در زمینه مهندسی برق، موتورهای مغناطیس دائم DC (PMDC) به دلیل راندمان بالا، اندازه فشرده و ویژگی های سرعت - گشتاور عالی، به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان تامین کننده موتورهای PMDC 200 واتی، اهمیت کنترل جریان راه اندازی این موتورها را درک می کنم. این پست وبلاگ به دلایلی که چرا محدود کردن جریان راه اندازی حیاتی است و چندین روش موثر برای دستیابی به این هدف ارائه می کند، می پردازد.
چرا جریان راه اندازی موتور 200 واتی PMDC را محدود کنیم؟
هنگامی که یک موتور PMDC راه اندازی می شود، سیم پیچ آرمیچر آن مقاومت بسیار کمی دارد. طبق قانون اهم ((I = \frac{V}{R}))، که در آن (V) ولتاژ تغذیه و (R) مقاومت آرمیچر است، جریان زیادی میتواند در لحظه شروع از آرمیچر عبور کند. برای یک موتور PMDC 200W، این جریان راه اندازی می تواند چندین برابر بیشتر از جریان نامی باشد.
جریان راه اندازی بالا می تواند چندین مشکل ایجاد کند:
- افت ولتاژ: جریان راه اندازی زیاد می تواند منجر به افت ولتاژ قابل توجهی در سیستم منبع تغذیه شود. این افت ولتاژ ممکن است سایر تجهیزات الکتریکی متصل به همان منبع تغذیه را تحت تأثیر قرار دهد و باعث اختلال در عملکرد یا کاهش عملکرد شود.
- گرم شدن بیش از حد: جریان بیش از حد می تواند مقدار زیادی گرما در سیم پیچ موتور ایجاد کند. قرار گرفتن طولانیمدت در معرض راهاندازی جریان بالا میتواند به عایق سیمپیچها آسیب برساند، طول عمر موتور را کاهش دهد و خطر خرابی موتور را افزایش دهد.
- استرس مکانیکی: گشتاور زیاد تولید شده توسط جریان راه اندازی زیاد می تواند فشار مکانیکی بیش از حدی را بر محور موتور، کوپلینگ ها و بارهای محرکه وارد کند. این ممکن است منجر به سایش مکانیکی، لرزش و حتی آسیب به کل سیستم درایو شود.
روشهایی برای محدود کردن جریان راهاندازی موتور 200 واتی PMDC
1. مقاومت در سری با آرمیچر
یکی از سادهترین روشها برای محدود کردن جریان راهاندازی، اتصال یک مقاومت به صورت سری به آرمیچر موتور PMDC است. هنگامی که موتور شروع به کار می کند، مقاومت سری جریان عبوری از آرمیچر را محدود می کند. با شتاب گرفتن موتور، پشت - EMF ((E_b)) تولید شده در آرمیچر افزایش می یابد. پشت - EMF با فرمول (E_b=k\phi\omega)، که در آن (k) یک ثابت، (\phi) شار مغناطیسی، و (\omega) سرعت زاویه ای موتور است، داده می شود.
با افزایش (E_b)، ولتاژ موثر در مقاومت آرمیچر کاهش می یابد و جریان کاهش می یابد. هنگامی که موتور به سرعت معینی رسید، مقاومت سری را می توان به تدریج از مدار حذف کرد تا موتور بتواند با ولتاژ و جریان عادی خود کار کند.
مقدار مقاومت سری ((R_{start})) را می توان با استفاده از مراحل زیر محاسبه کرد:
فرض کنید (V) ولتاژ تغذیه، (I_{start}) جریان راه اندازی مورد نظر، و (R_a) مقاومت آرمیچر موتور باشد. طبق قانون اهم (V = I_{start}(R_a + R_{start}))، بنابراین (R_{start}=\frac{V}{I_{start}}-R_a)
با این حال، این روش دارای معایبی است. مقاومت سری، نیرو را به شکل گرما تلف می کند که باعث کاهش راندمان کلی سیستم موتور - محرک می شود. همچنین حذف دستی یا خودکار مقاومت به مدار کنترل اضافی نیاز دارد.
2. Soft - Start Controllers
کنترلکنندههای استارت نرم یکی دیگر از راههای موثر برای محدود کردن جریان راهاندازی موتور PMDC 200 واتی هستند. یک کنترل کننده نرم استارت به تدریج ولتاژ اعمال شده به موتور را در مدت زمان کوتاهی افزایش می دهد. این افزایش کنترل شده در ولتاژ منجر به افزایش آرام در سرعت و جریان موتور می شود.
انواع مختلفی از کنترل کننده های نرم استارت در بازار موجود است. برخی از مدارهای مبتنی بر تریستور برای کنترل ولتاژ استفاده می کنند. تریستورها را می توان در زوایای مختلف فعال کرد تا میانگین ولتاژ اعمال شده به موتور را تغییر دهد. با شتاب گرفتن موتور، زاویه تحریک تریستورها برای افزایش تدریجی ولتاژ تنظیم می شود.
