Quali sono i metodi per controllare la velocità di un motore DC?

Questo articolo si concentrerà principalmente sui motori CC, con l'obiettivo di fornire ai lettori una comprensione delle loro caratteristiche e delle relative informazioni.

 

I. Tre metodi per il controllo della velocità del motore CC

I tre metodi per controllare la velocità di un motore DC sono:

1. Metodo di controllo della velocità di commutazione degli elettrodi: commutando gli elettrodi, il circuito di avvolgimento dell'armatura viene modificato, alterando il numero di coppie polari del motore, modificando così la velocità del motore. I vantaggi di questo metodo sono la struttura semplice, l'elevata affidabilità e il basso costo, ma l'intervallo di controllo della velocità è relativamente piccolo, generalmente adatto solo per applicazioni in cui non è richiesto un controllo della velocità ad alta-precisione.

 

2. Metodo di controllo della velocità con regolazione della tensione: modificando la tensione di alimentazione del motore, la velocità del motore viene regolata. I vantaggi di questo metodo sono un ampio intervallo di controllo della velocità e un'elevata precisione di regolazione, ma richiede un regolatore di tensione dedicato, con conseguente costo relativamente più elevato.

 

3. Metodo di controllo della velocità PWM: modificando il ciclo di lavoro del motore, la velocità del motore viene controllata. La tensione CC in ingresso viene convertita in un segnale a impulsi e il valore medio della tensione del motore viene controllato controllando il ciclo di lavoro dell'impulso, ottenendo così la regolazione della velocità del motore. Questo metodo offre un ampio intervallo di controllo della velocità e un'elevata precisione, ma richiede un controller di velocità PWM dedicato, con un conseguente costo relativamente più elevato. Allo stesso tempo, il controllo della velocità PWM genera rumore ad alta-frequenza e interferenze elettromagnetiche, che richiedono misure adeguate per sopprimerli. Il principio di base della modulazione di larghezza di impulso (PWM): il metodo di controllo prevede il controllo dell'accensione-spegnimento dei dispositivi di commutazione del circuito inverter per ottenere una serie di impulsi con uguale ampiezza in uscita. Questi impulsi vengono utilizzati per sostituire l'onda sinusoidale o la forma d'onda richiesta. Cioè, vengono generati più impulsi in mezzo ciclo della forma d'onda di uscita, in modo che la tensione equivalente di ciascun impulso sia un'onda sinusoidale, risultando in un'uscita uniforme con meno armoniche di ordine basso-.

 

Modulando l'ampiezza di ciascun impulso secondo determinate regole, è possibile modificare l'entità della tensione di uscita del circuito inverter e anche la frequenza di uscita.

 

Ad esempio, se una forma d'onda a semi-onda sinusoidale viene divisa in N parti uguali, la semionda sinusoidale- può essere considerata come una forma d'onda composta da N impulsi interconnessi. Questi impulsi hanno la stessa larghezza, tutti uguali a π/n, ma un'ampiezza diversa, e la parte superiore di ciascun impulso non è una linea retta orizzontale ma una curva, con l'ampiezza di ciascun impulso che cambia secondo una legge sinusoidale. Se la sequenza di impulsi di cui sopra viene sostituita con un numero uguale di impulsi rettangolari di uguale ampiezza ma larghezza diversa, in modo tale che il punto medio di ciascun impulso rettangolare coincida con il punto medio del corrispondente segmento sinusoidale e l'area (cioè l'impulso) di ciascun impulso rettangolare sia uguale a quella del corrispondente segmento sinusoidale, si ottiene una sequenza di impulsi, che è la forma d'onda PWM. Si può vedere che l'ampiezza di ciascun impulso varia secondo uno schema sinusoidale.

 

Basandosi sul principio dell'uguale impulso con uguale effetto, la forma d'onda PWM e la semionda sinusoidale sono equivalenti. La forma d'onda PWM per il semi-ciclo negativo dell'onda sinusoidale può essere ottenuta utilizzando lo stesso metodo. Nella forma d'onda PWM, l'ampiezza di ciascun impulso è uguale. Per modificare l'ampiezza dell'onda sinusoidale di uscita equivalente, è sufficiente modificare la larghezza di ciascun impulso dello stesso fattore di scala. Pertanto, nei convertitori CA-CC-CA, l'ampiezza della tensione impulsiva emessa dal circuito inverter PWM è l'ampiezza della tensione lato CC.

 

II. Manutenzione dei commutatori di motori CC

(1) La superficie del commutatore deve essere mantenuta liscia e presentare una pellicola di ossido lucida, uniforme, marrone scuro. Se la superficie del commutatore è contaminata con polvere di carbone o olio, deve essere pulita con un soffiatore o strofinata con un panno morbido inumidito con alcool per garantirne la pulizia.

 

(2) Se la superficie del commutatore mostra segni di deterioramento, come eccessive scintille, rugosità, irregolarità o bruciature, il motore deve essere arrestato. La superficie deve essere lucidata con carta vetrata fine di grana "0" per ristabilire-la pellicola di ossido. Se la superficie del commutatore è eccessivamente ruvida, irregolare o presenta un'usura significativa, il commutatore deve essere ri-lavorato. Durante la lavorazione, le estremità dell'avvolgimento dell'indotto e le linguette di collegamento devono essere coperte con carta per evitare l'ingresso di trucioli metallici. La velocità di taglio deve essere di 2 metri al secondo e la profondità di taglio e la velocità di avanzamento non devono superare 0,1 mm. Dopo la lavorazione, i segmenti del commutatore dovrebbero essere smussati e, se necessario, la mica tra i segmenti dovrebbe essere tagliata per evitare che la mica sporga sopra i segmenti del commutatore.

 

(3) Controllare che le scanalature in mica siano pulite e che i bordi dei segmenti del commutatore siano lisci e privi di sbavature.

 

(4) Oltre a garantire la qualità della superficie del commutatore, è anche necessario osservare e monitorare attentamente le scintille di commutazione durante il funzionamento quotidiano. Normalmente, le scintille puntiformi o granulari sono distribuite in modo sparso e uniforme sulla maggior parte delle spazzole, il che è considerato una normale scintilla di commutazione. Tuttavia, crepitii, palle di fuoco o scintille sono considerati dannosi. Quando si verificano scintille a forma di anello-, il motore non dovrebbe continuare a funzionare.