การควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงมีวิธีใดบ้าง?

บทความนี้จะเน้นไปที่มอเตอร์กระแสตรงเป็นหลัก โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ผู้อ่านเข้าใจถึงคุณลักษณะและข้อมูลที่เกี่ยวข้อง

 

I. สามวิธีในการควบคุมความเร็วมอเตอร์กระแสตรง

สามวิธีในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสตรงคือ:

1. วิธีการควบคุมความเร็วการสลับอิเล็กโทรด: ด้วยการสลับอิเล็กโทรดวงจรขดลวดกระดองจะเปลี่ยนไปเปลี่ยนจำนวนคู่ขั้วของมอเตอร์จึงเปลี่ยนความเร็วของมอเตอร์ ข้อดีของวิธีนี้คือโครงสร้างที่เรียบง่าย ความน่าเชื่อถือสูง และต้นทุนต่ำ แต่ช่วงการควบคุมความเร็วค่อนข้างน้อย โดยทั่วไปเหมาะสำหรับการใช้งานที่ไม่จำเป็นต้องควบคุมความเร็วที่มีความแม่นยำสูง-เท่านั้น

 

2. วิธีการควบคุมความเร็วของการควบคุมแรงดันไฟฟ้า: โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ ความเร็วของมอเตอร์จะถูกปรับ ข้อดีของวิธีนี้คือช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้างและความแม่นยำในการปรับสูง แต่ต้องใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าโดยเฉพาะ ส่งผลให้มีต้นทุนค่อนข้างสูง

 

3. วิธีการควบคุมความเร็วแบบ PWM: โดยการเปลี่ยนรอบการทำงานของมอเตอร์จะทำให้ความเร็วของมอเตอร์ถูกควบคุม แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอินพุตจะถูกแปลงเป็นสัญญาณพัลส์ และค่าแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยของมอเตอร์จะถูกควบคุมโดยการควบคุมรอบการทำงานของพัลส์ ดังนั้นจึงบรรลุการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ วิธีการนี้มีช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้างและมีความแม่นยำสูง แต่ต้องใช้ตัวควบคุมความเร็วแบบ PWM โดยเฉพาะ ส่งผลให้มีต้นทุนค่อนข้างสูง ขณะเดียวกัน การควบคุมความเร็ว PWM จะสร้างสัญญาณรบกวนความถี่สูง-และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งจำเป็นต้องมีมาตรการที่เหมาะสมในการระงับ หลักการพื้นฐานของการปรับความกว้างพัลส์ (PWM): วิธีการควบคุมเกี่ยวข้องกับการควบคุมการเปิด-สวิตช์เปิดปิดของอุปกรณ์สวิตช์ของวงจรอินเวอร์เตอร์เพื่อให้ได้ชุดของพัลส์ที่มีแอมพลิจูดเท่ากันที่เอาต์พุต พัลส์เหล่านี้ใช้เพื่อแทนที่คลื่นไซน์หรือรูปคลื่นที่ต้องการ กล่าวคือ พัลส์หลายตัวถูกสร้างขึ้นในครึ่งรอบของรูปคลื่นเอาท์พุต ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่เท่ากันของแต่ละพัลส์จึงเป็นคลื่นไซน์ ส่งผลให้เอาท์พุตราบรื่นโดยมีฮาร์โมนิกลำดับต่ำ-น้อยลง

 

ด้วยการมอดูเลตความกว้างของแต่ละพัลส์ตามกฎบางอย่าง ขนาดของแรงดันเอาต์พุตของวงจรอินเวอร์เตอร์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ และความถี่เอาต์พุตก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้เช่นกัน

 

ตัวอย่างเช่น ถ้ารูปคลื่นครึ่งคลื่นไซนูซอยด์-แบ่งออกเป็นส่วนเท่าๆ กัน N ส่วนคลื่นไซน์ซอยด์-ก็ถือได้ว่าเป็นรูปคลื่นที่ประกอบด้วยพัลส์ที่เชื่อมต่อถึงกัน N ครั้ง พัลส์เหล่านี้มีความกว้างเท่ากัน โดยทั้งหมดเท่ากับ π/n แต่มีแอมพลิจูดไม่เท่ากัน และด้านบนของพัลส์แต่ละพัลส์ไม่ใช่เส้นตรงแนวนอน แต่เป็นเส้นโค้ง โดยแอมพลิจูดของแต่ละพัลส์เปลี่ยนแปลงไปตามกฎไซนูซอยด์ หากลำดับพัลส์ข้างต้นถูกแทนที่ด้วยจำนวนพัลส์สี่เหลี่ยมที่มีแอมพลิจูดเท่ากันแต่ความกว้างไม่เท่ากัน โดยที่จุดกึ่งกลางของพัลส์สี่เหลี่ยมแต่ละพัลส์เกิดขึ้นพร้อมกับจุดกึ่งกลางของเซกเมนต์ไซน์ซอยด์ที่สอดคล้องกัน และพื้นที่ (เช่น อิมพัลส์) ของพัลส์สี่เหลี่ยมแต่ละพัลส์เท่ากับพื้นที่ของเซกเมนต์ไซนูซอยด์ที่สอดคล้องกัน จะได้ลำดับพัลส์ซึ่งเป็นรูปคลื่น PWM จะเห็นได้ว่าความกว้างของแต่ละพัลส์แตกต่างกันไปตามรูปแบบไซน์ซอยด์

