Conoscere i modi importanti per il controllo della velocità del motore CC

Nel periodo del 18^thsecolo stesso, ci fu l'evoluzione dei motori DC. Lo sviluppo dei motori CC è stato ampiamente migliorato e vengono applicati in modo significativo in molteplici settori. Nel primo periodo del 1800 e con i miglioramenti apportati nel 1832, i motori DC furono inizialmente sviluppati dal ricercatore britannico Sturgeon. Ha inventato il primo tipo di commutatore di motore a corrente continua in cui ha anche la capacità di simulare macchinari. Ma ci si potrebbe chiedere quale sia la funzionalità del motore CC e perché è importante conoscere il controllo della velocità del motore CC. Quindi, questo articolo spiega chiaramente il suo funzionamento e varie tecniche di controllo della velocità.

Cos'è il motore CC?

Un motore a corrente continua viene azionato utilizzando corrente continua in cui trasforma l'energia elettrica ricevuta in energia meccanica. Ciò innesca un cambiamento rotazionale nel dispositivo stesso, fornendo così la potenza per operare varie applicazioni in più domini.

Il controllo della velocità del motore CC è una delle caratteristiche più utili del motore. Controllando la velocità del motore, è possibile variare la velocità del motore in base alle esigenze e ottenere l'operazione richiesta.

Il meccanismo di controllo della velocità è applicabile in molti casi come il controllo del movimento di veicoli robotici, il movimento dei motori nelle cartiere e il movimento dei motori negli ascensori dove diversi tipi di motori DC sono usati.

Principio di funzionamento del motore CC

Un semplice motore a corrente continua funziona in base al principio che quando un conduttore che trasporta corrente è posizionato in un fedele magnetico d, subisce una forza meccanica. In un pratico motore a corrente continua, l'armatura è il conduttore che trasporta corrente e il campo fornisce un campo magnetico.

Quando il conduttore (armatura) viene alimentato con una corrente, produce il proprio flusso magnetico. Il flusso magnetico si somma al flusso magnetico dovuto agli avvolgimenti di campo in una direzione o annulla il flusso magnetico dovuto agli avvolgimenti di campo. L'accumulo di flusso magnetico in una direzione rispetto all'altra esercita una forza sul conduttore, che quindi inizia a ruotare.

Secondo la legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica, l'azione rotante del conduttore produce un EMF . Questo EMF, secondo la legge di Lenz, tende a contrastare la causa, cioè la tensione fornita. Pertanto, un motore a corrente continua ha una caratteristica molto speciale di regolare la sua coppia in caso di carico variabile a causa dell'EMF di ritorno.

Perché il controllo della velocità del motore CC è importante?

Il controllo della velocità nella macchina mostra un impatto sulla velocità di rotazione del motore in cui questa influenza diretta sulla funzionalità della macchina ed è così importante per le prestazioni e il risultato delle prestazioni. Al momento della foratura, ogni tipo di materiale ha una propria velocità di rotazione e cambia anche in base alle dimensioni della punta.

Nello scenario delle installazioni di pompe, ci sarà un cambiamento nella velocità di produzione e quindi un nastro trasportatore deve essere sincronizzato con la velocità funzionale del dispositivo. Questi fattori dipendono direttamente o indirettamente dalla velocità del motore. Per questo motivo, è necessario considerare la velocità del motore CC e osservare vari tipi di metodi di controllo della velocità.

Il controllo della velocità del motore CC viene eseguito manualmente dal lavoratore o utilizzando uno strumento di controllo automatico. Ciò sembra essere in contrasto con la limitazione della velocità in cui deve esserci una regolazione della velocità che si oppone alla variazione naturale della velocità a causa della variazione del carico sull'albero.

Il principio del controllo della velocità

Dalla figura sopra, l'equazione di tensione di un semplice motore a corrente continua è

V = Mib + IaRa

V è la tensione fornita, Eb è l'EMF posteriore, Ia è la corrente di armatura e Ra è la resistenza di armatura.

Lo sappiamo già

Eb = (PøNZ) / 60A.

P - numero di poli,

Una costante

Z - numero di conduttori

N- la velocità del motore

Sostituendo il valore di Eb nell'equazione della tensione, otteniamo

V = (PøNZ) / 60A) + IaRa

Oppure, V - IaRa = (PøNZ) / 60A

cioè, N = (PZ / 60A) (V - IaRa) / ø

L'equazione sopra può anche essere scritta come:

N = K (V - IaRa) / ø, K è una costante

Ciò implica tre cose:

1. La velocità del motore è direttamente proporzionale alla tensione di alimentazione.
2. La velocità del motore è inversamente proporzionale alla caduta di tensione dell'indotto.
3. La velocità del motore è inversamente proporzionale al flusso dovuto ai risultati sul campo

Pertanto, la velocità di un motore CC può essere controllata in tre modi:

• Variando la tensione di alimentazione
• Variando il flusso e variando la corrente attraverso l'avvolgimento di campo
• Variando la tensione di armatura e la resistenza di armatura

Molteplici tecniche di controllo della velocità del motore CC

Poiché esistono due tipi di motori CC, qui discuteremo chiaramente i metodi di controllo della velocità di entrambe le serie CC e motori shunt.

