Scheme electrice gratuit. Schema de pornire ușoară a unui motor de curent continuu. Utilizarea cipului KR1182PM1. Pornire uşoară a motorului electric Pornire uşoară a motorului de curent continuu cu propriile mâini

20. Modalități de a porni un motor de curent continuu.

Există trei moduri de a porni motorul:

1) pornire directă, când circuitul de armătură este conectat direct la rețea la tensiunea maximă;

2) pornirea cu un reostat de pornire sau rezistențe de pornire conectate în serie în circuitul armăturii;

3) pornirea la tensiune redusă a circuitului de armătură.

pornirea directă este utilizată numai pentru motoare cu o putere de până la câteva sute de wați, în care Ra este relativ mare și, prin urmare, la pornire, procesul de pornire nu durează mai mult de 1-2 secunde.

Cel mai obișnuit este pornirea cu un reostat de pornire sau cu rezistențe de pornire.

Modalități de a porni un motor de curent continuu

1. pornire directă- înfăşurarea armăturii este conectată direct la reţea.

Curentul de armătură al motorului este determinat de formula. (4.1) Dacă presupunem că în timpul pornirii directe valorile tensiuniialimentării U și rezistenței înfășurării armăturii R eu rămân neschimbate, atunci curentul armăturii depinde de spate - EMF E. În momentul inițial al pornirii armăturii, motorul este staționar (  =0) și în înfășurarea acestuia E=0.Prin urmare, atunci când este conectat la rețea, apare un curent de pornire în înfășurare
. (4.2) De obicei rezistență  R eu mic mai ales la motoarele de mare putere, prin urmare valoarea curentului de pornire atinge de 20 de ori curentul nominal al motorului.- valori inacceptabil de mari, 10. Acest lucru creează pericolul ruperii arborelui mașinii și să apară scântei puternice sub periile colectoare. Din acest motiv, o astfel de pornire este utilizată numai pentru motoarele de putere mică, în care  R eu relativ mare.

2)Start reostatic- un reostat de pornire este inclus in circuitul de armatura pentru a limita curentul. În momentul inițial al lansării la ora  =0 și R P =max curentul de armătură va fi

. (4.3) Se selectează valoarea maximă a lui R p astfel încât pentru mașinile de putere mare și medie, curentul de armătură la pornire
, și pentru mașini de putere mică
. Luați în considerare procesul de pornire reostatică folosind exemplul unui motor cu excitație paralelă, Figura 4.1. În momentul inițial, pornirea se efectuează conform caracteristicii reostatice 4, corespunzătoare valorii maxime de rezistență. R P, în timp ce motorul dezvoltă cuplul maxim de pornire M pmax.Reglarea reostatului R R ieșire astfel încât eu înși F au fost maxime. Pe măsură ce accelerația crește, cuplul motorului scade, deoarece odată cu creșterea vitezei rotorului crește și EMF. E, iar ca urmare, curentul de armătură, care îi determină valoarea, scade. La atingerea unei anumite valori M pmin parte a rezistenţei R P este ieșită, în urma căreia momentul crește din nou la M pmax, motorul trece în funcțiune conform caracteristicii reostatice 3 și accelerează până la valoare M pmin. Astfel, reducând treptat rezistența reostatului de pornire, motorul este accelerat de-a lungul unor segmente separate ale caracteristicii reostatului până când ajunge la caracteristica naturală 1. Cuplul mediu de pornire se determină din expresie.
. (4.4) motorul accelerează cu o oarecare accelerație constantă.

O pornire similară este posibilă și pentru motoarele cu excitație în serie. Numărul de etape de pornire depinde de rigiditatea caracteristicii naturale și de cerințele pentru pornire lină. Reostatele de pornire sunt proiectate pentru funcționare pe termen scurt sub curent.

În dispozitivele reale, pornirea este efectuată automat. Microcontroler, conform algoritmul dat, controlează elementele de comutare (control releu), oprind secțiunile reostatului de pornire și implementând practic procesul descris mai sus.

Algoritmul de control poate fi construit folosind trei principii de bază:

1) Principiul EMF

2) Principiul curent

3) Principiul timpului.

