Què és una unitat de propulsió de motor DC?

Què és un variador de motor DC?

Definició de variadors de motor DC

Els variadors de motor DC són sistemes utilitzats per controlar el rendiment dels motors DC, millorant operacions com la velocitat, l'arrancada, el frenat i la inversió.

Mecanismes d'arrancada

L'arrancada dels variadors de motor DC implica gestionar les corrents inicials elevades per evitar danys al motor, típicament variat la resistència.

Sistemes de frenat

El frenat és una operació molt important per als variadors de motor DC. La necessitat de disminuir la velocitat del motor o aturar-lo totalment pot sorgir en qualsevol moment, i és quan es fa servir el frenat. El frenat dels motors DC consisteix bàsicament en desenvolupar un torque negatiu mentre el motor funciona com a generador, i com a resultat, es contraresta el moviment del motor. Hi ha principalment tres tipus de frenat dels motors DC:

Frenat regeneratiu

Aquest tipus de frenat ocorre quan l'energia generada es retorna a la font, o bé podem mostrar-ho mitjançant aquesta equació:

E > V i Ia negatiu.

Com que el flux de camp no pot augmentar més enllà del valor nominal, el frenat regeneratiu només és possible quan la velocitat del motor és superior al valor nominal. Les característiques de velocitat-torque es mostren en el gràfic anterior. Quan ocorre el frenat regeneratiu, la tensió terminal augmenta i, com a resultat, la font es allibera de subministrar aquesta quantitat d'energia. Això és el motiu pel qual es connecten càrregues a través del circuit. Per tant, és clar que el frenat regeneratiu només s'ha d'utilitzar quan hi ha suficients càrregues per absorir l'energia regenerativa.

Frenat dinàmic o amb reòstat

El frenat dinàmic és un altre tipus de frenat dels variadors de motor DC on la rotació mateixa de l'armadura provoca el frenat. Aquest mètode també és un sistema de variador de motor DC ampliament utilitzat. Quan es desitja el frenat, l'armadura del motor es desconecta de la font i es presenta una resistència en sèrie a través de l'armadura. Aleshores, el motor actua com a generador i la corrent flueix en direcció contrària, indicant que la connexió de camp s'inverteix. El diagrama per motors DC excitats separatament i en sèrie es mostra a la figura inferior.

Quan es requereix que el frenat ocorri ràpidament, la resistència (RB) se considera dividida en diversos segments. Com el frenat ocorre i la velocitat del motor disminueix, les resistències es tallen un per un segment per mantenir un torque mitjà lleuger.

Frenat per plug o voltatge invers

El plug és un tipus de frenat on la tensió d'alimentació es reserva quan es necessita el frenat. També es presenta una resistència al circuit durant el frenat. Quan la direcció de la tensió d'alimentació s'inverteix, la corrent de l'armadura també s'inverteix, forçant el contraelectromotiu a un valor molt alt i, per tant, frenant el motor. Per als motors en sèrie, només s'inverteix l'armadura per fer el plug. El diagrama dels motors excitats separatament i en sèrie es mostra a la figura.

Control de velocitat

La principal aplicació dels variadors elèctrics pot dir-se que és la necessitat de frenar els motors DC. Sabem que l'equació per descriure la velocitat d'un motor DC en rotació és

Segons aquesta equació, la velocitat d'un motor es pot controlar mitjançant els següents mètodes

Control de tensió de l'armadura

D'entre tots aquests, el control de tensió de l'armadura és preferit per la seva alta eficiència, bona regulació de velocitat i bona resposta transitori. No obstant això, l'única desavantatge d'aquest mètode és que només pot funcionar per sota de la velocitat nominal, ja que la tensió de l'armadura no pot superar el valor nominal. La corba de velocitat-torque per al control de tensió de l'armadura es mostra a continuació.

Control de flux de camp

Quan es requereix control de velocitat per sobre de la velocitat nominal, es fa servir el control de flux de camp. Normalment, en màquines ordinàries, la velocitat màxima es pot permetre fins a dues vegades la velocitat nominal, i per a màquines especialment dissenyades, aquesta es pot permetre fins a sis vegades la velocitat nominal. Les característiques de torque-velocitat per al control de flux de camp es mostren a la figura inferior.

Control de resistència de l'armadura

El mètode de control de resistència ajusta la velocitat introduint una resistència en sèrie amb l'armadura, la qual dissipa energia. Aquest mètode ineficient es fa servir poc, normalment només quan es necessita un control de velocitat breu, com en sistemes de tracció.