بررسی كنترل موتورهاي DC با يكسو كننده‌هاي قابل كنترل

بررسی كنترل موتورهاي DC با يكسو كننده‌هاي قابل كنترل|30013130|بررسی كنترل موتورهاي DC با يكسو كننده‌هاي قابل كنترل
با سلام و خیر مقدم،در این پست توضیحات فایل بررسی كنترل موتورهاي DC با يكسو كننده‌هاي قابل كنترل قابل رویت می باشد برای دانلود به ادامه مطلب مراجعه نمایید.

محركه‌هاي dc كه با يكسو كننده‌هاي قابل كنترل تغذيه مي‌شوند، بطور گسترده در كاربردهايي كه به يك محدوده وسيع كنترل سرعت و يا راه‌اندازي‌هاي مكرر، ترمز، وتعويض جهت چرخش نياز دارند بكار برده مي‌شوند. از جمله مي‌توان به كاربردهايي نظير غلطكهاي نورد در صنايع فلزي، غلطكهاي صنايع كاغذ، صنايع چاپ، ماشينهاي حفاري معادن وماشينهاي ابزار اشاره نمود.



نمودار خطي يك محركه موتور dc تحريك جداگانه تغذيه شده با يك يكسو كننده قابل كنترل در شكل 2 1 نشان داده شده است. حداكثر ولتاژ خروجي يكسو كننده در شرايط جريان پيوسته بايستي برابر با ولتاژ نامي آرميچر موتور باشد. اگر مقدار ولتاژ منبع بقدري باشد كه اين شرط برقرار شود، يكسو كننده‌ بطور مستقيم به منبع متصل مي‌شود، در غير اينصورت استفاده از ترانسفورمر با نسبت تبديل مناسب بين منبع ac و يكسو كننده الزامي است.



گاهي اوقات بمنظور كاهش اعوجاج در جريان موتور از يك فيلتر اندوكتانسي بين يكسو كننده و آرميچر موتور استفاده مي‌شود. اين امر باعث بهبود عملكرد موتور مي‌شود. معمولاٌ سيم‌پيچي تحريك توسط يك ترانسفورمر و يك پل ديودي به همان منبع تغذيه كننده موتور متصل مي‌شود. نسبت تبديل ترانسفورمر به نحوي انتخاب مي‌شود تا ولتاژ







تحريك برابر با مقدار نامي ولتاژ آن باشد. در مواردي كه كنترل جريان تحريك ضروري باشد پل ديودي با يك پل يكسو كننده قابل كنترل جايگزين مي‌شود.





2 1 مدارهاي يكسوكننده قابل كنترل



مدارهاي يكسو كننده متنوعي وجود دارند، كه برخي از منبع تكفاز و برخي از منبع سه فاز تغذيه مي‌شوند. براي كنترل موتور، مدارهاي يكسو كننده قابل كنترل به دو دسته يكسو كننده‌هاي تمام كنترل شده و نيمه كنترل شده تقسيم مي‌شوند. برخي از يكسو كننده‌هاي تمام كنترل شده در شكل 2 2 و برخي از يكسو كننده‌هاي نيمه كنترل شده در شكل 2 3 نشان داده شده‌اند. از يكسو كننده‌هاي قابل كنترل تكفاز تا قدرت 10 كيلووات و در حالات خاص تا 50 كيلووات استفاده مي‌شود. براي قدرتهاي بالاتر، از يكسو كننده‌هاي قابل كنترل سه فاز استفاده مي‌شود. در برخي كاربردها كه فقط منبع تكفاز در دسترس باشد، همچون خطوط تغذيه قطارهاي الكتريكي، از يكسو كننده‌هاي تكفاز قابل كنترل تا قدرتهاي چند هزار كيلووات نيز استفاده مي‌شود. براي ديگر مدارها، در صورتيكه مقدار ولتاژ نامي موتور با ولتاژ منبع ac سازگار نباشد استفاده از يك ترانسفورمر ضروري مي‌باشد. اين مزايا موجب برتري يكسوكننده شكل2 2 الف بر يكسو كننده شكل 2 2 ب در موتورهاي ولتاژ پائين شده است. اما در مقابل اين مدار عيب مهمي هم دارد و آن استفاده از ترانسفورمر حجيم‌تر است زيرا در هر لحظه فقط از نصف سيم‌پيچي ثانويه جريان عبور مي‌كند. براي ولتاژهاي نامي عادي، و بخصوص هنگاميكه ولتاژ نامي موتور و ولتاژ منبع ac سازگار هستند مدار شكل 2 2 ب ترجيح داده مي‌شود.



