Способи управління двигунами
Управління колекторними електродвигунами постійного струму
З рівняння швидкості електродвигуна постійного струму видно, що частота обертання колекторного електродвигуна постійного струму безпосередньо пов'язана з величиною напруги живлення прикладається до двигуна і моменту навантаження.
- де - кутова частота, рад / с,
- U - напруга живлення, В,
- - постійна ЕРС, В ∙ с / рад,
- M - момент електродвигуна. Н ∙ м,
- - механічна жорсткість двигуна.
Таким чином швидкість обертання колекторного двигуна постійного струму змінюється за допомогою зміни величини напруги живлення.
Управління універсальними двигунами
Універсальний колекторний двигун може бути підключений як до мережі постійного струму, так і до мережі змінного струму. Так само як і у колекторного двигуна постійного струму, швидкість універсального двигуна управляється величиною напруги живлення, а не його частотою.
Управління бесщеточними електродвигунами змінного струму
Електроприводи з електродвигуном змінного струму найбільш часто використовуються в складі: насосів, вентиляторів, компресорів, верстатів та інших механізмів, для яких важливо підтримувати швидкість обертання вала двигуна, або певний технологічний параметр.
Основним елементом сучасного електроприводу є система управління електродвигуном: частотний перетворювач або сервопривід.
Перетворювач частоти дозволяє управляти моментом і швидкістю обертання електродвигуна і виконавчого механізму.
Сервопривод дозволяє точно керувати кутовим положенням, швидкістю і прискоренням виконавчого механізму.
При цьому сучасні високопродуктивні методи управління двигунами змінного струму використовуються в сучасних частотних перетворювачів і в сервоприводах мають єдину концепцію управління - векторне управління.
Скалярний метод управління забезпечує постійне відношення амплітуди напруг обмоток статора до частоті. Такий метод дозволяє контролювати швидкість обертання електродвигуна в діапазоні до 1:10. Метод простий в реалізації і підходить для більшості завдань управління двигуном, де не потрібна висока динаміка роботи. Повільний відгук при перехідному процесі пов'язаний з тим, що даний метод контролює величину напруги і частоти замість управління фазою і величиною струму.
Векторне управління дозволяє управляти не тільки амплітудою і частотою, але і фазою керуючих напруг. Таким чином даний метод забезпечує максимальну швидкодію і регулювання у всьому діапазоні швидкостей, що неможливо виконати за допомогою скалярного управління. Недоліками даного методу є складність реалізації і більш висока ціна, пов'язана з необхідністю використання більш потужного мікроконтролера. Даний спосіб управління використовується в таких завданнях, як: робототехніка, безпілотні апарати, електричні транспортні засоби, пристрої автоматики і ін.