ตัวควบคุมพลังงาน: วัตถุประสงค์, อุปกรณ์, ลักษณะทางเทคนิค

ตัวควบคุมเป็นอุปกรณ์ควบคุมที่ออกแบบมาเพื่อเริ่มต้น หยุด ควบคุมความเร็วของการหมุนและย้อนกลับของมอเตอร์ไฟฟ้า คอนโทรลเลอร์แบบสัมผัสจะรวมอยู่ในห่วงโซ่อุปทานของมอเตอร์ไฟฟ้าโดยตรงที่มีแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 600 V

ตามตำแหน่งของส่วนสัมผัส ตัวควบคุมที่มีหน้าสัมผัสเลื่อนและประเภทลูกเบี้ยวจะแตกต่างกัน ในทางกลับกันตัวควบคุมสำหรับหน้าสัมผัสแบบเลื่อนจะแบ่งออกเป็นดรัมและแบบแบน (ส่วนหลังไม่ค่อยได้ใช้)

เพลาควบคุมสามารถหมุนได้ด้วยตนเองหรือใช้กลไกขับเคลื่อนหรือมอเตอร์ไฟฟ้าแยกต่างหาก หน้าสัมผัสคงที่ (นิ้ว) อยู่ในตัวเรือนอุปกรณ์รอบเพลาที่มีหน้าสัมผัสและแยกออกจากกัน คอนโทรลเลอร์ผลิตในเวอร์ชันที่ปลอดภัยเท่านั้น กลไกสปริงคันโยกใช้เพื่อแก้ไขตำแหน่งกะ

โปรแกรมการสลับที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของคอนโทรลเลอร์นั้นเกิดขึ้นได้จากการจัดเรียงที่สอดคล้องกันของหน้าสัมผัสที่เคลื่อนย้ายได้ (ส่วน)เพื่อปรับปรุงเงื่อนไขการสลับ ตัวควบคุม DC จะมาพร้อมกับวัสดุทดแทนแบบแม่เหล็ก จำนวนตำแหน่งการสลับมักจะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 8 (บางครั้งสูงถึง 12-20) ค่าของกระแสสลับไม่เกิน 200 A

ตัวควบคุมสามารถทำงานในโหมดไม่ต่อเนื่องกับรอบการทำงานสัมพัทธ์ (25-60%) หรือในโหมดต่อเนื่อง ตัวควบคุมประเภทดรัมความถี่การสลับที่อนุญาตต้องไม่เกิน 300 และตัวควบคุมประเภทลูกเบี้ยว - สวิตช์สูงสุด 600 ตัวต่อชั่วโมง ตัวควบคุมได้กลายเป็นส่วนที่ใช้กันมากที่สุดในไดรฟ์ไฟฟ้าของเครื่องจักรและกลไกการยกและการขนส่ง

ตัวควบคุมพลังงานเป็นอุปกรณ์ที่สมบูรณ์เพื่อให้มั่นใจว่าการเปิดวงจรขดลวดของมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นไปตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งรวมอยู่ในการออกแบบตัวควบคุม ความเรียบง่ายของการออกแบบ การใช้งานที่ปราศจากปัญหา และขนาดที่เล็กเป็นข้อได้เปรียบหลักของตัวควบคุมกำลัง

ด้วยการเลือกและการใช้ตัวควบคุมพลังงานที่ถูกต้องตามความสามารถในการสลับตัวควบคุมจึงเป็นอุปกรณ์ที่สมบูรณ์ที่เชื่อถือได้และใช้งานง่ายสำหรับการควบคุมไดรฟ์ไฟฟ้าของเครนเนื่องจากในอุปกรณ์เหล่านี้จะไม่มีการละเมิดโปรแกรมที่ตั้งไว้อย่างสมบูรณ์และการรวม และการปิดเครื่องโดยขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการช่วยให้มั่นใจได้ถึงความพร้อมของอุปกรณ์ 100% อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของอุปกรณ์ที่สมบูรณ์เหล่านี้ ได้แก่ ความต้านทานการสึกหรอต่ำและความสามารถในการสลับ ตลอดจนขาดการเริ่มและหยุดอัตโนมัติ

