基于Variac的直流并聯(lián)電機控制器電路

下面介紹的簡單直流并聯(lián)電機控制器電路使用variac。這種設(shè)計有助于輕彈開關(guān)在任何階段立即停止電機，同時反轉(zhuǎn)電機方向。它還為電機提供高精度的速度控制。

概述

用于小型串聯(lián)電機的TRIAC和SCR半波電機控制器非常受歡迎且價格便宜，它們已經(jīng)成為便攜式電動工具和緊湊型電器的一部分。

話雖如此，1/4 和 1/3 HP 的較大直流電機的電子速度控制實際上更復(fù)雜。

此外，該馬力范圍內(nèi)的大型直流并聯(lián)電機是電機行業(yè)的最愛，從閣樓風(fēng)扇到鉆床;盡管基本上所有這些類型的電機都是交流感應(yīng)電機，但只有一個速度，或者可能有幾個可變速度。

雖然 1/3 馬力、1750 RPmin、117 伏并聯(lián)繞組直流電機可能很昂貴，但它可能物有所值，您可以在剩余市場上找到一些。

通過適當(dāng)?shù)乃俣瓤刂?，這些直流電機可以成為一件美妙的事情，操作鉆床或車床。

直流并聯(lián)電機的工作原理

直流并聯(lián)電機幾乎以恒定速度運行，與負(fù)載無關(guān)。這些電機通常用于工業(yè)應(yīng)用，通常在啟動情況不嚴(yán)重的情況下是首選。

并聯(lián)繞組電機速度可以通過幾種方法控制：首先，通過將電阻與電機電樞串聯(lián)，這可能會因此降低其速度;其次，通過將電阻與現(xiàn)場接線串聯(lián)，其中速度可能隨著負(fù)載的變化而變化。在后一種情況下，速度將在給定設(shè)置下保持幾乎穩(wěn)定，并在控制器上負(fù)載。后者被認(rèn)為是最常用于可調(diào)速設(shè)施，例如機床。

并聯(lián)電機可能是當(dāng)今工業(yè)中發(fā)現(xiàn)的最廣泛的直流電機。并聯(lián)電機基本上由標(biāo)記為A1和A2的電樞以及標(biāo)記為F1和F2的勵磁線組成。

并聯(lián)磁場中的繞組由幾匝細(xì)線組成，有助于降低并聯(lián)場電流和合理的電樞電流。并聯(lián)直流電機允許啟動扭矩，該扭矩可能隨負(fù)載規(guī)格而變化，這可以通過精確控制并聯(lián)場電壓來抵消。

勵磁線圈的重要性

如果并聯(lián)電機中的勵磁線圈被切斷，它可能會有所加速，直到反電動勢上升到足以關(guān)閉產(chǎn)生扭矩電流的水平。簡而言之，并聯(lián)電機在失去磁場時永遠(yuǎn)不會自行損壞，但完成工作所需的扭矩功率將被簡單地移除，導(dǎo)致電機失去其設(shè)計的主要功能。

直流并聯(lián)電機的幾個典型應(yīng)用是機械車間車床和工業(yè)生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線需要對電機的速度和扭矩進(jìn)行關(guān)鍵控制。

主要特點

該電路的主要特點是，您可以切換速度控制的速度旋鈕，以及動態(tài)制動功能，使您能夠幾乎立即停止重型電機;無需等待，因為汽車滑行。

如下圖所示，基于變速器的直流并聯(lián)電機速度控制電路在這些 1/3 馬力的直流電機之一上運行良好，只要它的額定電壓與輸入電源匹配，它是并聯(lián)繞組的，并且在 100% 負(fù)載下以最大約 3 安培的電流工作，它控制什么類型的電機并不重要。

使用可變自變壓器

所示電路包含一個許多工程師可能認(rèn)為相當(dāng)粗糙和老式的器件，是的，它是可變自耦變壓器。

在眾多有用的功能中，variac將為您的大功率電機提供強大的制動，它可以在不依賴反饋回路的情況下工作：這確保了最小的不穩(wěn)定性或與不同形式的電機不兼容或機械負(fù)載的差異。

工作原理

在基于變速器的直流并聯(lián)速度控制電路中。如圖1所示，半波整流器D1為直流電機提供分流場。濾波電容C提供必要的電壓，并消除未濾波現(xiàn)場電源可能存在的操作中的任何不穩(wěn)定性?？勺冏择钭儔浩鱐調(diào)節(jié)電樞電壓，從而調(diào)節(jié)電機的速度。

變量的輸出被提供給標(biāo)準(zhǔn)橋，整流器D2。整流器輸出通過開關(guān)接通 117 伏交流繼電器 K 的常開觸點提供給電機電樞。

每當(dāng)電機需要停止時，“Run”開關(guān) S2 就會打開，該開關(guān)會通過其常閉觸點進(jìn)行切換，并將電樞上的動態(tài)制動電阻 R 連接起來。

在發(fā)動機滑行期間，它的功能類似于直流發(fā)電機。由于is產(chǎn)生的功率在電阻R中耗散，導(dǎo)致電機充分加載，這迫使電機突然停止。

考慮到電機勵磁線圈需要通電才能實現(xiàn)制動動作，因此包括一個獨立的開關(guān)S1用于現(xiàn)場供電。

因此，當(dāng)系統(tǒng)運行時，S1 保持打開狀態(tài)，使指示燈成為警告燈。常規(guī) 1/3 馬力并聯(lián)電機所需的磁場能量僅為 35 瓦左右，因為磁場電阻通常以大約 400 歐姆的功率工作。

電機規(guī)格

現(xiàn)場電流可以接近350 mA。1/3 hp 電機的額定滿載電流接近 3 安培直流電，約為同等交流感應(yīng)電機消耗的線路電流的 50%。

并聯(lián)直流電機的功率因數(shù)為 100%，效率特別高。除制動電阻R外，每個部件均在不加熱的情況下運行。如果電機運行具有巨大飛輪效應(yīng)的負(fù)載，并以更高的速度反復(fù)停止，電阻器將需要將大量動能轉(zhuǎn)化為熱量。對于鉆床等低慣性負(fù)載，電阻器可能不會遇到任何加熱問題。

繼電器 K 的觸點額定電流必須不低于 10 安培。制動電流通常過大，盡管出現(xiàn)時間很短;初始浪涌往往很大，因為電樞的直流電阻通常只有一歐姆或兩歐姆。毫不奇怪，電機的工作電流受到其產(chǎn)生的回饋量的限制。

施工和安全提示

上面演示的直流并聯(lián)電機控制器電路可以構(gòu)建在6“x 6”x 6“的金屬電源箱中。

考慮到整個電路在電源線電壓下對地很熱，注意絕緣和接地對于基本安全至關(guān)重要。電源線必須是 3 線接地類型。

綠色地線必須連接到金屬盒，然后通過連接到電機框架。請不要忽視或忽視使用保險絲。

SCR 控制與可變控制

可變自耦變壓器或可變變壓器非常堅固耐用。這些器件的輸出是低阻抗的，因此，電樞電壓為負(fù)載電流的變化提供了出色的調(diào)節(jié)。

導(dǎo)通角較小的SCR開關(guān)模式電路自然是相當(dāng)高的阻抗源，因此具有較差的調(diào)節(jié)特性。

因此，使用SCR的電機控制器包括專門設(shè)計的反饋回路，這使得點火脈沖的相位主要基于電機的背面以及控制電位器調(diào)整。

精心設(shè)計的全波SCR控制確實非常好，但實際上其設(shè)計很復(fù)雜。在 1/3 馬力范圍內(nèi)，可變自耦變壓器電路簡單、高效且易于用戶組裝。

在電機上的機械負(fù)載慣量降低的情況下，偶爾將“運行”開關(guān)、S2 和控制全部從“待機”開關(guān) S1 中省略是明智的。

由于電機勵磁繞組內(nèi)的剩余磁通量，主動制動可能會在一定程度上繼續(xù)完成這項工作。

只要可以實現(xiàn)這一點，它就提供了沒有“待機”可靠性的好處;一切都關(guān)閉，直到主開關(guān) S1 打開。

如果電機需要反向旋轉(zhuǎn)，只需在電樞電源和電樞上配置一個 d.p.d.t. 開關(guān)，連接縱橫交錯的操作。