Circuit variable per controlar grans motors de derivació de CC

El circuit senzill de controlador de motor de derivació de CC presentat al següent article utilitza un variac. Aquest disseny facilita una aturada instantània del motor en qualsevol etapa amb un sol cop d’interruptor, junt amb la inversió de la direcció del motor. També proporciona control de velocitat per al motor amb un alt nivell de precisió.

Visió general

El controlador de motors de mitja ona TRIAC i SCR per a motors de sèries petites és bastant popular i barat i ja forma part d’eines elèctriques portàtils i electrodomèstics compactes.

Dit això, els controls electrònics de velocitat per a corrent continu més gran els motors de 1/4 i 1/3 HP són en realitat més complicats.

Els grans motors de derivació de corrent continu d’aquesta gamma de potència són, a més, els favorits de la indústria del motor, ja que operen des de ventiladors de loft fins a premses de perforació, tot i que bàsicament tots aquests tipus de motors són de corrent altern. motors d’inducció que tinguin només una velocitat o, potser, un parell de velocitats variables.

Mentre que 1/3 cavalls de potència, 1750 RPmin, derivació de derivació de 117 volts d.c. el motor pot ser car, pot valer la pena el preu i en podeu trobar uns quants al mercat excedentari.

Amb un control de velocitat adequat, aquests d.c. els motors poden ser una cosa meravellosa de veure, accionar una broca o una màquina de torn.

Com funciona un motor de derivació de CC

El motor de derivació de CC funciona gairebé amb una velocitat constant, independentment de la càrrega. Aquests motors s'utilitzen normalment en aplicacions industrials i generalment es prefereixen quan les situacions d'arrencada no solen ser greus.

La velocitat del motor enrotllat es podria controlar mitjançant un parell de mètodes: primer, col·locant una resistència en sèrie amb l'armat del motor, que en conseqüència podria disminuir la seva velocitat; i segon, col·locant una resistència en sèrie amb el cablejat de camp on la velocitat pot mostrar un canvi amb el canvi de càrrega. En aquest darrer cas, les velocitats es mantindran pràcticament estables per a una configuració determinada i es carregaran al controlador. Aquest últim es considera el més utilitzat per a instal·lacions de velocitat ajustable, com per exemple en màquines eina.

El motor de derivació és potser el motor de corrent continu més estès a la indústria actualment. El motor de derivació consisteix bàsicament en l'armat, marcat com A1 i A2, i els cables de camp, marcats F1 i F2.

L'enrotllament al camp de derivació consisteix en diverses voltes de fil prim, que contribueixen a un corrent de camp de derivació baix i a un corrent d'armadura raonable. El motor de derivació continu permet arrencar el parell que pot variar segons les especificacions de càrrega, que es pot contrarestar mitjançant un control precís de la tensió del camp de derivació.

Importància de la bobina de camp

En cas que la bobina de camp estigui tallada en un motor de derivació, pot accelerar-se una mica fins que la CEM posterior pugi a un nivell suficient per apagar el corrent de generació de parell. En poques paraules, el motor de derivació mai no es danyarà per si sol quan perdi el seu camp, però la força de parell necessària per fer la feina simplement s’eliminarà, fent que el motor perdi la seva capacitat principal per a la qual havia estat dissenyat.

Diverses de les aplicacions típiques del motor de derivació de corrent continu són els torns de tallers de màquines i les línies de procés industrial que requereixen un control crucial de la velocitat i el parell del motor.

Principals característiques

Les principals característiques són que podeu canviar el comandament de velocitat per al control de velocitat, juntament amb una funció de frenada dinàmica, que us permet aturar el motor pesat gairebé a l’instant sense esperar a mesura que avança el motor.

El circuit de control de velocitat basat en variacions, tal com es mostra a continuació, funciona molt bé en un d’aquests cavalls de potència de 1/3 CV. motor, no és crucial quant a quin tipus de motor controla, sempre que la seva tensió nominal coincideixi amb l’alimentació d’entrada, estigui enrotllada i funcioni amb un màxim d’uns 3 amperis al 100% de càrrega.

Ús d’un autotransformador Variac

El circuit mostrat incorpora un dispositiu que molts enginyers poden considerar bastant cru i passat de moda, sí, és l’autotransformador variable.

Entre les moltes funcions útils, una variació permetrà una frenada potent al vostre motor d’alta potència, pot funcionar sense dependre dels bucles de retroalimentació: cosa que garanteix una inestabilitat mínima o cap incompatibilitat amb diferents formes de motors o disparitats de càrrega mecànica.