Ideea implementării acestor principii poate fi explicată folosind un circuit de pornire pe relee electromagnetice (care era practic folosit înainte de introducerea pe scară largă a sistemelor de control cu ​​microprocesor) Figura 4.3. O serie de relee sunt conectate în paralel cu armătura mașinii, care, odată cu creșterea vitezei de rotație și, prin urmare, a EMF, sunt declanșate succesiv și, cu contactele lor, scot din funcțiune secțiunea reostat de pornire, treptat. reducerea rezistenței circuitului de ancorare.

Când se utilizează principiul curentului, se folosesc relee de curent conectate în serie, care dau o comandă prin contactele lor normal închise pentru a porni secvențial contactoarele corespunzătoare Ki atunci când curentul scade la un nivel prestabilit.

Principiul timpului presupune utilizarea releelor ​​de timp, care, prin setările de timp calculate, dau o comandă de ocolire a secțiunilor reostat.

4)Începând prin creșterea lină a tensiunii de alimentare - pornirea se realizează de la o sursă separată de energie reglată. Este folosit pentru motoare de mare putere, unde nu este practic să se utilizeze reostate voluminoase din cauza pierderilor semnificative de putere.

MINISTERUL STUDIILOR ŞI ŞTIINŢELOR UCRAINEI

DEPARTAMENTUL SISTEME DE CONTROL AUTOMAT I

ACTIONARE ELECTRICA

PROIECT DE CURS

DISCIPLINĂ: „TEORIA ACTIONĂRII ELECTRICE”

PE TEMA: „PORNIRE LINĂ A MOTORULUI UNUI RĂU

PE SISTEMUL „CONVERTITOR IMPULS ÎN LĂȚime – MOTOR

POSTIYNY STROUM"

Rozrobiv:

Kerivnik:

PLAN CALENDAR

Student _____________

Kerivnik _____________

„_________”______________________ 200 rub

PERELIK SMART SIGN

SHIP - conversie puls-lățime

DPT - dvigun postyy strumu

AD - dvigun asincron

IP - impulsny peretvoryuvach

EOM - mașină electronică de numărat

IDK - complex de diagnostic vimіryuvalno

SD - motor pas cu pas

VFD - unitatea de reglare a frecvenței

Eficiență - coeficient de eficiență de bază

GPI - generator de coliving dinți de ferăstrău

CERERE

pentru un proiect de curs al unui student

____________________________________

1. Tema lucrării Pornire lină a dvigunului strumului constant după sistemul „Deplasator lățime-impuls - dvigun strum constant”. Partea principală este dezvoltarea sistemului de pornire soft pentru dvigunul unui jet constant pe baza microcontrolerului PIC 16F 877

2. Rânduri ale sarcinii finalizate de student la 28.01.03

3. Date despre caracteristicile tehnice robotice ale motorului, caracteristicile tehnice ale principalelor sisteme de modulatoare de lățime a impulsurilor

4. Reconstrucție și note explicative ale analizei principalelor conversii de impuls și alegerea celor mai optime, elaborarea documentației tehnice pentru stand, elaborarea schemelor de principiu și funcționale, alegerea elementelor de putere.

