Quins són els mètodes per controlar la velocitat d'un motor de corrent continu?

Aquest article es centrarà principalment en els motors de corrent continu, amb l'objectiu de proporcionar als lectors una comprensió de les seves característiques i la informació relacionada.

 

I. Tres mètodes per al control de velocitat del motor de corrent continu

Els tres mètodes per controlar la velocitat d'un motor de corrent continu són:

1. Mètode de control de velocitat de commutació d'elèctrodes: En canviar els elèctrodes, es canvia el circuit de bobinat de l'induït, alterant el nombre de parells de pols del motor, canviant així la velocitat del motor. Els avantatges d'aquest mètode són la seva estructura senzilla, alta fiabilitat i baix cost, però el rang de control de velocitat és relativament petit, generalment només adequat per a aplicacions on no es requereix un control de velocitat d'alta-precisió.

 

2. Mètode de control de velocitat de regulació de la tensió: canviant la tensió d'alimentació del motor, s'ajusta la velocitat del motor. Els avantatges d'aquest mètode són un ampli rang de control de velocitat i una alta precisió d'ajust, però requereix un regulador de tensió dedicat, el que resulta en un cost relativament més elevat.

 

3. Mètode de control de velocitat PWM: canviant el cicle de treball del motor, es controla la velocitat del motor. La tensió de CC d'entrada es converteix en un senyal de pols i el valor de tensió mitjà del motor es controla controlant el cicle de treball del pols, aconseguint així la regulació de la velocitat del motor. Aquest mètode ofereix un ampli rang de control de velocitat i una gran precisió, però requereix un controlador de velocitat PWM dedicat, el que resulta en un cost relativament més elevat. Simultàniament, el control de velocitat PWM genera sorolls d'alta-freqüència i interferències electromagnètiques, que requereixen mesures adequades per suprimir-los. El principi bàsic de la modulació d'amplada de pols (PWM): el mètode de control consisteix a controlar l'encesa-apagada dels dispositius de commutació del circuit inversor per obtenir una sèrie de polsos amb la mateixa amplitud a la sortida. Aquests polsos s'utilitzen per substituir l'ona sinusoïdal o la forma d'ona requerida. És a dir, es generen diversos polsos en mig cicle de la forma d'ona de sortida, de manera que la tensió equivalent de cada pols és una ona sinusoïdal, donant com a resultat una sortida suau amb menys-harmònics d'ordre baix.

 

En modular l'amplada de cada pols segons determinades regles, es pot canviar la magnitud de la tensió de sortida del circuit inversor i també es pot canviar la freqüència de sortida.

 

Per exemple, si una forma d'ona de mitja-ona sinusoïdal es divideix en N parts iguals, la mitja-ona sinusoïdal es pot considerar com una forma d'ona composta per N polsos interconnectats. Aquests polsos tenen la mateixa amplada, tots iguals a π/n, però d'amplitud desigual, i la part superior de cada pols no és una línia recta horitzontal sinó una corba, amb l'amplitud de cada pols canviant segons una llei sinusoïdal. Si la seqüència de polsos anterior se substitueix per un nombre igual de polsos rectangulars d'igual amplitud però d'amplada desigual, de manera que el punt mitjà de cada pols rectangular coincideix amb el punt mitjà del segment sinusoïdal corresponent i l'àrea (és a dir, l'impuls) de cada pols rectangular és igual a la del segment sinusoïdal corresponent, s'obté una seqüència d'ona de la qual s'obté la forma d'ona PWM. Es pot veure que l'amplada de cada pols varia segons un patró sinusoïdal.

 

D'acord amb el principi d'un impuls igual que produeix un efecte igual, la forma d'ona PWM i la mitja ona-sinusoïdal són equivalents. La forma d'ona PWM per al mig-cicle negatiu de l'ona sinusoïdal es pot obtenir mitjançant el mateix mètode. En la forma d'ona PWM, l'amplitud de cada pols és igual. Per canviar l'amplitud de l'ona sinusoïdal de sortida equivalent, simplement canvieu l'amplada de cada pols pel mateix factor d'escala. Per tant, als convertidors AC-DC{-AC, l'amplitud de la sortida de la tensió de pols del circuit inversor PWM és l'amplitud de la tensió lateral DC.

 

II. Manteniment de commutadors de motors de corrent continu

(1) La superfície del commutador s'ha de mantenir llisa i tenir una pel·lícula d'òxid uniforme, marró fosc i brillant. Si la superfície del commutador està contaminada amb pols de carboni o oli, s'ha de netejar amb un bufador o netejar-la amb un drap suau humitejat amb alcohol per garantir la neteja.

 

(2) Si la superfície del commutador mostra signes de deteriorament, com ara espurnes excessives, rugositat, desnivells o cremades, el motor s'ha d'aturar. La superfície s'ha de polir amb paper de vidre fi de grau "0" per restablir la pel·lícula d'òxid-. Si la superfície del commutador és excessivament rugosa, desigual o té un desgast important, el commutador s'ha de tornar a mecanitzar. Durant el mecanitzat, els extrems de la bobina de l'induït i les pestanyes de connexió s'han de cobrir amb paper per evitar que entrin encenalls de metall. La velocitat de tall ha de ser de 2 metres per segon i la profunditat de tall i la velocitat d'alimentació no han de superar els 0,1 mm. Després del mecanitzat, els segments del commutador s'han de xamfranar i, si cal, la mica entre els segments s'ha de retallar per evitar que la mica sobresurti per sobre dels segments del commutador.

 

(3) Comproveu que les ranures de mica estiguin netes i que les vores dels segments del commutador han de ser llises i lliures de rebaves.

 

(4) Mentre es garanteix la qualitat de la superfície del commutador, també és necessari observar i controlar acuradament les espurnes de commutació durant el funcionament diari. Normalment, les espurnes puntuals o granulars es distribueixen de manera escassa i uniforme per la majoria dels raspalls, cosa que es considera com una espurna de commutació normal. No obstant això, els crepitjades, les boles de foc o les esquitxades es consideren perjudicials. Quan es produeixen espurnes en forma d'anell-, el motor no hauria de continuar funcionant.