SCR yoki PWM? Cho‘tkali doimiy tok dvigatellari uchun drayv tanlash

Cho‘tkali doimiy tok dvigatellari o‘rash mashinalari, ekstruderlar, konveyerlar, sinov stendlari, ko‘targichlar va eski ishlab chiqarish mashinalarida hanuz keng qo‘llanadi. Ularning momenti yakor tokiga bog‘liq, tezlikka esa berilayotgan yakor kuchlanishi va maydon oqimi ta’sir qiladi. Bu bog‘liqlik dvigatelni tushunarli qiladi, ammo barcha kontrollerlarni o‘zaro almashtirish mumkin degani emas.

Elektron boshqaruvning ikkita keng tarqalgan usuli — tarmoq bilan kommutatsiyalanadigan kremniyli boshqariladigan to‘g‘rilagich (SCR) konvertatsiyasi va impuls kengligini modulyatsiyalash (PWM) orqali tranzistorli kommutatsiyadir. Har ikkisi ham o‘rtacha yakor kuchlanishini rostlay oladi. Ular tok pulsatsiyasi, past tezlikdagi xatti-harakat, kirishdagi ta’sirlar, rekuperatsiya imkoniyatlari, elektromagnit shovqin va modernizatsiya xatari bo‘yicha farq qiladi.

Yuritma tanlashda yakor nominal ko‘rsatkichlari, maydon konstruksiyasi, teskari aloqa, ish sikli, revers, shuningdek to‘xtash energiyasining to‘liq yo‘li hisobga olinishi kerak.

Dvigatel zanjiridan boshlang

Doimiy magnitli dvigatelda alohida maydon ta’minoti bo‘lmaydi. Parallel yoki alohida qo‘zg‘atiladigan dvigatelda oqimni hosil qiladigan maydon chulg‘ami mavjud. Ketma-ket qo‘zg‘atiladigan dvigatel esa yana boshqacha ishlaydi va universal doimiy tok yuritmasi uchun odatda to‘g‘ridan-to‘g‘ri almashtiriladigan variant hisoblanmaydi. Uskunani tanlashdan oldin dvigatel turini, yakor kuchlanishi va tokini, maydon kuchlanishi va tokini, bazaviy tezlikni, ruxsat etilgan maksimal tezlikni, izolyatsiya holatini va sovitish usulini aniqlang.

Bazaviy tezlikdan pastda yuritma odatda nominal maydonni saqlagan holda yakor kuchlanishini boshqaradi. Bazaviy tezlikdan yuqorida ayrim tizimlar mavjud momentni kamaytirish hisobiga yuqoriroq tezlikka erishish uchun maydon tokini pasaytiradi. Maydonni susaytirish ortiqcha tezlikdan himoyalash va mexanik chegaralarni tekshirishni talab qiladi. Alohida qo‘zg‘atiladigan dvigatelda maydonning yo‘qolishi xavfli ortiqcha tezlik holatini yuzaga keltirishi mumkin, shuning uchun maydon yo‘qolishini aniqlash ixtiyoriy signalizatsiya emas, balki funksional talabdir.

SCR yuritmasi yakor kuchlanishini qanday boshqaradi

SCR zatvor impulsidan keyin o‘tkazuvchan holatga o‘tadi va odatda tok ushlab turish qiymatidan pastga tushmaguncha yoqilgan holda qoladi. O‘zgaruvchan tok bilan ta’minlanadigan konvertorda kontroller har bir tarmoq sikli ichida yoqish burchagini kechiktiradi. Bu burchakni o‘zgartirish yakorga beriladigan o‘rtacha doimiy kuchlanishni o‘zgartiradi.

Bir kvadrantli ko‘prik bir yo‘nalishda motor rejimida ishlashni qo‘llab-quvvatlaydi. Revers va rekuperativ ishlash uchun ikki tomonlama konvertor kabi mos topologiya hamda keraksiz aylanma tokning oldini oladigan boshqaruv talab qilinadi. Aniq sxema muhim, chunki kontaktorlar orqali revers qilish elektron to‘rt kvadrantli boshqaruvga teng emas.

