Как регулировать напряжение в сети постоянного тока

Промышленность и гражданская сфера изобилует приборами и агрегатами, рассчитанных не на переменное, а на постоянное напряжение. Нередко напряжение питание необходимо изменять, что требуется, к примеру, для регулировки работы того же Как регулировать напряжение в сети постоянного токаэлектродвигателя.

Реостатная регулировка


В этом случае для управления используется цепь реостатов, соединенных последовательно. Это дает возможность осуществлять изменение тока и напряжения, ограничивая ток в якорной цепи. Строго говоря, это серия дополнительных резисторов, присоединенных последовательно к обмотке двигателя, и включенных между ней и плюсовой клеммой источника питания. Некоторые резисторы при необходимости можно шунтировать с помощью контакторов: таким образом добиваются изменения тока через обмотку. Не так давно тяговые электроприводы в основном регулировались именно таким образом. Однако такой способ управления считается самым непрактичным, так как лишняя мощность просто рассеивается в виде ненужного тепла.

Система «двигатель-генератор-двигатель»

В этом случае для получения напряжения питания используется генератор постоянного тока, вращающийся приводным мотором. Для регулировки рабочих параметров двигателя изменяют ток обмотки генератора: чем больше он увеличивается, тем более высокий уровень напряжения получает крайний двигатель, и наоборот. Хотя эффективность данной системы и более высокая, чем простое рассевание энергии в виде резисторного тепла, однако тут также имеются слабые места. К примеру, наличие в цепи пары дополнительных электрических агрегатов потребует дополнительного времени на их обслуживание. Кроме того, коммутация между собой трех приборов снижает оперативность регулировки.

Тиристорная регулировка


Появление полупроводников дала возможность изготовить компактные тиристорные регуляторы для двигателей постоянного тока. Все, что нужно в таком случае – подключить двигатель к сети переменного тока через такой прибор, обеспечивающий плавность управления скоростью вращения ротора. В настоящее время данным образом оснащаются двигатели стиральных машин, вращающие барабаны
Как регулировать напряжение в сети постоянного тока
ШИМ со звеном переменного напряжения


Инвертор обеспечивает преобразование переменного тока в постоянный, для повышения или понижения которого используется трансформатор. После выпрямление напряжение поступает на электродвигатель постоянного тока. Для дополнительного импульсного управления допускается использование ШИМ-модуляции. В общем такая система регулировки более дорогая за счет присутствия в ней трансформатора и инвертора. Благодаря современным полупроводникам получается сообщать конверторам очень маленькие габариты, используя высокочастотный импульсный трансформатор. КПД в этом случае достигает 90%.