Кіріспе
Қозғалтқыштың жұмысын реттеу құрылғысы. Қозғалтқышты басқарушы – электр қозғалтқышының жұмысын алдын ала белгіленген тәртіппен үйлестіре алатын құрылғы немесе құрылғылар жиынтығы. Қозғалтқышты басқарушы құрылғы қозғалтқышты қолмен немесе автоматты түрде іске қосу және тоқтату, айналу бағытын (алға немесе артқа) таңдау, айналу жылдамдығын таңдау және реттеу, айналым моментін реттеу немесе шектеу, сондай-ақ артық жүктемелерден және электрлік ақаулардан қорғау мүмкіндіктерін қамтиды. Қозғалтқышты басқарушылар электрмеханикалық қосқыштарды немесе қозғалтқыштың жылдамдығы мен бағытын реттеу үшін қуаттық электроника құрылғыларын қолдануы мүмкін.
A motor controller is a device or group of devices that can coordinate in a predetermined manner the performance of an electric motor. A motor controller might include a manual or automatic means for starting and stopping the motor, selecting forward or reverse rotation, selecting and regulating the speed, regulating or limiting the torque, and protecting against overloads and electrical faults. Motor controllers may use electromechanical switching, or may use power electronics devices to regulate the speed and direction of a motor.
Қолданбалар
Моторды басқару құрылғылары тұрақты ток және айнымалы ток моторларымен қолданылады. Басқару құралына моторды электр қуат көзіне қосу мүмкіндігі кіреді, сондай-ақ моторды артық жүктемеден қорғау және мотор мен сымдарды тоқтан қорғау мүмкіндігі де болуы мүмкін. Моторды басқару құрылғысы мотордың өріс тізбегін қадағалауға немесе жеткілікті емес қуат кернеуі, дұрыс емес полярлық, дұрыс емес фаза реті немесе жоғары мотор температурасы сияқты жағдайларды анықтауға қабілетті. Кейбір моторды басқару құрылғылары мотордың іске қосылатын тогын шектейді, бұл мотордың және қосылған механикалық жүктеменің тікелей қосылуға қарағанда баяу үдеуіне мүмкіндік береді. Моторды басқару құрылғылары қолмен басқарылатын, оператор жүктемені үдету үшін іске қосу қосқышын қадамдар бойынша реттеуі керек, немесе толық автоматты болуы мүмкін, моторды үдету үшін ішкі таймерлер немесе ток датчиктері қолданылады. Моторды басқару құрылғыларының кейбір түрлері электр мотордың жылдамдығын реттеуге мүмкіндік береді. Тұрақты ток моторлары үшін басқару құрылғысы моторға қолданылатын кернеуді немесе мотордың өріс орамындағы токты реттеуі мүмкін. Айнымалы ток моторлары терминал кернеуін реттеуге жылдамдық бойынша жауап беруі мүмкін емес, сондықтан айнымалы ток үшін басқару құрылғылары ротор тізбегінің кедергісін (оралған роторлы моторлар үшін) реттейді немесе жылдамдықты реттеу үшін қолданылатын айнымалы ток жиілігін өзгертеді, бұл үшін қуатты электрондық құрылғылар немесе электромеханикалық жиілік өзгерту құрылғылары қолданылады. Моторды басқару құрылғыларының физикалық дизайны мен жинағы электр моторларының өзі сияқты алуан түрлі. Үй желдеткіші үшін тек қабырғаға орнатылған, тиісті сипаттамалары бар ауыстырып-қосқыш қажет болуы мүмкін. Электр құралдары мен тұрмыстық техникада моторды тек қосып, өшіретін иінтірек қосқышы болуы мүмкін. Өнеркәсіптік моторлар автоматтандыру жүйелеріне қосылған күрделірек басқару құрылғылары болуы мүмкін; зауытта көптеген моторды басқару құрылғылары моторды басқару орталығында топтастырылуы мүмкін. Электрлік жылжымалы крандар мен электрлік көлік құралдарының басқару құрылғылары жылжымалы жабдыққа орнатылуы мүмкін. Ең ірі моторды басқару құрылғылары насостық жинақтағы гидроэлектр станцияларының сорғы моторларымен қолданылады және ондаған мың ат күшіне (киловатт) дейін қуатқа ие болуы мүмкін.
Қозғалтқышты басқарушының түрлері
Қозғалтқышты басқару құрылғыларын қолмен, қашықтан немесе автоматты түрде басқаруға болады. Олар қозғалтқышты іске қосу және тоқтату мүмкіндігінен ғана тұруы немесе басқа да функцияларды қамтуы мүмкін. Электр қозғалтқышын басқару құрылғысын басқаратын қозғалтқыштың түріне қарай жіктеуге болады, мысалы: тұрақты магнитті, серво, тізбекті, жеке қоздырылатын және айнымалы ток. Қозғалтқышты басқару құрылғысы қуат көзіне – батарея жинағына немесе қуат блогына – қосылады, сондай-ақ аналогтық немесе цифрлық кіріс сигналдары түріндегі басқару тізбегіне қосылады.