SCR konvertatsiyasi sinalgan va xizmat ko‘rsatish qulay bo‘lgan yechimdir. Uning cheklovlari tarmoq chastotasidagi kommutatsiyadan kelib chiqadi. Yakor tokida, ayniqsa yengil yuklama yoki past tezlikda, past chastotali pulsatsiya bo‘ladi. Bu pulsatsiya moment tebranishi va eshitiladigan shovqinga olib kelishi mumkin. Kechiktirilgan yoqish burchagi siljish quvvat koeffitsiyentini ham pasaytiradi va kirish tokini buzadi. Uch fazali ta’minot odatda bir fazali ko‘prikka qaraganda silliqroq chiqish beradi, biroq garmonikalar va tarmoq sharoitlarini baholash zarurati baribir saqlanadi.

PWM boshqaruv masalasini qanday o‘zgartiradi

PWM yuritmasi tranzistorlarni doimiy tok shinasiga va yakorga ulash-o‘chirish orqali tezkor kommutatsiya qiladi. Impulslar ish siklini o‘zgartirish o‘rtacha yakor kuchlanishini o‘zgartiradi. Dvigatel induktivligi impulslar orasidagi tokning katta qismini silliqlaydi, bu esa ko‘plab tarmoq chastotali konvertorlarga qaraganda tokni aniqroq boshqarish va past tezlikda silliqroq moment hosil qilish imkonini beradi.

Tok rostlagichi ichki boshqaruv konturi hisoblanadi, chunki yakor toki momentni ifodalaydi. Uning tashqarisidagi tezlik rostlagichi berilgan va o‘lchangan tezlikni taqqoslaydi, so‘ng xatoni tuzatish uchun zarur tokni so‘raydi. Tokni cheklash tezlanish, tiqilib qolish yoki yuklamaning tez o‘zgarishi paytida dvigatel va konvertorni himoya qiladi. Sozlashda tezkor tok konturi bilan sekinroq tezlik konturi o‘rtasidagi ajralish saqlanishi kerak.

Ish sikli o‘rtacha yakor kuchlanishini boshqaradi; tok bo‘yicha teskari aloqa momentni rostlaydi va elektr zo‘riqishini cheklaydi.

Rekuperatsiya va tormozlash energiya sifatida kuzatilishi kerak

Aylanuvchi yuk kinetik energiyani saqlaydi. Tashqi mexanik kuch ta’siridagi yuk dvigatelni ham mexanik ravishda harakatlantirishi mumkin. Sekinlashish paytida bu energiya qayergadir yo‘naltirilishi kerak. Rekuperatsiyasiz kontroller yuritma quvvatini uzgandan keyin yakorni rezistorga ulash orqali dinamik tormozlashdan foydalanishi mumkin. Rekuperativ kontroller esa topologiyasi imkon berganda energiyani o‘zgaruvchan tok ta’minotiga yoki umumiy doimiy tok shinasiga qaytaradi.

To‘rt kvadrantli belgilarni amaldagi qo‘llanish bilan solishtirib tekshirish kerak. Mashinaga oldinga yurish, oldinga tormozlash, teskari yurish va teskari tormozlash kerak bo‘lishi mumkin, biroq har bir kvadrantda tarmoqqa rekuperatsiya qilish talab etilmasligi mumkin. Maksimal tormozlash quvvatini, impuls energiyasini, takrorlanish chastotasini va o‘rtacha issiqlikni hisoblang. Rezistor qarshiligini, kontaktor ish rejimini, chopper nominalini va ortiqcha qizishdan himoyani tekshiring.

