Métodos de control de motores de CC en ACS

El control de un motor de CC en ACS implica cambiar la velocidad de rotación en proporción a una determinada señal de control, o mantener esta velocidad sin cambios bajo la influencia de factores desestabilizadores externos.

Hay 4 métodos principales de control que aplican los principios anteriores:

• control de reóstato-contactor;

• control por el sistema «generador-motor» (G-D);

• gestión según el sistema «rectificador controlado-D» (UV-D);

• control de los impulsos.

Un estudio detallado de estos métodos es el tema de TAU y el curso Conceptos básicos de accionamiento eléctrico. Consideraremos solo las disposiciones principales que están directamente relacionadas con la electromecánica.

Control de reóstato-contactor

Generalmente se utilizan tres esquemas:

• al ajustar la velocidad n de 0 a nnom, el reóstato se incluye en el circuito de armadura (control de armadura);

• si es necesario obtener n> nnom, el reóstato se incluye en el circuito OF (control de polo);

• para regular la velocidad n <nnom y n> nnom, se incluyen reóstatos tanto en el circuito de armadura como en el circuito OF.

Los esquemas anteriores se utilizan para el control manual.La conmutación por pasos se utiliza para el control automático. Rpa y Rrv mediante contactores (relés, interruptores electrónicos).

Si se requiere un control de velocidad suave y preciso, la cantidad de resistencias de conmutación y elementos de conmutación debe ser grande, lo que aumenta el tamaño del sistema, aumenta el costo y reduce la confiabilidad.

Gestión del Sistema G-D

Regulación de la velocidad de 0 a según el esquema de la fig. producido ajustando Rv (Ucambio de 0 a nnom). Para obtener una velocidad del motor mayor que nnom, cambiando Rvd (la reducción de la corriente del OB del motor reduce su flujo principal Ф, lo que conduce a un aumento en la velocidad n).

El interruptor S1 está diseñado para invertir el motor (cambiar la dirección de rotación de su rotor).

Dado que el control de D se logra ajustando las corrientes de excitación D y D relativamente pequeñas, se adapta fácilmente a las tareas de ACS.

La desventaja de tal esquema es el gran tamaño del sistema, el peso, la baja eficiencia, ya que hay una triple conversión de conversión de energía (eléctrica a mecánica y viceversa, y en cada etapa hay pérdidas de energía).

Rectificador Controlado - Sistema Motor

El sistema "rectificador - motor controlado" (ver figura) es similar al anterior, pero en lugar de una máquina eléctrica fuente de tensión regulada, compuesta por, por ejemplo, un motor trifásico de corriente alterna y controlado G=T, por ejemplo, también se utiliza un rectificador electrónico de tiristores trifásicos.

Las señales de control son generadas por una unidad de control separada y proporcionan el ángulo de apertura necesario de los tiristores, proporcional a la señal de control Uy.

Las ventajas de un sistema de este tipo son la alta eficiencia, el pequeño tamaño y el peso.

La desventaja con respecto al circuito anterior (G-D) es el deterioro de las condiciones de conmutación D debido al rizado de la corriente de armadura, especialmente cuando se alimenta desde una red monofásica.

Control de los impulsos

Los pulsos de voltaje se alimentan al motor utilizando un interruptor de pulso modulado (PWM, VIM) de acuerdo con el voltaje de control.

Por lo tanto, el cambio en la velocidad de rotación del inducido no se logra cambiando el voltaje de control, sino cambiando el tiempo durante el cual se suministra el voltaje nominal al motor. Es obvio que el funcionamiento del motor consiste en períodos alternos de aceleración y desaceleración (ver figura).

Si estos períodos son pequeños en comparación con la aceleración total y el tiempo de parada de la armadura, entonces la velocidad n no tiene tiempo para alcanzar los valores estacionarios nnom durante la aceleración o n = 0 durante la desaceleración hasta el final de cada período, y un determinado promedio se establece la velocidad de navegación, cuyo valor está determinado por la duración relativa de la activación.

Por lo tanto, el ACS requiere un circuito de control cuyo propósito es convertir una señal de control constante o variable en una secuencia de pulsos de control con un tiempo de activación relativo que es función dada de la magnitud de esa señal. Los dispositivos semiconductores de potencia se utilizan como elementos de conmutación: transistores de campo y bipolares, tiristores.