下面介紹的簡單直流并聯(lián)電機(jī)控制器電路使用variac。這種設(shè)計(jì)有助于輕彈開關(guān)在任何階段立即停止電機(jī)，同時(shí)反轉(zhuǎn)電機(jī)方向。它還為電機(jī)提供高精度的速度控制。

概述

用于小型串聯(lián)電機(jī)的TRIAC和SCR半波電機(jī)控制器非常受歡迎且價(jià)格便宜，它們已經(jīng)成為便攜式電動(dòng)工具和緊湊型電器的一部分。

話雖如此，1/4 和 1/3 HP 的較大直流電機(jī)的電子速度控制實(shí)際上更復(fù)雜。

此外，該馬力范圍內(nèi)的大型直流并聯(lián)電機(jī)是電機(jī)行業(yè)的最愛，從閣樓風(fēng)扇到鉆床;盡管基本上所有這些類型的電機(jī)都是交流感應(yīng)電機(jī)，但只有一個(gè)速度，或者可能有幾個(gè)可變速度。

雖然 1/3 馬力、1750 RPmin、117 伏并聯(lián)繞組直流電機(jī)可能很昂貴，但它可能物有所值，您可以在剩余市場上找到一些。

通過適當(dāng)?shù)乃俣瓤刂疲@些直流電機(jī)可以成為一件美妙的事情，操作鉆床或車床。

直流并聯(lián)電機(jī)的工作原理

直流并聯(lián)電機(jī)幾乎以恒定速度運(yùn)行，與負(fù)載無關(guān)。這些電機(jī)通常用于工業(yè)應(yīng)用，通常在啟動(dòng)情況不嚴(yán)重的情況下是首選。

并聯(lián)繞組電機(jī)速度可以通過幾種方法控制：首先，通過將電阻與電機(jī)電樞串聯(lián)，這可能會(huì)因此降低其速度;其次，通過將電阻與現(xiàn)場接線串聯(lián)，其中速度可能隨著負(fù)載的變化而變化。在后一種情況下，速度將在給定設(shè)置下保持幾乎穩(wěn)定，并在控制器上負(fù)載。后者被認(rèn)為是最常用于可調(diào)速設(shè)施，例如機(jī)床。

并聯(lián)電機(jī)可能是當(dāng)今工業(yè)中發(fā)現(xiàn)的最廣泛的直流電機(jī)。并聯(lián)電機(jī)基本上由標(biāo)記為A1和A2的電樞以及標(biāo)記為F1和F2的勵(lì)磁線組成。

并聯(lián)磁場中的繞組由幾匝細(xì)線組成，有助于降低并聯(lián)場電流和合理的電樞電流。并聯(lián)直流電機(jī)允許啟動(dòng)扭矩，該扭矩可能隨負(fù)載規(guī)格而變化，這可以通過精確控制并聯(lián)場電壓來抵消。

勵(lì)磁線圈的重要性

如果并聯(lián)電機(jī)中的勵(lì)磁線圈被切斷，它可能會(huì)有所加速，直到反電動(dòng)勢上升到足以關(guān)閉產(chǎn)生扭矩電流的水平。簡而言之，并聯(lián)電機(jī)在失去磁場時(shí)永遠(yuǎn)不會(huì)自行損壞，但完成工作所需的扭矩功率將被簡單地移除，導(dǎo)致電機(jī)失去其設(shè)計(jì)的主要功能。

直流并聯(lián)電機(jī)的幾個(gè)典型應(yīng)用是機(jī)械車間車床和工業(yè)生產(chǎn)線，這些生產(chǎn)線需要對電機(jī)的速度和扭矩進(jìn)行關(guān)鍵控制。

主要特點(diǎn)

該電路的主要特點(diǎn)是，您可以切換速度控制的速度旋鈕，以及動(dòng)態(tài)制動(dòng)功能，使您能夠幾乎立即停止重型電機(jī);無需等待，因?yàn)槠嚮小?/p>

如下圖所示，基于變速器的直流并聯(lián)電機(jī)速度控制電路在這些 1/3 馬力的直流電機(jī)之一上運(yùn)行良好，只要它的額定電壓與輸入電源匹配，它是并聯(lián)繞組的，并且在 100% 負(fù)載下以最大約 3 安培的電流工作，它控制什么類型的電機(jī)并不重要。

使用可變自變壓器

所示電路包含一個(gè)許多工程師可能認(rèn)為相當(dāng)粗糙和老式的器件，是的，它是可變自耦變壓器。

在眾多有用的功能中，variac將為您的大功率電機(jī)提供強(qiáng)大的制動(dòng)，它可以在不依賴反饋回路的情況下工作：這確保了最小的不穩(wěn)定性或與不同形式的電機(jī)不兼容或機(jī)械負(fù)載的差異。

