Alcuni dei vantaggi come il basso costo, il design robusto meno complesso e i motori CA di facile manutenzione si traducono in molte delle operazioni industriali che vengono eseguite con l'uso di Azionamenti CA rispetto alle unità DC. Il motore a induzione CA è un tipo speciale di motore elettrico avente le proprie caratteristiche e prestazioni tipiche in termini di avviamento, controllo della velocità, protezioni e così via.

Motore a induzione AC

Le prestazioni su una vasta gamma di applicazioni fa motori a induzione trifase responsabile dell'85 percento della capacità installata dei sistemi di guida industriali. Discutiamo sulle informazioni di base su questo motore e sulla sua speciale tecnica di controllo di SVPWM.

Motore a induzione CA trifase

Il motore a induzione AC trifase è una macchina elettrica rotante progettata per funzionare con alimentazione trifase. Questo motore trifase è anche chiamato motore asincrono. Questi motori CA sono di due tipi: motori a induzione tipo scoiattolo e slip-ring . Il principio di funzionamento di questo motore si basa sulla produzione di un campo magnetico rotante.

“cosa fa un controller pid? ”

Costruzione del motore a induzione trifase

Questi motori trifase sono costituiti da uno statore e da un rotore e tra i quali non esiste alcun collegamento elettrico. Questi statori e rotori sono costruiti con l'uso di materiali con nucleo ad alto magnetico per ridurre l'isteresi e le perdite di correnti parassite.

Costruzione del motore a induzione trifase

Il telaio dello statore può essere costruito utilizzando ghisa, alluminio o acciaio laminato. Il telaio dello statore fornisce la protezione meccanica necessaria e il supporto per il nucleo laminato dello statore, gli avvolgimenti e altre disposizioni per la ventilazione. Lo statore è avvolto con avvolgimenti trifase che sono sovrapposti l'uno all'altro con uno sfasamento di 120 gradi inseriti in lamierini scanalati. Le sei estremità dei tre avvolgimenti vengono estratte e collegate alla morsettiera in modo che questi avvolgimenti siano eccitati dall'alimentazione trifase principale.

Questi avvolgimenti sono di filo di rame isolato con vernice inserita in lamierini fessurati isolati. A tutte le temperature di lavoro, questa vernice impregnata rimane rigida. Questi avvolgimenti hanno un'elevata resistenza di isolamento e un'elevata resistenza all'atmosfera salina, all'umidità, ai fumi alcalini, all'olio e al grasso, ecc. Qualunque sia il livello di tensione, questi avvolgimenti sono collegati in collegamenti a stella o triangolo .

Motore a induzione a gabbia di scoiattolo

Il rotore del motore a induzione CA trifase è diverso per i motori a induzione con anello di contatto e gabbia di scoiattolo. Il rotore nel tipo slip-ring è costituito da barre di alluminio o rame pesanti cortocircuitate su entrambe le estremità del rotore cilindrico. L'albero del motore a induzione è supportato su due cuscinetti a ciascuna estremità per garantire la libera rotazione all'interno dello statore e per ridurre l'attrito. Consiste in una pila di lamierini in acciaio a fessure equidistanti che vengono perforate attorno alla sua circonferenza in cui sono posizionate barre di alluminio o rame pesanti non isolate.

Un rotore di tipo slip-ring è costituito da avvolgimenti trifase che sono internamente stellati a un'estremità e le altre estremità sono portate all'esterno e collegate agli anelli di contatto montati sull'albero del rotore. E per sviluppare una coppia di spunto elevata, questi avvolgimenti sono collegati al reostato con l'aiuto di spazzole di carbone. Questo resistore esterno o reostato viene utilizzato solo nel periodo iniziale. Quando il motore raggiunge la velocità normale, le spazzole vengono cortocircuitate e il rotore avvolto funziona come un rotore a gabbia di scoiattolo.

