ויסות מתח DC

כיום, הן בתעשייה והן בתחום האזרחי, ישנם מתקנים רבים, כוננים חשמליים, טכנולוגיות, בהן אספקת החשמל אינה מצריכה מתחלף, אלא מתח קבוע. מתקנים כאלה כוללים מכונות תעשייתיות שונות, ציוד בנייה, מנועי הובלה חשמלית (מטרו, טרוליבוס, מלגזה, מכונית חשמלית), ומתקני DC אחרים מסוגים שונים.

מתח האספקה ​​לחלק מהמכשירים הללו חייב להיות משתנה כך למשל, אספקת זרם משתנה למנוע החשמלי מובילה לשינוי מקביל במהירות הסיבוב של הרוטור שלו.

אחת הדרכים הראשונות לווסת מתח DC היא ויסות באמצעות ריאוסטט. אז נוכל להיזכר במנוע המעגל - גנרטור - המנוע, כאשר שוב על ידי התאמת הזרם בסלילת התרגשות של הגנרטור, הושג שינוי בפרמטרי ההפעלה של המנוע הסופי.

אך מערכות אלה אינן חסכוניות, הן נחשבות מיושנות, ותוכניות רגולציה מודרניות בהרבה. מבוסס על תיריסטורים. ויסות הת'יסטור הוא חסכוני יותר, גמיש יותר ואינו מביא לעלייה בפרמטרים הכולל-ממדיים של ההתקנה. עם זאת, הדברים הראשונים קודם.

ויסות ראוסטטי (ויסות עם נגדים נוספים)

ויסות באמצעות שרשרת נגדים המחוברים בסדרה מאפשרת לשנות את הזרם והמתח של המנוע החשמלי על ידי הגבלת הזרם במעגל העיגון שלו. באופן סכמטי, זה נראה כמו שרשרת של נגדים נוספים המחוברים בסדרה למתפתל המנוע, ומחוברים בינה לבין המסוף החיובי של מקור הכוח.

 

נגדים מסוימים ניתנים לכוונון על ידי אנשי קשר לפי הצורך כך שהזרם דרך התפתל המנוע ישתנה בהתאם. בעבר, בכוננים חשמליים למתיחה, שיטת ויסות זו הייתה נפוצה מאוד, ובשל היעדר אלטרנטיבות היה צורך להשלים ביעילות נמוכה מאוד בגלל הפסדי חום משמעותיים בנגדים. ברור שזו השיטה הכי פחות יעילה - עודף כוח מתפזר בצורה של חום מיותר.

תקנה לגבי מערכת המנוע - גנרטור - מנוע

כאן מתח המתח של מנוע DC מתקבל באופן מקומי באמצעות גנרטור DC. מנוע ההנעה מסובב את גנרטור DC, אשר בתורו מזין את מנוע ההפעלה.

ויסות פרמטרי ההפעלה של מנוע ההפעלה מושג על ידי שינוי הזרם של סלילת התרגשות של הגנרטור. הזרם של סלילת שדה הגנרטור גבוה יותר - המתח הגבוה מסופק למנוע הסופי, הזרם השדה של שדה הגנרטור נמוך יותר - המתח התחתון, בהתאמה, מועבר למנוע הסופי.

מערכת זו ממבט ראשון יעילה יותר מפיזור אנרגיה בצורה של חום דרך נגדים, אך יש לה גם חסרונות. ראשית, המערכת מכילה שתי מכונות חשמליות נוספות, גדולות למדי, שצריכות לקבל שירות מעת לעת. שנית, המערכת אינרציאלית - שלוש המכונות המחוברות אינן מסוגלות לשנות בצורה חדה את מסלולן. כתוצאה מכך, שוב היעילות נמוכה. עם זאת, במשך זמן מה שימשו מערכות כאלה במפעלים במאה העשרים.

שיטת בקרת תיריסטור

עם כניסתם של התקני מוליכים למחצה במחצית השנייה של המאה ה -20, אפשר היה ליצור רגולטורים תיריסטוריים בגודל קטן עבור מנועי DC.מנוע DC היה פשוט מחובר לחשמל AC דרך התיריסטור, ועל ידי שינוי שלב הפתיחה של התיריסטור, התאפשר היה להשיג שליטה חלקה על מהירות הרוטור של המנוע. שיטה זו אפשרה לבצע פריצת דרך בהעלאת היעילות והמהירות של הממירים להנעת מנועי DC.

שיטת בקרת התיריסטור משמשת כעת, בעיקר, לבקרת מהירות הסיבוב של התוף במכונות כביסה אוטומטיות, בהן מנוע מהיר אספן משמש ככונן. למען ההגינות, נציין ששיטת ויסות דומה עובדת במעמעלי ת'יסטור, שיכולים לשלוט על בהירות זוהר של מנורות ליבון.

שליטה מבוססת PWM עם קישור AC

הזרם הישיר מומר על ידי מהפך לזרם חילופין, אשר מגדיל או יורד על ידי שנאי ואז מתוקן. המתח המתוקן מופעל על פיתולי מנוע DC. אולי נוסף ויסות דופק על ידי אפנון PWMואז אפקט התפוקה שהושג דומה במקצת לוויסות התיריסטור.

נוכחות שנאי ומהפך, באופן עקרוני, מביאה לעלייה בעלות המערכת כולה, עם זאת, בסיס מוליכים למחצה מוליכים למחצה מאפשר לכם לבנות ממירים בצורה של מכשירים בגודל קטן ומוגמר המופעלים באמצעות מתח זרם חילופין, כאשר השנאי עולה דופק בתדר גבוה, וכתוצאה מכך הממדים קטנים והיעילות כבר מגיעה ל 90 %

בקרת דחפים

מערכת בקרת הדחפים של מנועי DC דומה בעיצוב שלה לדופק ממיר DC-DC. שיטה זו היא אחת המודרניות ביותר, והיא משמשת כיום במכוניות חשמליות ומיושמת ברכבת התחתית. הקישור של ממיר ההורדה (דיודה ומשרן) משולב במעגל סדרתי עם מתפתל המנוע, ועל ידי התאמת רוחב הפולסים המסופקים לקישור, הם משיגים את הזרם הממוצע הנדרש דרך התפתל המנוע.

מערכות בקרת דופק כאלה, למעשה - ממירי דופק, מאופיינות ביעילות גבוהה יותר - יותר מ- 90%, ובעלות מהירות מצוינת. זה מציע הזדמנויות נהדרות עבור התאוששות אנרגיהוזה מאוד חשוב למכונות עם אינרציה גבוהה ולמכוניות חשמליות.