Tasasharjatun moottorin jarruttaminen

Mitä he sanoivat … plus / mutta:

Kun tasavirtamoottorin liittimiin tulee oikosulku, roottori ja kaikki siihen kiinnitetyt kuormat jarrutetaan nopeasti. ”Nopeasti” riippuu järjestelmästä mutta koska jarrutusteho voi olla jonkin verran moottorin huipputehon yläpuolella, jarrutus on yleensä merkittävää.

Useimmissa tapauksissa tämä on siedettävä asia, jos tulos on hyödyllinen.

Jarrutusteho on noin I ^ 2R

• missä I = moottorin alku oikosulkijarru (katso alla) ja

• R = muodostuneen piirin vastus mukaan lukien moottorin ja roottorin vastus + johdotus + harjan vastus tarvittaessa + mahdollinen ulkoinen vastus.

Oikosulun avulla saavutetaan suurin moottorin jarrutus, jonka voit saavuttaa ilman ulkoisen taaksepäin EMF: n käyttäminen (mitä jotkut järjestelmät tekevät) .Monissa hätäpysäytysjärjestelmissä käytetään roottorin oikosulkuja ”törmäyspysäytys”. Tuloksena olevaa virtaa todennäköisesti rajoittaa ytimen kylläisyys (lukuun ottamatta muutamia erityistapauksia, joissa käytetään ilmapisteitä tai erittäin suuria ilmarakoja.) Koska moottorit on yleensä suunniteltu käyttämään magneettimateriaaliaan kohtuullisen tehokkaasti, huomaat yleensä, että suurin mahdollinen oikosulku ytimen kyllästymisestä johtuva virta ei ole huomattavasti suurempi kuin mitoitettu suurin suunniteltu käyttövirta. Kuten muut ovat huomauttaneet, saatat saada tilanteita, joissa toimitettava energia on haitallista moottoreiden terveydelle, mutta tuskin olet tekemisissä näiden kanssa, ellei sinulla ole moottoria vara-veturista, trukista tai yleensä vakavasti suuresta laitteesta .

Voit ”helpottaa tätä” käyttämällä alla olevaa menetelmää. Olen määrittänyt 1 ohmin virranmittaustarkoituksiin, mutta voit käyttää mitä tahansa pukuja.

Yritä testinä käyttää esimerkiksi 1 ohmin vastusta ja tarkkailla sen jännitettä käytettäessä moottorijarruna. Virta = I = V / R tai tässä V / 1, joten I = V. Tehohäviö on I ^ R tai 1 ohmin huipputeho, kun huippuvahvistin on neliö (tai vastus volttia neliöimällä 1 ohmin vastukselle. Esim. 10 A moottorin huippuvirta väliaikaisesti tuottaa 100 wattia 1 ohmiin. Voit usein ylijäämämyymälöissä sanoa 250 watin nimellistehovastukset erittäin vaatimattomien summien vuoksi. Jopa keraamisen runkoisen 10 watin lankavastuksen tulisi kestää useita kertoja nimellistehonsa muutaman sekunnin ajan. Nämä ovat yleensä johdin on kiedottu, mutta induktanssin tulisi olla riittävän pieni, jotta sillä ei olisi merkitystä tässä sovelluksessa.

Toinen erinomainen vastuselementin lähde on nikromi tai Constantan (= nikkelikupari) tai vastaava johto – joko sähköisestä jakelijasta tai edellinen vanhoista sähkölämmityselementeistä. Sähkölämmityselementin johto on kirjoitusvirhe cally luokiteltu 10 ampeerin jatkuvaksi (kun se hehkuu lämmitin-palkki-kirsikanpunainen). Voit sijoittaa useita säikeitä rinnakkain vastuksen vähentämiseksi. Tätä on vaikea juottaa tavanomaisin keinoin. On olemassa tapoja, mutta helppo ”pelaaminen” on kiinnittää pituudet ruuvattaviin riviliittimiin.

