Regolazione della tensione DC

Oggi, sia nell'industria che nella sfera civile, ci sono molte installazioni, azionamenti elettrici, tecnologie in cui l'alimentazione non richiede un'alternanza, ma una tensione costante. Tali installazioni includono varie macchine industriali, attrezzature per l'edilizia, motori di trasporto elettrici (metro, filobus, caricatore, auto elettrica) e altre installazioni DC di vario genere.

La tensione di alimentazione per alcuni di questi dispositivi deve essere variabile in modo tale che, ad esempio, un'alimentazione di corrente variabile al motore elettrico determini una corrispondente variazione della velocità di rotazione del suo rotore.

Uno dei primi modi per regolare la tensione CC è regolare con un reostato. Quindi possiamo ricordare il circuito motore - generatore - motore, dove ancora una volta regolando la corrente nell'avvolgimento di eccitazione del generatore, si è ottenuto un cambiamento nei parametri operativi del motore finale.

Ma questi sistemi non sono economici, sono considerati obsoleti e gli schemi normativi sono molto più moderni. basato su tiristori. La regolazione del tiristore è più economica, più flessibile e non porta ad un aumento dei parametri globali di massa dell'installazione. Tuttavia, per prima cosa.

Regolazione reostatica (regolazione con resistenze aggiuntive)

La regolazione tramite una catena di resistori collegati in serie consente di modificare la corrente e la tensione del motore elettrico limitando la corrente nel suo circuito di ancoraggio. Schematicamente, sembra una catena di resistori aggiuntivi collegati in serie all'avvolgimento del motore e collegati tra esso e il terminale positivo della fonte di alimentazione.

 

Alcuni resistori possono essere deviati dai contattori secondo necessità in modo che la corrente attraverso l'avvolgimento del motore cambi di conseguenza. In precedenza, negli azionamenti elettrici di trazione, questo metodo di regolazione era molto diffuso e per la mancanza di alternative era necessario tollerare un'efficienza molto bassa a causa delle significative perdite di calore sui resistori. Ovviamente, questo è il metodo meno efficace: la potenza in eccesso viene semplicemente dissipata sotto forma di calore non necessario.

Regolamento su motore - generatore - sistema motore

Qui, la tensione per alimentare il motore DC viene ottenuta localmente usando un generatore DC. Il motore di azionamento ruota il generatore CC, che a sua volta alimenta il motore dell'attuatore.

La regolazione dei parametri operativi del motore dell'attuatore si ottiene modificando la corrente dell'avvolgimento di eccitazione del generatore. La corrente dell'avvolgimento di campo del generatore è più alta - la tensione più alta è fornita al motore finale, più bassa è la corrente di campo del campo del generatore - la tensione più bassa, rispettivamente, è fornita al motore finale.

Questo sistema, a prima vista, è più efficiente della semplice dissipazione di energia sotto forma di calore attraverso resistori, ma presenta anche degli svantaggi. In primo luogo, il sistema contiene due macchine elettriche aggiuntive di dimensioni piuttosto grandi che devono essere sottoposte a manutenzione periodica. In secondo luogo, il sistema è inerziale: le tre macchine collegate non sono in grado di cambiare bruscamente rotta. Di conseguenza, l'efficienza è di nuovo bassa. Tuttavia, per qualche tempo, tali sistemi furono utilizzati nelle fabbriche nel 20 ° secolo.

Metodo di controllo del tiristore

Con l'avvento dei dispositivi a semiconduttore nella seconda metà del 20 ° secolo, divenne possibile creare regolatori a tiristori di piccole dimensioni per motori a corrente continua.Il motore CC era ora semplicemente collegato alla rete CA attraverso il tiristore e, variando la fase di apertura del tiristore, è diventato possibile ottenere un controllo regolare della velocità del rotore del rotore del motore. Questo metodo ha permesso di fare una svolta nell'aumentare l'efficienza e la velocità dei convertitori per l'alimentazione di motori CC.

Il metodo di controllo del tiristore viene ora utilizzato anche, in particolare, per controllare la velocità di rotazione del cestello nelle lavatrici automatiche, dove un motore ad alta velocità del collettore funge da azionamento. In tutta onestà, notiamo che un metodo di regolazione simile funziona nei dimmer a tiristori che possono controllare la luminosità delle lampade a incandescenza.

Controllo basato su PWM con collegamento CA.

La corrente continua con l'aiuto di un inverter viene convertita in corrente alternata, che viene quindi aumentata o diminuita per mezzo di un trasformatore e quindi rettificata. La tensione rettificata viene applicata agli avvolgimenti del motore CC. Forse aggiuntivo regolazione dell'impulso mediante modulazione PWM, quindi l'effetto di uscita ottenuto è in qualche modo simile alla regolazione a tiristori.

La presenza di un trasformatore e di un inverter, in linea di principio, porta ad un aumento del costo del sistema nel suo complesso, tuttavia, la moderna base a semiconduttore consente di costruire convertitori sotto forma di dispositivi finiti di piccole dimensioni alimentati da rete CA, dove il trasformatore costa un impulso ad alta frequenza e, di conseguenza, le dimensioni sono già ridotte e l'efficienza raggiunge già 90 %.

Controllo degli impulsi

Il sistema di controllo degli impulsi dei motori DC è simile nella sua progettazione a un impulso Convertitore DC-DC. Questo metodo è uno dei più moderni e viene utilizzato oggi nelle auto elettriche e implementato in metropolitana. Il collegamento del convertitore step-down (diodo e induttore) è combinato in un circuito seriale con l'avvolgimento del motore e, regolando la larghezza degli impulsi forniti al collegamento, raggiungono la corrente media richiesta attraverso l'avvolgimento del motore.

Tali sistemi di controllo degli impulsi, infatti - convertitori di impulsi, sono caratterizzati da una maggiore efficienza - oltre il 90% e hanno una velocità eccellente. Offre grandi opportunità per recupero di energia, che è molto importante per le macchine ad alta inerzia e per le auto elettriche.