Il semplice circuito del controller del motore di derivazione CC presentato nel seguente articolo utilizza un variac. Questo design facilita l'arresto istantaneo del motore in qualsiasi fase con un semplice tocco di un interruttore, insieme all'inversione della direzione del motore. Fornisce inoltre il controllo della velocità del motore con un elevato livello di precisione.
Panoramica
I controller per motori a semionda TRIAC e SCR per motori di piccole serie sono piuttosto popolari ed economici e fanno già parte degli utensili elettrici portatili e degli apparecchi compatti.
Detto questo, i controlli di velocità elettronici per c.c. più grandi. i motori da 1/4 e 1/3 HP sono in realtà più complicati.
I grandi motori di derivazione CC in questa gamma di potenza sono, inoltre, i preferiti dell'industria automobilistica, che funzionano dai ventilatori del loft ai trapani a colonna, sebbene fondamentalmente tutti questi tipi di motori siano in corrente alternata. motori a induzione con una sola velocità o, forse, un paio di velocità variabili.
Mentre un motore da 1/3 cavalli, 1750 RPmin, 117 volt in corrente continua con avvolgimento in derivazione il motore può essere costoso, potrebbe valere il prezzo e puoi trovarne alcuni sul mercato in eccesso.
Con un opportuno controllo della velocità, questi d.c. i motori possono essere una cosa meravigliosa da vedere, azionare un trapano o un tornio.
Come funziona un motore di derivazione CC
Il motore di derivazione CC funziona praticamente con una velocità costante, indipendentemente dal carico. Questi motori sono tipicamente utilizzati in applicazioni industriali ed è generalmente preferito dove le situazioni di avviamento non sono spesso gravi.
La velocità del motore avvolto in shunt potrebbe essere controllata con un paio di metodi: primo, ponendo una resistenza in serie all'armatura del motore, che potrebbe conseguentemente rallentarne la velocità: e secondo, ponendo una resistenza in serie al cablaggio di campo dove la velocità potrebbe mostrare un cambiamento con il cambiamento nel carico. In quest'ultimo caso, le velocità rimarranno praticamente stabili per una data impostazione e verranno caricate sul controller. Quest'ultimo è considerato il più comunemente utilizzato per impianti a velocità variabile, come nelle macchine utensili.
Il motore di derivazione è forse il motore a corrente continua più diffuso nell'industria di questi tempi. Il motore in derivazione è costituito essenzialmente dall'armatura, contrassegnata come A1 e A2, e dai fili di campo, contrassegnati da F1 e F2.
L'avvolgimento nel campo di derivazione è costituito da diverse spire di filo sottile, che contribuiscono a una bassa corrente di campo di derivazione e una corrente di armatura ragionevole. Il motore a corrente continua di shunt consente una coppia di avviamento che può variare con le specifiche di carico, che possono essere contrastate tramite un controllo preciso della tensione del campo di derivazione.
Importanza della bobina di campo
Nel caso in cui la bobina di campo venga interrotta in un motore di derivazione, potrebbe accelerare leggermente fino a quando l'EMF posteriore non sale a un livello appena sufficiente per disattivare la corrente che genera la coppia. In parole povere, il motore in derivazione non si danneggerà mai da solo quando perde il suo campo, ma la potenza di coppia richiesta per svolgere il lavoro verrà semplicemente rimossa, facendo perdere al motore la sua capacità principale per cui era stato progettato.
Molte delle applicazioni tipiche del motore di derivazione CC sono i torni per officine meccaniche e le linee di processo industriali che richiedono un controllo cruciale della velocità e della coppia sul motore.
Caratteristiche principali
Le caratteristiche principali sono che puoi cambiare la manopola della velocità per il controllo della velocità, insieme a una funzione di frenata dinamica, che ti consente di fermare il motore pesante quasi istantaneamente senza aspettare mentre il motore procede per inerzia.
Il circuito di controllo della velocità basato su variac come mostrato di seguito, funziona bene su uno di questi 1/3 di potenza c.c. motore, non è cruciale il tipo di motore che sta controllando, purché la sua tensione nominale corrisponda all'alimentazione in ingresso, sia avvolto in derivazione e funzioni con un massimo di circa 3 ampere al 100% di carico.
Utilizzo di un autotrasformatore Variac
Il circuito mostrato incorpora un dispositivo che molti ingegneri potrebbero considerare piuttosto rozzo e antiquato, sì, è l'autotrasformatore variabile.
Tra le tante caratteristiche utili, un variac consentirà una potente frenata al tuo motore ad alta potenza, può funzionare senza dipendere da circuiti di feedback: il che garantisce minima instabilità o nessuna incompatibilità con diverse forme di motori o disparità di carico meccanico.
Come funziona
Nel circuito di controllo della velocità basato su variac di Fig.1, il raddrizzatore a semionda DI fornisce il campo di shunt per la corrente continua. il motore. Il condensatore di filtro C fornisce la quantità di tensione necessaria e rimuove qualsiasi instabilità nelle operazioni che potrebbe essere presente con un'alimentazione di campo non filtrata. L'autotrasformatore variabile T regola la tensione di armatura e quindi la velocità del motore.