 

ตามหลักการของอิมพัลส์เท่ากันซึ่งส่งผลให้เกิดเอฟเฟกต์เท่ากัน รูปคลื่น PWM และคลื่นครึ่งไซนูซอยด์-จะเท่ากัน รูปคลื่น PWM สำหรับครึ่งวงจรลบ-ของคลื่นไซน์สามารถรับได้โดยใช้วิธีการเดียวกัน ในรูปคลื่น PWM แอมพลิจูดของแต่ละพัลส์จะเท่ากัน หากต้องการเปลี่ยนความกว้างของคลื่นไซน์เอาท์พุตที่เท่ากัน เพียงเปลี่ยนความกว้างของแต่ละพัลส์ด้วยสเกลแฟกเตอร์เดียวกัน ดังนั้น ในตัวแปลงไฟ AC-DC-AC แอมพลิจูดของแรงดันพัลส์เอาท์พุตโดยวงจรอินเวอร์เตอร์ PWM คือแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าฝั่ง DC

 

ครั้งที่สอง การบำรุงรักษาสับเปลี่ยนมอเตอร์กระแสตรง

(1) พื้นผิวตัวสับเปลี่ยนควรเรียบและมีฟิล์มออกไซด์มันวาวสีน้ำตาลเข้มสม่ำเสมอ หากพื้นผิวตัวสับเปลี่ยนปนเปื้อนด้วยผงคาร์บอนหรือน้ำมัน ควรทำความสะอาดด้วยเครื่องเป่าลมหรือเช็ดด้วยผ้านุ่มชุบแอลกอฮอล์เพื่อความสะอาด

 

(2) หากพื้นผิวสับเปลี่ยนแสดงสัญญาณของการเสื่อมสภาพ เช่น เกิดประกายไฟมากเกินไป ความหยาบ ความไม่สม่ำเสมอ หรือการเผาไหม้ ควรหยุดมอเตอร์ ควรขัดพื้นผิวด้วยกระดาษทรายละเอียดเกรด "0" เพื่อ-สร้างฟิล์มออกไซด์ใหม่ หากพื้นผิวตัวสับเปลี่ยนมีความหยาบมากเกินไป ไม่เรียบ หรือมีการสึกหรออย่างมาก ควรเปลี่ยน-เครื่องจักรสับเปลี่ยนใหม่ ในระหว่างการตัดเฉือน ปลายของขดลวดกระดองและแถบเชื่อมต่อควรปิดด้วยกระดาษเพื่อป้องกันไม่ให้เศษโลหะเข้าไป ความเร็วในการตัดควรอยู่ที่ 2 เมตรต่อวินาที และความลึกของการตัดและอัตราการป้อนไม่ควรเกิน 0.1 มม. หลังการตัดเฉือน ส่วนของตัวสับเปลี่ยนควรถูกลบมุม และหากจำเป็น ควรตัดไมการะหว่างส่วนทั้งสองออก เพื่อป้องกันไม่ให้ไมกายื่นออกมาเหนือส่วนของตัวสับเปลี่ยน

 

(3) ตรวจสอบว่าร่องไมกาสะอาด และขอบของส่วนสับเปลี่ยนควรเรียบและไม่มีเสี้ยน

 

(4) ในขณะที่มั่นใจในคุณภาพของพื้นผิวตัวสับเปลี่ยน ก็จำเป็นต้องสังเกตและตรวจสอบประกายไฟการสับเปลี่ยนอย่างระมัดระวังในระหว่างการใช้งานในแต่ละวัน โดยปกติแล้ว ประกายไฟแบบระบุจุดหรือแบบละเอียดจะกระจายอย่างกระจัดกระจายและสม่ำเสมอทั่วทั้งแปรงส่วนใหญ่ ซึ่งถือเป็นประกายไฟแบบสับเปลี่ยนตามปกติ อย่างไรก็ตาม เสียงแตก ลูกไฟ หรือประกายไฟที่สาดกระเซ็นถือเป็นอันตราย เมื่อเกิดประกายไฟรูปวงแหวน- มอเตอร์ไม่ควรทำงานต่อไป