工作原理

在基于變速器的直流并聯(lián)速度控制電路中。如圖1所示，半波整流器D1為直流電機(jī)提供分流場。濾波電容C提供必要的電壓，并消除未濾波現(xiàn)場電源可能存在的操作中的任何不穩(wěn)定性。可變自耦變壓器T調(diào)節(jié)電樞電壓，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的速度。

變量的輸出被提供給標(biāo)準(zhǔn)橋，整流器D2。整流器輸出通過開關(guān)接通 117 伏交流繼電器 K 的常開觸點(diǎn)提供給電機(jī)電樞。

每當(dāng)電機(jī)需要停止時(shí)，“Run”開關(guān) S2 就會(huì)打開，該開關(guān)會(huì)通過其常閉觸點(diǎn)進(jìn)行切換，并將電樞上的動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻 R 連接起來。

在發(fā)動(dòng)機(jī)滑行期間，它的功能類似于直流發(fā)電機(jī)。由于is產(chǎn)生的功率在電阻R中耗散，導(dǎo)致電機(jī)充分加載，這迫使電機(jī)突然停止。

考慮到電機(jī)勵(lì)磁線圈需要通電才能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)動(dòng)作，因此包括一個(gè)獨(dú)立的開關(guān)S1用于現(xiàn)場供電。

因此，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，S1 保持打開狀態(tài)，使指示燈成為警告燈。常規(guī) 1/3 馬力并聯(lián)電機(jī)所需的磁場能量僅為 35 瓦左右，因?yàn)榇艌鲭娮柰ǔＲ源蠹s 400 歐姆的功率工作。

電機(jī)規(guī)格

現(xiàn)場電流可以接近350 mA。1/3 hp 電機(jī)的額定滿載電流接近 3 安培直流電，約為同等交流感應(yīng)電機(jī)消耗的線路電流的 50%。

并聯(lián)直流電機(jī)的功率因數(shù)為 100%，效率特別高。除制動(dòng)電阻R外，每個(gè)部件均在不加熱的情況下運(yùn)行。如果電機(jī)運(yùn)行具有巨大飛輪效應(yīng)的負(fù)載，并以更高的速度反復(fù)停止，電阻器將需要將大量動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱量。對于鉆床等低慣性負(fù)載，電阻器可能不會(huì)遇到任何加熱問題。

繼電器 K 的觸點(diǎn)額定電流必須不低于 10 安培。制動(dòng)電流通常過大，盡管出現(xiàn)時(shí)間很短;初始浪涌往往很大，因?yàn)殡姌械闹绷麟娮柰ǔＶ挥幸粴W姆或兩歐姆。毫不奇怪，電機(jī)的工作電流受到其產(chǎn)生的回饋量的限制。

施工和安全提示

上面演示的直流并聯(lián)電機(jī)控制器電路可以構(gòu)建在6“x 6”x 6“的金屬電源箱中。

考慮到整個(gè)電路在電源線電壓下對地很熱，注意絕緣和接地對于基本安全至關(guān)重要。電源線必須是 3 線接地類型。

綠色地線必須連接到金屬盒，然后通過連接到電機(jī)框架。請不要忽視或忽視使用保險(xiǎn)絲。

SCR 控制與可變控制

可變自耦變壓器或可變變壓器非常堅(jiān)固耐用。這些器件的輸出是低阻抗的，因此，電樞電壓為負(fù)載電流的變化提供了出色的調(diào)節(jié)。

導(dǎo)通角較小的SCR開關(guān)模式電路自然是相當(dāng)高的阻抗源，因此具有較差的調(diào)節(jié)特性。

因此，使用SCR的電機(jī)控制器包括專門設(shè)計(jì)的反饋回路，這使得點(diǎn)火脈沖的相位主要基于電機(jī)的背面以及控制電位器調(diào)整。

精心設(shè)計(jì)的全波SCR控制確實(shí)非常好，但實(shí)際上其設(shè)計(jì)很復(fù)雜。在 1/3 馬力范圍內(nèi)，可變自耦變壓器電路簡單、高效且易于用戶組裝。

在電機(jī)上的機(jī)械負(fù)載慣量降低的情況下，偶爾將“運(yùn)行”開關(guān)、S2 和控制全部從“待機(jī)”開關(guān) S1 中省略是明智的。

由于電機(jī)勵(lì)磁繞組內(nèi)的剩余磁通量，主動(dòng)制動(dòng)可能會(huì)在一定程度上繼續(xù)完成這項(xiàng)工作。

只要可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，它就提供了沒有“待機(jī)”可靠性的好處;一切都關(guān)閉，直到主開關(guān) S1 打開。

如果電機(jī)需要反向旋轉(zhuǎn)，只需在電樞電源和電樞上配置一個(gè) d.p.d.t. 開關(guān)，連接縱橫交錯(cuò)的操作。