درايو DC

توضیحات

درایو DC چیست؟

تکنولوژی درایو DC، کارآمد، قابل اعتماد، مقرون به صرفه، استفاده راحت و نسبتا آسان برای پیاده سازی است.

درایو DC اساسا یک سیستم کنترل سرعت موتور DC است که ولتاژ موتور را برای کار کردن در سرعت مطلوب تغذیه می کند. در گذشته، ولتاژ DC متغیر برای کنترل سرعت یک موتور DC صنعتی توسط یک ژنراتور DC تولید می شد.

کاربرد درایو DC

• کشش الکتریکی
• آسیاب های فلزی
• کارخانه چاپ
• کارخانه های نساجی
• کارخانه های تولید کاغذ
• ماشین آلات
• جرثقیل
• آسانسور
• بالابر ها

مزایای درایو DC

مزایای درایو های dc عبارت اند از:

• گشتاور راه اندازی بالا
• نصب آسان
• کنترل سرعت در یک رنج گسترده (زیر و بالای سرعت نامی)
• استپ استارت سریع
• شتاب دهی سریع
• معکوس پذیری سریع
• سرعت دهی دقیق با پله های کمتر با گشتاور ثابت

اجزای درایو DC

اجزای اصلی یک درایو DC در شکل زیر نشان داده شده است:

• ورودی درایو DC
• یکسو کننده تمام پل
• واحد تغذیه میدان
• واحد تنظیم سرعت
• مدار آتش

طرز کار درایو DC

در موتور های DC، سرعت با ولتاژ آرمیچر متناسب است و با جریان میدان آرمیچر نسبت عکس دارد و همچنین، جریان آرمیچر با گشتاور موتور متناسب است. بنابراین، با افزایش یا کاهش ولتاژ اعمالی، سرعت موتور تغییر می کند. با این حال ممکن است تا ولتاژ نامی بالا برود. اگر سرعت نسبت به سرعت نامی بزرگتر باشد، جریان میدان موتور باید کاهش یابد.

با کاهش جریان میدان، شار موتور کاهش می یابد. کاهش جریان میدان، میدان مغناطیسی آرمیچر را در جهت مخالف کاهش می دهد. اگر میدان مغناطیسی در جهت مخالف کمتر وجود داشته باشد، جریان آرمیچر بیشتر جاری می شود. این دو مورد، دو اصل اساسی هستند که در موتور های dc برای کنترل سرعت موتور به کار گرفته می شوند.

در آرمیچر درایو های dc کنترل شده، واحد درایو، جریان و گشتاور را در هر سرعتی بین صفر و مقدار نامی موتور فراهم می سازد. با تغییر ولتاژ آرمیچر، به گونه ای که در شکل نشان داده شده است، سرعت تغییر می کند.
عموما یک منبع میدان ثابت در این درایو های dc فراهم می شود. از آنجا که گشتاور ثابت است (که یک نوع بار را توصیف می کند) در محدوده سرعت، توان اسب بخار خروجی موتور، با سرعت متناسب است (HP = T × N / 525).

مشخصات موتور درایو DC در زیر نشان داده شده است.

در مورد آرمیچر و درایو های کنترل شده میدانی، ولتاژ آرمیچر موتور برای عملکرد متغییر گشتاور ثابت HP تا رسیدن به سرعت نامی موتور کنترل می شود و در بالای سرعت نامی، درایو به کنترل میدان سوییچ می شود و برای اینکه HP ثابت بماند، همان طور که در شکل فوق نشان داده شده است، در سرعت ماکزیمم گشتاور را کاهش می دهد.

امروزه در تمام زمینه های کنترل صنعتی، پیاده سازی دیجیتالی جایگزین سیستم مدار آنالوگ درایو های الکتریکی شده است. کنترل کننده های دیجیتالی انعطاف پذیری بیشتر برای کنترل دقیق، خود تنظیمی و ارتباط آسان با کامپیوتر های میزبان و سایر درایو ها فراهم می کند. با این حال درک درایو های DC در مقایسه با نوع دیجیتال مشابه آن آسان تر است. در ادامه نیز هر دوی این درایو ها را معرفی می کنیم.

درایو DC آنالوگ

یک درایو DC آنالوگ استاندارد با کنترل جریان و سرعت، در شکل زیر نشان داده شده است. هدف این سیستم کنترل سرعت است که در اینجا ورودی سیستم سرعت مبنا است و خروجی این سیستم توسط سرعت سنج اندازه گیری می شود.

طرز کار این درایو به این شکل است که فرض کنید موتور در یک سرعت مشخصی کار می کند. اکنون، سیگنال سرعت مبنا کمی بیشتر از سرعت واقعی افزایش یافته است. بنابراین یک سیگنال سرعت خطا همان طور که در شکل نشان داده شده است، در تابع جمع کننده سمت چپ به وجود می آید. با افزایش جریان مبنا، کنترل کننده جریان داخلی درایو ها، جریان بیشتری به موتور می فرستد تا گشتاور اضافی تولید کند.

درایو DC دیجیتال

با پیشرفت در کنترل دیجیتال درایو های DC، در مقایسه با درایو های آنالوگ انعطاف پذیرتر و سریع تر هستند. (به علت پاسخ های زمانی سریع تر). یک نمونه درایو DC دیجیتال در شکل زیر نشان داده شده است، این شکل مشابه با طرح آنالوگ است با این تفاوت که مدار آنالوگ با مدار دیجیتال جایگزین شده است.

در ورودی یک سیگنال مبنا برای سرعت تعریف می شود که با عدد سرعت دریافت شده از فیدبک مقایسه می شود. اگر خروجی مدار جمع کننده، خطای مثبت باشد، نشان می دهد که افزایش سرعت مورد نیاز است و اگر خطای منفی تولید شود، نشان می دهد که کاهش سرعت لازم است. (زیرا موتور با سرعتی بیشتر از سرعت مورد نظر کار می کند).