristoren VS1 und VS2 kann diese nicht beschädigen. Um den Betrieb von Thyristoren bequem steuern zu können, ist es zulässig, die Steuerspannung zuerst an einen Thyristor und dann an den anderen anzulegen. Wenn die Spannung an der Last (Lampe) durch den Widerstand R1 geregelt wird, ist die Anschlussphase des Steuerimpulse korrekt sind. Wenn beide Thyristoren arbeiten und der Stromkreis abgestimmt ist, sollte die Spannung an der Last zwischen 0 und 190 V variieren.

Es ist auch möglich, die Möglichkeit auszuschließen, dass im Moment des elektronischen Einschaltens die maximale Spannung an die Ankerwicklung angelegt wird, indem eine Schaltung ähnlich der in Abbildung 6.17 verwendet wird. (Der Kondensator C2 sorgt beim Einschalten für einen sanften Anstieg der Ausgangsspannung und beeinträchtigt anschließend nicht den Betrieb der Schaltung.) In diesem Fall wird der Schalter SB2 nicht benötigt.

Siehe andere Artikel Abschnitt Die Elektromotoren.

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