Dispositivi di controllo della velocità del motore

I motori elettrici asincroni sono ampiamente utilizzati nei circuiti di frenatura controcorrente. relè di controllo della velocità di induzione... L'albero di ingresso del relè 5, su cui è montato un magnete permanente cilindrico 4, è collegato all'albero del motore elettrico, la cui velocità angolare deve essere controllata.

Quando il motore elettrico ruota, il campo magnetico attraversa i fili del cortocircuito 3 dello statore rotante 6. Nell'avvolgimento viene indotto un EMF, il cui valore è proporzionale alla velocità angolare di rotazione dell'albero. Sotto la sua influenza, appare una corrente nella bobina e sorge una forza di interazione, che tende a ruotare lo statore 6 nella direzione di rotazione del magnete.

Ad una certa velocità di rotazione, la forza aumenta così tanto che il limitatore 2, superando la resistenza della molla piatta, commuta i contatti del relè. Il relè è dotato di due nodi di contatto: 1 e 7, che vengono commutati in base al senso di rotazione.

Figura 1. Relè di controllo velocità induttivo

Un relè di controllo della velocità di induzione ha un design piuttosto complesso e una bassa precisione che può essere accettabile solo per i sistemi di controllo grossolani. È possibile ottenere una maggiore precisione nella regolazione della velocità utilizzando un generatore tachimetrico, una micromacchina di misurazione, la cui tensione ai terminali è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione.

I generatori tachimetrici sono utilizzati nei sistemi di retroazione dell'azionamento a velocità variabile con un'ampia gamma di giri/min e pertanto presentano un errore di solo una piccola percentuale. I più comuni sono i tachogeneratori DC.

Nella fig. 2 mostra uno schema di un relè di controllo della velocità per un motore elettrico M che utilizza un tachogeneratore G, il cui circuito di armatura include un relè elettromagnetico K e un reostato di regolazione R. Quando la tensione ai terminali di armatura del tachogeneratore supera la tensione operativa, il relè è attivato nel circuito esterno.

Figura 2. Relè di controllo della velocità con dinamo tachimetrica

Figura 3. Schema di un ponte tachimetrico

All'aumentare della resistenza del circuito dell'armatura, aumenta la precisione del circuito. Pertanto, a volte il relè è collegato al tachogeneratore tramite un amplificatore a semiconduttore intermedio. A tale scopo è anche possibile utilizzare elementi di soglia senza contatto a semiconduttore con una tensione di risposta stabile.

L'affidabilità del circuito può essere migliorata se il generatore tachimetrico CC viene sostituito da un generatore tachimetrico asincrono senza contatto.

Un generatore tachimetrico asincrono ha un rotore cavo non magnetico realizzato sotto forma di vetro. Lo statore ha due avvolgimenti con un angolo di 90 ° l'uno rispetto all'altro. Una delle bobine è collegata a una rete di corrente alternata.Una tensione sinusoidale viene rimossa dall'altro avvolgimento, che è proporzionale alla velocità del rotore. La frequenza della tensione di uscita è sempre uguale alla frequenza della rete.

Nei moderni motori DC Executive, la dinamo tachimetrica è integrata nello stesso alloggiamento della macchina ed è montata sullo stesso albero del motore principale. Ciò riduce l'ondulazione della tensione di uscita e migliora la precisione della regolazione della velocità.

I generatori tachimetrici CC di tipo PT-1 con eccitazione elettromagnetica sono comunemente utilizzati nei motori elettrici della serie PBST. Coppia elevata Motori a corrente continua Ho un tachimetro eccitato a magneti permanenti incorporato.

Nei casi in cui il motore CC M non dispone di un generatore tachimetrico, la sua velocità può essere controllata misurando l'EMF dell'indotto. Per questo viene utilizzato un circuito a ponte tachimetrico, formato da due resistori: R1 e R2, armatura Ri e poli aggiuntivi della macchina Rdp. Tensione di uscita del ponte tachimetrico Uout = U1 — Udp, o

Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω

L'ultima uguaglianza è valida a condizione che il flusso magnetico del motore elettrico sia costante. Includendo un elemento di soglia all'uscita del ponte tachimetrico, si ottiene un relè tarato ad una certa velocità angolare di rotazione. La precisione del ponte tachimetrico è bassa a causa della variabilità della resistenza di contatto della spazzola e dello squilibrio termico della resistenza.

Se il motore CC funziona su una caratteristica artificiale e una grande resistenza aggiuntiva è inclusa nell'indotto, la funzione del relè di velocità può essere eseguita da un relè di tensione collegato ai terminali dell'indotto.

Tensione nell'armatura del motore elettrico Uja = E + IjaRja.

Poiché I = (U — E) / (Ri + Rext), otteniamo Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, allora il secondo termine può essere trascurato e la tensione del terminale di armatura può essere considerata direttamente proporzionale alla fem e alla velocità di rotazione del motore.

Figura 4. Controllo della velocità con relè di tensione

Figura 5. Relè di controllo della velocità centrifuga

Hanno un design molto semplice. interruttori di velocità centrifughi... La base del relè è un frontalino in plastica 4, montato su un albero, la cui velocità di rotazione deve essere controllata. Sulla piastra frontale è fissata una molla piatta 3 con un massiccio contatto mobile 2 e un contatto fisso regolabile 1. La molla è realizzata in acciaio speciale, il cui modulo di elasticità è praticamente indipendente dalle variazioni di temperatura.

Quando il frontalino ruota, una forza centrifuga agisce sul contatto mobile, che ad una certa velocità di rotazione supera la resistenza della molla piatta e commuta i contatti. La corrente viene fornita al dispositivo di contatto tramite collettori rotanti e spazzole, non mostrati in figura. Tali relè sono utilizzati nei sistemi di stabilizzazione della velocità per micromotori DC. Nonostante la sua semplicità, il sistema mantiene la velocità con un errore dell'ordine del 2%.