ตัวควบคุมกลอง

รูปที่ 1 แสดงพินตัวควบคุมดรัม ตัวยึดส่วน 2 ที่มีหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนย้ายได้ในรูปแบบของส่วนจะติดตั้งบนเพลา 1 ตัวยึดส่วนถูกแยกออกจากเพลาด้วยฉนวน 4หน้าสัมผัสคงที่ 5 ตั้งอยู่บนบัสฉนวน 6 เมื่อเพลา 1 หมุน ส่วนที่ 3 จะเลื่อนไปยังหน้าสัมผัสคงที่ 5 ซึ่งจะเป็นการปิดวงจร สปริง 7 มีแรงกดสัมผัสที่จำเป็น มีองค์ประกอบสัมผัสจำนวนมากตั้งอยู่ตามเพลา องค์ประกอบหน้าสัมผัสจำนวนหนึ่งติดตั้งอยู่บนเพลาเดียว ส่วนรับน้ำหนักของชิ้นส่วนหน้าสัมผัสที่อยู่ติดกันสามารถเชื่อมต่อถึงกันในชุดค่าผสมที่จำเป็นต่างๆ ลำดับที่แน่นอนของการปิดองค์ประกอบการติดต่อที่แตกต่างกันนั้นมีให้โดยส่วนต่าง ๆ ของความยาวที่แตกต่างกัน

รูปที่. 1. องค์ประกอบหน้าสัมผัสตัวควบคุมดรัม

ตัวควบคุมลูกเบี้ยว

ในตัวควบคุมลูกเบี้ยว การเปิดและปิดหน้าสัมผัสมีให้โดยลูกเบี้ยวที่ติดตั้งบนดรัม ซึ่งหมุนโดยใช้มือจับหรือแป้นเหยียบ และสามารถเปลี่ยนวงจรไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 2 ถึง 24 วงจร ตัวควบคุมลูกเบี้ยวแบ่งตามจำนวนวงจรรวม ประเภทของไดรฟ์ แผนการปิดหน้าสัมผัส

ในตัวควบคุมลูกเบี้ยว AC (รูปที่ 2) หน้าสัมผัส 1 ที่เคลื่อนย้ายได้ที่สามารถเคลื่อนย้ายได้สามารถหมุนรอบศูนย์กลาง O2 ที่อยู่บนแขนสัมผัส 2 ได้ แขนสัมผัส 2 หมุนรอบศูนย์กลาง O1 หน้าสัมผัส 1 ถูกปิดด้วยหน้าสัมผัสคงที่ 3 และเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัสเอาต์พุตโดยใช้การเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่น 4 หน้าสัมผัสปิด 1,3 และแรงกดหน้าสัมผัสที่จำเป็นถูกสร้างขึ้นโดยสปริง 5 ซึ่งทำหน้าที่บนคันโยกหน้าสัมผัสผ่านแกน 6 เมื่อ หน้าสัมผัสเปิดขึ้น ลูกเบี้ยว 7 ทำหน้าที่ผ่านลูกกลิ้ง 5 ที่แขนของคันสัมผัส สิ่งนี้บีบอัดสปริง 5 และหน้าสัมผัส 1, 3 เปิด ช่วงเวลาของการเปิดและปิดหน้าสัมผัสขึ้นอยู่กับโปรไฟล์ของรอกลูกเบี้ยว 9 ซึ่งขับเคลื่อนองค์ประกอบหน้าสัมผัสการสึกหรอแบบสัมผัสต่ำทำให้สามารถเพิ่มจำนวนการเปิดสวิตช์ต่อชั่วโมงเป็น 600 รอบการทำงานที่ 60%

ตัวควบคุมประกอบด้วยองค์ประกอบหน้าสัมผัสสองชุด /และ // ซึ่งอยู่ที่ทั้งสองด้านของแหวนรองลูกเบี้ยว 9 ซึ่งช่วยให้คุณลดความยาวแกนของอุปกรณ์ลงได้อย่างมาก ตัวควบคุมดรัมและลูกเบี้ยวมีกลไกการล็อคตำแหน่งเพลา

ตัวควบคุม AC เพื่ออำนวยความสะดวกในการดับอาร์คอาจไม่มีอุปกรณ์ดับอาร์ค มีการติดตั้งเฉพาะพาร์ติชั่นซีเมนต์ใยหินที่ทนต่อส่วนโค้ง 10 เท่านั้น ตัวควบคุม DC มีอุปกรณ์ดับไฟอาร์คคล้ายกับที่ใช้ในคอนแทค

