Drei Geschwindigkeitsregelungsmethoden für Gleichstrommotoren
1. Drehzahlregelung mit variabler Spannung
2. Geschwindigkeitsregelung mit variabler Frequenz
3. Regulierung der Häckslergeschwindigkeit
1.Variable Spannungsgeschwindigkeitsregelung
Funktionsprinzip:
Die Drehzahlregelung mit variabler Spannung passt die Drehzahl des Motors an, indem sie die an den Anker des Gleichstrommotors angelegte Spannung ändert. Zur Spannungsanpassung werden üblicherweise eine Gleichstromversorgung und eine Drossel- oder Thyristorschaltung verwendet.
Vorteile:
Einfach: Die Steuerschaltung ist relativ einfach und leicht zu implementieren.
Geringe Kosten: Es ist keine komplexe Steuerungsausrüstung erforderlich.
Gute thermische Leistung: Wenn der Motor mit einer niedrigeren Spannung läuft, sind die Verluste geringer und der thermische Effekt geringer.
Nachteile:
Niedriger Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad ist bei Teillast geringer, da ein fester Spannungsabfall auftritt.
Drehmomentschwankungen: Bei manchen Anwendungen kann es zu Drehmomentschwankungen kommen.
Begrenzter Geschwindigkeitsregelbereich: Der Spannungsänderungsbereich ist begrenzt, was zu einem begrenzten Geschwindigkeitsregelbereich führt.
2. Geschwindigkeitsregelung mit variabler Frequenz
Funktionsprinzip:
Die Drehzahlregelung mit variabler Frequenz passt die Drehzahl des Motors an, indem sie die Frequenz der Stromversorgung des Gleichstrommotors ändert. Dies wird normalerweise durch die Verwendung eines Frequenzumrichters erreicht, der Wechselstrom mit fester Frequenz in Wechselstrom mit variabler Frequenz umwandelt, der dann von einem Gleichrichter in Gleichstrom mit variabler Frequenz umgewandelt wird.
Vorteile:
Hoher Wirkungsgrad: Der hohe Wirkungsgrad bleibt über den gesamten Drehzahlbereich erhalten.
Großer Geschwindigkeitsbereich: Es kann ein großer Geschwindigkeitsregelbereich erreicht werden.
Stufenlose Geschwindigkeitsregulierung: Bietet eine sanfte und stufenlose Geschwindigkeitsregulierung.
Gute Dynamik: Schnelle Reaktion auf Laständerungen.
Nachteile:
Höhere Kosten: Der Frequenzumrichter und sein Steuerkreis sind teurer.
Komplexität: Das Steuerungssystem ist komplexer als die Drehzahlregelung mit variabler Spannung.
Mögliche elektromagnetische Störungen: Der Frequenzumrichter kann elektromagnetische Störungen erzeugen.
3.Häckslergeschwindigkeitsregelung
Funktionsprinzip:
Die Drehzahlregelung des Zerhackers steuert die Drehzahl des Motors durch Anpassen der Impulsbreite (PWM) der Gleichstromversorgung. Der Chopper schaltet die Stromversorgung bei jedem Zyklus ein und aus und passt dabei den Effektivwert der Ankerspannung an.
Vorteile:
Hoher Wirkungsgrad: Der Zerkleinerer weist über den gesamten Drehzahlregelbereich geringe Verluste und einen hohen Wirkungsgrad auf.
Präzise Steuerung: Es kann eine sehr präzise Geschwindigkeitssteuerung erreicht werden.
Gute thermische Leistung: Aufgrund der hohen Effizienz ist der thermische Effekt gering.
Regeneratives Bremsen: Ein regeneratives Bremsen des Motors ist einfach zu erreichen.
Nachteile:
Kosten und Komplexität: Zerhacker und ihre Steuerkreise können teuer und komplex sein.
Elektromagnetische Störungen: Der Betrieb des Zerkleinerers kann elektromagnetische Störungen erzeugen.
Anforderungen an Motoren: Einige Arten von Gleichstrommotoren sind möglicherweise nicht für die Drehzahlregelung des Zerhackers geeignet.
Jede Methode zur Drehzahlregelung von Gleichstrommotoren hat Vor- und Nachteile. Welche Methode zu wählen ist, hängt von den spezifischen Anwendungsanforderungen, dem Kostenbudget, den Effizienzanforderungen, dem Geschwindigkeitsbereich und der Komplexität des Steuerungssystems ab. Die Drehzahlregelung mit variabler Spannung ist einfach und kostengünstig, der Wirkungsgrad und der Drehzahlregelbereich sind jedoch begrenzt. Die Drehzahlregelung mit variabler Frequenz bietet einen großen Drehzahlbereich und einen hohen Wirkungsgrad, allerdings sind die Kosten und die Komplexität des Steuerungssystems hoch. Die Geschwindigkeitsregelung des Häckslers ist über den gesamten Geschwindigkeitsbereich effizient und kann die Geschwindigkeit genau steuern, erfordert jedoch möglicherweise komplexere Steuerkreise und höhere Kosten.
