Mètodes de control de motors de corrent continu en ACS

El control d'un motor de corrent continu en ACS implica canviar la velocitat de gir en proporció a un determinat senyal de control, o mantenir aquesta velocitat sense canvis sota la influència de factors desestabilitzadors externs.

Hi ha 4 mètodes de control principals que apliquen els principis anteriors:

• control del reòstat-contactor;

• control mitjançant el sistema «generador-motor» (G-D);

• gestió segons el sistema «rectificador controlat-D» (UV-D);

• control d'impulsos.

Un estudi detallat d'aquests mètodes és l'assignatura de TAU i el curs Fonaments de la conducció elèctrica. Considerarem només les principals disposicions que estan directament relacionades amb l'electromecànica.

Control reòstat-contactor

S'utilitzen habitualment tres esquemes:

• quan s'ajusta la velocitat n de 0 a nnom, el reòstat s'inclou al circuit de l'induït (control de l'induït);

• si cal obtenir n> nnom, el reòstat s'inclou en el circuit OF (control de pols);

• per regular la velocitat n <nnom i n> nnom, s'inclouen reòstats tant al circuit de l'induït com al circuit OF.

Els esquemes anteriors s'utilitzen per al control manual.El canvi de pas s'utilitza per al control automàtic. Rpa i Rrv utilitzant contactors (relés, interruptors electrònics).

Si es requereix un control de velocitat precís i suau, el nombre de resistències de commutació i elements de commutació ha de ser gran, cosa que augmenta la mida del sistema, augmenta el cost i redueix la fiabilitat.

Gestió del Sistema G-D

Regulació de velocitat de 0 a segons el diagrama de la fig. produït ajustant Rv (Ucanvi de 0 a nnom). Per obtenir una velocitat del motor superior a nnom, canviant Rvd (reduir el corrent de l'OB del motor es redueix el seu flux principal Ф, la qual cosa comporta un augment de la velocitat n).

L'interruptor S1 està dissenyat per invertir el motor (canviar el sentit de gir del seu rotor).

Com que el control de D s'aconsegueix ajustant els corrents d'excitació relativament petits D i D, s'adapta fàcilment a les tasques ACS.

El desavantatge d'aquest esquema és la gran mida del sistema, el pes, la baixa eficiència, ja que hi ha una conversió triple de conversió d'energia (elèctrica a mecànica i viceversa, i en cada etapa hi ha pèrdues d'energia).

Rectificador Controlat - Sistema Motor

El sistema "rectificador controlat - motor" (vegeu la figura) és similar a l'anterior, però en lloc d'una font de màquina elèctrica de tensió regulada, que consta, per exemple, d'un motor de CA trifàsic i controlat per G = T, per Per exemple, també s'utilitza un rectificador electrònic de tiristors trifàsics.

Els senyals de control són generats per una unitat de control independent i proporcionen l'angle d'obertura necessari dels tiristors, proporcional al senyal de control Uy.

Els avantatges d'aquest sistema són l'alta eficiència, la petita mida i el pes.

El desavantatge en comparació amb el circuit anterior (G-D) és el deteriorament de les condicions de commutació D a causa de la ondulació del corrent de l'induït, especialment quan s'alimenta des d'una xarxa monofàsica.

Control d'impulsos

Els polsos de tensió s'alimenten al motor mitjançant un picador de polsos modulat (PWM, VIM) d'acord amb la tensió de control.

Així, el canvi en la velocitat de rotació de l'induït no s'aconsegueix canviant la tensió de control, sinó canviant el temps durant el qual es subministra la tensió nominal al motor. És obvi que el funcionament del motor consisteix en períodes alternats d'acceleració i desacceleració (vegeu la figura).

Si aquests períodes són petits en comparació amb l'acceleració total i el temps de parada de l'induït, aleshores la velocitat n no té temps d'assolir els valors estacionaris nnom durant l'acceleració o n = 0 durant la desacceleració fins al final de cada període, i un determinada mitjana és la velocitat de navegació establerta, el valor de la qual està determinat per la durada relativa de l'activació.

Per tant, l'ACS requereix un circuit de control la finalitat del qual és convertir un senyal de control constant o variable en una seqüència de polsos de control amb un temps relatiu d'encesa que és una funció determinada de la magnitud d'aquest senyal. Els dispositius semiconductors de potència s'utilitzen com a elements de commutació. transistors de camp i bipolars, tiristors.