/ / Ward Leonard metode til hastighedsregulering eller armatur spændingskontrol

Ward Leonard metode til hastighedsregulering eller armaturspændingskontrol

Ward Leonard Metode af hastighedsstyring opnås ved at variereanvendt spænding til ankeret. Denne metode blev introduceret i 1891. Tilslutningsdiagrammet til Ward Leonard-metoden for hastighedsstyring af en DC-shuntmotor er vist i nedenstående figur.

WARD-LEONARD-METODE-FIG-1
Indhold

I ovenstående system er M den primære DC motor, hvishastigheden skal styres, og G er en separat spændt DC generator. Generatoren G drives af en 3-faset drivmotor, som kan være en induktionsmotor eller en synkronmotor. Kombinationen af ​​AC-drivmotor og DC-generator kaldes Motor-generator (M-G) sæt.

Generatorens spænding ændres medændre generatorens feltstrøm. Denne spænding, når den anvendes direkte til armaturen til hoved-DC-motoren, ændrer motorens M hastighed. Motorfeltstrømmen Ifm holdes konstant, så motorfeltfluxen φm forbliver også konstant. Mens motorens hastighed styres, holdes motorens armstrøm Ia lig med dens nominelle værdi.

Den genererede feltstrøm Ifg er varieret således, at armaturspændingen Vt ændres fra nul til dets nominelle værdi. Hastigheden ændres fra nul til basishastigheden. Da hastighedsreguleringen udføres med nominel strøm Ia og med konstant motorfeltstrøm, er et konstant drejningsmoment direkte proportional med armaturstrømmen, og feltflux op til nominel hastighed opnås. Produktet af drejningsmoment og hastighed er kendt som strøm, og det er proportional med hastigheden. Således øges hastigheden med strømforøgelsen automatisk.

Det Drejningsmoment og kraftegenskaber er vist i nedenstående figur.

WARD-LEONARD-METODE-FIG-2

Derfor med armatur spænding kontrol metode,konstant drejningsmoment og variabel effektdrev opnås fra hastighed under basishastigheden. Feltfluxkontrolmetoden anvendes, når hastigheden er over basens hastighed. I denne driftsform holdes ankerstrømmen konstant ved dens nominelle værdi, og generatorspændingen Vt holdes konstant.

Motorfeltstrømmen er reduceret, og følgelig falder motorfeltfluxen også. Dette betyder, at feltet svækkes for at opnå højere hastighed. Siden Vtjeg-en og EI-en forbliver konstant, er det elektromagnetiske drejningsmoment direkte proportional med feltfluxet φm og armaturstrømmen I-en. Således falder drejningsmomentet, hvis motorens fluxflux mindskes.

Derfor falder momentet som hastighedenstiger. I feltstyringsmodus opnås således konstant effekt og variabelt drejningsmoment for hastigheder over basishastigheden. Når der kræves hastighedsregulering over et bredt område, anvendes en kombination af armaturspændingskontrol og feltfluxkontrol. Denne kombination tillader, at forholdet mellem maksimale og minimale hastighedshastigheder er 20 til 40. Ved lukket kredsløbskontrol kan dette interval forlænges op til 200.

Drivmotoren kan være en induktion ellersynkron motor. En induktionsmotor opererer ved en forsinkende effektfaktor. Den synkrone motor kan drives ved en ledende effektfaktor ved over-excitation af dens felt. Ledende reaktiv effekt genereres af over ophidset synkron motor. Det kompenserer for den lags reaktive effekt taget af andre induktive belastninger. Effektfaktoren forbedres således.

En slip ring induktionsmotor bruges som p-prime mover, når belastningen er tung og intermitterende. Et svinghjul er monteret på motorens aksel. Denne ordning er kendt som Ward Leonard-Ilgener ordning. Det forhindrer store udsving i forsyningsstrømmen.

Når den synkrone motor virker som kørselmotor kan fluktuationerne ikke reduceres ved at montere et svinghjul på sin aksel, fordi den synkrone motor altid arbejder med konstant hastighed. I en anden form for Ward Leonard-drev kan ikke-elektriske primærmotorer også bruges til at drive DC-generatoren.

For eksempel - I DC elektrisk lokomotiv drives DC-generatorved en dieselmotor eller en gasturbin og skib fremdrivning drev. I dette system er regenerativ bremsning ikke mulig, fordi energi ikke kan strømme i omvendt retning i føreren.

Fordele ved Ward Leonard Drives

De vigtigste fordele ved Ward Leonard-drevet er som følger: -

  • Jævn hastighedskontrol af DC motor over et bredt område i begge retninger er muligt.
  • Den har en iboende bremsekapacitet.
  • De slæbende reaktive volt-ampere kompenseres ved at anvende en overeksponeret synkron motor som drevet og således forbedrer den samlede effektfaktor.
  • Når belastningen er intermitterende som i valseværker, er drivmotoren en induktionsmotor med et svinghjul monteret for at udjævne den intermitterende belastning til en lav værdi.

Ulemper ved den klassiske afdeling Leonard System

Ward Leonard-systemet med roterende motorgeneratorsæt har følgende ulemper.

  • De indledende omkostninger ved systemet er høje, da der er installeret et motorgeneratorsæt med samme rating som hoved DC-motoren.
  • Større størrelse og vægt.
  • Kræver stort gulvareal
  • Dyrt grundlag
  • Vedligeholdelse af systemet er hyppigt.
  • Højere tab.
  • Lavere effektivitet.
  • Drevet giver mere støj.

Applikationer af Ward Leonard Drives

Ward Leonard-drevene anvendes, hvor der kræves en jævn hastighedsregulering af DC-motorerne over et bredt område i begge retninger. Nogle af eksemplerne er som følger: -

  • Valseværker
  • Elevatorer
  • Kraner
  • Papirfabrikker
  • Diesel-elektriske lokomotiver
  • Mine hejser

Solid State Control eller Static Ward Leonard System

Nu en dag Static Ward Leonard system bruges mest. I dette system erstattes det roterende motorgenerator (M-G) sæt med en solid state-konverter for at styre hastigheden af ​​jævnstrømsmotoren. Controlled Rectifiers og choppers bruges som konverter.

I tilfælde af en AC forsyning, kontrolleresensrettere anvendes til at omdanne den faste vekselstrømsforsyningsspænding til en variabel vekselstrømsforsyningsspænding. Ved DC-forsyning bruges choppere til at opnå variabel DC-spænding fra den faste jævnspænding.

Læs også: