/ / Ward Leonard Metoda kontroli prędkości lub kontroli napięcia twornika

Ward Leonard Metoda kontroli prędkości lub kontrola napięcia twornika

Metoda Ward Leonard kontroli prędkości osiąga się poprzez zmianęprzyłożono napięcie do twornika. Metoda ta została wprowadzona w 1891 r. Schemat połączenia metody kontroli prędkości Ward Leonarda silnika bocznikowego DC przedstawiono na poniższym rysunku.

WARD-LEONARD-METHOD-FIG-1
Zawartość

W powyższym systemie M jest głównym silnikiem prądu stałego, któregoprędkość ma być kontrolowana, a G jest generatorem prądu stałego oddzielnie wzbudzanym. Generator G jest napędzany przez 3-fazowy silnik napędowy, którym może być silnik indukcyjny lub silnik synchroniczny. Połączenie silnika napędowego prądu przemiennego i generatora prądu stałego nazywa się Zestaw generatora silnika (M-G).

Napięcie generatora zmienia się ozmiana prądu pola generatora. Napięcie to przy bezpośrednim przyłożeniu do twornika głównego silnika prądu stałego zmienia prędkość M silnika. Prąd pola silnika Ifm jest utrzymywany na stałym poziomie, tak że strumień pola silnika ϕm również pozostaje stała. Podczas gdy prędkość silnika jest kontrolowana, prąd twornika silnika Ia jest równy jego wartości znamionowej.

Generowany prąd pola Ifg zmienia się tak, że napięcie twornika Vt zmienia się od zera do wartości znamionowej. Prędkość zmieni się od zera do prędkości podstawowej. Ponieważ sterowanie prędkością odbywa się przy prądzie znamionowym Ia i przy stałym strumieniu pola silnika, stały moment jest wprost proporcjonalny do prądu twornika i uzyskuje się strumień pola do prędkości znamionowej. Produkt momentu obrotowego i prędkości jest znany jako moc i jest proporcjonalny do prędkości. Zatem wraz ze wzrostem mocy prędkość wzrasta automatycznie.

The Charakterystyka momentu i mocy jest pokazany na rysunku poniżej.

WARD-LEONARD-METHOD-FIG-2

Stąd za pomocą metody kontroli napięcia twornikastały moment obrotowy i napęd o zmiennej mocy uzyskuje się z prędkości poniżej prędkości podstawowej. Metoda kontroli strumienia pola jest używana, gdy prędkość przekracza prędkość podstawową. W tym trybie pracy prąd twornika jest utrzymywany na stałym poziomie przy jego wartości znamionowej, a napięcie generatora Vt jest utrzymywany na stałym poziomie.

Prąd pola silnikowego jest zmniejszony, w wyniku czego zmniejsza się również strumień pola silnika. Oznacza to, że pole jest osłabione, aby uzyskać wyższą prędkość. Od Vtjaza i EIza pozostają stałe, moment elektromagnetyczny jest wprost proporcjonalny do strumienia pola ϕm i prąd twornika Iza. Zatem, jeśli strumień pola silnika jest zmniejszony, moment obrotowy maleje.

Dlatego moment obrotowy maleje, podobnie jak prędkośćwzrasta. W ten sposób w trybie sterowania polowego uzyskuje się stałą moc i zmienny moment obrotowy dla prędkości powyżej prędkości podstawowej. Gdy wymagana jest regulacja prędkości w szerokim zakresie, stosowana jest kombinacja kontroli napięcia twornika i sterowania strumieniem pola. Ta kombinacja pozwala na osiągnięcie prędkości maksymalnej od minimalnej do 20 do 40. W przypadku sterowania w pętli zamkniętej, zakres ten można rozszerzyć do 200.

Silnik napędowy może być indukcją lubSilnik synchroniczny. Silnik indukcyjny działa z opóźnionym współczynnikiem mocy. Silnik synchroniczny może pracować z wiodącym współczynnikiem mocy przez nadmierne wzbudzenie jego pola. Wiodąca moc bierna generowana jest przez wzbudzony silnik synchroniczny. Kompensuje opóźnioną moc bierną pobieraną przez inne obciążenia indukcyjne. W ten sposób poprawia się współczynnik mocy.

Silnik indukcyjny z pierścieniem ślizgowym jest używany jako główny napęd, gdy obciążenie jest ciężkie i przerywane. Koło zamachowe jest zamontowane na wale silnika. Ten schemat jest znany jako Ward Leonard-Ilgener schemat. Zapobiega dużym wahaniom prądu zasilającego.

Gdy silnik synchroniczny działa jako napędsilnika, wahania nie mogą być zmniejszone przez zamontowanie koła zamachowego na jego wale, ponieważ silnik synchroniczny zawsze pracuje ze stałą prędkością. W innej postaci napędu Warda Leonarda, do napędzania generatora prądu stałego można również stosować nieelektryczne urządzenia główne.

Na przykład - W lokomotywie elektrycznej DC napędzany jest generator prądu stałegoprzez silnik wysokoprężny lub turbinę gazową i napędy okrętowe. W tym systemie hamowanie regeneracyjne nie jest możliwe, ponieważ energia nie może płynąć w odwrotnym kierunku w głównym źródle napędu.

Zalety napędów Ward Leonard

Główne zalety napędu Ward Leonard są następujące: -

  • Płynna regulacja prędkości silnika prądu stałego w szerokim zakresie jest możliwa zarówno w kierunku.
  • Ma naturalną zdolność hamowania.
  • Rezystancyjny wolt amperowy jest kompensowany przez zastosowanie nadmiernie pobudzonego silnika synchronicznego jako napędu, a tym samym poprawia się ogólny współczynnik mocy.
  • Gdy obciążenie jest przerywane, jak w walcarkach, silnik napędowy jest silnikiem indukcyjnym z zamontowanym kołem zamachowym, aby wygładzić obciążenie przerywane do niskiej wartości.

Wady klasycznego systemu Leonarda

System Ward Leonard z obrotowymi zestawami generatora silnika ma następujące wady.

  • Początkowy koszt systemu jest wysoki, ponieważ zainstalowano zespół generatora silnika o takiej samej wartości, jak w przypadku głównego silnika prądu stałego.
  • Większy rozmiar i waga.
  • Wymaga dużej powierzchni podłogi
  • Kosztowna podstawa
  • Konserwacja systemu jest częsta.
  • Wyższe straty.
  • Niższa wydajność.
  • Napęd generuje więcej hałasu.

Zastosowania napędów Leonarda Warda

Napędy Ward Leonard są stosowane tam, gdzie wymagana jest płynna regulacja prędkości silników prądu stałego w szerokim zakresie w obu kierunkach. Niektóre przykłady są następujące: -

  • Walcownie
  • Windy
  • Żurawi
  • Papiernie
  • Lokomotywy spalinowo-elektryczne
  • Wciągniki kopalniane

Kontrola półprzewodnikowa lub statyczny system Leonarda

Dzisiaj Statyczny system Leonarda jest najczęściej używany. W tym systemie wirujący zestaw silnik-generator (M-G) jest zastępowany konwerterem półprzewodnikowym w celu sterowania prędkością silnika prądu stałego. Kontrolowane prostowniki i siekacze są używane jako konwerter.

W przypadku zasilania AC kontrolowaneprostowniki służą do konwersji stałego napięcia zasilania AC na zmienne napięcie zasilania AC. W przypadku zasilania prądem stałym, choppery są używane do uzyskania zmiennego napięcia DC ze stałego napięcia DC.

Przeczytaj także: