Ward Leonard Metoda controlului vitezei sau controlului tensiunii armăturii
Ward Leonard Metoda de control al vitezei este obținută prin modificarea parametrilortensiune aplicată la armătură. Această metodă a fost introdusă în 1891. Schema de conectare a metodei Ward Leonard de control al vitezei unui motor de șunt DC este prezentată în figura de mai jos.
- Cuplu și caracteristică de putere
- Avantajele drive-urilor Ward Leonard
- Dezavantaje ale sistemului Leonard clasic Ward
- Aplicațiile lui Ward Leonard Drives
- Sistemul de control al solidelor sau sistemul Leonard static
În sistemul de mai sus, M este motorul DC principal al căruiviteza trebuie să fie controlată și G este un generator de curent continuu excitat separat. Generatorul G este acționat de un motor cu 3 faze de acționare, care poate fi un motor de inducție sau un motor sincron. Combinația dintre motorul de acționare cu curent alternativ și generatorul de curent continuu este denumit Motor-Generator (M-G) set.
Tensiunea generatorului se modifică cuschimbarea curentului câmpului generatorului. Această tensiune, atunci când este aplicată direct pe armătura motorului DC principal, modifică viteza motorului M. Curentul câmpului motorului Ifm este menținut constant, astfel încât fluxul de câmp al motorului φm rămâne, de asemenea, constantă. În timp ce viteza motorului este controlată, curentul armăturii motorului Ia este menținut egal cu valoarea nominală.
Curentul câmpului generat Ifg este variat astfel încât tensiunea armăturii VT variază de la zero la valoarea sa nominală. Viteza se va schimba de la zero la viteza de bază. Deoarece controlul vitezei este realizat cu curentul nominal Ia și cu fluxul de câmp constant al motorului, un cuplu constant este direct proporțional cu curentul de armatură și se obține fluxul de câmp până la viteza nominală. Produsul cuplului și vitezei este cunoscut ca putere și este proporțional cu viteza. Astfel, odată cu creșterea puterii, viteza crește automat.
În Cuplu și caracteristică de putere este prezentat în figura de mai jos.
Prin urmare, cu metoda de control a tensiunii armaturii,cuplul constanta si puterea variabila sunt obtinute de la viteza sub viteza de baza. Metoda de control al fluxului de câmp este utilizată atunci când viteza este mai mare decât viteza de bază. În acest mod de funcționare, curentul armăturii este menținut constant la valoarea sa nominală, iar tensiunea generatorului VT este menținut constant.
Curentul câmpului de motor este scăzut și, ca rezultat, fluxul de câmp al motorului scade, de asemenea. Aceasta înseamnă că câmpul este slăbit pentru a obține o viteză mai mare. Din moment ce VTeuA și EIA rămân constante, cuplul electromagnetic este direct proporțional cu fluxul de câmp φm și curentul de armatură IA. Astfel, dacă fluxul de câmp al motorului este scăzut, cuplul scade.
De aceea, cuplul scade, ca vitezacrește. Astfel, în modul de control al câmpului, puterea constantă și cuplul variabil sunt obținute pentru viteze mai mari decât viteza de bază. Atunci când este necesar un control al vitezei pe o gamă largă, se utilizează o combinație de comandă a tensiunii armăturii și control al fluxului de câmp. Această combinație permite ca viteza maximă la viteza minimă să fie cuprinsă între 20 și 40. Pentru comanda cu buclă închisă, acest interval poate fi extins până la 200.
Motorul de acționare poate fi o inducție saumotor sincron. Un motor de inducție funcționează la un factor de putere lagător. Motorul sincron poate fi acționat la un factor de putere de conducere prin supra-excitație a câmpului său. Puterea reactivă principală este generată de motorul sincron excitat. Compensează puterea reactivă la încărcare luată de alte sarcini inductive. Astfel, factorul de putere este îmbunătățit.
Un motor de inducție cu inel de alunecare este folosit ca motor de frână atunci când sarcina este greoaie și intermitentă. Pe arborele motorului este montat un volant. Această schemă este cunoscută sub numele de Ward Leonard-Ilgener sistem. Previne fluctuațiile mari ale curentului de alimentare.
Când motorul sincron acționează ca un motor de conduceremotor, fluctuațiile nu pot fi reduse prin montarea unui volant pe arborele său, deoarece motorul sincron funcționează întotdeauna cu o viteză constantă. Într-o altă formă de antrenare Ward Leonard, motoarele electrice neelectrice pot fi de asemenea folosite pentru a conduce generatorul de curent continuu.
De exemplu - În locomotiva electrică DC, generatorul de curent continuu este condusde un motor diesel sau de o turbină cu gaz și de propulsie de propulsie a navei. În acest sistem, frânarea regenerativă nu este posibilă deoarece energia nu poate curge în direcția inversă în motorul principal.
Avantajele drive-urilor Ward Leonard
Principalele avantaje ale drive-ului Ward Leonard sunt următoarele:
- Este posibilă reglarea netedă a vitezei motorului DC într-o gamă largă în ambele direcții.
- Are o capacitate inerentă de frânare.
- Volt-amperii reactivi cu întârziere sunt compensați prin utilizarea unui motor sincronizat supraîncărcat ca unitate și astfel, factorul de putere global se îmbunătățește.
- Atunci când sarcina este intermitentă ca și în cazul laminoarelor, motorul de acționare este un motor de inducție cu volant montat pentru a netezi încărcarea intermitentă la o valoare redusă.
Dezavantaje ale sistemului Leonard clasic Ward
Sistemul Ward Leonard cu seturi rotative de generatoare de motor are următoarele dezavantaje.
- Costul inițial al sistemului este ridicat, deoarece există un set de generatoare de motor instalat, cu aceeași cotă ca și motorul principal DC.
- Dimensiuni și greutate mai mari.
- Necesită o suprafață mare de podea
- Costisitoare fundație
- Întreținerea sistemului este frecventă.
- Pierderi mai mari.
- Eficiență redusă.
- Unitatea produce mai mult zgomot.
Aplicațiile lui Ward Leonard Drives
Motoarele Ward Leonard sunt utilizate în cazul în care este necesar un control al vitezei netede a motoarelor de curent continuu într-o gamă largă în ambele direcții. Unele exemple sunt următoarele: -
- Laminoare
- Ascensoare
- macarale
- Lucrări de hârtie
- Locomotive diesel-electrice
- Mașini de ridicare
Sistemul de control al solidelor sau sistemul Leonard static
In zilele de azi Sistemul staționar Leonard Leonard este cea mai mare parte folosită. În acest sistem, setul motor-generator rotativ (M-G) este înlocuit cu un convertor de stare solidă pentru a controla viteza motorului DC. Redresoarele comandate și choppers sunt folosite ca convertoare.
În cazul unei alimentări cu curent alternativ, controlatăredresoarele sunt utilizate pentru a transforma tensiunea de alimentare fixă AC într-o tensiune de alimentare variabilă AC. În cazul alimentării DC, se utilizează choppers pentru a obține o tensiune DC variabilă de la tensiunea DC fixă.
