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Drehzahlregelung des Gleichstrommotors: Ankerwiderstands- und Feldflussregelung

Der Gleichstrommotor wandelt die mechanische Leistung in umGleichstrom elektrische Leistung. Eine der wichtigsten Eigenschaften des Gleichstrommotors besteht darin, dass seine Drehzahl mit einfachen Methoden entsprechend den Anforderungen gesteuert werden kann. Diese Art der Steuerung ist bei einem Wechselstrommotor nicht möglich.

Das Konzept der Geschwindigkeitsregelung ist andersvon der Geschwindigkeitssteuerung. Bei der Drehzahlregelung ändert sich die Drehzahl des Motors natürlich, wohingegen bei Gleichstrommotor die Drehzahl des Motors manuell vom Bediener oder von einer automatischen Steuervorrichtung geändert wird. Das Geschwindigkeit des Gleichstrommotors ergibt sich aus der unten gezeigten Beziehung.

Die Gleichung (1), dass die Drehzahl von der Versorgungsspannung V abhängt, ist der Ankerkreiswiderstand Rein und der Feldfluss which, der durch den Feldstrom erzeugt wird.

SPEED-CONTROL-OF-DC-MOTOR-EQ-1

Inhalt:

Zur Steuerung der Drehzahl des Gleichstrommotors kann derDie Änderung der Spannung, des Ankerwiderstandes und des Feldflusses wird berücksichtigt. Es gibt drei allgemeine Methoden zur Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors. Sie sind wie folgt.

      • Widerstandsänderung im Ankerkreis.
        Diese Methode wird aufgerufen Ankerwiderstand oder Rheostatische Kontrolle.
      • Variation im Feldfluss
        Diese Methode ist bekannt als Feldflusssteuerung.
      • Änderung der angelegten Spannung
        Diese Methode ist auch als bekannt Steuerung der Ankerspannung.

Die detaillierte Erörterung der verschiedenen Verfahren zum Steuern der Geschwindigkeit ist nachstehend angegeben.

Ankerwiderstandskontrolle des Gleichstrommotors

Shunt-Motor

Das Anschlussdiagramm eines Nebenschlussmotors des Ankerwiderstandssteuerungsverfahrens ist unten gezeigt. Bei diesem Verfahren wird ein variabler Widerstand Re wird in den Ankerkreis gesetzt. Die Änderung des variablen Widerstands beeinflusst den Fluss nicht, da das Feld direkt an das Versorgungsnetz angeschlossen ist.

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-1
Das Geschwindigkeitsstromcharakteristik des Nebenschlussmotors ist unten gezeigt.

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-3
Serienmotor

Betrachten wir nun ein Schaltbild der Drehzahlregelung des Motors der DC-Serie nach der Ankerwiderstandsregelung.

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-2
Durch Variation des Ankerkreiswiderstands kann derStrom und Fluss sind beide betroffen. Der Spannungsabfall im variablen Widerstand verringert die an den Anker angelegte Spannung, und als Folge davon wird die Drehzahl des Motors reduziert.

Das Geschwindigkeitsstromcharakteristik eines Serienmotors ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-4
Wenn der Wert des variablen Widerstands Re isterhöht, läuft der Motor mit einer niedrigeren Geschwindigkeit. Da der variable Widerstand den gesamten Ankerstrom trägt, muss er so ausgelegt sein, dass er den gesamten Ankerstrom kontinuierlich führt.

Nachteile der Methode zur Kontrolle des Ankerwiderstandes

      • Im äußeren Widerstand Re wird viel Energie verschwendet.
      • Die Steuerung des Ankerwiderstands ist eingeschränkt, um die Drehzahl unter der normalen Motordrehzahl zu halten, und eine Erhöhung der Drehzahl über das normale Niveau ist mit dieser Methode nicht möglich.
      • Für einen bestimmten Wert des variablen Widerstands ist die Geschwindigkeitsreduzierung nicht konstant, sondern variiert mit der Motorlast.
      • Diese Drehzahlregelungsmethode wird nur für kleine Motoren verwendet.

Feldflusssteuerungsmethode des Gleichstrommotors

Der Fluss wird durch den Feldstrom erzeugt. Somit wird die Geschwindigkeitssteuerung durch dieses Verfahren durch Steuerung des Feldstroms erreicht.

Shunt-Motor

In einem Shunt-Motor ist der variable Widerstand RC ist in Reihe mit den Shunt-Feldwicklungen geschaltet, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Dieser Widerstand RC ist bekannt als a Shunt-Feldregler.

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-5
Der Shunt-Feldstrom ist durch die unten gezeigte Gleichung gegeben.

SPEED-CONTROL-OF-DC-MOTOR-EQ-2

Die Verbindung von RC im Feld reduziert dieFeldstrom, und daher wird auch der Fluss reduziert. Diese Verringerung des Flusses erhöht die Geschwindigkeit, und daher läuft der Motor mit einer Geschwindigkeit, die höher als die normale Geschwindigkeit ist. Daher wird dieses Verfahren verwendet, um die Motordrehzahl über die Norm zu bringen oder den Drehzahlabfall aufgrund der Last zu korrigieren.

Das Drehzahl-Drehmoment-Kurve für Shunt-Motor ist unten gezeigt.

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-8
Serienmotor

In einem Reihenmotor wird die Änderung des Feldstroms durch irgendein Verfahren durchgeführt, d.h.

Mit einem Umsteller

Ein variabler Widerstand Rd wird parallel zu den Serienfeldwicklungen geschaltet (siehe Abbildung unten).

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-6
Der Parallelwiderstand wird als Ableiter bezeichnet. Ein Teil des Hauptstroms wird durch einen variablen Widerstand R abgeleitetd. Somit ist die Funktion eines Umstellers zu reduzierender durch die Feldwicklung fließende Strom. Die Verringerung des Feldstroms verringert die Flussmenge und folglich erhöht sich die Drehzahl des Motors.

Getippte Feldsteuerung

Die zweite Methode, die in einem Serienmotor für die Änderung des Feldstroms verwendet wird, ist die Feldsteuerung. Das Anschlussdiagramm ist unten dargestellt.

Drehzahlregelung des Gleichstrommotors-fig-7
Hier werden die Amperewindungen durch Variieren der variiertAnzahl der Feldumdrehungen. Diese Art von Anordnung wird in einem elektrischen Traktionssystem verwendet. Die Drehzahl des Motors wird durch die Variation des Feldflusses gesteuert. Die Drehzahl-Drehmoment-Kennlinie eines Serienmotors ist unten dargestellt.

Drehzahlsteuerung des Gleichstrommotors-fig-9

Vorteile der Feldflusssteuerung

Das Folgende sind die Vorteile des Feldflusssteuerungsverfahrens.

      • Diese Methode ist einfach und bequem.
      • Da das Shuntfeld sehr klein ist, ist auch die Verlustleistung im Shuntfeld gering.

Der Fluss kann normalerweise nicht über den Fluss hinaus erhöht werdenNormalwerte wegen der Sättigung des Eisens. Daher ist die Geschwindigkeitssteuerung durch den Fluss auf die Abschwächung des Feldes beschränkt, wodurch sich die Geschwindigkeit erhöht. Dieses Verfahren ist nur in einem begrenzten Bereich anwendbar, da bei einer zu starken Schwächung des Feldes ein Stabilitätsverlust auftritt.

Ankerspannungssteuerung des Gleichstrommotors

Bei einem Ankerspannungssteuerverfahren wird die Drehzahlsteuerung durch Variieren der angelegten Spannung in der Ankerwicklung des Motors erreicht. Dieses Geschwindigkeitssteuerungsverfahren ist auch bekannt als Ward Leonard-Methode, das unter dem Thema Ward Leonard Method oder Armature Voltage Control ausführlich behandelt wird Der Link ist unten angegeben.

Siehe auch: Ward Leonard Methode zur Drehzahlregelung des Gleichstrommotors oder der Ankerspannungsregelung

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