انواع مبدلها
مورتورهایی که عموماً در محرکه های سرعت متغیر بکار می روند موتورهای القایی ، dc و سنکرون هستند . برای کنترل موتورهای القایی ، یک منبع ac با فرکانس ثابت و ولتاژ متغیر یا یک منبع ac با ولتاژ یا جریان متغیر و فرکانس متغیرلازم است. موتورهای سنکرون به یک منبع فرکانس متغیر با ولتاژ یا جریان متغیر نیاز دارند برای کنترل موتورهای dc یک منبع ولتاژ dc متغیرلازم است . منبع ولتاژ dc متغیر برای کنترل موتورهای القایی و سنکرون نیز بکار می رود.
در حالت ایده آل مطلوب آن است که برای یک سرعت تنظیم شده ،سرعت موتور با تغییر گشتاور بار از بی باری تا بار کامل ثابت بماند. در عمل سرعت با افزایشی در گشتاور بار افت می کند. تنظیم سرعت بصورت زیر تعریف می شود.
سرعت بار کامل – سرعت بی باری = تنظیم سرعت
سرعت بار کامل
مبدل نیمه هادی قدرت
معمولاً مشخصه طبیعی سرعت – گشتاور یک موتور با تمام نیازهای بار منطبق نیست . بنابراین یک مبدل نیمه هادی قدرت بین منبع و موتور قرار میگیرد تا مشخه های مورد نیاز بار تامین شود . مبدل نیمه هادی قدرت (مبدل) انتقال قدرت از منبع به موتور را به نحوی تنظیم می کند که مشخصه های سرعت – جریان و سرعت – گشتاور با نیازهای بار سازگار باشد. فرمانهای کنترلی مبدل در یک واحد کنترل ساخته می شود که در سطوح ولتاژ و قدرت خیلی پایین کار می کند . واحد کنترلی شامل مدارهای مجتمع خطی و دیجیتالی و ترانزیستورها می باشد . سیگنال فرمان که نقطه کار محرکه را تنظیم می کند یکی از ورودیهای واحد کنترل را تشکیل می دهد به دو دلیل واحد کنترلی از مدار قدرت جداسازی الکتریکی می شود : اولاً در صورت عملکرد ناصحیح مبدل ممکن است منجر به اتصال ولتاژ مدار قدرت به واحد کنترل شود این امر می تواند باعث آسیب واحد کنترل شود و سلامت فردی که با مبدل کار می کند به خطر بیفتد. ثانیاً :مبدلها مقدار زیادی هارمونیک تولید می کنند و درصورت عدم ایزولاسیون هارمونیکها می توانند وارد واحد کنترلی شوند ودر کار آن اختلال ایجاد کنند.
ترمز الکتریکی و لزوم آن
در ترمز الکتریکی موتور بصورت یک ژنراتور کار می کند وگشتاوری با علامت منفی تولید می کند . ترمز الکتریکی به دلایل زیر ممکن است لازم باشد:
1- اگر یک موتور در حال چرخش از منبع جدا شود تنها گشتاور مقابله کننده با چرخش آن گشتاور بار ( . ) خواهد بود . پس از آنکه انرژی جنبشی ذخیره شده در اینرسی آن بطور کامل از بین رفت خواهد ایستاد. در حالتی که گشتاور بار کوچک است یا اینرسی موتور - بار بزرگ است ،مدت زمان ایست کامل بایستی کاهش یابد که اینکار با اعمال گشتاور مخالف اضافی بوسیله ترمز الکتریکی انجام میشود.
2-در برخی کاربردها نظیر کاربردهای کششی در شرایط اضطراری برای جلوگیری از بروز حادثه توقف سریع الزامی است و ترمز الکتریکی برای ایجاد ترمز سریع و یکنواخت بکار می رود.
3-کاربردهایی وجود دارند که در آنها توقف دقیق لازم است همچون بالابرها، ماشینهای ابزار، کنترل موقعیت قالبهای ریخته گری و مکانیزم پیچاندن ورقهای فلزی درکاربردهای نورد، ترمز الکتریکی امکان توقف های دقیق را بدون آنکه بخشهای مکانیکی در معرض تنشهای بزرگ ناخواسته قرار بگیرند فراهم می آورد.
4- در کاربردهای خاص که شامل بارهای فعال هستند سرعت محرکه در صورت عدم استفاده از ترمز الکتریکی ممکن است به مقادیر خطرناکی برسد. برای مثال در جرثقیل های الکتریکی در زمانیکه بار به سمت پایین حرکت می کند، موتور بایستی یک نیروی ترمزی برای نگه داشتن سرعت در محدوده مجاز فراهم آورد. به همین ترتیب هنگامیکه یک قطار در سرازیری حرکت می کند یک نیروی ترمزی برای محدود نگهداشتن سرعت قطار لازم است.
موتور DC
موتور جریان مستقیم برغم اینکه جابه جا کن (کموتاتور) دارد و از موتور جریان متناوب بامقادیر اسمی مشابه بزرگتر است ، ولی به علت امکان وسیع کنترل سرعتش ، که توسط کنترل ولتاژ ورودی آن صورت می گیرد، رایجتر است. برای کنترل سرعت اکثر موتورهای جریان مستقیم استفاده از منبع تغذیه جریان متناوب معمول است اما مواقعی که منبع تغذیه موتورهای جریان مستقیم بایستی باطریها و پیلهای سوختی باشند، از مدارهای برشگر استفاده می شود. یکی از مشخصات اصلی آنها داشتن گشتاور راه اندازی خیلی زیاد است که در محرکهای کششی مورد نیازاست . موتورهای جریان مستقیم علی رغم مزایای ذکر شده دارای معایب ونقصهای زیادی هستند. برای توان مشابهی موتورهای جریان مستقیم نسبت به موتورهای القایی بزرگتر و گرانقیمت ترند به استثنای موتورهای خیلی کوچک موتورهای جریان مستقیم به منظور محدودکردن جریان زیاد نیاز به تدابیر خاصی برای راه اندازی دارند.