ตัวควบคุมที่มีปัญหาจะปิดลงเมื่อใช้งานที่จับ และการกระทำนี้จะถูกส่งผ่านลูกรอกลูกเบี้ยว มันถูกเปิดโดยแรงของสปริง 5 ด้วยตำแหน่งที่สอดคล้องกันของที่จับ ดังนั้นจึงสามารถแยกหน้าสัมผัสออกได้แม้ว่าจะเชื่อมอยู่ก็ตาม ข้อเสียของการออกแบบคือช่วงเวลาขนาดใหญ่บนเพลาเนื่องจากสปริงปิดที่มีองค์ประกอบสัมผัสจำนวนมาก ควรสังเกตว่าสามารถใช้โซลูชันการออกแบบอื่นสำหรับไดรฟ์แบบสัมผัสของคอนโทรลเลอร์ได้เช่นกัน รูปที่. 2. ตัวควบคุมลูกเบี้ยว

ตัวควบคุมแบบแบน

ในการควบคุมสนามกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่อย่างราบรื่นและเพื่อเริ่มต้นและควบคุมความเร็วของการหมุนของมอเตอร์ขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีขั้นตอนจำนวนมาก การใช้ตัวควบคุมลูกเบี้ยวไม่สามารถทำได้ที่นี่เนื่องจากขั้นตอนจำนวนมากทำให้ขนาดของเครื่องมือเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว จำนวนการดำเนินการต่อชั่วโมงระหว่างการปรับและการเริ่มต้นมีน้อย (10-12) ดังนั้นจึงไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับคอนโทรลเลอร์ในแง่ของความทนทานในกรณีนี้มีการใช้ตัวควบคุมแบบแบนกันอย่างแพร่หลาย

รูปที่ 3 แสดงมุมมองทั่วไปของคอนโทรลเลอร์ควบคุมการกระตุ้นระนาบ หน้าสัมผัสคงที่ 1 ในรูปของปริซึมได้รับการแก้ไขบนแผ่นฉนวน 2 ซึ่งเป็นพื้นฐานของตัวควบคุม การจัดเรียงหน้าสัมผัสคงที่ตามเส้นทำให้มีขั้นตอนจำนวนมาก ด้วยความยาวของตัวควบคุมที่เท่ากัน คุณสามารถเพิ่มจำนวนขั้นตอนได้โดยใช้แถวคู่ขนานของหน้าสัมผัสชดเชยจากแถวแรก เมื่อขยับไปครึ่งก้าว จำนวนก้าวจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

หน้าสัมผัสที่เคลื่อนย้ายได้นั้นทำในรูปแบบของแปรงทองแดง แปรงอยู่ในการเคลื่อนที่ 3 และแยกออกจากแปรง แรงดันถูกสร้างขึ้นโดยคอยล์สปริง การถ่ายโอนกระแสจากแปรงสัมผัส 4 ไปยังขั้วต่อเอาต์พุตนั้นดำเนินการโดยใช้แปรงรวบรวมกระแสและเดือยรวบรวมกระแส 5 ตัวควบคุมในรูปที่ 3 สามารถสลับวงจรอิสระสามวงจรได้พร้อมๆ กัน การเคลื่อนที่เคลื่อนที่โดยใช้สกรูสองตัว 6 ซึ่งขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์เสริม 7 ในระหว่างการปรับ 9 ซึ่งดับเครื่องยนต์

เพื่อให้สามารถหยุดหน้าสัมผัสในตำแหน่งที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัสจะน้อย: (5-7) 10-3 m / s และต้องหยุดมอเตอร์ ตัวควบคุมแบบแบนสามารถมีไดรฟ์ด้วยตนเองได้

รูปที่. 3. ตัวควบคุมแบบแบน

ข้อดีและข้อเสียของคอนโทรลเลอร์ประเภทต่างๆ

ตัวควบคุมกลอง

เนื่องจากความต้านทานการสึกหรอต่ำของหน้าสัมผัส จำนวนตัวควบคุมที่อนุญาตเริ่มต้นต่อชั่วโมงจึงเกิน 240ในกรณีนี้จะต้องลดกำลังของมอเตอร์สตาร์ทลงเหลือ 60% ของค่าเล็กน้อย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงใช้ตัวควบคุมดังกล่าวที่มีการสตาร์ทที่หายาก

ตัวควบคุมลูกเบี้ยว

ตัวควบคุมใช้การติดต่อแบบเคลื่อนย้ายได้ เนื่องจากการกลิ้งของหน้าสัมผัส ส่วนโค้งที่ติดไฟเมื่อเปิดจะไม่ส่งผลกระทบต่อพื้นผิวสัมผัสที่เกี่ยวข้องกับการนำกระแสในสถานะเปิดเต็มที่

