Métodos de controle de motores DC em ACS

O controle de um motor DC no ACS implica alterar a velocidade de rotação proporcionalmente a um determinado sinal de controle ou manter essa velocidade inalterada sob a influência de fatores desestabilizadores externos.

Existem 4 métodos principais de controle que aplicam os princípios acima:

• controle reostato-contator;

• comando pelo sistema «gerador-motor» (G-D);

• gestão de acordo com o sistema «retificador-D controlado» (UV-D);

• controle de impulso.

Um estudo detalhado desses métodos é o assunto do curso TAU e Basics of Electric Drive. Consideraremos apenas as principais disposições que estão diretamente relacionadas à eletromecânica.

Controle do reostato-contator

Três esquemas são comumente usados:

• ao ajustar a velocidade n de 0 a nnom, o reostato é incluído no circuito da armadura (controle da armadura);

• se for necessário obter n> nnom, o reostato é incluído no circuito OF (controle de polos);

• para regular a velocidade n <nnom e n> nnom, os reostatos são incluídos tanto no circuito da armadura quanto no circuito OF.

Os esquemas acima são usados ​​para controle manual.A comutação por etapas é usada para controle automático. Rpa e Rrv usando contatores (relés, chaves eletrônicas).

Se for necessário um controle de velocidade preciso e suave, o número de resistores de comutação e elementos de comutação deve ser grande, o que aumenta o tamanho do sistema, aumenta o custo e reduz a confiabilidade.

Gestão do Sistema G-D

Regulação da velocidade de 0 a de acordo com o esquema da fig. produzido pelo ajuste de Rv (Umudança de 0 para nnom). Para obter uma velocidade do motor maior que nnom - alterando Rvd (reduzindo a corrente do OB do motor reduz seu fluxo principal Ф, o que leva a um aumento na velocidade n).

A chave S1 foi projetada para inverter o motor (alterar o sentido de rotação de seu rotor).

Uma vez que o controle de D é realizado ajustando as correntes de excitação relativamente pequenas D e D, ele é facilmente adaptado às tarefas do ACS.

A desvantagem de tal esquema é o grande tamanho do sistema, peso, baixa eficiência, pois há uma conversão tripla da conversão de energia (elétrica para mecânica e vice-versa, e em cada estágio há perdas de energia).

Retificador Controlado - Sistema Motor

O sistema "retificador controlado - motor" (ver figura) é semelhante ao anterior, mas em vez de uma fonte máquina elétrica de tensão regulada, constituída, por exemplo, por um motor trifásico AC e G = T controlado, para por exemplo, um retificador eletrônico tiristor trifásico também é usado.

Os sinais de controle são gerados por uma unidade de controle separada e fornecem o ângulo de abertura necessário dos tiristores, proporcional ao sinal de controle Uy.

As vantagens de tal sistema são alta eficiência, tamanho e peso pequenos.

A desvantagem em relação ao circuito anterior (G-D) é a deterioração das condições de chaveamento D devido à ondulação da corrente de armadura, principalmente quando alimentada por uma rede monofásica.

Controle de impulso

Os pulsos de tensão são alimentados ao motor usando um chopper de pulso modulado (PWM, VIM) de acordo com a tensão de controle.

Assim, a mudança na velocidade de rotação da armadura é obtida não pela mudança da tensão de controle, mas pela mudança do tempo durante o qual a tensão nominal é fornecida ao motor. É óbvio que o funcionamento do motor consiste em períodos alternados de aceleração e desaceleração (ver figura).

Se esses períodos forem pequenos em comparação com o tempo total de aceleração e parada da armadura, então a velocidade n não tem tempo para atingir os valores estacionários nnom durante a aceleração ou n = 0 durante a desaceleração até o final de cada período, e a determinada média é definida como velocidade de navegação, cujo valor é determinado pela duração relativa da ativação.

Portanto, o ACS requer um circuito de controle cujo objetivo é converter um sinal de controle constante ou variável em uma sequência de pulsos de controle com um tempo de ativação relativo que é uma função dada da magnitude desse sinal. Dispositivos semicondutores de potência são usados ​​como elementos de comutação - transistores de campo e bipolares, tiristores.