Dispositivos de control de velocidad del motor
Los motores eléctricos asíncronos se utilizan ampliamente en los circuitos de freno contracorriente. relé de control de velocidad de inducción... El eje de entrada del relé 5, en el que se monta un imán permanente cilíndrico 4, está conectado al eje del motor eléctrico, cuya velocidad angular se debe controlar.
Cuando el motor eléctrico gira, el campo magnético cruza los cables del cortocircuito 3 del estator giratorio 6. Se induce un EMF en el devanado, cuyo valor es proporcional a la velocidad angular de rotación del eje. Bajo su influencia, aparece una corriente en la bobina y surge una fuerza de interacción que tiende a girar el estator 6 en la dirección de rotación del imán.
A una cierta velocidad de rotación, la fuerza aumenta tanto que el limitador 2, superando la resistencia del resorte plano, cambia los contactos del relé. El relé está equipado con dos nodos de contacto: 1 y 7, que se conmutan según el sentido de giro.
Figura 1. Relé de control de velocidad inductivo
Un relé de control de velocidad de inducción tiene un diseño bastante complejo y baja precisión que solo puede ser aceptable para sistemas de control bastos. Se puede lograr una mayor precisión en la regulación de la velocidad mediante el uso de un tacogenerador, una micromáquina de medición, cuyo voltaje en los terminales es directamente proporcional a la velocidad de rotación.
Los generadores tacométricos se utilizan en sistemas de retroalimentación de accionamiento de velocidad variable con un amplio rango de rpm y, por lo tanto, tienen un error de solo un pequeño porcentaje. Los más comunes son los tacogeneradores de corriente continua.
En la Fig. 2 muestra un diagrama de un relé de control de velocidad para un motor eléctrico M que usa un tacogenerador G, cuyo circuito de armadura incluye un relé electromagnético K y un reóstato regulador R. Cuando el voltaje en los terminales de armadura del tacogenerador excede el voltaje de operación, el relé se enciende en el circuito externo.
Figura 2. Relé de control de velocidad con tacogenerador
Figura 3. Esquema de un puente de tacómetro
A medida que aumenta la resistencia del circuito del inducido, aumenta la precisión del circuito. Por lo tanto, a veces el relé se conecta al tacogenerador a través de un amplificador semiconductor intermedio. También es posible usar elementos de umbral semiconductores sin contacto con un voltaje de respuesta estable para este propósito.
La confiabilidad del circuito se puede mejorar si el tacogenerador de CC se reemplaza por un tacogenerador asíncrono sin contacto.
Un tacogenerador asíncrono tiene un rotor hueco no magnético hecho en forma de vidrio. El estator tiene dos devanados en un ángulo de 90 ° entre sí. Una de las bobinas está conectada a una red de corriente alterna.Se elimina un voltaje sinusoidal del otro devanado, que es proporcional a la velocidad del rotor. La frecuencia de la tensión de salida es siempre igual a la frecuencia de la red.
En los motores DC Executive modernos, el tacogenerador está integrado en la misma carcasa que la máquina y está montado en el mismo eje que el motor principal. Esto reduce la ondulación del voltaje de salida y mejora la precisión de la regulación de velocidad.
Los tacogeneradores de CC tipo PT-1 con excitación electromagnética se utilizan comúnmente en los motores eléctricos de la serie PBST. Alto par motores de corriente continua Tengo un tacómetro excitado de imán permanente incorporado.
En los casos en que el motor de CC M no tiene un tacogenerador, su velocidad se puede controlar midiendo la FEM del inducido. Para ello se utiliza un circuito puente taquimétrico, el cual está formado por dos resistencias: R1 y R2, inducido Ri y polos adicionales de la máquina Rdp. Voltaje de salida del puente del tacómetro Uout = U1 — Udp, o
Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω
La última igualdad es válida bajo la condición de que el flujo magnético del motor eléctrico sea constante. Incluyendo un elemento umbral a la salida del puente tacométrico, se obtiene un relé que se ajusta a una determinada velocidad angular de giro. La precisión del puente del tacómetro es baja debido a la variabilidad de la resistencia de contacto de las escobillas y al desequilibrio de calentamiento de la resistencia.
Si el motor de CC funciona con una característica artificial y se incluye una gran resistencia adicional en el inducido, la función del relé de velocidad se puede realizar mediante un relé de tensión conectado a los terminales del inducido.
Tensión en el inducido del motor eléctrico Uja = E + IjaRja.
Como I = (U — E) / (Ri + Rext), obtenemos Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, entonces el segundo término puede despreciarse y el voltaje terminal del inducido puede considerarse directamente proporcional a la fem y la velocidad de rotación del motor.
Figura 4. Control de velocidad con relés de tensión
Figura 5. Relé de control de velocidad centrífugo
Tienen un diseño muy simple. interruptores de velocidad centrífuga... La base del relé es una placa frontal de plástico 4, montada en un eje, cuya velocidad de rotación debe controlarse. En la placa frontal se fija un resorte plano 3 con un contacto móvil masivo 2 y un contacto ajustable fijo 1. El resorte está hecho de acero especial, cuyo módulo de elasticidad es prácticamente independiente de los cambios de temperatura.
Cuando la placa frontal gira, una fuerza centrífuga actúa sobre el contacto móvil, que a una cierta velocidad de rotación supera la resistencia del resorte plano y cambia los contactos. La corriente se suministra al dispositivo de contacto a través de anillos colectores y escobillas, que no se muestran en la figura. Dichos relés se utilizan en sistemas de estabilización de velocidad para micromotores de corriente continua. A pesar de su sencillez, el sistema mantiene la velocidad con un error del orden del 2%.