Controllo della velocità del motore CC nei tipi in serie

Può essere classificato in due tipi e quelli sono:

• Tecnica controllata dall'armatura
• Tecnica controllata sul campo

La tecnica controllata dall'armatura è ulteriormente classificata in tre tipi

• Resistenza controllata dall'armatura
• Controllo dell'armatura deviato
• Tensione terminale di armatura

Resistenza controllata dall'armatura

Questa tecnica è più ampiamente impiegata dove la resistenza di regolazione ha un collegamento in serie con quella del motore. L'immagine sotto spiega questo.

Controllo della resistenza dell'armatura

La perdita di potenza che si verifica nella resistenza di controllo del motore della serie CC può essere ignorata perché questa tecnica di regolazione viene utilizzata principalmente per un lungo periodo al fine di diminuire la velocità al momento di scenari di carico leggero. È una tecnica conveniente per la coppia persistente e principalmente implementata nella guida di gru, treni e altri veicoli.

Controllo dell'armatura in derivazione

Qui, il reostato sarà sia in serie che in derivazione con l'armatura. Ci sarà un cambiamento nel livello di tensione che viene applicato all'armatura e questo varia cambiando la serie reostato . Mentre la variazione della corrente di eccitazione avviene cambiando il reostato shunt. Questa tecnica di controllo della velocità nel motore CC non è così costosa a causa delle significative perdite di potenza nelle resistenze di regolazione della velocità. La velocità può essere regolata in una certa misura ma non al di sopra del normale livello di velocità.

Metodo di controllo della velocità del motore CC con armatura in derivazione

Tensione terminale dell'indotto

La velocità di un motore in serie CC può essere ottenuta anche tramite l'alimentazione del motore utilizzando una tensione di alimentazione variabile individuale, ma questo approccio è costoso e non ampiamente implementato.

La tecnica controllata dal campo è ulteriormente classificata in due tipi:

• Deviatore di campo
• Controllo del campo toccato (controllo del campo toccato)

Tecnica Field Diverter

Questa tecnica utilizza un deviatore. La velocità di flusso che attraversa il campo può essere ridotta deviando una parte della corrente del motore attraverso il campo in serie. Minore è la resistenza del deviatore, minore è la corrente di campo. Questa tecnica viene utilizzata per un intervallo di velocità superiore al normale ed è implementata su azionamenti elettrici in cui la velocità aumenta quando si verifica una diminuzione del carico.

Deviatore di campo DC Motor Speed ​​Control

Controllo del campo toccato

Anche qui, con la riduzione del flusso, la velocità verrà aumentata e ciò si ottiene riducendo le spire di avvolgimento di campo da dove avviene il flusso di corrente. Qui, viene eliminato il numero di maschiature nell'avvolgimento di campo e questa tecnica viene utilizzata nelle trazioni elettriche.

Controllo della velocità del motore di derivazione CC

Può essere classificato in due tipi e quelli sono:

• Tecnica controllata sul campo
• Tecnica controllata dall'armatura

Metodo di controllo del campo per il motore di derivazione CC

In questo metodo, il flusso magnetico dovuto agli avvolgimenti di campo viene variato per variare la velocità del motore.

Poiché il flusso magnetico dipende dalla corrente che scorre attraverso l'avvolgimento di campo, può essere variato variando la corrente attraverso l'avvolgimento di campo. Ciò può essere ottenuto utilizzando un resistore variabile in serie con il resistore dell'avvolgimento di campo.

Inizialmente, quando il resistore variabile viene mantenuto nella sua posizione minima, la corrente nominale scorre attraverso l'avvolgimento di campo a causa di una tensione di alimentazione nominale e, di conseguenza, la velocità viene mantenuta normale. Quando la resistenza viene aumentata gradualmente, la corrente attraverso l'avvolgimento di campo diminuisce. Questo a sua volta diminuisce il flusso prodotto. Pertanto, la velocità del motore aumenta oltre il suo valore normale.

Metodo di controllo della resistenza dell'indotto per il motore di derivazione CC

Con questo metodo, la velocità del motore CC può essere controllata controllando la resistenza dell'armatura per controllare la caduta di tensione attraverso l'armatura. Questo metodo utilizza anche un resistore variabile in serie con l'armatura.

Quando il resistore variabile raggiunge il suo valore minimo, la resistenza di armatura è normale e quindi la tensione di armatura scende. Quando il valore della resistenza viene gradualmente aumentato, la tensione sull'armatura diminuisce. Ciò a sua volta porta ad una diminuzione della velocità del motore.

Questo metodo raggiunge la velocità del motore al di sotto del suo intervallo normale.

Metodo di controllo della tensione di armatura per il motore di derivazione CC (metodo Ward Leonard)

La tecnica di Ward Leonard di Circuito di controllo della velocità del motore CC è mostrato come segue:

Nella figura sopra, M è il motore principale in cui la sua velocità deve essere regolata e G corrisponde a un generatore CC eccitato individualmente dove questo è azionato utilizzando un motore trifase e può essere sia sincrono che a induzione. Questo modello di combinazione di generatore CC e motore azionato CA è definito come set M-G.

