Tasavirtamoottori on yksi yleisimmistä sähkömoottoreista, jolla on laaja valikoima sovelluksia, kuten teollinen valmistus, ajoneuvot, kodinkoneet ja niin edelleen. Tasavirtamoottorin ohjaus on erittäin kriittinen. Teollisessa valmistusprosessissa moottorin käyttötilaa voidaan ohjata tarkasti, mikä voi parantaa tuotannon tehokkuutta ja tuotteiden laatua sekä säästää energiaa. Tässä artikkelissa esitellään tasavirtamoottoreiden ohjausperiaate ja yleiset ohjaustavat.
1. Periaate
Tasavirtamoottorin periaate on muuttaa sähköenergia mekaaniseksi energiaksi käyttämällä virityskäämin ja staattorikäämin välistä sähkömagneettista vuorovaikutusta. Virran kulkiessa virityskäämin läpi syntyy voimakas magneettikenttä, joka saa staattorikäämin johtimia pyörimään magneettisella voimalla. Koska johtimen pyörimisnopeus on suhteessa virran kokoon ja suuntaan, virran koon ja suunnan ohjaaminen voi ohjata tehokkaasti moottorin pyörimisnopeutta ja suuntaa.
2. DC-moottorin ohjausmenetelmä
2.1 Nopeudensäätö
Nopeudensäätö tarkoittaa menetelmää moottorin ohjaamiseksi säätämällä moottorin nopeutta. Tasavirtamoottorin nopeuden säätö sisältää elektrodien kytkentänopeuden säädön, jännitteen katkaisunopeuden säädön, jännitteen modulaationopeuden säädön, virran takaisinkytkentänopeuden säädön, vääntömomentin nopeuden säädön ja muita menetelmiä.
2.1.1 Elektrodien kytkentänopeuden säätö
Elektrodien kytkentänopeuden säätö tarkoittaa, että syöttöjännite jaetaan eri tasoille ja liitetään elektrodeihin yksisuuntaisen tasasuuntauksen ja kytkinohjaimen kautta moottorin nopeuden säätämiseksi. Elektrodikytkentäohjain kytkeytyy yleensä automaattisesti moottorin nopeuden vaatimusten mukaan, jotta moottorilla on luotettava ja tarkka nopeus.
2.1.2 Jännitteenkatkaisunopeuden säätö
Jännitteenkatkaisunopeuden säätö tarkoittaa moottorin nopeuden muuttamista muuttamalla elektrodien kuormitusta. Jännitetokatkojan ohjain yhdistää vastuksen jarrun ja kytkinpiirin väliin, virta kulkee tämän vastuksen läpi muodostaen leikkausjännitteen katkaisun ja moottorin nopeutta voidaan ohjata erilaisilla katkaisujaksoilla ja taajuuksilla.
2.1.3 Jännitteen modulaationopeuden säätö
Jännitemodulaationopeuden säätö on moottorin nopeuden säätely muuttamalla kirkkaan tai pimeän piirin jännitettä. Koska tasavirtamoottorin staattorin käämitys on kytketty napoihin ja kommutaattoriin, on syöttöjännitteen suora muuttaminen vaikeaa. Moottorin nopeutta ohjataan käyttämällä tehoelektroniikkalaitteita piirin virran suunnan ja suuruuden ohjaamiseen.
2.1.4 Virran takaisinkytkentänopeuden säätö
Virran takaisinkytkentänopeuden säätö tarkoittaa moottorin nopeuden säätämistä virtatunnistimen kautta. Virtatunnistin voi ohjata moottoria laskemalla virran suuruuden ja suunnan, jotta moottori voi ylläpitää vakionopeutta.
2.1.5 Vääntömomentin nopeudensäätö
Vääntömomentin säätönopeuden säätö tarkoittaa moottorin nopeuden säätämistä säätämällä moottorin ulostulomomenttia. Vääntömomentin nopeuden säätö sisältää yleensä kaksi tilaa: nykyisen tilan vääntömomentin säätö ja nopeustilan vääntömomentin säätö.
2.2 Suuntaohjaus
Suuntaohjauksella tarkoitetaan moottorin toiminnan ohjaamista muuttamalla moottorin pyörimissuuntaa. Muuttamalla elektrodien jännitteen tai virran suuntaa voidaan toteuttaa eteen- ja taaksepäin kytkentä, mikä ohjaa moottorin suuntaa.
3. Yhteenveto
Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti tasavirtamoottoreiden ohjausperiaate ja yleiset ohjaustavat. DC-moottorin ohjaus mahdollistaa moottorin nopeuden ja suunnan ohjauksen, mikä mahdollistaa tarkan ja tehokkaan tuotannon. Käytännössä on tarpeen valita sopiva ohjausmenetelmä todellisten tarpeiden mukaan, jotta tasavirtamoottoreiden ominaisuudet voidaan hyödyntää täysimääräisesti ja parantaa tuotannon tehokkuutta ja tuotteiden laatua.