در بخشهاي بعدي اين فصل نشان داده خواهد شد كه افزايش تعداد پالس مدار يكسوكننده باعث بهبود مشخصه‌هاي محركه مي‌شود. عملكرد شش پالسه با بكارگيري يكسو كننده پل سه فازتمام كنترل شده شكل 2 2 ج تحقق مي‌يابد. در مواردي كه جهت تطبيق ولتاژ موتور وولتاژ خروجي يكسو كننده استفاده از ترانسفورمر ضروري باشد، سيم‌پيچي‌هاي اوليه و ثانويه ترانسورمر بصورت مثلث بسته مي‌شوند بنحويكه‌ هارمونيكهاي مضرب 3 جريان مغناطيسي مي‌توانند وجود داشته باشند. در شكل 2 2د آرايش ديگري از يك يكسو كننده كنترل شده شش پالسه نشان داده شده است. اين مدار از اتصال موازي دو يكسو كننده كنترل شده سه پالسه همراه با يك راكتور بين فاز بدست آمده است. عملكرد بصورت دوازه پالسي از اتصال موازي دو يكسو كننده شش پالسه شكل 2 2د از طريق يك راكتور بين فاز بدست مي‌آيد. اين دو يكسو كننده توسط دومجموعه ترانسفورمر سه فاز كه اوليه‌هاي آنها بترتيب بصورت ستاره و مثلث بسته شده‌اند، تغذيه مي‌شوند. با اتصال سري دو يكسو كننده كنترل شده شش پالسه شكل 2 2ج نيز مي‌توان به عملكرد دوازده پالسه دست يافت. براي اين منظور لازمست كه ترانسفورمر تغذيه كننده يكسو كننده داراي دو مجموعه ثانويه يكي با اتصال ستاره و ديگري با اتصال مثلث باشد. در تمام اين يكسو كننده‌هاي كنترل شده سه فاز، هر تريستور براي 120 درجه از هر سيكل هدايت مي‌كند.



نماد مداري براي يكسو كننده‌هاي تمام كنترل شده در شكل 2 3 الف نشان داده شده است. و به ترتيب بيانگر مقادير متوسط ولتاژ و جريان خروجي مبدل هستند. در شكل 2 3ب تغييرات بر حسب زاويه آتش a ، با فرض حالت هدايت پيوسته نشان داده شده است. حالت هدايت پيوسته كار موتور dc به حالتي اطلاق مي‌شود كه جريان آرميچر بطور دائمي برقرار باشد يعني اينكه، حتي براي يك مدت زمان محدود صفر نمي‌شود.







ولتاژ خروجي از حداكثر مقدار مثبت تا حداكثر مقدار منفي با كنترل زاويه آتش از o تا o18 درجه كنترل مي‌شود. درعمل حداكثر مقدار a به 170 درجه محدود مي‌شود تا از ايجاد خطاي كموتاسيون تريستورها جلوگيري شود. چون ولتاژ خروجي درهر دو جهت قابل كنترل مي‌باشد يكسو كننده‌هاي تمام كنترل شده از نوع مبدل‌هاي دوربعي هستند، كه عملكرد در ربع اول و ربع چهارم صفحه مطابق شكل 2 3ج، را ميسر مي‌سازند.