Past tezlikdagi samaradorlikni teskari aloqa belgilaydi

Yakor kuchlanishi bo‘yicha teskari aloqa tejamkor tezlik rostlashni ta’minlashi mumkin, biroq yakor qarshiligida yo‘qoladigan kuchlanishni baholashi kerak. Bu baho yuqori moment va past tezlikda aniqroq bo‘lmay qoladi. Taxogenerator yoki enkoder tezlikni bevosita o‘lchaydi va yuklama o‘zgarishlari bo‘ylab rostlashni yaxshilaydi. Kontur ishga tushirilishidan oldin past buyruq qiymatida teskari aloqa qutblari tekshirilishi kerak; noto‘g‘ri qutblanish rostlagichni teskari yo‘nalishda ishlashga majbur qiladi.

Tortish tizimlarida boshqariladigan o‘zgaruvchi faqat tezlik bo‘lmasligi mumkin. Diametrni hisoblash, moment cheklovlari, dancer holati yoki yuk katakchasi teskari aloqasi konstruksiyada asosiy rol o‘ynashi mumkin. Eski yuritmani ushbu tashqi konturlarni tushunmasdan almashtirish, hatto dvigatel to‘g‘ri aylansa ham, mashinani beqarorlashtirishi mumkin.

Modernizatsiya xatari shildikdagi ma’lumotlardan kengroq

SCR dan PWM ga o‘tish elektr muhitini o‘zgartiradi. Yuqori chastotali kommutatsiya o‘tkaziladigan va nurlanadigan elektromagnit emissiyalarni oshiradi hamda kabel sig‘imi orqali tok o‘tishiga sabab bo‘lishi mumkin. Yakor va teskari aloqa kabellarining yo‘nalishini, ekranlarni ulash usulini, shkaf korpuslarini biriktirishni, boshqaruv quvvati zanjirlarini ajratishni va yerga ulashni ko‘rib chiqing. Enkoder yoki taxometr simlarini kommutatsiyalanadigan dvigatel o‘tkazgichlari yonidan o‘tkazmang.

Ishga tushirishdan oldin cho‘tkalar, kollektor yuzasi, podshipniklar, maydon izolyatsiyasi va shamollatishni tekshiring. Tezroq rostlagich mexanik lyuftni, yeyilgan uzatmalarni yoki eski tizim bardosh bergan, ammo kuchsizlangan kollektorni yuzaga chiqarishi mumkin. Tipik yuklama ostida tok pulsatsiyasini, tezlik xatosini, cho‘tkalardagi uchqunlanishni, dvigatel haroratini va tebranishni qayd eting.

Yuritma variantlarini Yuritmalar va harakatni boshqarish bo‘limida, mashina ketma-ketligi va ruxsat signallarini esa PLC va PAC tizimlari bo‘limida ko‘rib chiqish mumkin.

Amaliy tanlash mezonlari

Yakorning uzluksiz va maksimal tokini, maydon talablarini, tezlik diapazonini, moment silliqligini, teskari aloqa turini, revers chastotasini, tormozlash energiyasini, tarmoqqa rekuperatsiyani, korpus sharoitlarini, kirish garmonikalarini, elektromagnit moslikni, diagnostikani va mavjud servis ko‘nikmalarini taqqoslang. Shuningdek, mavjud mashinaning xavfsiz to‘xtash va blokirovka ishlashini saqlab qoling.

Silliq past tezlik boshqaruvi va zamonaviy diagnostikani talab qiladigan yangi past kuchlanishli konstruksiya uchun PWM odatda kuchliroq tanlovdir. Ishlayotgan SCR tizimi esa uning samaradorligi yetarli va ehtiyot qismlar ta’minoti mavjud bo‘lsa, texnik xizmat nuqtayi nazaridan yaxshiroq qaror bo‘lishi mumkin. To‘g‘ri modernizatsiya — o‘lchangan cheklovni yaxshilab, dvigatel, teskari aloqa, yerga ulash yoki tormozlash tizimida yangi xatarlar yaratmaydigan yechimdir.