パワーコントローラー: 目的、デバイス、技術的特徴

コントローラは、電気モーターの始動、停止、回転速度の調整、逆転を行うように設計された制御装置です。接触式コントローラは、電圧が 600 V 以下の電気モーターのサプライ チェーンに直接組み込まれています。

接触部分の位置により、滑り接点式とカム式のコントローラが区別されます。摺動接点用のコントローラはドラム型とフラット型に分けられます（後者はほとんど使用されません）。

コントローラーのシャフトは手動で回転させることも、駆動機構や別個の電気モーターによって回転させることもできます。固定接点（フィンガー）は、接点を備えたシャフトの周囲の装置ハウジング内に配置されており、シャフトから絶縁されています。コントローラーは安全なバージョンでのみ製造されます。シフトポジションの固定にはレバースプリング機構を採用。

コントローラのあらかじめ設定されたスイッチングプログラムは、対応する可動接点（セグメント）の配置によって実現されます。スイッチング条件を改善するために、DC コントローラーには磁気バックフィルが付属しています。スイッチング位置の数は通常 1 ～ 8 (場合によっては 12 ～ 20) で、スイッチング電流の値は 200 A を超えません。

コントローラは、相対デューティ サイクル (25 ～ 60%) の断続モードまたは連続モードで動作できます。許容スイッチング周波数は、ドラム型コントローラーでは 300 回を超えず、カム型コントローラーでは 1 時間あたり最大 600 回のスイッチです。コントローラは、昇降および輸送機械および機構の電気駆動において最も一般的になっています。

パワーコントローラーは、コントローラーの設計に組み込まれた所定のプログラムに従って、電気モーターの巻線回路のスイッチを確実にオンにするための完全なデバイスです。シンプルな設計、トラブルのない動作、小型サイズが電力レギュレータの主な利点です。

スイッチング機能に応じて電力レギュレータを正しく選択して使用すると、コントローラはクレーン電気ドライブを制御するための信頼性が高く使いやすい完全なデバイスになります。これは、これらのデバイスでは、設定されたプログラムの違反が完全に排除され、次のことが含まれるためです。また、オペレータによるシャットダウンにより、デバイスの 100% の可用性が保証されます。ただし、これらの完全なデバイスの欠点には、耐摩耗性とスイッチング能力が低いこと、および自動始動と停止が欠如していることが含まれます。

ドラムコントローラー

図 1 にドラム コントローラー ピンを示します。セグメントの形をした可動接点を備えたセグメントホルダ 2 がシャフト 1 に取り付けられています。セグメントホルダは絶縁体 4 によってシャフトから絶縁されています。固定接点５は絶縁母線６上に配置されている。シャフト１が回転すると、セグメント３が固定接点５に移動し、それによって回路が閉じる。必要な接触圧力はスプリング 7 によって提供されます。多数の接触要素がシャフトに沿って配置されています。多数のこのような接触要素が 1 つのシャフトに取り付けられています。隣接する接触要素の耐荷重セグメントは、必要なさまざまな組み合わせで相互接続できます。異なる接触要素を閉じる特定のシーケンスは、セグメントの異なる長さによって提供されます。

イチジク。 1.ドラムコントローラー接触要素。

カムコントローラー

カム コントローラでは、ドラムに取り付けられたカムによって接点の開閉が行われ、ハンドホイール ハンドルまたはペダルによって回転し、2 ～ 24 の電気回路を切り替えることができます。カム コントローラーは、含まれる回路の数、ドライブの種類、接点閉鎖方式に応じて分類されます。

ACカムコントローラ(図2)では、可動可動接点1は接点アーム2上の中心O2を中心に回転可能です。接点アーム2は中心O1を中心に回転します。接点 1 は固定接点 3 で閉じられ、フレキシブル接続 4 を使用して出力接点に接続されます。閉じる接点 1、3 と必要な接点圧力は、ロッド 6 を介して接点レバーに作用するスプリング 5 によって生成されます。接点が開くと、カム 7 がローラー 5 を介して接点レバーのアームに作用します。これにより、バネ 5 が圧縮され、接点 1、3 が開きます。接点をオンおよびオフに切り替える瞬間は、接点要素を駆動するカムプーリー 9 のプロファイルに依存します。接点の摩耗が少ないため、1 時間あたりのスイッチオン回数を 60% のデューティ サイクルで 600 回まで増やすことができます。

コントローラには、カム ワッシャー 9 の両側に 2 セットの接触要素 / および // が含まれており、これにより装置の軸方向の長さを大幅に短縮できます。ドラムコントローラーとカムコントローラーの両方にシャフト位置ロック機構が付いています。

AC コントローラには、アークの消弧を容易にするために、アーク消弧装置が装備されていない場合があります。耐アーク性アスベストセメント隔壁 10 のみが設置されており、DC コントローラにはコンタクタで使用されるものと同様のアーク消弧装置が装備されています。