การสึกหรอแบบสัมผัสต่ำทำให้สามารถเพิ่มจำนวนการสตาร์ทต่อชั่วโมงได้สูงสุด 600 ครั้งโดยมีรอบการทำงาน 60%

การออกแบบตัวควบคุมมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: มันถูกปิดเนื่องจากความนูนของลูกเบี้ยวและเปิดขึ้นเนื่องจากแรงของสปริง ด้วยเหตุนี้ หน้าสัมผัสจึงสามารถแยกออกได้แม้ว่าจะเชื่อมอยู่ก็ตาม

ข้อเสียของระบบนี้คือโมเมนต์ขนาดใหญ่บนเพลาที่สร้างขึ้นโดยสปริงปิดซึ่งมีองค์ประกอบสัมผัสจำนวนมาก นอกจากนี้ยังสามารถออกแบบไดรฟ์แบบสัมผัสอื่นๆ ได้อีกด้วย ในหนึ่งในนั้นหน้าสัมผัสจะปิดภายใต้การกระทำของลูกเบี้ยวและเปิดภายใต้การกระทำของสปริง ในอีกทางหนึ่งทั้งการรวมและการตัดการเชื่อมต่อจะดำเนินการโดยลูกเบี้ยว อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่ค่อยได้ใช้

ตัวควบคุมแบบแบน

ตัวควบคุมระนาบถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อปรับสนามกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่และเพื่อเริ่มต้นและควบคุมความเร็วของมอเตอร์ขนาดใหญ่ เนื่องจากจำเป็นต้องมีสเตจจำนวนมาก การใช้ตัวควบคุมลูกเบี้ยวที่นี่จึงไม่สามารถทำได้ เนื่องจากสเตจจำนวนมากทำให้ขนาดของเครื่องมือเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

เมื่อเปิดระหว่างหน้าสัมผัสแบบเคลื่อนย้ายได้และแบบอยู่กับที่ แรงดันไฟฟ้าเท่ากับแรงดันตกคร่อมขั้นบันไดจะปรากฏขึ้นเพื่อป้องกันการเกิดประกายไฟ แรงดันไฟตกที่อนุญาตข้ามขั้นบันไดจะมาจาก 10 V (ที่กระแส 200 A) ถึง 20 V (ที่กระแส 100 A) จำนวนรอบที่อนุญาตต่อชั่วโมงนั้นพิจารณาจากการสึกหรอของหน้าสัมผัสและมักจะไม่เกิน 10-12 หากแรงดันไฟฟ้าของขั้นตอนคือ 40-50 V จะใช้คอนแทคเตอร์พิเศษเพื่อเอาชนะหน้าสัมผัสที่อยู่ติดกันระหว่างการเคลื่อนที่ของแปรง

ในกรณีที่จำเป็นต้องเปิดวงจรที่กระแส 100 A ขึ้นไปโดยมีความถี่ในการสลับ 600 ขึ้นไปต่อชั่วโมง ระบบจะประกอบด้วยคอนแทคเตอร์และตัวควบคุม

การใช้ตัวควบคุมพลังงานในการขับเคลื่อนเครนไฟฟ้า

ตัวควบคุมของซีรีส์ต่อไปนี้ใช้เพื่อควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าของกลไกปั้นจั่น: KKT-60A ของกระแสสลับและตัวควบคุมคอนโซล DVP15 และ UP35 / I ตัวควบคุมของซีรีส์นี้ผลิตขึ้นในตัวเรือนที่มีการป้องกันพร้อมฝาปิดและระดับการป้องกันจากสภาพแวดล้อมภายนอก 1P44 .

ความทนทานทางกลของตัวควบคุมพลังงานคือ (3.2 -5) x 10 ล้านรอบ VO ความทนทานของสวิตชิ่งขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสสวิตซ์ ที่พิกัดกระแสคือประมาณ 0.5 x 10 ล้านรอบ VO และด้วยกระแส 50% ของพิกัด คุณจะได้รับความต้านทานการสึกหรอ 1 x 10 ล้านรอบ VO

คอนโทรลเลอร์ KKT-60A มีพิกัดกระแสไฟ 63 A ที่รอบการทำงาน 40% แต่ความสามารถในการสลับต่ำมากซึ่งจำกัดการใช้งานคอนโทรลเลอร์เหล่านี้ในสภาวะการสลับที่ยากลำบาก พิกัดแรงดันไฟฟ้าของคอนโทรลเลอร์ AC คือ 38G V , ความถี่ 50 Hz .