Control de velocidad de motores de excitación en paralelo

Frecuencia de rotación motores de corriente continua se puede cambiar de tres maneras: cambiando la resistencia del r -th circuito de armadura, cambiando el flujo magnético Ф, cambiando el voltaje U suministrado al motor.

El primer método rara vez se usa porque es antieconómico, permite controlar la velocidad de rotación solo bajo carga y obliga al uso de características mecánicas con diferentes pendientes. Cuando se controla de esta manera, el límite de par se mantiene constante. El flujo magnético no cambia y suponiendo aproximadamente esto amperaje, determinado por el calentamiento admisible del motor a largo plazo, es el mismo a todas las velocidades, entonces el par máximo admisible también debe ser el mismo a todas las revoluciones.

Los motores de CC de regulación de velocidad con cambio de excitación paralelo en el flujo magnético han ganado una popularidad considerable. El flujo se puede cambiar con un reóstato. A medida que aumenta la resistencia de este reóstato, disminuyen la corriente de excitación y el flujo magnético y aumenta la frecuencia de rotación.Cada valor reducido del flujo magnético Ф corresponde a valores aumentados de n0 y b.

Así que con el debilitamiento del flujo magnético características mecánicas son líneas rectas situadas por encima del elemento natural, no paralelas a él, ya mayor pendiente corresponden los menores caudales. Su número depende del número de contactos del reóstato y puede ser bastante grande. De esta forma, la regulación de la velocidad de rotación por debilitamiento del flujo puede realizarse prácticamente sin escalonamientos.

Si, como antes, suponemos que el amperaje máximo permisible a todas las velocidades es el mismo, entonces P = const

Por lo tanto, al ajustar la velocidad cambiando el flujo magnético, la potencia máxima permitida del motor permanece constante en todas las velocidades.El límite de par cambia en proporción a la velocidad. A medida que aumenta la velocidad del motor, el debilitamiento del campo aumenta la chispa debajo de las escobillas debido a un aumento en el reactivo e. y otros. con inducida en las secciones involucradas del motor.

Cuando el motor funciona con un flujo reducido, la estabilidad de funcionamiento se reduce, especialmente cuando la carga en el eje del motor es variable. A un valor pequeño del flujo, se nota un efecto desmagnetizador de la reacción del inducido. Dado que el efecto de desmagnetización está determinado por la magnitud de la corriente de armadura del motor eléctrico, entonces, con los cambios en la carga, la velocidad del motor cambia bruscamente. Para aumentar la estabilidad de la operación, los motores de velocidad variable con excitación paralela generalmente se suministran con un devanado de campo en serie débil, cuyo flujo compensa parcialmente el efecto desmagnetizador de la reacción del inducido.

Los motores diseñados para operar a velocidades más altas deben tener una mayor resistencia mecánica. A altas velocidades, aumentan las vibraciones del motor y el ruido de funcionamiento. Estas razones limitan la velocidad máxima del motor eléctrico. La velocidad más baja también tiene un cierto límite práctico.

El par nominal determina el tamaño y el coste de los motores de CC (así como de los motores asíncronos), al reducir las revoluciones más pequeñas, en este caso nominales, del motor con una potencia determinada, aumentará su par nominal. Esto aumentará el tamaño del motor.

En las empresas industriales, los motores con rangos de ajuste se utilizan con mayor frecuencia.

Para ampliar el rango de regulación de la velocidad cambiando el flujo magnético, a veces se usa un circuito especial de excitación del motor, que permite mejorar la conmutación y reducir la influencia de la reacción del inducido a altas velocidades del motor. El suministro a las bobinas de los dos pares de polos se divide, formando dos circuitos independientes: el circuito de la bobina de un par de polos y el circuito del otro par.

Uno de los circuitos está conectado a un voltaje constante, en el otro cambia la magnitud y dirección de la corriente. Con esta inclusión, el flujo magnético total que interactúa con la armadura se puede cambiar de la suma de los valores más altos de los flujos de las bobinas de los dos circuitos a su diferencia.

Las bobinas están conectadas de tal manera que todo el flujo magnético siempre pasa por un par de polos. Por lo tanto, la reacción del inducido afecta en menor medida que cuando se debilita el flujo magnético de todos los polos.De este modo, se pueden controlar todos los motores de corriente continua multipolares con devanado inducido ondulatorio. Al mismo tiempo, se logra un funcionamiento estable del motor en un rango significativo de velocidades.

Controlar la velocidad de los motores de CC cambiando el voltaje de entrada requiere el uso de circuitos especiales.

Los motores de CC en comparación con los motores asíncronos son mucho más pesados ​​y varias veces más caros. La eficiencia de estos motores es menor y su operación es más complicada.

Las plantas industriales reciben energía de corriente trifásica y se necesitan convertidores especiales para obtener corriente continua. Esto se debe a pérdidas de energía adicionales. La principal razón para utilizar motores de corriente continua con excitación en paralelo para accionar máquinas de corte de metales es la posibilidad de una regulación prácticamente continua y económica de su velocidad de rotación.

En ingeniería mecánica, se utilizan accionamientos completos con rectificadores y un motor de corriente continua excitado en paralelo (Fig. 1). A través del reóstato de la computadora, se cambia la corriente de excitación del motor eléctrico, proporcionando una regulación casi continua de su velocidad de rotación en el rango de 2: 1. El conjunto de accionamiento incluye un reóstato de arranque RP, así como equipo de protección, en la fig. 1 no se muestra.

Arroz. 1. Esquema de una unidad de CC con un rectificador

VLos rectificadores sumergidos en aceite del transformador (B1 — B6) y todo el equipo se colocan en un gabinete de control, y se instala un reóstato de computadora en una ubicación de servicio conveniente.