Μέθοδοι ελέγχου ηλεκτρικών κινητήρων Σ.Ρ.
Control methods for electric D.C. motors
Keywords
Έλεγχος κινητήρων Σ.Ρ. ; Πλήρως ελεγχόμενη γέφυρα ; Ημιελεγχόμενη γέφυρα ; Μη ελεγχόμενη γέφυρα ; Ψαλιδιστές ; Διπλομετατροπέας ; Αυτομετασχηματιστής ; Triac ; Παλμογράφος ; Κινητήρες συνεχούς ρεύματοςAbstract
Ο έλεγχος της ηλεκτρικής κίνησης γίνεται καθημερινά περισσότερο αναγκαίος σε πολλές εφαρμογές και για συνεχώς μεγαλύτερο εύρος ισχύος. Οι λόγοι που κατά κύριο λόγο επιβάλλουν τη χρήση κινητήριων συστημάτων μεταβλητής ταχύτητας είναι πρώτον, η εξοικονόμηση ενέργειας (π.χ. έλεγχος της παροχής μιας αντλίας μέσω ελέγχου της ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα), δεύτερον, η απαίτηση της εφαρμογής για έλεγχο ταχύτητας και θέσης (π.χ. σε εφαρμογές όπως ηλεκτρικό αυτοκίνητο, ηλεκτρονικές συσκευές γραφείου, ρομπότ, μηχανές κατεργασίας υλικών) και τρίτον, η βελτίωση της δυναμικής συμπεριφοράς της διάταξης (π.χ. ελεγχόμενη επιτάχυνση κι επιβράδυνση με συχνές εκκινήσεις και πεδήσεις της μηχανής) .
Η τεχνολογική ανάπτυξη και βελτίωση των ηλεκτρονικών ισχύος καθώς κι η χρήση της ψηφιακής τεχνολογίας είχαν ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση του κόστους των ηλεκτρονικών μονάδων οδήγησης (drives) και την αύξηση της αξιοπιστίας τους. Οι νέες μονάδες οδήγησης κινητήρων είναι πλέον οικονομικά προσιτές και προσφέρουν πολλαπλές δυνατότητες, ώστε να είναι πρακτικά δυνατή η αντιμετώπιση οποιουδήποτε σύνθετου προβλήματος ελέγχου.
Στην παρούσα πτυχιακή εργασία , παρουσιάζουμε τους πιο διαδεδομένους τρόπους στον έλεγχο των ηλεκτρικών κινητήρων συνεχούς ρεύματος. Πιο συγκεκριμένα :
Στο πρώτο κεφάλαιο, αναλύουμε τη λειτουργία του παλμογράφου. Γίνεται αναφορά στην ιστορία του και το πως φτάσαμε στους σύγχρονους ψηφιακούς παλμογράφους. Περιγράφουμε τις δυνατότητες που μας παρέχει και τον τρόπο χειρισμού , ώστε να τις εκμεταλλευτούμε στο έπακρο.
Στο δεύτερο κεφάλαιο, αναφέρουμε τις διατάξεις ελέγχου των ηλεκτρικών κινητήρων συνεχούς ρεύματος. Μονοφασικές ή τριφασικές , πλήρως ελεγχόμενες ή ημιελεγχόμενες, εναλλασσόμενης ή συνεχούς εισόδου, ακόμη και διατάξεις οι οποίες δεν χρησιμοποιούνται στις μέρες μας αλλά παρουσιάζουν ενδιαφέρον. Γίνεται εκτενής αναφορά στις εξισώσεις που διέπουν την λειτουργία της κάθε διάταξης , τις αρμονικές και τις κυματώσεις τους, στη συνεχή και ασυνεχή αγωγή.
Στο τρίτο κεφάλαιο, γίνεται η περιγραφή των ηλεκτρικών κινητήρων συνεχούς ρεύματος. Η κατασκευαστική τους δομή , το ισοδύναμο κύκλωμα τους, οι κατηγορίες στις οποίες διαχωρίζονται , αναπόφευκτα μειονεκτήματα και τρόποι αντιμετώπισης τους, καθώς γίνεται και αναφορά εξισώσεων που διέπουν την λειτουργία τους και χρησιμεύουν στην κατανόηση των δυνατοτήτων ελέγχου αυτών.
Στο τέταρτο κεφάλαιο , περιγράφεται η επίτευξη ελέγχου μέσω ημιελεγχόμενης μονοφασικής γέφυρας σε ωμικό φορτίο και σε ηλεκτρικό κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Παρατίθενται εικόνες με χρήσιμα δεδομένα από τον παλμογράφο κατά τη διάρκεια του πειράματος, καθώς και παραδείγματα στα οποία υπολογίζεται η γωνία έναυσης που χρησιμοποιείται για το πείραμα , από τα δεδομένα που μας παρέχει ο παλμογράφος.
Abstract
The need for controlling electric motors is daily growing bigger in many applications and a continuously growing range of electric power. The main reasons for using adjustable speed motor systems are, firstly, saving energy consumption (i.e. pump’s flow control by controlling the rotation speed of the motor), secondly, if the application requires controlling speed and position (i.e. applications like electric cars, electric office equipment, robots, material processing machines) and finally, improving the dynamic behavior of the device (i.e. controlled acceleration and deceleration with frequent starts and engine braking).
The technological advance and improvement of Power Electronics, and the usage of digital technology resulted a significant cost reduction of electronic unit drives and also increased their reliability. New motor drive units are now affordable and offer multiple possibilities, so that it is practically possible to resolve any complex control problem.
In this thesis, we present the most common ways to control electric dc motors. More specifically:
In the first chapter, we analyze the operation of the oscilloscope. Reference is made to its history and how we got to the modern digital oscilloscopes. We describe the features the oscilloscope provides us, and how to handle them so that we can take advantage to the fullest.
In the second chapter, we report controlled electric dc motor drives. Single phase or three phase, fully controlled or semi controlled, AC or DC input, even control drives that are of no use nowadays but still are interesting. We concluded an extensive reference to the equations related to the operation of every device, the harmonics and ripples, in continuous and non continuous conduction.
In the third chapter, we refer to the electric dc motors. Their manufactory structure, their equivalent circuit, categories in which they are separated, inevitable disadvantages and ways of resolving them. We also concluded a reference to equations related with their operation and are useful in understanding the potential control methods.
In the fourth chapter, we describe the achieved control via a semi controlled single phase bridge to a resistive load and an electric dc motor. We reproduced images with useful data taken from the oscilloscope during the experiment and examples, in which the ignition angle used for the experiment is calculated, by the data given by the oscilloscope.
Key words: DC motor control, fully controlled bridge drive, Semi controlled bridge drive, Non controlled bridge drive, Choppers, Oscilloscope, Electric DC motors
Number of pages
124 σελ.Faculty
Σχολή Τεχνολογικών ΕφαρμογώνAcademic Department
Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε.Language
GreekCollections
The following license files are associated with this item:
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα