DC 속도 제어 시스템

개요 속도 제어 방식에는 일반적으로 기계식, 전기식, 유압식, 공압식이 있으며 기계식 및 전기식 속도 제어 방식은 기계식 및 전기식 속도 제어 방식에만 사용할 수 있습니다. 전송 효율이 향상되고 조작이 용이하며 무단 속도 조절이 용이하고 장거리 제어 및 자동 제어가 용이하므로 DC 모터로 인해 생산 기계에 널리 사용됩니다. AC 모터와 같은 구조는 간단하고, 저렴하며, 제작이 용이하고, 유지관리가 용이하지만, 최근에는 컴퓨터 기술, 전력전자 기술 및 제어 기술의 발전으로 AC 속도 제어 시스템이 비약적으로 발전하여 많은 경우 점차적으로 DC 속도 제어 시스템을 대체하고 있습니다. 그러나 주요 형태. 압연 철강, 광업, 해양 시추, 금속 가공, 섬유, 제지 및 고층 건물과 같은 중국의 많은 산업 분야에서는 제어 기술에서 이론과 실제적으로 고성능 제어 가능한 전기 드래그 속도 제어 시스템이 필요합니다. 관점에서 볼 때 이는 AC 속도 제어 시스템의 기초입니다. 따라서 먼저 DC 속도 조절에 중점을 둡니다. 8.1.1 DC 모터 속도 제어 방법 제3장 DC 모터의 기본 원리에 따라 유도 전위, 전자기 토크 및 기계적 특성 방정식으로부터 DC에 대한 세 가지 속도 제어 방법이 있습니다. 모터: (1) 전기자 공급 전압 U를 조정합니다.

전기자 전압을 변경하는 것은 주로 정격 전압에서 전기자 전압을 낮추고 모터 정격 속도에서 속도를 이동시키는 것입니다. 이는 일정한 토크 시스템에 가장 적합한 방법입니다. 이러한 변화는 작은 시상수에 직면하고 신속하게 대응할 수 있지만 대용량의 조정 가능한 DC 전원 공급 장치가 필요합니다. (2) 모터의 주자속을 변화시킨다. 자속을 변경하면 무단계의 원활한 속도 조절이 가능하지만 속도 조절을 위한 자속만 약화됩니다(약한 자기 속도 조절이라고 함). 모터량에서 발생하는 시상수는 변화에서 발생하는 것보다 훨씬 크고 응답 속도도 빠릅니다. 속도는 느리지만 필요한 전력 용량은 적습니다. (3) 전기자 루프 저항을 변경하십시오. 모터 전기자 회로 외부의 스트링 저항기의 속도 조절 방법은 작동이 간단하고 편리합니다. 그러나 단계적으로 조절되는 속도 조절에만 사용할 수 있습니다. 또한 속도 조절 저항에서 많은 전력을 소비합니다.

저항 속도 조절을 변경하는 데에는 많은 단점이 있습니다. 현재는 거의 사용되지 않습니다. 일부 크레인, 호이스트 및 전기 열차에서는 속도 제어 성능이 높지 않거나 저속 주행 시간이 길지 않습니다. 속도는 정격 속도보다 작은 범위에서 증가합니다. 따라서 DC 속도 제어 시스템의 자동 제어는 종종 전압 조정 및 속도 조정을 기반으로 합니다. 필요한 경우 전압 조정기의 전기자 권선과 약한 자기 DC 모터의 전류가 고정자의 주 자속과 상호 작용하여 전자기력과 전자기 회전을 생성합니다. 그 순간 뼈대가 회전합니다. DC 모터의 전자기 회전은 개별적으로 매우 편리하게 조정됩니다. 이 메커니즘으로 인해 DC 모터는 우수한 토크 제어 특성을 가지며 속도 조절 성능이 뛰어납니다. 주 자속을 조정하려면 일반적으로 정지하거나 자기 조절을 통해 조정 가능한 DC 전원이 필요합니다. 8.1.3 속도 제어 시스템 성능 지표 속도 제어가 필요한 모든 장비에는 제어 성능에 대한 특정 요구 사항이 있어야 합니다. 예를 들어, 정밀 공작 기계는 수십 미크론에서 여러 속도까지의 가공 정확도를 요구하며 최대 및 최소 차이는 거의 300배입니다. 수천 kW 용량의 압연기 모터는 1초 이내에 양극에서 역방향으로 완료되어야 합니다. 프로세스; 고속 초지기에 대한 이러한 모든 요구 사항은 시스템 설계의 기초로서 모션 제어 시스템의 정상 상태 및 동적 표시기로 변환될 수 있습니다. 속도 제어 요구 사항 다양한 생산 기계에는 속도 제어 시스템에 대한 속도 제어 요구 사항이 다릅니다. 다음 세 가지 측면이 요약됩니다. (1) 속도 조절.

