Control de velocidad de un motor DC

De la ecuación característica electromecánica motor permanente excitación independiente, se deduce que hay tres formas posibles de controlar su velocidad angular:

1) regulación cambiando el valor de resistencia del reóstato en el circuito de armadura,

2) regulación cambiando el flujo de excitación del motor F,

3) ajuste cambiando el voltaje aplicado al devanado del inducido del motor U... La corriente del circuito del inducido AzI y el momento M desarrollado por el motor dependen solo de la magnitud de la carga en su eje.

Considere el primer método para controlar la velocidad de un motor de CC cambiando la resistencia en el circuito del inducido... El diagrama del circuito del motor para este caso se muestra en la Fig. 1, y las características electromecánicas y mecánicas se muestran en la Fig. 2, un.

Arroz. 1. Diagrama de circuito de un motor DC con excitación independiente

Arroz. 2. Características mecánicas de un motor de CC con diferentes resistencias (a) y voltajes (b) del circuito del inducido

Al cambiar la resistencia del reóstato en el circuito del inducido, es posible, con carga nominal, obtener diferentes velocidades angulares del motor eléctrico mediante características artificiales: ω1, ω2, ω3.

Analicemos este método de control de la velocidad angular de los motores de CC utilizando los principales indicadores técnicos y económicos. Dado que este método de ajuste cambia la rigidez de las características en un amplio rango, entonces, a velocidades por debajo de la mitad de la nominal, la estabilidad del funcionamiento del motor se deteriora drásticamente. Por esta razón, el rango de control de velocidad es limitado (e = 2 — H).

Con este método, la velocidad se puede ajustar por debajo de la básica, lo que se demuestra por las características electromecánicas y mecánicas. Es difícil garantizar una alta suavidad de regulación, ya que se requerirá un número significativo de pasos de control y, en consecuencia, un gran número de contactores. El uso completo del motor para la corriente (calefacción) en este caso se logra con la regulación del par de carga constante.

La desventaja de este método es la presencia de pérdidas de potencia significativas durante el ajuste, que son proporcionales al cambio relativo en la velocidad angular. La ventaja del método considerado de control de velocidad angular es la simplicidad y confiabilidad del circuito de control.

Dadas las altas pérdidas en el reóstato a bajas velocidades, este método de control de velocidad se utiliza para unidades con ciclos de trabajo breves e intermitentes.

En el segundo método, el control de la velocidad angular de los motores de CC de excitación independiente se realiza cambiando la magnitud del flujo magnético debido a la introducción de un reóstato adicional en el circuito del devanado de excitación. Cuando el flujo se debilita, la velocidad angular del motor, tanto bajo carga como en ralentí, aumenta, y cuando aumenta el caudal, disminuye. Es prácticamente posible cambiar la velocidad solo hacia arriba debido a la saturación del motor.

A medida que aumenta la velocidad al debilitarse el flujo, el par admisible del motor de CC cambia según la ley de la hipérbola, mientras que la potencia permanece constante. Rango de control de velocidad para este método e = 2 — 4.

Las características mecánicas para diferentes valores de flujo del motor se muestran en la Fig. 2i y 2, b, de los cuales se puede observar que las características dentro de la corriente nominal tienen un alto grado de rigidez.

Los devanados de campo de los motores de CC con excitación independiente tienen una inductancia significativa. Por lo tanto, con un cambio de paso en la resistencia del reóstato en el circuito de devanado de campo, la corriente y, por lo tanto, el flujo cambiarán exponencialmente. En este sentido, el control de la velocidad angular se realizará sin problemas.

Las principales ventajas de este método de control de velocidad son su simplicidad y alta eficiencia.

Este método de control se utiliza en unidades como auxiliar, lo que proporciona un aumento en la velocidad de ralentí del mecanismo.

La tercera forma de controlar la velocidad es cambiar el voltaje aplicado al devanado del inducido del motor.La velocidad angular de un motor de CC, independientemente de la carga, varía en proporción directa al voltaje aplicado a la armadura. Dado que todas las características de control son rígidas y su grado de rigidez permanece invariable para todas las características, el funcionamiento del motor es estable a todas las velocidades angulares y, por lo tanto, se proporciona un amplio rango de control de velocidad independientemente de la carga. Este rango es 10 y puede ampliarse mediante esquemas de control especiales.

Con este método, la velocidad angular se puede disminuir y aumentar con respecto a la básica. La aceleración está limitada por las capacidades de la fuente de voltaje de CA y el Unomer del motor.

Si la fuente de alimentación proporciona la capacidad de variar continuamente el voltaje aplicado al motor, entonces el control de velocidad del motor será suave.

Este método de control es económico porque el control de la velocidad angular de un motor CC excitado independientemente se realiza sin pérdidas de potencia adicionales en el circuito de alimentación del inducido. Para todos los indicadores anteriores, este método de regulación es el mejor en comparación con el primero y el segundo.