การ ควบค ม ความเร ว มอเตอร แบบ vf

บริษัท โอเรียนทัล มอเตอร์ จำกัด นำเสนอมอเตอร์ควบคุมความเร็วที่หลากหลาย แพคเกจมอเตอร์ควบคุมความเร็วของเราประกอบด้วยมอเตอร์ไดรเวอร์ (คอนโทรลเลอร์) และโพเทนชิออมิเตอร์ซึ่งช่วยให้ปรับควบคุมความเร็วได้ง่าย มีกลุ่มผลิตภัณฑ์มอเตอร์ควบคุมความเร็วสามกลุ่ม "ชุดเอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็วที่ใช้อินดักชั่นมอเตอร์แบบใช้คาปาซิเตอร์แบบ 1 เฟสที่เป็นที่นิยมมากที่สุด "ดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่าน" ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงและ "อินเวอร์เตอร์แบบยูนิต" ที่รวมอินดักชั่นมอเตอร์ 3 เฟสเข้ากับอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็ก บทความนี้อธิบายถึงโครงสร้างหลักการควบคุมความเร็วและคุณลักษณะของแต่ละกลุ่มผลิตภัณฑ์และแนะนำผลิตภัณฑ์มาตรฐานของเรา

1. ข้อแนะนำ

มีการใช้มอเตอร์จำนวนมากเพื่อวัตถุประสงค์ทั่วไปในบริเวณโดยรอบของเรา ตั้งแต่อุปกรณ์ที่ใช้ในบ้านไปจนถึงเครื่องมือกลในโรงงานอุตสาหกรรม ปัจจุบันมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานที่จำเป็นและขาดไม่ได้ในหลายอุตสาหกรรม ฟังก์ชันและประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับมอเตอร์เหล่านี้มีให้เลือกมากมาย เมื่อมุ่งความสนใจไปที่ส่วนควบคุมความเร็วของตลาดเซอร์โวมอเตอร์ และ สเต็ปปิ้งมอเตอร์จะควบคุมความเร็วด้วยพัลส์เทรนในขณะที่อินดักชั่นมอเตอร์และความเร็วในการควบคุมดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่านก็สามารถควบคุมความเร็วมอเตอร์ได้ด้วยกระแสไฟดีซีจากภายนอก โครงสร้างหลักการควบคุมความเร็ว และ คุณสมบัติของกลุ่มผลิตภัณฑ์สามกลุ่มต่อไปนี้ที่สามารถควบคุมความเร็วได้ค่อนข้างง่ายโดยใช้อินพุตแบบแอนะล็อก

• เอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็ว & เกียร์มอเตอร์
• ดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่าน & เกียร์มอเตอร์
• อินเวอร์เตอร์

2. วิธีการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ควบคุมความเร็วต่างๆ

วิธีการควบคุมเอาต์พุตของวงจรควบคุมความเร็วสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: โดยประมาณได้แก่ การควบคุมเฟสและการควบคุมอินเวอร์เตอร์ซึ่งประกอบเป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่แสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 การจำแนกประเภทของมอเตอร์ควบคุมความเร็ว

2.1. เอซีมอเตอร์แบบควบคุมความเร็ว

2.1.1. โครงสร้างของมอเตอร์

ดังแสดงในรูปที่ 2 การสร้างอินดักชั่นมอเตอร์ 1 เฟส และ 3 เฟสประกอบด้วยสเตเตอร์ที่มีขดลวดและโรเตอร์หล่ออลูมิเนียมแข็งรูปทรงตะกร้า โรเตอร์มีต้นทุนต่ำเนื่องจากโครงสร้างเรียบง่ายและไม่ใช้แม่เหล็ก

