Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC là gì?

Bài viết này chủ yếu tập trung vào động cơ DC, nhằm mục đích cung cấp cho người đọc sự hiểu biết về đặc điểm và thông tin liên quan của chúng.

 

I. Ba phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC

Ba phương pháp điều khiển tốc độ của động cơ DC là:

1. Phương pháp điều khiển tốc độ chuyển mạch điện cực: Bằng cách chuyển đổi các điện cực, mạch cuộn dây phần ứng được thay đổi, làm thay đổi số cặp cực của động cơ, từ đó thay đổi tốc độ động cơ. Ưu điểm của phương pháp này là cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cao và chi phí thấp nhưng phạm vi điều khiển tốc độ tương đối nhỏ, thường chỉ phù hợp với các ứng dụng không yêu cầu điều khiển tốc độ có độ chính xác cao.

 

2. Phương pháp điều khiển tốc độ điều chỉnh điện áp: Bằng cách thay đổi điện áp nguồn của động cơ, tốc độ động cơ sẽ được điều chỉnh. Ưu điểm của phương pháp này là phạm vi điều khiển tốc độ rộng và độ chính xác điều chỉnh cao, nhưng nó đòi hỏi bộ điều chỉnh điện áp chuyên dụng, dẫn đến chi phí tương đối cao hơn.

 

3. Phương pháp điều khiển tốc độ PLC: Bằng cách thay đổi chu kỳ làm việc của động cơ, tốc độ động cơ sẽ được điều khiển. Điện áp DC đầu vào được chuyển đổi thành tín hiệu xung và giá trị điện áp trung bình của động cơ được điều khiển bằng cách điều khiển chu kỳ nhiệm vụ của xung, từ đó đạt được tốc độ điều chỉnh của động cơ. Phương pháp này cung cấp phạm vi điều khiển tốc độ rộng và độ chính xác cao, nhưng yêu cầu bộ điều khiển tốc độ PLC chuyên dụng, dẫn đến chi phí tương đối cao hơn. Đồng thời, việc điều khiển tốc độ xung điện tạo ra nhiễu tần số cao và nhiễu điện từ, đòi hỏi phải có các biện pháp thích hợp để triệt tiêu chúng. Nguyên lý cơ bản của Điều chế độ rộng xung (PWM): Phương pháp điều khiển bao gồm việc điều khiển việc bật-các thiết bị chuyển mạch của mạch biến tần để thu được một loạt xung có biên độ bằng nhau ở đầu ra. Các xung này được sử dụng để thay thế sóng hình sin hoặc dạng sóng cần thiết. Nghĩa là, nhiều xung được tạo ra trong nửa chu kỳ của dạng sóng đầu ra, sao cho điện áp tương đương của mỗi xung là sóng hình sin, dẫn đến đầu ra trơn tru với ít sóng hài bậc thấp hơn.

 

Bằng cách điều chỉnh độ rộng của từng xung theo các quy tắc nhất định, cường độ điện áp đầu ra của mạch biến tần có thể được thay đổi và tần số đầu ra cũng có thể được thay đổi.

 

Ví dụ: nếu nửa sóng -hình sin được chia thành N phần bằng nhau thì nửa sóng-hình sin có thể được coi là dạng sóng gồm N xung liên kết với nhau. Các xung này có độ rộng bằng nhau, tất cả đều bằng π/n, nhưng biên độ không bằng nhau và đỉnh của mỗi xung không phải là một đường thẳng nằm ngang mà là một đường cong, với biên độ của mỗi xung thay đổi theo định luật hình sin. Nếu chuỗi xung trên được thay thế bằng số lượng xung hình chữ nhật bằng nhau có biên độ bằng nhau nhưng độ rộng không bằng nhau, sao cho điểm giữa của mỗi xung hình chữ nhật trùng với điểm giữa của đoạn hình sin tương ứng và diện tích (tức là xung) của mỗi xung hình chữ nhật bằng diện tích của đoạn xung hình sin tương ứng, thì thu được một chuỗi xung, đó là dạng sóng Xung. Có thể thấy độ rộng của mỗi xung thay đổi theo hình sin.

 

Dựa trên nguyên tắc xung bằng nhau dẫn đến hiệu ứng như nhau, dạng sóngPWM và nửa sóng hình sin là tương đương nhau. Có thể thu được dạng sóngPWM cho nửa chu kỳ âm của sóng hình sin bằng phương pháp tương tự. Trong dạng sóngPWM, biên độ của mỗi xung bằng nhau. Để thay đổi biên độ của sóng hình sin đầu ra tương đương, chỉ cần thay đổi độ rộng của mỗi xung theo cùng hệ số tỷ lệ. Do đó, trong bộ chuyển đổi AC-DC-AC, biên độ điện áp xung đầu ra của mạch biến tần PLC chính là biên độ của điện áp phía DC.

 

II. Bảo trì bộ chuyển mạch động cơ DC

(1) Bề mặt cổ góp phải được giữ nhẵn và có màng oxit bóng, màu nâu sẫm, đồng đều. Nếu bề mặt cổ góp bị nhiễm bột cacbon hoặc dầu thì cần làm sạch bằng máy thổi hoặc lau bằng vải mềm thấm cồn để đảm bảo sạch sẽ.

 

(2) Nếu bề mặt cổ góp có dấu hiệu xuống cấp, chẳng hạn như phát ra tia lửa điện quá mức, gồ ghề, không bằng phẳng hoặc cháy, thì nên dừng động cơ. Bề mặt phải được đánh bóng bằng giấy nhám mịn loại "0" để-thiết lập lại màng oxit. Nếu bề mặt cổ góp quá nhám, không bằng phẳng hoặc bị mòn đáng kể thì cổ góp nên được gia công lại. Trong quá trình gia công, các đầu cuộn dây phần ứng và các mấu nối phải được phủ giấy để ngăn các mảnh kim loại lọt vào. Tốc độ cắt phải là 2 mét mỗi giây, độ sâu cắt và tốc độ tiến dao không được vượt quá 0,1 mm. Sau khi gia công, các đoạn cổ góp phải được vát cạnh và nếu cần thiết, mica giữa các đoạn nên được cắt xén để ngăn mica nhô ra phía trên các đoạn cổ góp.

 

(3) Kiểm tra xem các rãnh mica có sạch không và các cạnh của cổ góp phải nhẵn và không có gờ.

 

(4) Bên cạnh việc đảm bảo chất lượng bề mặt cổ góp, cũng cần quan sát, giám sát cẩn thận các tia lửa điện chuyển mạch trong quá trình vận hành hàng ngày. Thông thường, các tia lửa nhỏ hoặc dạng hạt được phân bố thưa thớt và đồng đều trên hầu hết các chổi, được coi là tia lửa chuyển mạch bình thường. Tuy nhiên, tiếng nổ lách tách, quả cầu lửa hoặc tia lửa bắn tung tóe được coi là có hại. Khi xuất hiện tia lửa điện hình vòng-, động cơ sẽ không tiếp tục hoạt động.