Wat zijn de methoden om de snelheid van een DC-motor te regelen?

Dit artikel zal zich voornamelijk richten op gelijkstroommotoren, met als doel lezers inzicht te geven in hun kenmerken en gerelateerde informatie.

 

I. Drie methoden voor snelheidsregeling van gelijkstroommotoren

De drie methoden voor het regelen van de snelheid van een DC-motor zijn:

1. Methode voor snelheidsregeling van elektrodenschakeling: door het schakelen van de elektroden wordt het ankerwikkelcircuit gewijzigd, waardoor het aantal poolparen van de motor verandert, waardoor de motorsnelheid verandert. De voordelen van deze methode zijn de eenvoudige structuur, hoge betrouwbaarheid en lage kosten, maar het bereik van de snelheidsregeling is relatief klein en doorgaans alleen geschikt voor toepassingen waarbij hoge-snelheidsregeling niet vereist is.

 

2. Spanningsregeling Snelheidsregelingsmethode: door de voedingsspanning van de motor te veranderen, wordt het motortoerental aangepast. De voordelen van deze methode zijn een breed snelheidsregelbereik en een hoge instelnauwkeurigheid, maar er is een speciale spanningsregelaar voor nodig, wat resulteert in relatief hogere kosten.

 

3. PWM-snelheidsregelmethode: door de duty-cycle van de motor te veranderen, wordt het motortoerental geregeld. De gelijkstroomingangsspanning wordt omgezet in een pulssignaal en de gemiddelde spanningswaarde van de motor wordt geregeld door de duty-cycle van de puls te regelen, waardoor motorsnelheidsregeling wordt bereikt. Deze methode biedt een breed snelheidsregelbereik en hoge nauwkeurigheid, maar vereist een speciale PWM-snelheidsregelaar, wat resulteert in relatief hogere kosten. Tegelijkertijd genereert de PWM-snelheidsregeling hoog-ruis en elektromagnetische interferentie, waardoor passende maatregelen nodig zijn om deze te onderdrukken. Het basisprincipe van pulsbreedtemodulatie (PWM): De besturingsmethode omvat het regelen van het aan-uitschakelen van de schakelapparaten van het invertercircuit om een ​​reeks pulsen met gelijke amplitude aan de uitgang te verkrijgen. Deze pulsen worden gebruikt om de sinusgolf of de gewenste golfvorm te vervangen. Dat wil zeggen dat er meerdere pulsen worden gegenereerd in een halve cyclus van de uitgangsgolfvorm, zodat de equivalente spanning van elke puls een sinusgolf is, wat resulteert in een vloeiende output met minder harmonischen van lage{9}}orde.

 

Door de breedte van elke puls volgens bepaalde regels te moduleren, kan de grootte van de uitgangsspanning van het invertercircuit worden gewijzigd, en kan ook de uitgangsfrequentie worden gewijzigd.

 

Als een sinusoïdale halve-golfvorm bijvoorbeeld in N gelijke delen wordt verdeeld, kan de sinusoïdale halve-golfvorm worden beschouwd als een golfvorm die is samengesteld uit N onderling verbonden pulsen. Deze pulsen hebben een gelijke breedte, allemaal gelijk aan π/n, maar ongelijke amplitude, en de bovenkant van elke puls is geen horizontale rechte lijn maar een curve, waarbij de amplitude van elke puls verandert volgens een sinusoïdale wet. Als de bovenstaande pulsreeks wordt vervangen door een gelijk aantal rechthoekige pulsen met gelijke amplitude maar ongelijke breedte, zodat het middelpunt van elke rechthoekige puls samenvalt met het middelpunt van het overeenkomstige sinusoïdale segment, en het gebied (dat wil zeggen de impuls) van elke rechthoekige puls gelijk is aan dat van het overeenkomstige sinusoïdale segment, wordt een pulsreeks verkregen, wat de PWM-golfvorm is. Het is te zien dat de breedte van elke puls varieert volgens een sinusoïdaal patroon.

 

Gebaseerd op het principe van gelijke impulsen, resulterend in een gelijk effect, zijn de PWM-golfvorm en de sinusoïdale halve-golf equivalent. De PWM-golfvorm voor de negatieve halve-cyclus van de sinusgolf kan met dezelfde methode worden verkregen. In de PWM-golfvorm is de amplitude van elke puls gelijk. Om de amplitude van de equivalente uitgangssinusgolf te wijzigen, wijzigt u eenvoudigweg de breedte van elke puls met dezelfde schaalfactor. Daarom is in AC-DC-AC-omzetters de amplitude van de pulsspanning die wordt afgegeven door het PWM-invertercircuit de amplitude van de DC-zijdespanning.

 

II. Onderhoud van DC-motorcommutators

(1) Het commutatoroppervlak moet glad gehouden worden en een uniforme, donkerbruine, glanzende oxidefilm hebben. Als het oppervlak van de commutator verontreinigd is met koolstofpoeder of olie, moet het worden gereinigd met een blaasbalgje of worden afgeveegd met een zachte doek die is bevochtigd met alcohol om de reinheid te garanderen.

 

(2) Als het commutatoroppervlak tekenen van slijtage vertoont, zoals overmatige vonken, ruwheid, oneffenheden of verbranding, moet de motor worden gestopt. Het oppervlak moet worden gepolijst met fijn schuurpapier van kwaliteit "0" om de oxidefilm te herstellen. Als het commutatoroppervlak extreem ruw, oneffen is of aanzienlijke slijtage vertoont, moet de commutator opnieuw-bewerkt worden. Tijdens de bewerking moeten de wikkeluiteinden van het anker en de verbindingslippen worden bedekt met papier om te voorkomen dat metaalspaanders binnendringen. De snijsnelheid moet 2 meter per seconde zijn en de snijdiepte en voedingssnelheid mogen niet groter zijn dan 0,1 mm. Na de bewerking moeten de commutatorsegmenten worden afgeschuind en indien nodig moet het mica tussen de segmenten worden ondersneden om te voorkomen dat het mica boven de commutatorsegmenten uitsteekt.

 

(3) Controleer of de mica-groeven schoon zijn en dat de randen van de commutatorsegmenten glad en braamvrij zijn.

 

(4) Terwijl de kwaliteit van het commutatoroppervlak wordt gewaarborgd, is het ook noodzakelijk om commutatievonken tijdens het dagelijkse gebruik zorgvuldig te observeren en te monitoren. Normaal gesproken zijn puntige of korrelige vonken dun en gelijkmatig verdeeld over de meeste borstels, wat als normale commutatievonken wordt beschouwd. Knetteren, vuurballen of spattende vonken worden echter als schadelijk beschouwd. Wanneer ring-vormige vonken optreden, mag de motor niet blijven draaien.