Қозғалтқыштар
Кішкентай қозғалтқышты қуатқа қосу арқылы іске қосуға болады. Үлкен қозғалтқышқа арнайы коммутациялық блок қажет, ол қозғалтқыш іске қосу құрылғысы немесе қозғалтқыш контакторы деп аталады. Қуат берілген кезде, тікелей желілік (DOL) іске қосу құрылғысы мотордың қосылымдарын тікелей қуат көзіне қосады. Кіші өлшемдегі мотор іске қосу құрылғысы қолмен басқарылатын қосқыш болып табылады; үлкен моторлар немесе қашықтан немесе автоматты басқаруды қажет ететіндері магниттік контакторларды пайдаланады. Орта кернеулі қуат көздерінде (мыңдаған вольт) жұмыс істейтін өте үлкен моторлар коммутациялық элементтер ретінде қуатты автоматты ажыратқыштарды қолдануы мүмкін. Тікелей желілік (DOL) немесе желі арқылы іске қосу құрылғысы мотордың қосылымдарына толық желілік кернеуді береді. Бұл мотор іске қосу құрылғысының ең қарапайым түрі. DOL мотор іске қосу құрылғысы көбінесе қорғау құрылғыларын (төменде қараңыз) және кейбір жағдайларда, жағдайды бақылауды қамтиды. Кіші өлшемді тікелей желілік іске қосу құрылғылары қолмен басқарылады; үлкен өлшемділері мотор тізбегін ауыстыру үшін электромеханикалық контакторды пайдаланады. Қатты күйдегі тікелей желілік іске қосу құрылғылары да бар. Егер мотордың жоғары іске қосылу тогы қуат беру тізбесіндегі кернеудің шамадан тыс төмендеуіне себеп болмаса, тікелей желілік іске қосу құрылғысын пайдалануға болады. Осы себепті, қуат беру желісінің операторы тікелей желілік іске қосу құрылғысында рұқсат етілген мотордың ең үлкен өлшемін шектеуі мүмкін. Мысалы, желі операторы ауылдық тұтынушылардан 10 кВт-тан үлкен моторлар үшін төмен кернеулі іске қосу құрылғыларын пайдалануды талап етуі мүмкін. DOL іске қосуы кейде кішкентай су сорғыларын, компрессорларды, желдеткіштерді және конвейерлік ленталарды іске қосу үшін қолданылады. Асинхронды мотордың жағдайында, мысалы, үш фазалық қысқа тұйықталған роторлы мотор, мотор толық жылдамдыққа жеткенше жоғары іске қосылу тогын тартады. Бұл іске қосылу тогы әдетте толық жүктеме тогынан 6-7 есе артық. Қуат беру желісіндегі кернеудің төмендеуін азайту үшін үлкен моторлар кернеуді төмендетуге немесе жылдамдықты реттеуге арналған құрылғыларды пайдаланады. Кері іске қосу құрылғысы моторды екі бағытта айналдыру үшін қосуға болады. Мұндай іске қосу құрылғысында екі DOL тізбегі бар – біреуі сағат тілі бойынша, екіншісі сағат тіліне қарсы жұмыс істейді, бір мезгілде жабылуды болдырмайтын механикалық және электрлік құлыптармен жабдықталған. Жоғарыда аталған функция автоматты жұлдыз-үшбұрыш іске қосу құрылғысында қуатты контактор мен таймерді пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Автоматты жұлдыз-үшбұрыш іске қосу құрылғысы үш контактордан, таймерден және жылулық ағымнан тұрады. Контакторлар тікелей желілік іске қосу құрылғысында қолданылатын бір контактордан кішірек, өйткені олар тек орамдардың тогын басқарады. Орамдар арқылы өтетін токтар желілік токтан 1/√3 (58%) құрайды. Жұмыс істеу кезінде жабық болатын екі контактор бар, олар көбінесе негізгі контактор және үшбұрыш контакторы деп аталады. Бұл AC3 классымен сипатталады және мотордың номиналды тогының 58% құрайды. Үшінші контактор – жұлдыз контакторы, ол мотор жұлдызға қосылған кезде ғана жұлдыз тогын өткізеді. Жұлдыз тогы үшбұрыш тогының үштен біріне тең, сондықтан бұл контактор AC3 классымен сипатталуы мүмкін және мотордың номиналды тогының үштен біріне (33%) сәйкес келеді. Жұлдыздан үшбұрышқа ауысу ашық немесе жабық болуы мүмкін. Ашық ауысу кезінде мотор іске қосу құрылғысы қозғалтқыштан сәтке ажыратылады және үшбұрыш конфигурациясында қайта қосылады. Жабық ауысуда жұлдыздан үшбұрыш конфигурациясына ауысу моторды ажыратпастан жүзеге асырылады. Бұл үшін қосымша үш полюсті контактор және үш резистор қажет.
Тездікті реттейтін құрылғылар
Реттелетін жылдамдық жетек (РЖЖ) немесе өзгермелі жылдамдық жетек (ОЖЖ) – механикалық жүктеменің жұмыс жылдамдығын басқаруға және реттеуге мүмкіндік беретін жабдықтардың өзара байланысқан жиынтығы. Электрлік реттелетін жылдамдық жетегі электр қозғалтқышынан, жылдамдық контроллерінен немесе қуат түрлендіргіштен, сондай-ақ қосымша құрылғылар мен жабдықтардан тұрады. Көбінесе, "жетек" термині контроллерді ғана білдіреді.
Ақылды басқарушылар
Интеллектуалды моторды басқару құрылғысы (IMC) моторды басқаруға қолданылатын қуатты электрондық құрылғыларды басқару үшін микропроцессорды пайдаланады. IMC-лер мотордың жүктемесін қадағалайды және соған сәйкес мотордың айналу моментін жүктемеге бейімдейді. Бұл айнымалы ток терминалдарына берілетін кернеуді төмендету арқылы, сонымен бірге ток пен реактивті қуатты (kvar) азайту арқылы іске асырылады. Бұл, көп бөлігі уақыт бойы аз жүктемемен жұмыс істейтін моторлар үшін энергия тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді, нәтижесінде мотордың бөлетін жылуы, шуы және дірілі азаяды.
generated by the motor.
Ауыр жүктемелі релелер
Стартерде қозғалтқышты қорғау құрылғылары болады. Бұл, кемінде, жылу жүктемесі релесін қамтиды. Жылу жүктемесі релесі старт тізбегін ашуға арналған, сондықтан мотор ұзақ уақыт бойы электр желісінен тым көп ток тартса, моторға қуатты тоқтату үшін қолданылады. Жылу жүктемесі релесінде әдетте жабық контакті болады, ол тізбек арқылы өтетін артық токтан пайда болатын жылудың әсерінен ашылады. Жылу жүктемелерінде мотордың жұмыс тогы артқан сайын температурасы жоғарылайтын кішкентай қыздыру құрылғысы бар. Жылу жүктемесі релелерінің екі түрі бар. Бір түрінде жылытқышқа жақын орналасқан биметалдық жолақ, жылытқыш температурасы көтерілгенде иіліп, құрылғыны механикалық түрде іске қосып, тізбекті ашады, егер мотор артық жүктемеге ұшыраса, қуатын тоқтатып тастайды. Жылу жүктемесі релесі мотордың қысқа мерзімді, жоғары басталу тогын қабылдай алады, сонымен бірге оны жұмыс тогының артық жүктемесінен дәл қорғайды. Жылытқыш катушкасы және биметалдық жолақтың әрекеті мотордың іске қосылуына және қалыпты жұмыс тогына орналасуына уақыт беру үшін кешіктіруді қамтамасыз етеді, бұл жылу жүктемесінің ерте іске қосылуын болдырмайды. Жылу жүктемесі релелерін қолдану мақсатына қарай қолмен немесе автоматты түрде қайта орнатуға болады және оларды мотордың жұмыс тогына дәл реттеуге мүмкіндік беретін реттегішпен жабдықталған. Жылу жүктемесі релелерінің екінші түрі серіппелі контактіні ұстап тұру үшін эвтектикалық қорытпаны қолданады. Егер ток қыздыру элементі арқылы тым ұзақ уақыт бойы өте көп болса, қорытпа еріп, серіппе контактіні босатып, басқару тізбегін ашады және моторды тоқтатады. Эвтектикалық қорытпа элементтері реттелмейтіндіктен, олар сыртқы әсерге төзімді, бірақ мотордың номиналды тогына сәйкес қыздыру катушкасын ауыстыруды талап етеді.
Бірнеше қозғалтқыштың автоматты түрде қайта іске қосылуының уақытпен реттелген кестесі
Электр қуаты қалпына келтірілгеннен кейін (әдетте 30-60 секундтық кешігуден кейін), бірнеше мотордың автоматты қайта іске қосылуының уақыт тізбегі автоматты түрде басталады. Уақыт тізбегі болмаған жағдайда, көптеген моторларды бір мезгілде қайта іске қосуға тырысу бүкіл нысан бойынша ішінара немесе толық қуат үзіліміне әкелуі мүмкін.
Степерлі моторларды басқарушылар
Степперлік немесе қадамдық мотор – синхронды, щеткасыз, көп полюсті, көп фазалы мотор. Басқару әдетте, бірақ міндетті емес, ашық циклмен жүзеге асырылады, яғни ротордың орны бақыланатын айналмалы магниттік өріспен сәйкес келеді деп есептеледі. Осы себепті, степперлік моторларды қолданып дәл позициялау, жабық циклмен басқаруға қарағанда оңай және арзан. Қазіргі заманғы степперлік контроллерлер моторды, мотор тақтасында көрсетілген номиналды кернеуден әлдеқайда жоғары кернеумен басқарады және ток күшін импульстіқ реттеу арқылы шектейді. Көбінесе, позициялық контроллер, индекстер деп аталады, қадам және бағыт импульстарын коммутация және ток шектеуге жауапты жеке жоғары кернеулі жетек тізбегіне жібереді.