Metodi di controllo del motore CC in ACS

Il controllo di un motore CC in ACS implica o la modifica della velocità di rotazione in proporzione a un determinato segnale di controllo o il mantenimento invariato di questa velocità sotto l'influenza di fattori destabilizzanti esterni.

Esistono 4 principali metodi di controllo che applicano i principi di cui sopra:

• comando reostato-contattore;

• controllo mediante il sistema «generatore-motore» (G-D);

• gestione secondo il sistema «raddrizzatore controllato-D» (UV-D);

• controllo dell'impulso.

Uno studio approfondito di questi metodi è oggetto del corso TAU e Basics of Electric Drive. Considereremo solo le principali disposizioni direttamente correlate all'elettromeccanica.

Controllo reostato-contattore

Tre schemi sono comunemente usati:

• quando si regola la velocità n da 0 a nnom, il reostato è incluso nel circuito dell'armatura (controllo dell'armatura);

• se è necessario ottenere n> nnom, il reostato viene inserito nel circuito OF (pole control);

• per regolare la velocità n <nnom e n> nnom vengono inseriti dei reostati sia nel circuito di armatura che nel circuito OF.

Gli schemi di cui sopra sono utilizzati per il controllo manuale.La commutazione a gradini viene utilizzata per il controllo automatico. Rpa e Rrv utilizzando contattori (relè, interruttori elettronici).

Se è richiesto un controllo della velocità preciso e fluido, il numero di resistori di commutazione e di elementi di commutazione deve essere elevato, il che aumenta le dimensioni del sistema, aumenta i costi e riduce l'affidabilità.

Gestione del sistema G-D

Regolazione della velocità da 0 a secondo lo schema di fig. prodotto regolando Rv (Uchange da 0 a nnom). Ottenere una velocità del motore maggiore di nnom - cambiando Rvd (riducendo la corrente dell'OB del motore si riduce il suo flusso principale Ф, che porta ad un aumento della velocità n).

L'interruttore S1 è progettato per invertire il motore (cambiare la direzione di rotazione del suo rotore).

Poiché il controllo di D si ottiene regolando le correnti di eccitazione relativamente piccole D e D, è facilmente adattabile ai compiti ACS.

Lo svantaggio di un tale schema è la grande dimensione del sistema, il peso, la bassa efficienza, poiché vi è una triplice conversione della conversione dell'energia (da elettrica a meccanica e viceversa, e in ogni fase ci sono perdite di energia).

Raddrizzatore controllato - Sistema motore

Il sistema "raddrizzatore controllato - motore" (vedi figura) è simile al precedente, ma invece di una macchina elettrica sorgente di tensione regolata, costituita, ad esempio, da un motore trifase in corrente alternata e controllato G = T, per esempio, viene utilizzato anche un raddrizzatore elettronico a tiristori trifase.

I segnali di controllo sono generati da un'unità di controllo separata e forniscono il necessario angolo di apertura dei tiristori, proporzionale al segnale di controllo Uy.

I vantaggi di un tale sistema sono l'elevata efficienza, le dimensioni ridotte e il peso.

Lo svantaggio rispetto al circuito precedente (G-D) è il deterioramento delle condizioni di commutazione D dovuto al ripple di corrente di armatura, soprattutto se alimentato da rete monofase.

Controllo dell'impulso

Gli impulsi di tensione vengono inviati al motore mediante un chopper di impulsi modulato (PWM, VIM) in base alla tensione di controllo.

Pertanto, la variazione della velocità di rotazione dell'indotto si ottiene non modificando la tensione di controllo, ma modificando il tempo durante il quale la tensione nominale viene fornita al motore. È ovvio che il funzionamento del motore consiste in periodi alternati di accelerazione e decelerazione (vedi figura).

Se questi periodi sono piccoli rispetto all'accelerazione totale e al tempo di arresto dell'armatura, allora la velocità n non ha il tempo di raggiungere i valori stazionari nnom durante l'accelerazione o n = 0 durante la decelerazione fino alla fine di ciascun periodo, e a determinata media è la velocità di navigazione impostata, il cui valore è determinato dalla relativa durata di attivazione.

Pertanto, l'ACS richiede un circuito di controllo il cui scopo è quello di convertire un segnale di controllo costante o variabile in una sequenza di impulsi di controllo con un tempo di attivazione relativo che è una data funzione dell'ampiezza di quel segnale. I dispositivi a semiconduttore di potenza sono utilizzati come elementi di commutazione - transistor di campo e bipolari, tiristori.