Протягом тривалого часу двигуни постійного струму мають хороші характеристики лінійного регулювання швидкості, прості функції управління, більш високу ефективність і відмінні характеристики. Тому двигуни постійного струму широко використовуються для регулювання швидкості. Особливо з розвитком комп’ютерів у сфері управління людиною, а також високою частотою перемикання, керування силовими напівпровідниковими пристроями другого покоління (GTR, GTO, MOST, IGBT тощо), широтно-імпульсною модуляцією (ШІМ) стає все більш і частіше використовується.
Механізми контролю швидкості підходять для багатьох ситуацій, наприклад для керування рухом роботизованих транспортних засобів, рухом двигунів на паперових фабриках і рухом двигунів у ліфтах, які використовують різні типи двигунів постійного струму. Метод керування двигуном постійного струму виконується вручну працівником або за допомогою будь-якого автоматичного інструменту керування. Здається, це протилежне обмеженню швидкості, яке повинно бути протилежним природній зміні швидкості через зміни навантаження на вал.
Які методи керування двигунами постійного струму?
Існує три основних режими керування двигуном постійного струму: режим керування потоком, режим керування напругою та режим керування опором арматури.
1. Режим керування магнітним потоком: У режимі керування магнітним потоком варистор (змінний резистор) з’єднаний послідовно з обмоткою збудження. Призначення цього елемента - збільшити послідовний опір котушки, що зменшує потік і тим самим збільшує швидкість двигуна.
2. Метод регулювання напруги: Метод змінного регулювання зазвичай використовується для паралельних двигунів постійного струму. Подібним чином існує два способи досягнення регулювання напруги: підключення паралельного поля та фіксованої напруги збудження з різними напругами до якоря (що також може називатися керуванням кількома напругами).
3. Метод контролю опору якоря: опір якоря контролюється відповідно до принципу, що швидкість двигуна постійного струму пропорційна зворотній ЕРС. Таким чином, коли напруга джерела живлення та опір якоря залишаються незмінними, швидкість двигуна пропорційна струму якоря.
Види керуючих сигналів для двигунів постійного струму
Типи керуючого сигналу двигунів постійного струму поділяються на цифрову версію та аналогову версію. Основна відмінність між цифровими сигналами керування двигуном постійного струму та їх аналоговими варіантами полягає в тому, що перший включає апаратне забезпечення та мікропрограмне забезпечення на основі мікроконтролера (MCU).
Деякі типи контролерів двигуна постійного струму можуть отримувати зворотний зв’язок від двигуна, виявляти помилки та виправляти їх так, щоб значення відповідало заданому значенню. Вони називаються регуляторами замкнутого циклу або зі зворотним зв'язком. Крім того, контролер із відкритим контуром або без зворотного зв’язку може працювати, не впливаючи на ситуацію, навіть якщо виникає несправність, оскільки він не виявляє її. Контролери для двигунів постійного струму можна знайти в простих системах, які не вимагають автоматичного керування.
Системи з відкритим і замкнутим контуром є основними поняттями теорії керування. Залежно від вимог або складності електроніки, системи керування можуть бути реалізовані з або без зворотного зв’язку. Наприклад, кроковий двигун може працювати з контролером з розімкненим контуром. Контролер серводвигуна постійного струму для точного позиціонування у високопродуктивних додатках є системою із замкнутим контуром.