کنترل کننده های شروع نرم چندین مزیت دارند. آنها یک استارت صاف را فراهم می کنند و استرس مکانیکی روی موتور و بار رانده را کاهش می دهند. آنها همچنین با محدود کردن جریان هجومی، تأثیر بر سیستم منبع تغذیه را به حداقل میرسانند. علاوه بر این، برخی از کنترلکنندههای نرمافزار پیشرفته را میتوان برای تنظیم زمان شروع و نرخ افزایش ولتاژ با توجه به نیازهای خاص برنامه برنامهریزی کرد.
3. کنترل پالس - مدولاسیون عرض (PWM).
پالس - مدولاسیون عرض (PWM) یک تکنیک محبوب برای کنترل سرعت و جریان راه اندازی موتورهای PMDC است. در کنترل PWM، ولتاژ اعمال شده به موتور با فرکانس بالا روشن و خاموش می شود. متوسط ولتاژ اعمال شده به موتور توسط چرخه وظیفه سیگنال PWM تعیین می شود.
هنگام راه اندازی موتور، در ابتدا از چرخه کار کم استفاده می شود. سیگنال PWM با چرخه کار کم به این معنی است که موتور با ولتاژ متوسط پایین تغذیه می شود که جریان راه اندازی را محدود می کند. با شتاب گرفتن موتور، چرخه وظیفه سیگنال PWM را می توان به تدریج افزایش داد و میانگین ولتاژ و سرعت موتور را افزایش داد.
کنترل PWM کارایی بالایی را ارائه می دهد زیرا اتلاف توان کمی در عناصر سوئیچینگ وجود دارد. همچنین کنترل دقیقی بر روی سرعت و گشتاور موتور فراهم می کند. علاوه بر این، مدارهای کنترل موتور مبتنی بر PWM را می توان به راحتی با میکروکنترلرها ادغام کرد که امکان استراتژی های کنترلی قابل برنامه ریزی و انعطاف پذیر را فراهم می کند.
4. استفاده از اتوترانسفورماتور
همچنین میتوان از یک اتوترانسفورماتور برای محدود کردن جریان راهاندازی موتور PMDC 200 واتی استفاده کرد. اتوترانسفورماتور نوعی ترانسفورماتور با طراحی یک سیم پیچ است. می توان از آن برای پایین آوردن ولتاژی که به موتور در مرحله راه اندازی می رسد استفاده کرد.
هنگامی که موتور روشن می شود، ولتاژ کاهش یافته از طریق اتوترانسفورماتور به موتور اعمال می شود. این کاهش ولتاژ منجر به کاهش جریان راه اندازی می شود. هنگامی که موتور به سرعت معینی رسید، اتوترانسفورماتور را می توان برای تامین ولتاژ نامی کامل به موتور تنظیم کرد.
با این حال، ترانسفورماتورهای خودکار در مقایسه با سایر روش های محدود کننده جریان راه اندازی، نسبتاً حجیم و گران هستند. آنها همچنین به دلیل الزامات عایق الکتریکی نیاز به نصب و نگهداری دقیق دارند.
خلاصه و فراخوان برای اقدام
محدود کردن جریان راهاندازی یک موتور PMDC 200 واتی برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد آن، محافظت از سیستم منبع تغذیه و کاهش استرس مکانیکی روی اجزای درایو ضروری است. به عنوان تامین کنندهلینک محصول: موتور 200 واتی PMDC، ما چالش های فنی را درک می کنیم و موتورهای با کیفیت بالا و مناسب برای کاربردهای مختلف را ارائه می دهیم. ما همچنین پشتیبانی فنی را برای کمک به مشتریان خود ارائه میکنیم تا مناسبترین روش محدود کردن شروع را برای نیازهای خاص خود انتخاب کنند.
اگر قصد خرید یک موتور PMDC 200 واتی را دارید یا به اطلاعات بیشتری در مورد راه اندازی - تکنیک های محدود کننده فعلی نیاز دارید، لطفاً با ما تماس بگیرید. ما همیشه آماده کمک به شما در انتخاب مناسب برای پروژه خود هستیم. موتورهای DC برس خورده ما برای مطابقت با بالاترین استانداردهای کیفیت و عملکرد طراحی شده اند. شما می توانید محدوده ما را کشف کنیدلینک محصول: موتور DC برس دارولینک محصول: موتور 24 ولت PMDCدر وب سایت ما
مراجع
- چپمن، اس جی (2012). اصول ماشین آلات الکتریکی مک گراو - هیل.
- فیتزجرالد، AE، کینگزلی، سی، و اومانز، SD (2003). ماشین آلات الکتریکی. مک گراو - هیل.
- بوز، BK (2006). الکترونیک قدرت و درایوهای AC. سالن پرنتیس