Com funciona

Al circuit de control de velocitat basat en variacions de la figura 1, el rectificador de mitja ona D1 proporciona el camp de derivació per a la corrent continu. motor. El condensador de filtre C proporciona la quantitat necessària de voltatge i elimina qualsevol inestabilitat en les operacions que poguessin existir amb un subministrament de camp sense filtrar. L'autotransformador variable T regula la tensió de l'armat per tant la velocitat del motor.

La sortida del variac es dóna a un pont estàndard, el rectificador D2. La sortida del rectificador es dóna a la indústria del motor mitjançant els contactes N / O d’un encès a 117 volts a.c. relleu K.

Sempre que cal aturar el motor, s'obre l'interruptor S2 'Run', que canvia sobre els seus contactes normalment tancats i enllaça la resistència de frenada dinàmica R a través de l'armat.

Durant el període en què el motor costa, funciona com un corrent continu. generador. La potència generada es dissipa a la resistència R, cosa que provoca que el motor es carregui adequadament i això obliga el motor a aturar-se bruscament.

Tenint en compte que la bobina del camp del motor ha d’estar energitzada per implementar l’acció de frenada, s’inclou un interruptor S1 independent per al subministrament del camp.

Com a resultat, mentre el sistema està en funcionament, S1 es manté engegat, permetent la llum pilot com a llum d’alerta. L'energia de camp necessària per a un motor de derivació regular d'1 / 3 cavalls és de prop de 35 watts, perquè la resistència del camp normalment funciona amb aproximadament 400 ohms.

Especificacions del motor

El corrent de camp pot aproximar-se als 350 mA. El corrent nominal de càrrega completa d’un motor d’1 / 3 CV és proper als 3 amperes de corrent continu. o al voltant del 50% del corrent de línia consumit per un corrent altern comparable. motor d’inducció.

La derivació d.c. El motor inclou un factor de potència del 100% i és particularment més eficient. Cadascuna de les peces funciona sense escalfar-se, excepte la resistència de frenada R. En el cas que el motor funcioni amb una càrrega amb un enorme efecte de volant i s’aturés repetidament a velocitats augmentades, la resistència haurà de convertir una gran quantitat d’energia cinètica en calor. Amb càrregues de poca inèrcia, com ara una broca, és possible que les resistències no s’enfrontin a cap problema de calefacció.

Els contactes del relé K s’han de classificar amb no menys de 10 amperes. El corrent de frenada sol ser excessiu, tot i que apareix durant un curt període de temps que les pujades inicials solen ser substancials ja que el corrent continu. la resistència de l'armadura sol ser d'un o dos ohms. No és sorprenent que el corrent de treball del motor estigui limitat per la quantitat d’e.m.f posterior que genera.

Consells de construcció i seguretat

El circuit mostrat anteriorment es podria construir en una caixa de potència metàl·lica de 6 'x 6' x 6 '.

Tenint en compte que tot el circuit està calent a terra a la tensió de la línia elèctrica, l’aïllament i la posada a terra són extremadament vitals per a la seguretat bàsica. El cable d'alimentació ha de ser del tipus de terra de 3 fils.

El cable de terra verd s’ha d’acoblar a la caixa metàl·lica i després s’ha d’agafar a l’estructura del motor. No us descuideu ni ignoreu l’ús del fusible.

Control SCR vs Control Variac

Variable autotransformadors o variacs són increïblement resistents i duradors. La sortida d’aquests dispositius és de baixa impedància, per tant, la tensió de l’armat proporciona una regulació excel·lent cap a les variacions del corrent de càrrega.

Un circuit de mode de commutació SCR, amb els angles de conducció més petits, és naturalment una font d’impedància força alta i, per tant, presenta una regulació inferior.

Els controladors de motors que utilitzen SCR, en conseqüència, inclou bucles de retroalimentació especialment dissenyats per a ells, cosa que fa que la fase dels polsos de cocció es basi principalment en la part posterior-e.m.f. del motor i també en els ajustos de l'olla de control.

Un control SCR d’ona completa ben dissenyat és extremadament bo, però és realment complex amb el seu disseny. A l’interval de 1/3 cavalls, el circuit d’autotransformador variable és senzill, eficient i fàcil de muntar per l’usuari.

En situacions en què la càrrega mecànica del motor ha reduït la inèrcia, de vegades és raonable deixar fora l'interruptor 'Run', S2, i controlar-ho tot des de l'interruptor 'Standby' S1.

La frenada activa pot continuar fent la feina fins a cert punt a causa del flux magnètic excedent dins del bobinat del camp del motor.

Sempre que es pugui aconseguir, ofereix l'avantatge de no tenir fiabilitat 'en espera', tot està apagat fins que l'interruptor principal S1 estigui activat.

Si cal girar el motor al revés, només cal configurar un d.p.d.t. interruptor, encreuat encastat per a les operacions, a través del subministrament de l'armat i l'armat.