속도는 최대 및 최소 속도 범위에 걸쳐 단계적으로(계단식) 또는 부드럽게(무단식) 조정됩니다. (2) 일정한 속도. 다양한 외부 방해(부하 변화, 계통 전압 변동 등)로 인한 영향 없이 어느 정도 정확도로 필요한 속도로 안정적으로 작동합니다. (3) 가속 및 감속 제어. 자주 시동 및 제동을 하는 장비의 경우 가능한 한 빨리 증속 및 감속해야 하므로 시동 및 제동 시간을 단축하여 생산성을 높여야 합니다. 때로는 심각하지 않은 세 가지 이상의 측면이 필요할 수도 있고, 때로는 그 중 한두 가지만 필요한 경우도 있습니다. 일부 측면은 여전히 ​​모순될 수 있습니다. 문제의 성능을 정량적으로 분석하기 위해. 정상 상태 표시기 모션 제어 시스템이 안정적으로 실행 중일 때의 성능 표시기를 정상 상태 표시기라고 하며 정적 표시기라고도 합니다. 예를 들어, 정상 상태 작동 중 속도 제어 시스템의 속도 범위 및 정적 속도, 위치 시스템의 정상 상태 장력 오차 등이 있습니다. 아래에서는 속도 제어 시스템의 정상 상태 지수를 구체적으로 분석합니다. (1) 속도 조절 범위 D 모터가 충족할 수 있는 최대 속도 nmax와 최소 속도 nmin의 비율을 속도 조절 범위라고 하며 문자 D로 표시됩니다. 즉, nmax와 nmin은 일반적으로 정밀 연삭기와 같은 매우 가벼운 기계도 실제 부하 속도를 사용할 수 있습니다. Nnom을 설정합니다. (2) 정적 오류율 S 시스템이 특정 속도로 운전 중일 때, 부하가 이상적인 무부하에서 정격 부하로 변할 때 이상적인 무부하 속도 no에 해당하는 속도 강하의 비율을 정적이라고 하며, 정적 차이가 표현됩니다.

부하 변화에 따른 속도 조절 시스템의 안정성은 기계적 특성의 경도와 관련이 있으며, 특성이 단단할수록 정적 오류율이 작아지고, 속도 8.3의 안정된 다이어그램은 다양한 속도에서의 정적 속도(3 ) 압력 조절 시스템 DC 모터 전압 조절 속도 조절 시스템에서 D, S 및 D 사이의 관계는 모터의 정격 속도 nnom입니다. 정격 부하에서의 속도 저하가 다음과 같다면 시스템의 정적 속도와 정격 부하에서의 최소 속도가 고려됩니다. 방정식 (8.4)에 대해 방정식 (8.5)는 속도 범위가 방정식 (8.6)을 방정식 (8.7)로 대체하는 것이며 방정식 (8.8)은 속도 범위 D, 정적 속도 S 및 정격 속도 강하 사이를 표현하므로 작성할 수 있습니다. 만족해야 할 관계. 동일한 속도 제어 시스템의 경우 특성 경도가 작을수록 시스템에서 허용하는 속도 범위 D가 작아집니다. 예를 들어, 특정 속도 제어 모터의 정격 속도는 nnom=1430r/min이고 정격 속도 강하는 정적 오류율이 S≤10%인 경우 속도 조절 범위는 동적 성능 지수일 뿐입니다. 전환 프로세스 중 인덱스 모션 제어 시스템. 동적 성능 표시기 및 간섭 방지 성능 표시기를 포함한 동적 표시기. (1) 성능 지수에 따라 주어진 신호(또는 기준 입력 신호) R(t)의 작용 하에서 시스템 출력 C(t)의 변화는 다음 성능 지표로 설명됩니다. 다양한 성능 지표의 경우 초기 응답은 0이고 시스템은 단위 단계 입력 신호의 출력 응답(단위 단계 응답이라고 함)에 응답합니다. 그림 8.4는 다음과 같은 성능 지수를 보여줍니다. 단위 계단 응답 곡선 1 상승 시간 tr 단위 계단 응답 곡선이 처음으로 0에서 정상 상태 값으로 상승하는 데 필요한 시간을 상승 시간이라고 하며 이는 동적 응답의 속도를 나타냅니다. 2 오버슈트