L'uscita dal variac è data a un ponte standard, raddrizzatore D2. L'uscita del raddrizzatore è data all'armatura del motore tramite i contatti N / O di un 117 volt a.c. acceso. relè K.
Ogni volta che il motore deve essere arrestato, l'interruttore 'Run' S2 viene aperto, che cambia sui suoi contatti normalmente chiusi e collega la resistenza di frenatura dinamica R attraverso l'armatura.
Durante il periodo di inerzia del motore, funziona come una c.c. Generatore. La potenza generata a causa di è viene dissipata nel resistore R, provocando un carico adeguato del motore e questo costringe il motore ad arrestarsi bruscamente.
Considerando che la bobina di campo del motore deve essere eccitata per implementare l'azione di frenatura, è incluso un interruttore indipendente S1 per l'alimentazione di campo.
Di conseguenza, durante il funzionamento del sistema, S1 viene mantenuto acceso, abilitando la spia come spia di avvertimento. L'energia di campo necessaria per un normale motore di derivazione da 1/3 di potenza è di circa 35 watt, poiché la resistenza di campo normalmente funziona con circa 400 ohm.
Specifiche del motore
La corrente di campo può essere prossima a 350 mA. La corrente nominale a pieno carico di un motore da 1/3 hp è prossima a 3 ampere c.c. o circa il 50% della corrente di linea consumata da una corrente alternata comparabile. motore a induzione.
Lo shunt c.c. il motore ha un fattore di potenza del 100% ed è particolarmente più efficiente. Ciascuna delle parti funziona senza riscaldamento, ad eccezione della resistenza di frenatura R. Nel caso in cui il motore aziona un carico con un enorme effetto volano e viene arrestato ripetutamente a velocità maggiori, la resistenza dovrà convertire una grande quantità di energia cinetica in calore. Con carichi a bassa inerzia come un trapano a colonna, i resistori potrebbero non affrontare alcun problema di riscaldamento.
I contatti del relè K devono essere tarati con non meno di 10 ampere. La corrente di frenatura è generalmente eccessiva, sebbene appaia per un breve periodo di tempo i picchi iniziali tendono ad essere consistenti poiché la corrente continua. la resistenza dell'armatura è normalmente solo uno o due ohm. La corrente di lavoro del motore è, non a caso, limitata dalla quantità di ritorno e.m.f che genera.
Suggerimenti per la costruzione e la sicurezza
Il circuito mostrato sopra potrebbe essere costruito in una scatola di alimentazione metallica da 6 'x 6' x 6 '.
Considerando che l'intero circuito è caldo a terra alla tensione della linea di alimentazione, l'isolamento e la messa a terra consapevoli sono estremamente vitali per la sicurezza di base. Il cavo di alimentazione deve essere del tipo con messa a terra a 3 fili.
Il filo di terra verde deve essere accoppiato alla scatola metallica e successivamente portato via alla struttura del motore. Si prega di non trascurare o ignorare l'uso del fusibile.
Controllo SCR vs Controllo Variac
Variabile autotrasformatori o le variabili sono incredibilmente resistenti e di lunga durata. L'uscita di questi dispositivi è a bassa impedenza quindi la tensione di armatura fornisce un'ottima regolazione nei confronti delle variazioni di corrente di carico.
Un circuito a commutazione SCR, con angoli di conduzione più piccoli, è naturalmente una sorgente di impedenza piuttosto elevata e quindi presenta una regolazione inferiore.
I controllori motore che utilizzano SCR, di conseguenza, includere cicli di feedback appositamente progettato al loro interno, che rende la fase degli impulsi di accensione basata principalmente sul dorso e.m.f. del motore e anche sulle regolazioni del potenziometro di controllo.
Un controllo SCR a onda intera ben progettato è davvero estremamente buono, tuttavia è effettivamente complesso con il loro design. Nella gamma 1/3 di potenza, il circuito dell'autotrasformatore variabile è semplice, efficiente e facile da montare dall'utente.
In situazioni in cui il carico meccanico sul motore ha un'inerzia ridotta, a volte è ragionevole lasciare fuori l'interruttore 'Run', S2, e controllare tutto dall'interruttore 'Standby' S1.
La frenatura attiva può continuare a svolgere il lavoro in una certa misura a causa del flusso magnetico in eccesso all'interno dell'avvolgimento di campo del motore.
Ovunque ciò sia possibile, offre il vantaggio di non essere affidabile in 'standby', tutto viene spento fino a quando l'interruttore principale S1 non viene portato su ON.
Se il motore deve essere ruotato in senso inverso, è sufficiente configurare un d.p.d.t. interruttore, attaccato incrociato per le operazioni, attraverso l'alimentazione dell'armatura e l'armatura.
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