問題のコントローラーは、ハンドルが操作されるとオフになり、この操作がカムプーリーを介して伝達されます。ハンドルの対応する位置にあるバネ 5 の力によってスイッチがオンになります。そのため、接点が溶着していても切り離すことができます。この設計の欠点は、多数の接触要素を備えた閉鎖スプリングによりシャフトにかかるモーメントが大きくなることです。コントローラの接触駆動の他の設計ソリューションも可能であることに注意してください。イチジク。 2. カムコントローラー。

フラットコントローラー

大型発電機の励磁場をスムーズに調整したり、大型モーターの回転速度を起動して調整したりするには、多数の段数が必要です。カムコントローラの使用は、ステージ数が多いと装置の寸法が急激に増大するため、ここでは非現実的である。調整時や立ち上げ時の1時間あたりの動作回数は10～12回と少ないです。したがって、コントローラーの耐久性に関して特別な要件はありません。この場合、平面コントローラーが広く使用されます。

図3に面励磁制御コントローラの全体図を示します。コントローラの基礎となる絶縁板２上に角柱状の固定接点１が固定されている。固定接点をラインに沿って配置することにより、多くのステップが可能になります。コントローラーの長さが同じ場合、最初の列からオフセットされた平行な接点の列を使用することでステップ数を増やすことができます。半歩動かすとステップ数は2倍になります。

可動接点は銅ブラシの形で作られています。ブラシはトラバース 3 に配置されており、トラバース 3 から分離されています。圧力はコイルスプリングによって生成されます。接触ブラシ 4 から出力端子への電流の伝達は、集電ブラシと集電スパイク 5 を使用して実行されます。 3 は、3 つの独立した回路で同時に切り替えることができます。トラバースは 2 本のネジを使用して移動します 6、補助モーターによって駆動されます 7. 調整中、トラバースはハンドルによって手動で移動します 8. 終了位置では、トラバースはリミット スイッチに作用します9、エンジンを停止します。

接点を希望の位置に正確に停止できるようにするには、接点の移動速度を (5 ～ 7) 10-3 m / s と小さくし、モーターを停止する必要があります。フラットコントローラーは手動駆動も可能です。

イチジク。 3. フラットコントローラー。

さまざまなタイプのコントローラーの長所と短所

ドラムコントローラー

接点の耐摩耗性が低いため、1 時間あたりのコントローラの許容起動回数は 240 回を超えます。この場合、始動モーターの出力を公称値の 60% に下げる必要があるため、始動がまれなコントローラーが使用されます。

カムコントローラー

コントローラは可動線接点を採用しています。接点の回転により、開路時に発生するアークは、完全オン状態での電流の伝導に関与する接点表面に影響を与えません。

接触摩耗が少ないため、デューティ サイクル 60% で 1 時間あたりの始動回数を最大 600 回まで増やすことができます。

コントローラーの設計は、カムの凸部によりオフになり、バネの力によりオンになるという特徴があります。これにより、接点が溶着しても切り離すことができます。

このシステムの欠点は、多数の接触要素を備えた閉鎖スプリングによってシャフトに生じるモーメントが大きいことです。他の接触駆動設計も可能です。そのうちの 1 つは、接点がカムの作用で閉じ、バネの作用で開きます。もう 1 つは、挿入と切断の両方がカムによって行われます。ただし、それらはほとんど使用されません。

フラットコントローラー

平面コントローラは、大型発電機の励磁場を変調したり、大型モーターの起動と速度を制御したりするために広く使用されています。多数のステージが必要であるため、ここでカムコントローラを使用することは非現実的である。なぜなら、ステージの数が多いと装置の寸法が急激に増大するからである。

可動接点と固定接点の間が開くと、その段差での電圧降下に等しい電圧が現れます。アーク放電を防止するために、ステップ全体の許容電圧降下は 10 V (電流 200 A の場合) から 20 V (電流 100 A の場合) となります。 1 時間あたりの許容回転数は接点の磨耗によって決まり、通常は 10 ～ 12 を超えません。ステップの電圧が40〜50 Vの場合、ブラシの移動中に隣接する接点を克服する特別な接触器が使用されます。

1時間あたり600回以上のスイッチング周波数で100A以上の電流で回路をオンにする必要がある場合、コンタクタとコントローラで構成されるシステムが使用されます。

電動クレーンドライブでの電力調整器の使用

次のシリーズのコントローラは、クレーン機構の電気モータの制御に使用されます: 交流の KKT-60A、コンソール コントローラ DVP15 および UP35 / I。このシリーズのコントローラは、カバー付きの保護ハウジングで製造され、外部環境からの保護度は 1P44 です。 。

パワーレギュレータの機械的耐久性は、(3.2 -5) x 1,000 万 VO サイクルです。スイッチングの耐久性は、スイッチング電流の強さに依存します。定格電流では約 0.5 x 1000 万 VO サイクルであり、定格の 50% の電流では 1 x 1000 万 VO サイクルの耐摩耗性が得られます。

KKT-60A コントローラの定格電流は 40% のデューティ サイクルで 63 A ですが、スイッチング容量が非常に低いため、困難なスイッチング条件でのこれらのコントローラの使用は制限されます。AC コントローラの定格電圧は 38G V です。 、周波数は 50 Hz です。