Mahdollisuus on noin oikean luokituksen mukainen hehkulamppu. Mittaa sen kylmävastus ja määritä nimellisvirta arvolla I = Watts_rated / Vrated. Huomaa, että kuumavastus on useita kertoja moninkertainen kylmävastukseen. Kun nykyinen askel (tai nykyinen kuolee jänniteporrastukseen) kohdistetaan polttimoon, se osoittaa aluksi kylmävastuksensa, joka sitten kasvaa lämmetessään. Käytettävissä olevan energian ja lampun luokituksen mukaan polttimo voi hehkua täydelliseen kirkkauteen tai tuskin hohtaa. esim. 100 watin 100 VAC: n hehkulampun nimellisarvo on 100 wattia / 110 VAC ~ = 1 ampeeri. Sen kuumavastus on noin R = V / I = 110/1 = ~ 100 ohmia. Sen kylmävastus voidaan mitata, mutta se voi olla esimerkiksi 5-30 Ohm alueella. Jos polttimon alkuteho on sanottu 100 wattia, se ”kirkastuu” nopeasti. Jos alun perin virta on 10 wattia, se ei todennäköisesti ylitä valoa. Paras analyysi sipulin toiminnasta olisi kahdella kanavalla Vbulb- ja I-lamppujen tiedonkerääjä ja sen jälkeen V & I -piirrokset ja yhteenveto VI-tuotteesta moottorijarruina. Varovasti käsittelevä oskilloskooppi antaa oikeudenmukaisen kuvan ja kahden metrin käytön ja suuri hoito voi olla tarpeeksi hyvä.

Jotkut PIENET tuuliturbiinit käyttävät roottorin oikosulua ylinopeuden jarruna, kun tuulen nopeus muuttuu liian nopeaksi roottorille. Kun moottori ei ole kyllästetty, virtalähde nousee suunnilleen V x I tai neliö tuulen (tai roottorin) nopeudesta.Kun kone magneettisesti kyllästyy ja siitä tulee lähes vakiovirtalähde, teho kasvaa suunnilleen lineaarisesti roottorin nopeuden tai tuulen nopeuden mukaan. MUTTA kun tuulienergia on verrannollinen roottorin pyörimisnopeuteen, on ilmeistä, että on olemassa suurin roottorin nopeus, jonka ylittyessä syöttöenergia ylittää käytettävissä olevan jarrutustehon. Jos aiot riippua roottorin oikosulusta ylinopeuden ohjauksessa, haluat todella käynnistää roottorin oikosulkujarrutuksen selvästi alle sisääntulon / lähdön jakosuhteen. Tämän tekemättä jättäminen voi tarkoittaa, että äkillinen puuska työntää roottorin nopeuden kriittisen rajan yli ja se sitten onnellisesti karkaa. Suurten nopeuksien tuulilla ajetut tuuliturbiinit voivat olla hauskoja katsella, jos et omista niitä ja seisot jonnekin erittäin turvallisessa paikassa. Jos molempia ei sovelleta, käytä paljon turvamarginaalia.

Todennäköisesti jarrutus profiili voidaan määrittää puoliksi empiirisesti seuraavasti.

1. Tämä on kova osa :-). Laske roottori ja kuormitettu energia. Tämä ei kuulu tämän vastauksen piiriin, mutta on vakioteksti kirjatuotteet. Tekijöitä ovat massat ja pyörivien osien hitausmomentti. Tuloksena olevalla varastoidulla energialla on termit RPM ^ 2 (todennäköisesti) ja jotkut muut tekijät.

2. spin oikosulussa roottori eri nopeuksilla ja määrittää häviöt annetulla kierrosluvulla. Tämä voidaan tehdä dynamometrillä, mutta joidenkin virtamittausten ja piirin ominaisuuksien pitäisi riittää. Huomaa, että roottori kuumenee jarrutettaessa. Tämä voi olla tai ei välttämättä merkitsevää. on käynyt jonkin aikaa, ja roottorin käämitys saattaa olla lämmin ennen jarrutusta. Nämä mahdollisuudet on otettava huomioon.

3. Tee joko yllä olevaan (helpompaan) analyysiratkaisu kirjoittamalla interaktiivinen ohjelma nopeuden / tehohäviökäyrän määrittämiseksi. Jotain Excel-laskentataulukon tapaan tekee tämän helposti. Aikavaihetta voidaan muuttaa tulosten havaitsemiseksi.

Parhaan turvallisuuden takaamiseksi moottori voidaan kytkeä 1 ohmin (sanoa) vastukseen ja kehrätä ulkoisella asemalla – esim. porapuristin, paristokäsipora (raakanopeuden säätö) jne. Kuormitusvastuksen jännite antaa virran.

Moottorisi toimii generaattorina – ns. ”sähköjarru”. Piiri muodostuu moottorikelasta ja kaikesta, mitä siihen liität. Virta riippuu piirin vastuksesta.

Koska kela ja muut komponentit on kytketty peräkkäin, virta on sama kaikissa piirin osissa. Jos oikosuljet moottorin, vastus riippuu yksinomaan kelan vastuksesta. Tämä voi johtaa melko korkeaan virtaan, joka moottorin tarkasta rakenteesta ja sen nopeudesta riippuen jarrutettaessa voi lämmittää moottorin, mikä voi johtaa kelan palamiseen tai sulamiseen. Harkitse rautatiejunia – niiden on käytettävä massiivisia vastuksia sähköjarrutukseen, ja ne lämpenevät huomattavasti.

