Электронные приводы

В наши дни особую важность имеет регулирование скорости двигателя. Это стало практически стандартной практикой, когда нужно получить больше воздуха от своего вентилятора в жаркий день или снизить стоимость эксплуатации техники.

История развития электроприводов

При создании трехфазного асинхронного двигателя (около 1889 г.) было предрешено, что он будет вращаться со скоростью, определяемой частотой оборудования (источника питания) - батарейки. При необходимости другой скорости, устройство следовало подключать к выходному валу другого двигателя с требуемым номиналом. На тот момент так решалась задача.

Шкивы, шестерни, редукторы – все они использовались для получения желаемой быстроты вращения на ведомом валу. Применялись такие устройства, как вариаторы и электромагнитные муфты, которые позволяли варьировать темпом вращения вала в зависимости от поставленной задачи.

В 70-х годах прошлого столетия появился технический термин «Частотный преобразователь». Ранние устройства были очень грубыми по сегодняшним меркам, но довольно хорошо справлялись со своей работой. Они управляли двигателями практически от 0 до номинальной частоты вращения с помощью поворотного котроллера. Затем появилась возможность «автоматической» регулировки скорости для поддержания настроек системы, а также петли ПИД. Позднее были созданы векторные приводы и сервоприводы.

Способы регулировки

Изменения скорости сегодня могут быть достигнуты несколькими способами, включая:

• добавление электронного привода;
• перемотка двигателя;
• добавления резисторов.

Следует отметить, что результирующая скорость зависит от нагрузки, установленной на электродвигатель. Как и все остальное, каждый метод имеет свои особенности, преимущества и недостатки.

У некоторых (не всех) небольших однофазных двигателях возможна работа на разных скоростях посредством добавления резистора (резисторов). Фактически выполняется ослабление мотора за счет уменьшения напряжения на обмотке (резистор действует как делитель напряжения). Потери энергии преобразуются в тепло, которое для всех практических целей направляется в атмосферу.

Большинство крупных однофазных двигателей не способны (или, вернее, не должны) работать на пониженных скоростях. Эти двигатели часто используют центробежный механизм для отключения пусковой обмотки. Если скорость сильно снижается, то срабатывает автовыключатель, позволяя большему пусковому току течь в малой стартовой обмотке.

Существует несколько различных типов однофазных двигателей по принципу работы: универсальные, конденсаторные и бифилярные. Трехфазные асинхронные двигатели – это совсем другая история. Все 3-х фазные двигатели функционируют с переменной скоростью при помощи правильно подобранного частотника.

Достижения приводной техники

С ростом популярности электронных приводов была открыта целая новая отрасль. Компании теперь продают устройства как отличный способ сэкономить энергию, особенно в приложениях с переменным крутящим моментом, таких как насосы и вентиляторы.

В России частота тока в сети 50 Гц. Частотник – это вход для создания легко изменяемого частотного выхода. Изменяя напряжение и частоту с постоянным отношением, выходной крутящий момент согласуется от почти нуля до полного линейного напряжения.

Теперь доступны различные типы электронных приводов, представляющих собой головокружительный ассортимент техники. Обычный мотор может делать то, что его предки могли только мечтать! Как упоминалось выше, существуют и другие способы изменить скорость электродвигателя. Однако при перестройке обмотки выбор скорости будет весьма ограничен.