5. Data scadenței 200 rub

PLAN CALENDAR.. 2

PERELIK AL DENUMIREI INTELIGENTE. 3

CERERE.. 4

Introducere. 6

1. Avantajele și dezavantajele sistemului SHIP-DPT. opt

1.1 Comutarea convertoarelor de tensiune DC (informații generale) 8

1.2 Analiza convertoarelor de impulsuri existente. opt

2. Schema funcțională a standului de laborator. unsprezece

3. Elaborarea documentatiei tehnice pentru standul de laborator al sistemului SHIP-DPT. 13

3.1 Vedere generală a standului de laborator. 13

3.2 Schema schematică a standului după finalizare. cincisprezece

3.3 Lista de funcționalități a standului de laborator. 16

3.4 Sistem de control bazat pe microcontroler PIC 16F 877. 17

4. Calculul circuitului echivalent. 24

5. Caracteristicile statice ale sistemului SHIP-DPT. 26

6. Alegerea elementelor de putere. 31

6.1 Alegerea transformatorului de putere. 31

6.2 Alegerea tranzistorului de putere. 32

6.3 Selectarea unei diode de rulare liberă. 33

7. Calculul convertorului. 35

8. Calculul caracteristicilor energetice. 42

9. Modelul matematic al sistemului NAVE - DPT. 45

Introducere

Conservarea energiei electrice devine o parte importantă a tendinței generale către protecția mediului. Motoarele electrice care alimentează sistemele în viața de zi cu zi și la locul de muncă consumă o parte semnificativă din energia produsă. Majoritatea acestor motoare funcționează într-o manieră nereglementată și, prin urmare, au o eficiență scăzută. Progresele recente din industria semiconductoarelor, în special în electronica de putere și microcontrolere, au făcut ca variatoarele de viteză să fie mai practice și mult mai puțin costisitoare. Astăzi, variatoarele de viteză sunt necesare nu numai în aplicații industriale extrem de profesionale și puternice, cum ar fi mașinile de prelucrare sau macaralele, ci din ce în ce mai mult în aparatele de uz casnic precum mașinile de spălat, compresoarele, pompele mici, aparatele de aer condiționat etc. Aceste unități, controlate de algoritmi avansați folosind microcontrolere, au o serie de avantaje:

crește eficiența energetică a sistemului (controlul vitezei reduce pierderile de putere la motoare)

îmbunătățiri ale performanței (controlul digital poate adăuga caracteristici cum ar fi bucle închise inteligente, modificarea proprietăților de frecvență, intervalul de defecțiuni controlabil și interoperabilitatea cu alte sisteme)

simplificarea conversiei electromecanice a puterii (transmisii variabile elimină nevoia de transmisii, cutii de viteze, reductoare) ușurință de actualizare a software-ului Sistemele de microcontroler bazate pe flash pot fi schimbate rapid în funcție de creșterile necesare. Condiția principală pentru utilizarea lor este menținerea costului total al sistemului în limite rezonabile. Pentru o serie de sisteme, în special în casă, costul total ar trebui să fie echivalent cu costul opțiunii nereglementate.

1. Avantajele și dezavantajele sistemului SHIP-DPT

1.1 Comutarea convertoarelor de tensiune DC (informații generale)

Modificarea mărimii tensiunii consumatorului prin intermediul convertoarelor de impulsuri (IP) se numește reglare a impulsurilor.

Folosind un convertor de impulsuri, o sursă de tensiune este conectată periodic la sarcină. Ca rezultat, la ieșirea convertizorului se formează impulsuri de tensiune. Reglarea tensiunii de sarcină se poate face în trei moduri:

prin modificarea intervalului de conductanță cheie la o frecvență de comutare constantă (lățimea pulsului)

prin modificarea frecvenței de comutare la un interval constant de conductanță cheie (frecvență-impuls)

prin modificarea frecvenței de comutare și a intervalului de conducere cheie (timpul-puls)

În acest caz, timpul relativ de conducere al cheii este reglat, ceea ce duce la o schimbare lină a valorii medii a tensiunii la sarcină (în cazul nostru, la armătura motorului de curent continuu)

1.2 Analiza convertoarelor de comutare existente

Circuitul PWM cu comutare capacitivă paralelă este prezentat în Figura 1.1.

Figura 1.1. NAVA cu comutare capacitiva paralela

Dezavantajul PWM cu comutare capacitivă paralelă este că în timpul procesului de comutare, tensiunea la sarcină atinge de două ori valorile tensiunii de alimentare. De asemenea, dezavantajul este dificultatea instalării unui circuit rezonant cu un condensator „C” și un șoc „Dr”.

Figura 1.2 prezintă un circuit SHIP cu un tiristor de comutare suplimentar și un inductor liniar în nodul de comutare.

Dezavantajul schemei este conectarea circuitului de comutare cu circuitul de sarcină. Această caracteristică face dificilă comutarea în modurile de sarcină scăzută și face imposibilă operarea dispozitivului în mod inactiv.

Figura 1.3 prezintă o diagramă a unui IP nereversibil cu un element cheie serial.

Figura 1.3. Spike nereversibil

Această schemă este cea mai potrivită pentru scopul nostru, deoarece se caracterizează printr-un număr mic de elemente, design simplu, viteză suficient de mare și fiabilitate.