Jos oikosulku kineettinen energia haihtuu moottorin osiin.

• käämit lämmitetään
• korkea virta kulkee harjan läpi ja aiheuttaa kaaren
• pitkällä aikavälillä harjat hajoavat ja aiheuttavat johtavaa pölyä kommutaattorirengas
• kommutaattorirenkaasta tulee lopulta pysyvä oikosulkupiste, joka aiheuttaa ylivirran
• lopulta virtakytkimet, moottorin hallinta on liian rasittunut ja epäonnistuu (esimerkiksi: transistorit)

Btw. Tyypillinen normaali elektroninen regeneratiivinen katkos sisältää muutaman osan, kuten 68 ohmin vastuksen, tehotransistorin ja joitain jännitteenjakajia ja zeneriä.

Kommentit

• Sinun ” BTW ” puuttuu konteksti. Voitko laajentaa sitä hieman?
• Regeneratiiviset vastukset, joita käytetään tyypillisesti servoissa, joiden lähtö > 100 W ja enemmän. DC-virtalähde on ladattu 3-vaiheisella sillalla ja regen-piirillä rinnakkain. Kun jännite ylittää väylän nimellisjännitteen (sanotaan 55 V > 48 V) tai keskusyksikkö päättää jarruttaa, ylijänniteanturi avaa tehotransistorin ja suuri virta virtaa vastuksen läpi. Jostain syystä tämä alue on täynnä hyödyttömiä patentteja, joten sitä ei ole helppo etsiä Googlelta itsestään selittäviä kaavioita.

Harkitse, mitä tapahtuu, jos käytät moottorin täyttä jännitettä moottorin ollessa lepotilassa. Täysi jännite ilmestyy ankkurivastuksen yli, mikä haihtaa maksimitehon. Kun moottorin vääntömomentti kiihdyttää mekaanista kuormitusta, moottorin nopeus, siis taka-emf, nousee ja virta, joten ankkuri teho putoaa. Lopulta back-emf on melkein yhtä suuri kuin syöttöjännite ja ankkurin hajauttama teho saavuttaa joutokäyntitason.

Harkitse nyt tulojännitteen poistamista ja ankkurin oikosulkua. Täysi back-emf ilmestyy nyt ankkurin poikki, joka haihtuu melkein yhtä paljon kuin aloitettaessa.Lopulta moottorin vääntömomentti hidastaa mekaanista kuormitusta ja lopulta moottori pysähtyy.

Joten ankkuri-tehohäviö seuraa suunnilleen samaa käyrää ajan suhteen aloitettaessa tai pysäytettäessä. Joten jos moottorisi voi selviytyä, kun koko moottorin jännite syötetään lepotilasta, se voi selviytyä siitä, että sen ankkuri oikosulkeutuu täydellä nopeudella.

Kuten terävähammas sanoo, junissa jarruvastuksia voidaan käyttää kaatamaan moottori Kuormitusteho, mutta moottorin täyttä jännitettä ei käytetä lepotilasta. En ole asiantuntija huipputason junan suunnittelussa, mutta vanhoissa Lontoon putkijunissa painolastivastukset kytkettiin sarjaan ankkurin kanssa ja sammutettiin asteittain kun juna keräsi nopeutta.

Tyypillinen harjamoottori voidaan kohtuudella mallintaa ihanteelliseksi moottoriksi sarjassa vastuksen kanssa ja induktori. Ihanteellinen moottori näkyy sähköisesti nollavastuksisena jännitesyöttönä / puristimena (joka pystyy hankkimaan tai uppoamaan tehoa), jonka napaisuus ja jännite ovat pyörimisnopeuden vakio kerrannaisia. Se tuottaa muunnosmomentin virraksi ja päinvastoin, vääntömomentin ollessa virran vakio kerrannaisena. Selvittääksesi jarrutuskäyttäytymisen, käytä yksinkertaisesti mallia, jonka vastus on yhtä suuri kuin moottorin DC-vastus pysähtyessään; induktanssi voidaan todennäköisesti ohittaa paitsi silloin, kun yritetään kytkeä moottorin virta nopeasti päälle ja pois (esim. PWM-taajuusmuuttajalla ).

Moottorin johtimien oikosulku aiheuttaa virran virran, joka on yhtä suuri kuin avoimen piirin jännitteen (nykyisellä nopeudella) suhde vastukseen. Tämä aiheuttaa jarrutusmomentin suunnilleen yhtä suureksi kuin vääntömomentti. tämä johtaisi, jos kyseistä jännitettä käytettäisiin moottoriin ulkoisesti sen ollessa jumissa; se myös haihtaisi saman määrän virtaa moottorin käämeissä kuin kyseinen pysähdysskenaario.