Przez długi czas silniki prądu stałego charakteryzują się dobrą liniową charakterystyką regulacji prędkości, prostymi funkcjami sterowania, wyższą wydajnością i doskonałymi właściwościami. Dlatego silniki prądu stałego są szeroko stosowane do sterowania prędkością. Zwłaszcza wraz z rozwojem komputerów w dziedzinie kontroli człowieka, a także wysokiej częstotliwości przełączania, sterowania urządzeniami półprzewodnikowymi mocy drugiej generacji (GTR, GTO, MOST, IGBT itp.), modulacji szerokości impulsu (PWM) jest coraz więcej i częściej używane.
Mechanizmy kontroli prędkości są odpowiednie w wielu sytuacjach, takich jak sterowanie ruchem pojazdów zrobotyzowanych, ruchem silników w papierniach i ruchem silników w windach, które wykorzystują różne typy silników prądu stałego. Metoda sterowania silnikiem prądu stałego jest wykonywana ręcznie przez pracownika lub za pomocą dowolnego automatycznego narzędzia sterującego. Wydaje się to być przeciwieństwem ograniczenia prędkości, które musi być przeciwieństwem naturalnej zmiany prędkości spowodowanej zmianami obciążenia wału.
Jakie są metody sterowania silnikami prądu stałego?
Istnieją trzy główne tryby sterowania silnikiem prądu stałego: tryb sterowania strumieniem, tryb sterowania napięciem i tryb sterowania rezystancją twornika.
1. Tryb sterowania strumieniem magnetycznym: W trybie sterowania strumieniem magnetycznym warystor (rezystor zmienny) jest połączony szeregowo z uzwojeniem wzbudzenia. Zadaniem tego elementu jest zwiększenie rezystancji szeregowej cewki, co zmniejsza strumień, a tym samym zwiększa prędkość silnika.
2. Metoda regulacji napięcia: Zmienna metoda regulacji jest zwykle stosowana w przypadku równoległych silników prądu stałego. Podobnie istnieją dwa sposoby uzyskania kontroli regulacji napięcia: podłączenie do twornika pola równoległego i stałego napięcia wzbudzenia o różnych napięciach (co można również nazwać kontrolą wielonapięciową).
3. Metoda kontroli rezystancji twornika: rezystancja twornika jest kontrolowana zgodnie z zasadą, że prędkość silnika prądu stałego jest proporcjonalna do tylnego pola elektromagnetycznego. W ten sposób, gdy napięcie zasilania i rezystancja twornika pozostają niezmienione, prędkość silnika jest proporcjonalna do prądu twornika.
Rodzaje sygnałów sterujących dla silników prądu stałego
Rodzaje sygnałów sterujących silników prądu stałego dzielą się na wersję cyfrową i wersję analogową. Główna różnica między cyfrowymi sygnałami sterującymi silnika prądu stałego a ich analogowymi wariantami polega na tym, że ten pierwszy obejmuje sprzęt i oprogramowanie układowe oparte na mikrokontrolerze (MCU).
Niektóre typy sterowników silników prądu stałego mogą otrzymywać informacje zwrotne z silnika, wykrywać błędy i korygować je tak, aby wartość była zgodna z wartością zadaną. Nazywa się je kontrolerami z zamkniętą pętlą lub sprzężeniem zwrotnym. Ponadto, otwarta pętla lub brak kontrolera sprzężenia zwrotnego może działać bez wpływu na sytuację, nawet jeśli wystąpi błąd, ponieważ go nie wykryje. Sterowniki do silników prądu stałego można znaleźć w prostych układach, które nie wymagają automatycznego sterowania.
Systemy z otwartą pętlą i zamkniętą pętlą to podstawowe pojęcia teorii sterowania. W zależności od wymagań lub złożoności elektroniki, systemy sterowania mogą być realizowane z lub bez sprzężenia zwrotnego. Na przykład silnik krokowy może być uruchamiany ze sterownikiem z otwartą pętlą. Sterownik silnika serwo DC do precyzyjnego pozycjonowania w zastosowaniach o wysokiej wydajności to system z pętlą zamkniętą.
