Điều chỉnh điện áp DC

Ngày nay, cả trong công nghiệp và trong lĩnh vực dân sự, có rất nhiều cài đặt, ổ điện, công nghệ, trong đó cung cấp điện không yêu cầu xen kẽ, nhưng điện áp không đổi. Những cài đặt này bao gồm nhiều máy móc công nghiệp, thiết bị xây dựng, động cơ vận chuyển điện (tàu điện ngầm, xe đẩy, máy xúc lật, xe điện) và các loại lắp đặt DC khác.

Điện áp cung cấp cho một số thiết bị này phải thay đổi để, ví dụ, việc cung cấp dòng điện khác nhau cho động cơ điện dẫn đến thay đổi tương ứng về tốc độ quay của rôto.

Một trong những cách đầu tiên để điều chỉnh điện áp DC là điều chỉnh bằng một bộ biến trở. Sau đó, chúng ta có thể nhớ lại động cơ mạch - máy phát - động cơ, trong đó một lần nữa bằng cách điều chỉnh dòng điện trong cuộn dây kích thích của máy phát, một sự thay đổi trong các thông số vận hành của động cơ cuối cùng đã đạt được.

Nhưng các hệ thống này không kinh tế, chúng bị coi là lỗi thời và các đề án quy định hiện đại hơn nhiều. dựa trên thyristors. Quy định của thyristor là kinh tế hơn, linh hoạt hơn và không dẫn đến sự gia tăng các thông số khối lượng tổng thể của cài đặt. Tuy nhiên, điều đầu tiên đầu tiên.

Điều hòa tĩnh điện (quy định với các điện trở bổ sung)

Điều chỉnh bằng một chuỗi các điện trở nối tiếp cho phép bạn thay đổi dòng điện và điện áp của động cơ điện bằng cách giới hạn dòng điện trong mạch neo của nó. Về mặt sơ đồ, nó trông giống như một chuỗi các điện trở bổ sung được kết nối nối tiếp với cuộn dây động cơ và được kết nối giữa nó và cực dương của nguồn điện.

 

Một số điện trở có thể được tắt bởi các công tắc tơ khi cần thiết để dòng điện qua cuộn dây động cơ thay đổi tương ứng. Trước đây, trong các ổ điện kéo, phương pháp điều chỉnh này rất phổ biến, và vì thiếu các giải pháp thay thế, cần phải đưa ra hiệu quả rất thấp do tổn thất nhiệt đáng kể trên các điện trở. Rõ ràng, đây là phương pháp ít hiệu quả nhất - năng lượng dư thừa chỉ đơn giản là tiêu tan dưới dạng nhiệt không cần thiết.

Quy định về động cơ - máy phát - hệ thống động cơ

Ở đây, điện áp để cấp nguồn cho động cơ DC được lấy cục bộ bằng máy phát DC. Động cơ truyền động quay máy phát điện một chiều, lần lượt cung cấp cho động cơ cơ cấu chấp hành.

Việc điều chỉnh các thông số vận hành của động cơ cơ cấu chấp hành đạt được bằng cách thay đổi dòng điện của cuộn dây kích thích của máy phát. Dòng điện của cuộn dây trường máy phát cao hơn - điện áp cao hơn được cung cấp cho động cơ cuối cùng, dòng điện trường của máy phát điện càng thấp - điện áp thấp hơn, tương ứng, được cung cấp cho động cơ cuối cùng.

Hệ thống này, thoạt nhìn, hiệu quả hơn là đơn giản tiêu tán năng lượng dưới dạng nhiệt qua điện trở, nhưng nó cũng có nhược điểm. Thứ nhất, hệ thống chứa hai máy điện bổ sung có kích thước khá lớn cần được bảo dưỡng theo thời gian. Thứ hai, hệ thống là quán tính - ba máy được kết nối không thể thay đổi mạnh mẽ khóa học của họ. Kết quả là, một lần nữa hiệu quả thấp. Tuy nhiên, trong một thời gian, các hệ thống như vậy đã được sử dụng trong các nhà máy trong thế kỷ 20.

Phương pháp kiểm soát thyristor

Với sự ra đời của các thiết bị bán dẫn trong nửa sau của thế kỷ 20, người ta đã có thể tạo ra các bộ điều chỉnh thyristor kích thước nhỏ cho động cơ DC.Động cơ DC bây giờ được kết nối đơn giản với nguồn điện xoay chiều thông qua thyristor và bằng cách thay đổi pha mở của thyristor, có thể điều khiển trơn tru tốc độ rôto của rôto động cơ. Phương pháp này cho phép tạo ra một bước đột phá trong việc nâng cao hiệu quả và tốc độ của bộ chuyển đổi để cung cấp năng lượng cho động cơ DC.

Phương pháp điều khiển thyristor hiện cũng được sử dụng, đặc biệt, để kiểm soát tốc độ quay của trống trong máy giặt tự động, trong đó một động cơ tốc độ cao của bộ thu phục vụ như một ổ đĩa. Công bằng mà nói, chúng tôi lưu ý rằng một phương pháp điều tiết tương tự hoạt động trong các bộ điều chỉnh thyristor, có thể kiểm soát độ sáng của ánh sáng của đèn sợi đốt.

Điều khiển dựa trên PWM với liên kết AC

Dòng điện trực tiếp được biến đổi bởi một biến tần thành dòng điện xoay chiều, sau đó được tăng hoặc giảm bởi một máy biến áp, và sau đó được chỉnh lưu. Điện áp chỉnh lưu được đặt vào cuộn dây của động cơ DC. Có lẽ bổ sung điều chỉnh xung bằng cách điều chế PWM, sau đó hiệu ứng đầu ra đạt được có phần giống với quy định thyristor.

Về nguyên tắc, sự hiện diện của máy biến áp và biến tần dẫn đến tăng toàn bộ chi phí của hệ thống, tuy nhiên, cơ sở bán dẫn hiện đại cho phép bạn chế tạo bộ chuyển đổi dưới dạng các thiết bị có kích thước nhỏ được cung cấp bởi nguồn điện xoay chiều, trong đó máy biến áp có giá trị xung cao, và kết quả là kích thước nhỏ. %

Kiểm soát xung

Hệ thống điều khiển xung của động cơ DC có thiết kế tương tự như xung Bộ chuyển đổi DC-DC. Phương pháp này là một trong những phương pháp hiện đại nhất và ngày nay nó được sử dụng trong xe điện và được thực hiện trong tàu điện ngầm. Liên kết của bộ biến đổi bước xuống (diode và cuộn cảm) được kết hợp trong một mạch nối tiếp với cuộn dây động cơ, và bằng cách điều chỉnh độ rộng của các xung cung cấp cho liên kết, chúng đạt được dòng điện trung bình cần thiết thông qua cuộn dây động cơ.

Các hệ thống điều khiển xung như vậy, trên thực tế - bộ biến đổi xung, được đặc trưng bởi hiệu suất cao hơn - hơn 90% và có tốc độ tuyệt vời. Nó mang đến những cơ hội tuyệt vời cho phục hồi năng lượng, điều này rất quan trọng đối với các máy có quán tính cao và cho xe điện.