Controllo della velocità di un motore DC

Dall'equazione caratteristica elettromeccanica motore permanente eccitazione indipendente, ne consegue che ci sono tre possibili modi per controllare la sua velocità angolare:

1) regolazione modificando il valore di resistenza del reostato nel circuito dell'armatura,

2) regolazione modificando il flusso di eccitazione del motore F,

3) regolazione modificando la tensione applicata all'avvolgimento dell'indotto del motore U... La corrente del circuito dell'indotto AzI e il momento M sviluppato dal motore dipendono solo dall'entità del carico sul suo albero.

Considera il primo metodo per controllare la velocità di un motore CC modificando la resistenza nel circuito dell'armatura ... Lo schema del circuito del motore per questo caso è mostrato in Fig. 1, e le caratteristiche elettromeccaniche e meccaniche sono riportate in Fig. 2, un.

Riso. 1. Schema elettrico di un motore CC con eccitazione indipendente

Riso. 2. Caratteristiche meccaniche di un motore CC a diverse resistenze del circuito di armatura (a) e tensioni (b)

Modificando la resistenza del reostato nel circuito dell'indotto, è possibile a carico nominale ottenere diverse velocità angolari del motore elettrico per caratteristiche artificiali - ω1, ω2, ω3.

Analizziamo questo metodo di controllo della velocità angolare dei motori DC utilizzando i principali indicatori tecnici ed economici. Poiché questo metodo di regolazione modifica la rigidità delle caratteristiche in un ampio intervallo, quindi a velocità inferiori alla metà del valore nominale, la stabilità del funzionamento del motore si deteriora bruscamente. Per questo motivo, il campo di controllo della velocità è limitato (e = 2 — H).

Con questo metodo, la velocità può essere regolata al di sotto di quella base, come dimostrato dalle caratteristiche elettromeccaniche e meccaniche. È difficile garantire un'elevata scorrevolezza della regolazione, poiché sarà necessario un numero significativo di fasi di controllo e un numero corrispondentemente elevato di contattori. Il pieno utilizzo del motore per la corrente (riscaldamento) in questo caso si ottiene con una regolazione della coppia di carico costante.

Lo svantaggio di questo metodo è la presenza di significative perdite di potenza durante la regolazione, che sono proporzionali alla variazione relativa della velocità angolare. Il vantaggio del metodo considerato di controllo della velocità angolare è la semplicità e l'affidabilità del circuito di controllo.

Date le elevate perdite nel reostato a basse velocità, questo metodo di controllo della velocità viene utilizzato per azionamenti con cicli di lavoro brevi e intermittenti.

Nel secondo metodo, il controllo della velocità angolare dei motori a corrente continua di eccitazione indipendente viene effettuato modificando l'entità del flusso magnetico a causa dell'introduzione di un reostato aggiuntivo nel circuito dell'avvolgimento di eccitazione. Quando il flusso è indebolito, la velocità angolare del motore sia sotto carico che al minimo aumenta e quando la portata aumenta, diminuisce. È praticamente possibile variare la velocità solo verso l'alto a causa della saturazione del motore.

All'aumentare della velocità indebolendo il flusso, la coppia ammissibile del motore DC cambia secondo la legge dell'iperbole, mentre la potenza rimane costante. Intervallo di controllo della velocità per questo metodo e = 2 — 4.

Le caratteristiche meccaniche per diversi valori di flusso del motore sono mostrate in Fig. 2i e 2,b, da cui si evince che le caratteristiche all'interno della corrente nominale presentano un elevato grado di rigidezza.

Gli avvolgimenti di campo dei motori CC ad eccitazione indipendente hanno un'induttanza significativa. Pertanto, con una variazione graduale della resistenza del reostato nel circuito dell'avvolgimento di campo, la corrente e quindi il flusso cambieranno in modo esponenziale. A questo proposito, il controllo della velocità angolare verrà eseguito senza intoppi.

I principali vantaggi di questo metodo di controllo della velocità sono la semplicità e l'elevata efficienza.

Questo metodo di controllo viene utilizzato negli azionamenti come ausiliario, fornendo un aumento della velocità al minimo del meccanismo.

Il terzo modo per controllare la velocità è modificare la tensione applicata all'avvolgimento dell'indotto del motore.La velocità angolare di un motore a corrente continua, indipendentemente dal carico, varia in proporzione diretta alla tensione applicata all'armatura. Poiché tutte le caratteristiche di controllo sono rigide e il loro grado di rigidità rimane invariato per tutte le caratteristiche, il funzionamento del motore è stabile a tutte le velocità angolari e quindi viene fornita un'ampia gamma di controllo della velocità indipendentemente dal carico. Questo intervallo è 10 e può essere esteso da speciali schemi di controllo.

Con questo metodo, la velocità angolare può essere diminuita e aumentata rispetto a quella di base. L'accelerazione è limitata dalle capacità della sorgente di tensione CA e dall'Unomer del motore.

Se la fonte di alimentazione offre la possibilità di variare continuamente la tensione applicata al motore, il controllo della velocità del motore sarà uniforme.

Questo metodo di controllo è economico poiché il controllo della velocità angolare di un motore CC ad eccitazione indipendente viene eseguito senza ulteriori perdite di potenza nel circuito di alimentazione dell'indotto. Per tutti gli indicatori di cui sopra, questo metodo di regolazione è il migliore rispetto al primo e al secondo.