La tensione del generatore viene variata alterando la corrente di campo del generatore. Questo livello di tensione quando fornito alla sezione dell'indotto del motore CC e quindi M viene variato. Per mantenere costante il flusso del campo motore, la corrente del campo motore deve essere mantenuta costante. Quando la velocità del motore è regolata, la corrente di armatura per il motore deve essere uguale a quella del livello nominale.

La corrente di campo erogata sarà diversa in modo che il livello di tensione di armatura varia da '0' al livello nominale. Poiché la regolazione della velocità corrisponde alla corrente nominale e con il flusso di campo persistente del motore e il flusso di campo fino al raggiungimento della velocità nominale. E poiché la potenza è il prodotto di velocità e coppia e ha una proporzione diretta alla velocità. Con questo, quando c'è un aumento di potenza, la velocità aumenta.

Entrambi i metodi sopra menzionati non possono fornire il controllo della velocità nell'intervallo desiderabile. Inoltre, il metodo di controllo del flusso può influenzare la commutazione, mentre il metodo di controllo dell'armatura comporta un'enorme perdita di potenza a causa del suo utilizzo di un resistore in serie con l'armatura. Pertanto, è spesso desiderabile un metodo diverso: quello che controlla la tensione di alimentazione per controllare la velocità del motore.

Conseguentemente, con la tecnica Ward Leonard, la motorizzazione regolabile e il valore di coppia costante vengono acquisiti dal livello di velocità minimo al livello della velocità di base. La tecnica di regolazione del flusso di campo viene utilizzata principalmente quando il livello di velocità è superiore a quello della velocità di base.

Qui, nella funzionalità, la corrente di armatura viene mantenuta a un livello costante al valore specificato e il valore di tensione del generatore viene mantenuto costante. In un tale metodo, l'avvolgimento di campo riceve una tensione fissa e l'armatura riceve una tensione variabile.

Una di queste tecniche di metodo di controllo della tensione prevede l'uso di un meccanismo di quadro per fornire una tensione variabile all'armatura, e l'altra utilizza un generatore azionato da motore CA per fornire una tensione variabile all'armatura (il Sistema Ward-Leonard ).

Il vantaggi e svantaggi del metho Leonard del rione d sono:

I vantaggi dell'utilizzo della tecnica Ward Leonard per il controllo della velocità del motore CC sono i seguenti:

• In entrambe le direzioni, è possibile controllare la velocità del dispositivo in modo uniforme per una gamma estesa
• Questa tecnica ha una capacità di frenata intrinseca
• I volt-ampere reattivi finali sono controbilanciati attraverso un azionamento e il motore sincrono ampiamente eccitato funge da azionamento, quindi ci sarà un aumento del fattore di potenza
• Quando c'è un carico lampeggiante, il motore di azionamento è il motore a induzione avere un volano che viene utilizzato per ridurre il carico lampeggiante a un livello minimo

Gli svantaggi della tecnica Ward Leonard sono:

• Poiché questa tecnica ha un set di motore e generatore, il costo è maggiore
• Il dispositivo è complicato da progettare e ha anche dei pesi massimi
• Serve più spazio per l'installazione
• Richiede una manutenzione regolare e le fondamenta non sono convenienti
• Ci saranno enormi perdite e quindi l'efficienza del sistema sarà ridotta
• Viene generato più rumore

E il applicazione del metodo Ward Leonard è un controllo regolare della velocità nel motore CC. Alcuni degli esempi sono i montacarichi, le cartiere, gli ascensori, i laminatoi e le gru.

Oltre a queste due tecniche, la tecnica più utilizzata è la controllo della velocità del motore a corrente continua tramite PWM per ottenere il controllo della velocità di un motore CC. Il PWM prevede l'applicazione di impulsi di larghezza variabile al driver del motore per controllare la tensione applicata al motore. Questo metodo si rivela molto efficiente in quanto la perdita di potenza è mantenuta al minimo e non prevede l'utilizzo di apparecchiature complesse.

Metodo di controllo della tensione

Lo schema a blocchi sopra rappresenta un semplice regolatore di velocità del motore elettrico . Come illustrato nello schema a blocchi sopra, un microcontrollore viene utilizzato per alimentare i segnali PWM al driver del motore. Il driver del motore è un IC L293D costituito da circuiti a ponte H per azionare il motore.

Il PWM si ottiene variando gli impulsi applicati al pin di abilitazione del circuito integrato del driver del motore per controllare la tensione applicata del motore. La variazione degli impulsi è effettuata dal microcontrollore, con il segnale in ingresso dai pulsanti. Qui sono previsti due pulsanti, ciascuno per diminuire e aumentare il ciclo di lavoro degli impulsi.

Quindi, questo articolo ha fornito una spiegazione dettagliata di varie tecniche di controllo della velocità del motore CC e di come sia più importante osservare il controllo della velocità. Si consiglia inoltre di conoscere il regolatore di velocità del motore 12v cc .