تحقیق کنترل موتورهای DC

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 26

کنترل موتورهای DC با یکسو کننده‌های قابل کنترل

محرکه‌های dc که با یکسو کننده‌های قابل کنترل تغذیه می‌شوند، بطور گسترده در کاربردهایی که به یک محدوده وسیع کنترل سرعت و یا راه‌اندازی‌های مکرر، ترمز، وتعویض جهت چرخش نیاز دارند بکار برده می‌شوند. از جمله می‌توان به کاربردهایی نظیر غلطکهای نورد در صنایع فلزی، غلطکهای صنایع کاغذ، صنایع چاپ، ماشینهای حفاری معادن وماشینهای ابزار اشاره نمود.

نمودار خطی یک محرکه موتور dc تحریک جداگانه تغذیه شده با یک یکسو کننده قابل کنترل در شکل 2-1 نشان داده شده است. حداکثر ولتاژ خروجی یکسو کننده در شرایط جریان پیوسته بایستی برابر با ولتاژ نامی آرمیچر موتور باشد. اگر مقدار ولتاژ منبع بقدری باشد که این شرط برقرار شود، یکسو کننده‌ بطور مستقیم به منبع متصل می‌شود، در غیر اینصورت استفاده از ترانسفورمر با نسبت تبدیل مناسب بین منبع ac و یکسو کننده الزامی است.

گاهی اوقات بمنظور کاهش اعوجاج در جریان موتور از یک فیلتر اندوکتانسی بین یکسو کننده و آرمیچر موتور استفاده می‌شود. این امر باعث بهبود عملکرد موتور می‌شود. معمولاٌ سیم‌پیچی تحریک توسط یک ترانسفورمر و یک پل دیودی به همان منبع تغذیه کننده موتور متصل می‌شود. نسبت تبدیل ترانسفورمر به نحوی انتخاب می‌شود تا ولتاژ

کل 2-1 نمودار خطی یک محرکه موتور dc تغذیه شده با یکسو قابل کنترل

تحریک برابر با مقدار نامی ولتاژ آن باشد. در مواردی که کنترل جریان تحریک ضروری باشد پل دیودی با یک پل یکسو کننده قابل کنترل جایگزین می‌شود.

2-1 مدارهای یکسوکننده قابل کنترل

مدارهای یکسو کننده متنوعی وجود دارند، که برخی از منبع تکفاز و برخی از منبع سه فاز تغذیه می‌شوند. برای کنترل موتور، مدارهای یکسو کننده قابل کنترل به دو دسته یکسو کننده‌های تمام کنترل شده و نیمه کنترل شده تقسیم می‌شوند. برخی از یکسو کننده‌های تمام کنترل شده در شکل 2-2 و برخی از یکسو کننده‌های نیمه کنترل شده در شکل 2-3 نشان داده شده‌اند. از یکسو کننده‌های قابل کنترل تکفاز تا قدرت 10 کیلووات و در حالات خاص تا 50 کیلووات استفاده می‌شود. برای قدرتهای بالاتر، از یکسو کننده‌های قابل کنترل سه فاز استفاده می‌شود. در برخی کاربردها که فقط منبع تکفاز در دسترس باشد، همچون خطوط تغذیه قطارهای الکتریکی، از یکسو کننده‌های تکفاز قابل کنترل تا قدرتهای چند هزار کیلووات نیز استفاده می‌شود. برای دیگر مدارها، در صورتیکه مقدار ولتاژ نامی موتور با ولتاژ منبع ac سازگار نباشد استفاده از یک ترانسفورمر ضروری می‌باشد. این مزایا موجب برتری یکسوکننده شکل2-2 الف بر یکسو کننده شکل 2-2 ب در موتورهای ولتاژ پائین شده است. اما در مقابل این مدار عیب مهمی هم دارد و آن استفاده از ترانسفورمر حجیم‌تر است زیرا در هر لحظه فقط از نصف سیم‌پیچی ثانویه جریان عبور می‌کند. برای ولتاژهای نامی عادی، و بخصوص هنگامیکه ولتاژ نامی موتور و ولتاژ منبع ac سازگار هستند مدار شکل 2-2 ب ترجیح داده می‌شود.

در بخشهای بعدی این فصل نشان داده خواهد شد که افزایش تعداد پالس مدار یکسوکننده باعث بهبود مشخصه‌های محرکه می‌شود. عملکرد شش پالسه با بکارگیری یکسو کننده پل سه فازتمام کنترل شده شکل 2-2 ج تحقق می‌یابد. در مواردی که جهت تطبیق ولتاژ موتور وولتاژ خروجی یکسو کننده استفاده از ترانسفورمر ضروری باشد، سیم‌پیچی‌های اولیه و ثانویه ترانسورمر بصورت مثلث بسته می‌شوند بنحویکه‌ هارمونیکهای مضرب 3 جریان مغناطیسی می‌توانند وجود داشته باشند. در شکل 2-2د آرایش دیگری از یک یکسو کننده کنترل شده شش پالسه نشان داده شده است. این مدار از اتصال موازی دو یکسو کننده کنترل شده سه پالسه همراه با یک راکتور بین فاز بدست آمده است. عملکرد بصورت دوازه پالسی از اتصال موازی دو یکسو کننده شش پالسه شکل 2-2د از طریق یک راکتور بین فاز بدست می‌آید. این دو یکسو کننده توسط دومجموعه ترانسفورمر سه فاز که اولیه‌های آنها بترتیب بصورت ستاره و مثلث بسته شده‌اند، تغذیه می‌شوند. با اتصال سری دو یکسو کننده کنترل شده شش پالسه شکل 2-2ج نیز می‌توان به عملکرد دوازده پالسه دست یافت. برای این منظور لازمست که ترانسفورمر تغذیه کننده یکسو کننده دارای دو مجموعه ثانویه- یکی با اتصال ستاره و دیگری با اتصال مثلث باشد. در تمام این یکسو کننده‌های کنترل شده سه فاز، هر تریستور برای 120 درجه از هر سیکل هدایت می‌کند.

نماد مداری برای یکسو کننده‌های تمام کنترل شده در شکل 2-3 الف نشان داده شده است. و به ترتیب بیانگر مقادیر متوسط ولتاژ و جریان خروجی مبدل هستند. در شکل 2-3ب تغییرات بر حسب زاویه آتش a ، با فرض حالت هدایت پیوسته نشان داده شده است. حالت هدایت پیوسته کار موتور dc به حالتی اطلاق می‌شود که جریان آرمیچر بطور دائمی برقرار باشد- یعنی اینکه، حتی برای یک مدت زمان محدود صفر نمی‌شود.