Как работает контроллер для электродвигателя?

Контроллер для электродвигателя требуется для управления приводом за счет регулировки момента запуска и остановки устройства, а также его скоростного режима, защиты от перегрузок и перепадов напряжения, выполнения реверса. Рассмотрим подробнее принцип работы таких систем, используемых для данного вида моторов.

Классификационные особенности

Так как встречаются разные виды исполнительных механизмов, контроллеры для электродвигателей также могут быть разными. Перечислим по видам:

• Машинные устройства мотора постоянного тока.
• Бесщеточные постоянного тока.
• Серводвигатели.
• Шагового двигателя (для однополярного или биполярного формата в зависимости от типа мотора).

Поэтому подбирать подходящий контроллер для электродвигателя следует только на основании информации о виде последнего. Помимо этого необходимо учитывать, что номинальный ток основного прибора напрямую связан с моментом, который может быть обеспечен. Это означает, что небольшой движок не будет потреблять большое количество тока, но и большого крутящего момента у него тоже не возникнет. Эта же зависимость касается и больших показателей. Так обеспечивается разная скорость вращения электрических моторов. Дополнительно при выборе стоит обращать внимание на такой показатель как диапазон напряжения. Если есть номинал в 48 В, то подбирать контроллер с не соответствующим номиналом ни в коем случаем не стоит. Так из предлагаемых каталогов с изделиями намного проще подобрать подходящий вариант.

Принцип и особенности управления

Контроллер электродвигателя постоянного тока для управления подходит для приборов, которые работают в повторно-кратковременных режимах. Устройство обеспечивает запуск, торможение и остановку техники, тонкую настройку скорости работы, изменение направления ротора в случае необходимости. Такая организация управления отвечала и за защиту электродвигателя от нестандартных условий, которые иногда могли возникнуть при функционировании ряда устройства. Как правило, ими становились:

• чрезмерные нагрузки;
• внезапные перепады напряжения;
• отсутствие напряжения внутри сети.

Поэтому для решения таких проблем в конструктивном плане внутри контроллера для управления электродвигателем внедряются специальные блоки, которые отвечают за защитные функции. Иногда такие компоненты располагаются на специальной панели. То есть такой блок может находиться внутри корпуса контроллера или отдельно. Устройство называется контроллером скорости электродвигателя по причине возможности регулирования данного параметра в широком диапазоне. Она появляется в случае, если в цепи ротора сопротивления находятся во включенном состоянии. Для получения низких оборотов последнего условия часто не хватает. Как правило, такая ситуация связана с малыми нагрузками на агрегат, которое вызывает впоследствии последующее падение напряжения. По этой причине для исправления понадобится подключение как последовательного сопротивления, так и параллельного. Устойчивость скоростного режима электрического двигателя постоянного тока обеспечивается как раз за счет снижения напряжения, которое идет от зажимов якоря. Но на деле, возникает не только им, но и общей суммой токов, которые проходят по ротору и сопротивлению. Последнее, как уже описано было выше, подключается параллельным образом. Для более эффективной работы у многих контроллеров управление обеспечивается за счет комбинации разных способов для обеспечения разных скоростей и темпа. Наиболее простым примером будет снижение скорости за счет подключения сопротивления в роторную цепь и повышение за счет параллельной обмотки возбуждения. Смена направления, часто называемая специалистами реверсированием, осуществляется за счет смены направления тока внутри цепи ротора.

Торможение с точки зрения теории электрических цепей

Данный процесс у таких приборов управления и, в частности, например, у контроллера для электродвигателя 48 Вольт, может происходить тремя разными способами:

1. Рекуперативный метод. Чаще всего встречается у систем грузовых лебедок. При опускании тяжелых грузов общая масса создает разгон, за счет чего возникает скорость, превышающая номинальные показатели. Это означает, что ее величина превышает цифры во время холостого хода. В итоге, в сумме это приводит к повышению силы, которая противодействует ЭДС. Далее следует повышение энергетической отдачи от электродвигателя внутрь сети, что и вызывает торможение. К плюсам относят отсутствие необходимости в специальном переключении, то есть такая система является полностью автоматизированной.
2. Динамический метод. В требуемый момент времени происходит выключение ротора из сети, после выполняется замыкание на сопротивление для осуществления торможения.

Если обмотки электродвигателя подключаются параллельным образом, то обмотка возбуждения может быть во включенном состоянии только в случае полного напряжения в сети питания. Но при последовательном подключении обмоток происходит выключение основной из них, хотя ее питание продолжает осуществляться с помощью добавочного сопротивления. Если возникает ситуация со смешанным возбуждением обмоток, то идет динамическое торможение. Для этого контроллер для электродвигателя отключает обмотку, подключенную последовательно, а параллельной дает возможность питаться от полного напряжения сети. За счет этого направление тока внутри ротора меняется на противоположное, так как внутри питающей сети напряжение электродвигателя становится нулевым. Торможение у контроллера скорости электродвигателя зависит от величины тормозного сопротивления. Поэтому чем выше ее величина, тем выше будет величина тока от ротора. Вследствие этого мотор начнет тормозить значительно медленнее.

Заключение

Контроллер управления электродвигателем сегодня пользуется широким спросом как для реализации частных задач, так и для промышленных условий на производстве. Такой вид оборудования обеспечивает не только действие приборов, но также способен организовать качественные контроль, регулировку и требуемый уровень безопасности при взаимодействии с оборудованием в различных системах автоматизации.