מהן השיטות לבקרת מהירות מנוע DC?

מאמר זה יתמקד בעיקר במנועי DC, במטרה לספק לקוראים הבנה של המאפיינים שלהם ומידע קשור.

 

א. שלוש שיטות לבקרת מהירות מנוע DC

שלוש השיטות לבקרת המהירות של מנוע DC הן:

1. שיטת בקרת מהירות החלפת אלקטרודה: על ידי החלפת האלקטרודות, מעגל מתפתל האבזור משתנה, משנה את מספר זוגות הקטבים של המנוע, ובכך משנה את מהירות המנוע. היתרונות של שיטה זו הם המבנה הפשוט שלה, האמינות הגבוהה והעלות הנמוכה, אך טווח בקרת המהירות קטן יחסית, בדרך כלל מתאים רק ליישומים שבהם אין צורך בקרת מהירות-בדיוק גבוה.

 

2. שיטת בקרת מהירות ויסות מתח: על ידי שינוי מתח האספקה ​​של המנוע, מהירות המנוע מותאמת. היתרונות של שיטה זו הם טווח בקרת מהירות רחב ודיוק התאמה גבוה, אך היא דורשת ווסת מתח ייעודי, וכתוצאה מכך עלות גבוהה יותר יחסית.

 

3. שיטת בקרת מהירות PWM: על ידי שינוי מחזור העבודה של המנוע, מהירות המנוע נשלטת. מתח DC הכניסה מומר לאות דופק, וערך המתח הממוצע של המנוע נשלט על ידי שליטה במחזור העבודה של הדופק, ובכך משיג ויסות מהירות המנוע. שיטה זו מציעה טווח בקרת מהירות רחב ודיוק גבוה, אך דורשת בקר מהירות PWM ייעודי, וכתוצאה מכך עלות גבוהה יותר יחסית. במקביל, בקרת מהירות PWM מייצרת רעש-תדר גבוה והפרעות אלקטרומגנטיות, הדורשות אמצעים מתאימים כדי לדכא אותם. העיקרון הבסיסי של Pulse Width Modulation (PWM): שיטת הבקרה כוללת שליטה בכיבוי -כיבוי של התקני המיתוג של מעגל המהפך כדי לקבל סדרה של פולסים בעלי משרעת שווה במוצא. פולסים אלו משמשים להחלפת גל הסינוס או צורת הגל הנדרשת. כלומר, פולסים מרובים נוצרים בחצי מחזור של צורת הגל של המוצא, כך שהמתח המקביל של כל פולס הוא גל סינוס, וכתוצאה מכך פלט חלק עם פחות הרמוניות מסדר -נמוך.

 

על ידי אפנון הרוחב של כל פולס על פי כללים מסוימים, ניתן לשנות את גודל מתח המוצא של מעגל המהפך, וניתן לשנות גם את תדר המוצא.

 

לדוגמה, אם צורת גל חצי-סינוסואידלית מחולקת ל-N חלקים שווים, ניתן להתייחס לחצי הגל הסינוסואידי-כצורת גל המורכבת מ-N פולסים מחוברים. לפולסים אלו רוחב שווה, כולם שווים ל-π/n, אך משרעת לא שווה, והחלק העליון של כל פולס אינו קו ישר אופקי אלא עקומה, כאשר המשרעת של כל פולס משתנה לפי חוק סינוסואידי. אם רצף הפולסים לעיל מוחלף במספר שווה של פולסים מלבניים בעלי משרעת שווה אך ברוחב לא שווה, כך שנקודת האמצע של כל פעימה מלבנית חופפת לנקודת האמצע של הקטע הסינוסואידאלי המתאים, והשטח (כלומר, הדחף) של כל פולס מלבני שווה לזה של רצף הפולסים המתאים הוא PWM, אשר רצף הפולסים המתקבל הוא PWM. ניתן לראות שרוחב כל פעימה משתנה בהתאם לתבנית סינוסואידאלית.

 

בהתבסס על העיקרון של דחף שווה וכתוצאה מכך השפעה שווה, צורת הגל PWM וחצי הגל הסינוסואידי- שווים. ניתן לקבל את צורת הגל PWM עבור חצי המחזור השלילי- של גל הסינוס באמצעות אותה שיטה. בצורת גל PWM, המשרעת של כל פולס שווה. כדי לשנות את המשרעת של גל הסינוס המקביל במוצא, פשוט שנה את הרוחב של כל פולס באותו גורם קנה מידה. לכן, בממירי AC-DC-AC, משרעת פלט מתח הפולסים על ידי מעגל מהפך PWM היא המשרעת של מתח הצד של DC.

 

II. תחזוקה של קומוטטורים של מנוע DC

(1) יש לשמור על משטח הקומוטטור חלק ובעל סרט תחמוצת אחיד, חום כהה ומבריק. אם משטח הקומוטטור מזוהם באבקת פחמן או בשמן, יש לנקות אותו עם מפוח או לנגב אותו במטלית רכה רטובה באלכוהול כדי להבטיח ניקיון.

 

(2) אם משטח הקומוטטור מראה סימני הידרדרות, כגון ניצוץ יתר, חספוס, אי אחידות או שריפה, יש לעצור את המנוע. יש ללטש את המשטח עם נייר זכוכית עדין בדרגה "0" כדי-ליצור מחדש את סרט התחמוצת. אם פני הקומוטטור מחוספס יתר על המידה, לא אחיד, או שיש לו בלאי משמעותי, יש לעבד את הקומוטטור מחדש-. במהלך העיבוד, יש לכסות את קצוות פיתול האבזור ולשוניות החיבור בנייר כדי למנוע כניסת שבבי מתכת. מהירות החיתוך צריכה להיות 2 מטר לשנייה, ועומק החיתוך וקצב ההזנה לא יעלו על 0.1 מ"מ. לאחר העיבוד, יש לחרוץ את מקטעי הקומוטטור, ובמידת הצורך יש לחתוך את הנציץ בין הקטעים כדי למנוע מהנציץ לבלוט מעל מקטעי הקומוטטור.

 

(3) בדוק שחריצי הנציץ נקיים, ושקצוות מקטעי הקומוטטור צריכים להיות חלקים וללא כתמים.

 

(4) תוך הבטחת איכות משטח הקומוטטור, יש צורך גם להתבונן בקפידה ולנטר ניצוצות התקוממות במהלך הפעולה היומיומית. בדרך כלל, ניצוצות נקודתיים או גרגירים מפוזרים באופן דליל ואחיד על פני רוב המברשות, מה שנחשב לניצוץ תנועה רגיל. עם זאת, פצפוצים, כדורי אש או ניצוצות מתיזים נחשבים כמזיקים. כאשר מתרחשים ניצוצות בצורת-טבעות, המנוע לא אמור להמשיך לפעול.