รูปที่ 2 โครงสร้างอินดักชั่นมอเตอร์

เมื่อต้องการควบคุมความเร็วของมอเตอร์อุปกรณ์ Tacho-generator จะถุกใช้ในการตรวจจับความเร็วและติดอยู่กับมอเตอร์ดังแสดงในรูปที่ 3 Tacho-generator ทำจากแม่เหล็กที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเพลามอเตอร์ และ ขดลวดสเตเตอร์ที่ตรวจจับขั้วแม่เหล็ก และ สร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ 12 ครั้งต่อรอบ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า และ ความถี่นี้เพิ่มขึ้นตามความเร็วในการหมุนที่เพิ่มขึ้นความเร็วในการหมุนของมอเตอร์จึงถูกควบคุมโดยอาศัยสัญญาณนี้

รูปที่ 3 ระบบเอซีมอเตอร์แบบปรับความเร็ว

2.1.2. หลักการควบคุมความเร็ว ความเร็วในการหมุน N ของอินดักชั่นมอเตอร์สามารถแสดงได้ด้วยภาพ (1) เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์เพิ่มขึ้นและลดลง slips จะเปลี่ยนไปจากนั้นความเร็วในการหมุนของ N จะเปลี่ยนไป N= 120·f ·(1-s)/P · · · · · · · · · · (1)

N: ความเร็วในการหมุน [รอบ/นาที] F: คลื่นความถี่ 〔Hz〕 P: จำนวนขั้วของมอเตอร์ S: เลื่อน

ในกรณีของอินดักชั่นมอเตอร์ในรูปที่ 4 ช่วงที่คงที่และช่วงที่ไม่เสถียรมีอยู่ในเส้นโค้งความเร็วในการหมุน - แรงบิด เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะทำงานอย่างน่าเชื่อถือในช่วงที่ไม่เสถียรการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างง่าย (การควบคุมวงเปิด) จึง จำกัด อยู่ที่การควบคุมความเร็วในช่วงแคบ ๆ เช่น N1 ~ N3 ในรูปที่ 5 เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือแม้ในช่วงที่ไม่เสถียรดังกล่าวข้างต้นจำเป็นต้องตรวจจับความเร็วในการหมุนของมอเตอร์และใช้กลไกควบคุมแรงดันไฟฟ้า (การควบคุม Closed Loop)

รูปที่ 4 ความเร็วในการหมุน - ลักษณะแรงบิดของอินดักชั่นมอเตอร์

รูปที่ 5 การควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างง่าย

วิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ได้ ได้แก่ การควบคุมโดยหม้อแปลงหรือการควบคุมเฟส รูปที่ 6 แสดงเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกควบคุมโดยใช้หม้อแปลง วิธีนี้ใช้กับเอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็วได้ไม่ง่ายนัก อีกวิธีหนึ่งคือสามารถปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้โดยการตั้งเวลาเปิด / ปิดของทุกๆครึ่งรอบของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (50 หรือ 60Hz) ที่ใช้กับมอเตอร์โดยใช้ส่วนประกอบสวิตชิ่ง (ไทริสเตอร์หรือไตรแอก) ที่สามารถเปิด และ ปิด เอซีได้โดยตรงแรงดันไฟฟ้าดังแสดงรูปที่ 7 และ รูปที่ 8 การควบคุมความเร็วได้มาจากวิธีการควบคุมเฟสโดยการควบคุม rms ค่าของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

รูปที่ 6 การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าโดย Transformer

รูปที่ 7 การเปลี่ยน Voltage โดยการควบคุมเฟส

รูปที่ 8 ควบคุมผ่านวงจร Triac

วิธีการควบคุมความเร็วของเอซีนี้สามารถให้การควบคุมความเร็วคงที่โดยการควบคุมเฟสแบบ closed-loop ในช่วงที่ไม่สเถียร รูปที่ 9 แสดงการกำหนดค่าระบบควบคุมความเร็วสำหรับเอซีมอเตอร์ชนิดควบคุมความเร็วในแผนภาพบล็อก

รูปที่ 9 แสดงการกำหนดค่าระบบควบคุมความเร็วสำหรับเอซีมอเตอร์ชนิดควบคุมความเร็วในแผนภาพบล็อก

