Diversi modi per controllare un motore asincrono monofase

Vantaggi e svantaggi di vari metodi di controllo dei motori asincroni. Conclusioni dall'esperienza pratica.

Attualmente, i motori a induzione a gabbia di scoiattolo sono ampiamente utilizzati. Questo perché tali macchine non hanno un gruppo spazzole, il loro rotore è in alluminio e tecnologicamente molto semplice, il che significa che il design stesso è molto affidabile. Considera diversi modi per controllare un motore asincrono monofase.

Motore elettrico monofase a condensatore

Tipo più comune motore asincrono monofase è un motore con due avvolgimenti di statore. Il primo e il secondo avvolgimento sono identici nel numero di giri, ma in serie con uno degli avvolgimenti include un condensatore. Il condensatore fornisce uno spostamento di fase tra gli avvolgimenti per formare un campo magnetico rotante per il rotore.

Metodo di controllo della frequenza

Il modo principale per controllare un tale motore, attualmente utilizzato, è il metodo della frequenza. Questo metodo è implementato utilizzando dispositivi speciali chiamati inverter PWM. Questi inverter, a loro volta, sono monofase e trifase, che è determinato dal numero di coppie di uscite di potenza per il controllo degli avvolgimenti del motore. Per controllare un motore monofase, è possibile utilizzare sia inverter monofase che trifase. Un esempio di design fatto in casa -convertitore di frequenza fai-da-te.

Controllo inverter PWM monofase

Con questo controllo, entrambi gli avvolgimenti del motore sono collegati in parallelo. Due uscite dell'inverter sono collegate ai punti di connessione degli avvolgimenti. L'inverter genera tensione con una frequenza variabile e con una dipendenza lineare tra tensione e frequenza. È possibile regolare la frequenza sia verso il basso che verso l'alto. La gamma di regolazione di solito non supera 1:10, perché la capacità del condensatore in uno degli avvolgimenti dipende direttamente dalla frequenza.

dignità

I principali vantaggi di questo metodo sono la facilità di messa in servizio, che non richiede una riprogettazione della struttura del motore; lavoro affidabile, come il convertitore di frequenza è appositamente progettato per controllare questi tipi di motori; buone caratteristiche (Controller PIDvelocità preimpostate, bassa corrente di spunto, funzioni di protezione, ecc.)

carenze

Gli svantaggi includono: solo rotazione unidirezionale; maggiori costi e deficit dei convertitori monofase rispetto a quelli trifase, a causa della loro bassa potenza.

Controllo inverter PWM trifase

In questo caso, gli avvolgimenti del motore sono collegati in serie. Le uscite del convertitore trifase sono collegate al punto medio e alle estremità degli avvolgimenti del motore. In questo caso, il condensatore è escluso dal circuito (è necessaria una modifica del motore) Poiché gli avvolgimenti del motore sono spostati di 90 gradi e l'inverter fornisce uno spostamento di fase di 120 gradi, il campo non sarà perfettamente circolare e ciò influirà negativamente sui parametri di controllo.

Il campo sarà pulsante. Poiché l'ordine di commutazione delle uscite dell'inverter può essere modificato a livello di codice, è facile ottenere una variazione dell'alternanza delle tensioni sugli avvolgimenti, quindi, cambiare il senso di rotazione del rotore del motore.

dignità

I vantaggi includono: accessibilità al mercato e un prezzo relativamente basso; la possibilità di funzionamento inverso di un motore convenzionale non inverso; campo di regolazione più ampio di quello di un convertitore monofase; la possibilità di funzioni programmabili come un inverter monofase o anche più ampio a causa di un numero maggiore di uscite commutate.

carenze

Gli svantaggi sono: momento ridotto e pulsante di un motore monofase; aumento del calore; non tutti i convertitori standard sono pronti per tale lavoro, perché Alcuni produttori vietano espressamente l'uso dei propri prodotti in questa modalità.

Controllo di fase con un controller triac (dimmer)

Questo metodo è il più "antico", è dovuto all'assenza fino a poco tempo fa nella vasta vendita di controller di frequenza e il loro prezzo relativamente elevato. Con questo controllo, gli avvolgimenti del motore rimangono collegati in parallelo. Uno degli avvolgimenti è collegato in serie con il condensatore di sfasamento. Ai punti di connessione parallela degli avvolgimenti è collegato controller triac.

All'uscita di questo regolatore, viene generata una tensione monofase con una frequenza costante (50 Hz) e un valore efficace regolabile. Ciò è dovuto alla regolazione della tensione di apertura del triac, ad es. il tempo aperto del triac cambia durante il periodo della tensione di rete.

Il momento sull'albero del motore, con questa regolazione, diminuirà in proporzione alla tensione, lo slittamento critico rimarrà invariato.

dignità

Vantaggi principali: eccezionale semplicità del dispositivo di controllo; la capacità di assemblare e riparare tale dispositivo con qualsiasi radioamatore; un ordine di grandezza o anche diversi ordini di grandezza a un prezzo inferiore rispetto ai convertitori di frequenza.

carenze

I principali svantaggi sono: regolazione delle rivoluzioni solo per l'abbassamento; gamma di regolazione usando un dimmer solo 2: 1; la stabilità della velocità è solo soddisfacente; il carico ammissibile diminuisce drasticamente al diminuire della velocità; surriscaldamento del motore a basse velocità, come mancanza di prestazioni della ventola del motore integrata; la necessità di sopravvalutare la potenza del motore.

risultati

Sulla base di tutto quanto sopra, è indispensabile raccomandare l'uso di convertitori di frequenza per controllare i motori a induzione. Tali azionamenti (inverter PWM) oltre all'indubbia comodità di gestione, consentono di ottenere un'elevata efficienza degli impianti e raggiungere la crescita fattore di potenza (cos phi) a 0,98, ad es. attuare un programma di risparmio energetico.

Vedi anche: Collegamento monofase di un motore trifase e Regolatori di velocità del motore del collettore