Control de velocitat d'un motor de corrent continu

A partir de l'equació característica electromecànica motor permanent excitació independent, es dedueix que hi ha tres maneres possibles de controlar la seva velocitat angular:

1) regulació canviant el valor de resistència del reòstat al circuit de l'induït,

2) regulació canviant el flux d'excitació del motor F,

3) ajust canviant la tensió aplicada al bobinat de l'induït del motor U... El corrent del circuit de l'induït AzI i el moment M desenvolupat pel motor depenen només de la magnitud de la càrrega del seu eix.

Considereu el primer mètode per controlar la velocitat d'un motor de corrent continu canviant la resistència al circuit de l'induït... El diagrama del circuit del motor per a aquest cas es mostra a la figura. 1, i les característiques electromecàniques i mecàniques es mostren a la Fig. 2, a.

Arròs. 1. Esquema d'un motor de corrent continu amb excitació independent

Arròs. 2. Característiques mecàniques d'un motor de corrent continu a diferents resistències del circuit de l'induït (a) i tensions (b)

En canviar la resistència del reòstat en el circuit de l'induït, és possible a la càrrega nominal obtenir diferents velocitats angulars del motor elèctric per característiques artificials — ω1, ω2, ω3.

Analitzem aquest mètode de control de la velocitat angular dels motors de corrent continu mitjançant els principals indicadors tècnics i econòmics. Com que aquest mètode d'ajust canvia la rigidesa de les característiques en un ampli rang, a velocitats inferiors a la meitat de la nominal, l'estabilitat del funcionament del motor es deteriora bruscament. Per aquest motiu, el rang de control de velocitat és limitat (e = 2 — H).

Amb aquest mètode, la velocitat es pot ajustar des de la bàsica, que està demostrat per les característiques electromecàniques i mecàniques. És difícil assegurar una gran suavitat de regulació, ja que es requerirà un nombre important de passos de control i un nombre corresponent de contactors. En aquest cas, s'aconsegueix l'ús complet del motor per a la corrent (escalfament) amb una regulació constant del parell de càrrega.

El desavantatge d'aquest mètode és la presència de pèrdues de potència importants durant l'ajust, que són proporcionals al canvi relatiu de la velocitat angular. L'avantatge del mètode considerat de control de velocitat angular és la simplicitat i fiabilitat del circuit de control.

Ateses les elevades pèrdues en el reòstat a velocitats baixes, aquest mètode de control de velocitat s'utilitza per a accionaments amb cicles de treball a curt termini i intermitents-curts.

En el segon mètode, el control de la velocitat angular dels motors de corrent continu d'excitació independent es realitza canviant la magnitud del flux magnètic a causa de la introducció d'un reòstat addicional al circuit del bobinatge d'excitació. Quan el flux es debilita, augmenta la velocitat angular del motor tant a càrrega com a ralentí, i quan augmenta el cabal, disminueix. Pràcticament és possible canviar la velocitat només cap amunt a causa de la saturació del motor.

A mesura que la velocitat augmenta debilitant el flux, el parell admissible del motor de corrent continu canvia segons la llei de la hipèrbola, mentre que la potència es manté constant. Interval de control de velocitat per a aquest mètode e = 2 - 4.

Les característiques mecàniques per a diferents valors de flux del motor es mostren a la Fig. 2i i 2, b, dels quals es pot veure que les característiques dins del corrent nominal tenen un alt grau de rigidesa.

Els bobinatges de camp dels motors de corrent continu excitats independentment tenen una inductància significativa. Per tant, amb un canvi de pas en la resistència del reòstat al circuit de bobinatge de camp, el corrent i, per tant, el flux canviaran de manera exponencial. En aquest sentit, el control de la velocitat angular es realitzarà sense problemes.

Els principals avantatges d'aquest mètode de control de velocitat són la seva senzillesa i alta eficiència.

Aquest mètode de control s'utilitza en accionaments com a auxiliar, proporcionant un augment de la velocitat de ralentí del mecanisme.

La tercera manera de controlar la velocitat és canviar la tensió aplicada al bobinat de l'induït del motor.La velocitat angular d'un motor de corrent continu, independentment de la càrrega, varia en proporció directa a la tensió aplicada a l'induït. Atès que totes les característiques de control són rígides i el seu grau de rigidesa es manté sense canvis per a totes les característiques, el funcionament del motor és estable a totes les velocitats angulars i, per tant, es proporciona un ampli rang de control de velocitat independentment de la càrrega. Aquest rang és de 10 i es pot ampliar mitjançant esquemes de control especials.

Amb aquest mètode, es pot disminuir i augmentar la velocitat angular respecte a la bàsica. L'acceleració està limitada per les capacitats de la font de tensió CA i l'Unomer del motor.

Si la font d'alimentació proporciona la capacitat de variar contínuament la tensió aplicada al motor, el control de la velocitat del motor serà suau.

Aquest mètode de control és econòmic perquè el control de velocitat angular d'un motor de corrent continu excitat independentment es realitza sense pèrdues de potència addicionals al circuit de subministrament de l'induït. Per a tots els indicadors anteriors, aquest mètode de regulació és el millor en comparació amb el primer i el segon.