รูปที่ 10 รูปคลื่นสำหรับแต่ละบล็อก

รูปที่ 10 แสดงรูปคลื่นของแต่ละบล็อก ค่าความเร็วที่ตั้งไว้ d และแรงดันไฟฟ้าที่ตรวจพบ e ของความเร็วที่สร้างโดย tacho-generator จะถูกเปรียบเทียบในบล็อกแอมพลิฟายเออร์เปรียบเทียบ จากนั้นกำหนดระดับของสัญญาณ Voltage a สัญญาณ Voltage a จะต่ำเมื่อค่าความเร็วที่ตรวจพบถึงค่าที่ตั้งไว้ของความเร็วสูงขึ้นและจะสูงขึ้นเมื่อค่าความเร็วที่ตั้งไว้ลดลง เนื่องจากสัญญาณ Trigger ถูกส่งออกที่จุดที่คลื่น Triangular b ตัดกับสัญญาณ Votage a, Timing (มุมเฟส) เมื่อ Triac เปิดอยู่โดยมีระดับสัญญาณ Voltage a ถูกกำหนด เมื่อการตอบสนองช้า Voltageที่จ่ายให้กับมอเตอร์จะต่ำและความเร็วในการหมุนของมอเตอร์จะลดลง ความเร็วในการหมุนที่ลดลงจะถูกป้อนกลับอีกครั้งและการควบคุมจะถูกทำซ้ำเพื่อให้ความแตกต่างระหว่างค่าที่ตรวจพบความเร็วและค่าที่กำหนดความเร็วคงที่เสมอ รูปที่ 11 แสดงลักษณะของการควบคุมความเร็วดังกล่าวข้างต้น ในรูปที่ 11 จุดการทำงานของมอเตอร์จะดึงลูปของ Q-R-S-T-Q ที่อยู่ตรงกลาง O และความเร็วในการหมุนจะคงอยู่ระหว่าง N1 และ N2 ลูปนี้จะลดลงให้มากที่สุดโดยการเพิ่มความแม่นยำในการตรวจจับความเร็ว

รูปที่ 11 การทำงานของตัวควบคุมความเร็ว

เอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็วมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้เมื่อใช้การควบคุมเฟสแบบ closed-loop

1. เนื่องจากเอซีมอเตอร์แบบปรับความเร็วถูกควบคุมโดยตรงจึงสามารถกำหนดค่าวงจรควบคุมความเร็วได้เพียงเพราะไม่จำเป็นต้องใช้วงจรปรับให้เรียบทำให้สามารถออกแบบให้มีขนาดกะทัดรัดในราคาที่ต่ำ
2. ในทำนองเดียวกันการออกแบบที่มีอายุการใช้งานยาวนานเป็นไปได้เนื่องจากไม่จำเป็นต้องใช้แบบ Electrolytic คาปาซิเตอร์ซึ่งมีขนาดค่อนข้างใหญ่
3. การสลับจะทำงานเพียงครั้งเดียวในแต่ละครึ่งรอบของแหล่งจ่ายไฟเอซี ซึ่งช่วยให้เสียงรบกวนที่เกิดขึ้นนั้นมีต่ำ

2.1.3. คุณลักษณะ เอซีมอเตอร์แบบควบคุมความเร็วโดยทั่วไปมีลักษณะความเร็ว - แรงบิดในการหมุนของชุดอินเวอร์เตอร์แสดงไว้รูปที่ 26 และ รูปที่ 27 ตามที่อธิบายไว้ในส่วนเอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็ว "เส้นการทำงานที่ปลอดภัย" จะถูกวาดบนลักษณะแรงบิด บรรทัดนี้แสดงถึงขีดจำกัดสำหรับการดำเนินการต่อเนื่องและพื้นที่ภายใต้บรรทัดนี้เรียกว่าพื้นที่การทำงานแบบต่อเนื่อง