Principiul de funcționare:

Când tranzistorul VT este oprit de la sursa de alimentare, puterea este consumată. Când tranzistorul VT este oprit, curentul de sarcină datorat E.D.S. autoinducția își păstrează direcția anterioară, închizându-se prin dioda inversă VD. Datorită faptului că sursa de alimentare, de regulă, are o inductanță, pentru a proteja tranzistorul de supratensiunile care apar atunci când circuitul de alimentare se întrerupe, la intrarea sursei de alimentare este plasat un filtru trece-jos, legătura de ieșire a care este condensatorul Svh.

2. Schema funcțională a bancului de laborator

Schema funcțională a unui stand de laborator existent este prezentată în Figura 2.1

Figura 2.1 Schema funcțională a bancului

Schema funcțională prezintă principalele elemente ale standului și interacțiunile funcționale dintre acestea.

Elementul principal al standului este convertizorul de frecvență ACS 300. Prin intermediul acestuia se alimentează cu energie un motor asincron cu rotor cu colivie M1 - AOL2-21-4. Standul oferă posibilitatea modului de frânare dinamică asincronă. De asemenea, oferă capacitatea de a controla viteza unui motor asincron, curenții și tensiunile atât IM cât și DCT.

În circuitul de alimentare IM există un senzor de curent trifazat și un senzor de tensiune trifazat, ale căror date sunt transmise prin unitatea de comunicare către EOM. Unitatea de comunicare și EOM formează un complex de măsurare și diagnosticare (IDC). IDK primește semnale de la alți senzori și elemente de control.

3. Elaborarea documentatiei tehnice pentru standul de laborator al sistemului SHIP-DPT

3.1 Vedere generală a bancului de laborator

Aspectul standului proiectat este prezentat în figură. 3.1

1. Butonul rezistenței de încărcare

2. Butonul SB2 „Oprire BP”

Pornire lină

comutator motor DC

(DPT)

Este necesar să porniți fără probleme motorul colectorului, de exemplu, pentru a preveni supratensiunile de curent în circuitele de alimentare. Sau pentru a preveni loviturile ascuțite asupra transmisiei. Nu este de prisos să aprinzi farurile, pentru a crește durata de viață a lămpilor.

În cazul meu, a fost necesar să se aplice putere maximă motorului de acționare electric al vehiculului electric cu cheia de control electronică scoasă din modul de control PWM pentru a preveni supraîncălzirea acestuia la sarcină maximă.

Pe fig. 1 și fig. 2 prezintă două scheme pentru implementarea unor astfel de dispozitive.

Construcția 1:

Un circuit simplu al unui circuit de pornire ușoară pe un temporizator integrat KR1006VI1 (sau seria 555 importată)

Fig.1. Design 1

Când se aplică o tensiune de 12 V, temporizatorul cu elemente de curele (PWM) pornește și începe să genereze impulsuri la ieșirea 3 a CI cu o frecvență constantă și o lățime a impulsului care variază în timp. Timpul este stabilit de capacitatea condensatorului C1. În plus, aceste impulsuri sunt alimentate la poarta unui tranzistor puternic cu efect de câmp care controlează sarcina la ieșirea dispozitivului. R3 strict 2Mohm. Tensiunea de funcționare a condensatoarelor electrolitice este de 25 volți.
Notă: Acest dispozitiv este localizat cât mai aproape de ventilatorîn caz contrar, pot apărea interferențe care vor interfera cu funcționarea normală a mașinii (desigur, Zhiguli nu este o piedică).

Construcția 2:

Nu mai puțin simplu circuit pe același temporizator integrat.

Fig.2 Construcție 2

Construcția 3:

Schema aplicata pe o masina electrica. Dispozitivul este pornit prin apăsarea butonului „Start”.

Fig.2 Structura 3

Valoarea rezistorului R2 trebuie să fie de cel puțin 2,2 mΩ, altfel nu va exista o deschidere completă (100%) a tranzistorilor.
Alimentarea circuitului este limitată la nivelul de 7,5V folosind dioda zener KS175Zh pentru a limita tensiunea de comandă furnizată la poarta tranzistoarelor. În caz contrar, bazele tranzistoarelor se vor satura.
Dispozitivul este pornit de butonul „Pornit” prin aplicarea puterii, în timp ce se deblochează simultan tranzistoarele de putere. Când dispozitivul este oprit, modul liniar este împiedicat atunci când sursa de alimentare a circuitelor de control este redusă, tranzistoarele sunt închise instantaneu.