“circuito di protezione contro le sovratensioni per l'alimentazione ”

Principio di funzionamento del motore a induzione trifase

Quando il motore è eccitato con un'alimentazione trifase, l'avvolgimento dello statore trifase produce un campo magnetico rotante con 120 spostamenti a grandezza costante che ruota a velocità sincrona. Questo campo magnetico variabile taglia i conduttori del rotore e induce una corrente in essi secondo il principio delle leggi di Faraday sull'induzione elettromagnetica. Quando questi conduttori del rotore sono in cortocircuito, la corrente inizia a fluire attraverso questi conduttori.
In presenza del campo magnetico dello statore, vengono posizionati i conduttori del rotore e quindi, secondo il principio della forza di Lorenz, una forza meccanica agisce sul conduttore del rotore. Pertanto, tutti i conduttori del rotore esercitano una forza, cioè la somma delle forze meccaniche, produce una coppia nel rotore che tende a muoverlo nella stessa direzione del campo magnetico rotante.
La rotazione del conduttore di questo rotore può anche essere spiegata dalla legge di Lenz che dice che le correnti indotte nel rotore si oppongono alla causa della sua produzione, qui questa opposizione è il campo magnetico rotante. Questo risultato il rotore inizia a ruotare nella stessa direzione del campo magnetico rotante dello statore. Se la velocità del rotore è superiore alla velocità dello statore, nessuna corrente indurrà nel rotore perché il motivo della rotazione del rotore è la velocità relativa del rotore e dei campi magnetici dello statore. Questo statore e la differenza di campo del rotore sono chiamati scorrimento. È così che un motore trifase viene chiamato macchina asincrona a causa di questa differenza di velocità relativa tra lo statore e i rotori.
Come abbiamo discusso sopra, la velocità relativa tra il campo dello statore e i conduttori del rotore fa ruotare il rotore in una particolare direzione. Quindi, per produrre la rotazione, la velocità del rotore Nr deve essere sempre inferiore alla velocità del campo dello statore Ns, e la differenza tra questi due parametri dipende dal carico sul motore.

La differenza di velocità o lo scorrimento del motore a induzione CA è data come

“esempi di ac e dc ”

Quando lo statore è fermo, Nr = 0 quindi lo scorrimento diventa 1 o 100%.
Quando Nr è a velocità sincrona, lo scorrimento diventa zero quindi il motore non funziona mai a velocità sincrona.
Lo scorrimento nel motore a induzione trifase da vuoto a pieno carico è compreso tra lo 0,1% e il 3%, ecco perché i motori a induzione sono chiamati motori a velocità costante.

Controllo SVPWM del motore a induzione trifase

Più comunemente per il controllo dei motori a induzione, vengono utilizzati azionamenti basati su inverter PWM. Rispetto agli azionamenti a frequenza fissa, questi Controllo delle immersioni PWM l'ampiezza della tensione e della frequenza della corrente, nonché la tensione applicata al motore a induzione. Modificando i segnali PWM applicati ai gate dell'interruttore di alimentazione, viene variata anche la quantità di potenza erogata da questi azionamenti in modo da ottenere il controllo della velocità del motore a induzione trifase.

Controllo SVPWM del motore a induzione trifase di Edgefxkits.com

Un certo numero di schemi di modulazione di larghezza di impulso (PWM) viene utilizzato per il controllo dei motori trifase. Ma vengono utilizzati più ampiamente Sine PWM (SPWM) e space vector PWM (SVPWM). Rispetto a SPWM, il controllo SVPWM fornisce un livello più elevato di tensione fondamentale e contenuto armonico ridotto. Qui abbiamo dato un'implementazione pratica di questo controllo SVPWM usando 8051 microcontrollori .

Nel circuito sottostante, viene utilizzato un inverter di tensione a tre livelli per ottenere tre tensioni di uscita a seconda della tensione del bus CC. L'alimentazione monofase viene rettificata per fornire alimentazione CC sia al circuito del microcontrollore che ai circuiti dell'invertitore.8051 Il microcontrollore è programmato per produrre segnali SVPWM che vengono forniti al circuito integrato del gate driver.

Diagramma a blocchi del controllo SVPWM del motore a induzione trifase di Edgefxkits.com

Il circuito inverter comprende sei MOSFET per produrre un'alimentazione trifase variabile, per ogni fase vengono distribuiti due MOSFET. Questi gate MOSFET sono collegati al gate driver IC. Alla ricezione dei segnali PWM dagli interruttori del gate driver del microcontrollore i MOSFET in modo che venga prodotta la tensione di uscita CA variabile. Pertanto, questa variabile AC con un cambiamento di tensione e frequenza varia la velocità del motore .

Queste sono le informazioni di base sul motore a induzione CA con costruzione e principio di funzionamento. Oltre a questo, la tecnica SVPWM di controllo della velocità del motore ha molti vantaggi rispetto ad altre tecniche PWM come abbiamo visto sopra. Se hai dubbi su il microcontrollore di programmazione per implementare la tecnica SVPWM in esso, puoi contattarci commentando di seguito.

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