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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Controlador de velocidad de tiristores para motores eléctricos. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Los motores eléctricos Los motores eléctricos de CC se utilizan ampliamente en el accionamiento eléctrico del transporte eléctrico, en la automatización, la telemecánica y otros campos de la tecnología. Las principales ventajas de las máquinas de CC sobre las asíncronas son su alto par de arranque y la capacidad de regular suavemente la velocidad. La parte mecánica de los motores eléctricos de CC consta de una armadura y un estator. La armadura (rotor) es la parte giratoria del motor eléctrico. Se instala un colector de corriente en la armadura. Los polos magnéticos con devanados de campo están fijados por pares en el estator. El número de polos puede ser diferente (los motores paso a paso de los discos duros de las computadoras tienen el número máximo). En los motores eléctricos de pequeño tamaño, se utilizan imanes permanentes en lugar de devanados paralelos en el estator para crear un campo magnético. El campo magnético de los devanados del rotor interactúa con el campo magnético de los devanados del estator o con imanes permanentes y genera par. Las máquinas eléctricas de CC son reversibles, es decir. Puede funcionar tanto en modo motor eléctrico como en modo generador CC con rotación mecánica del eje del inducido. La velocidad de rotación de los motores eléctricos está influenciada por los parámetros de los devanados de excitación. Al activar la resistencia de ajuste (reostato) en serie con el inducido y el devanado de campo, se pueden lograr diversas características de funcionamiento de los motores eléctricos (desde naturales hasta de caída pronunciada). Estas características se utilizan habitualmente en motores de tracción de vehículos eléctricos urbanos. A medida que disminuye la resistencia del reóstato, aumenta la velocidad del motor eléctrico, aunque hoy en día los reóstatos prácticamente ya no se utilizan para controlar la velocidad, ya que los circuitos de tiristores para regular la velocidad de los motores eléctricos son más efectivos. Cuando se fuerza el frenado o la parada de motores eléctricos, se crea un modo de recuperación (retorno) de electricidad al sistema de energía, lo cual es muy beneficioso desde el punto de vista económico. Esto se logra activando adecuadamente los tiristores mediante un dispositivo electrónico. No se recomienda encender un motor eléctrico de CC con devanado en serie sin carga, ya que esto puede provocar un aumento incontrolado de la velocidad del motor eléctrico y su avería. Para evitar que esto suceda, en el estator del motor eléctrico, además de los devanados de excitación en serie, también se colocan devanados de excitación en paralelo. Los devanados adicionales le permiten cambiar el flujo magnético y regular la velocidad del motor eléctrico. Por ejemplo, en los generadores de automóviles, utilizando un circuito de control de corriente de excitación electrónico, puede configurar la corriente de carga de batería recomendada. La regulación de la velocidad de rotación cambiando la corriente del inducido se utiliza en motores eléctricos de baja potencia, y en los potentes cambia la corriente del devanado de excitación paralelo. La inversión (cambiar la dirección de rotación) se logra invirtiendo la polaridad de la alimentación del inducido o el voltaje en el devanado de campo paralelo. La velocidad de los motores eléctricos se puede controlar mediante dispositivos electrónicos fabricados con tiristores o transistores. La primera opción es más preferible, ya que los tiristores, debido a la conmutación de corriente pulsada, se calientan menos durante el funcionamiento. Para un arranque confiable de los tiristores, se proporciona un llenado de frecuencia de la señal de control. El dispositivo propuesto para el control de velocidad por tiristores de un motor eléctrico de CC (Fig.1) consta de:
El multivibrador del chip temporizador analógico DA1 funciona en modo de generador de impulsos rectangular. La estructura interna del temporizador contiene dos comparadores conectados a las entradas 2 y 6, un flip-flop RS, un amplificador de salida y un transistor de conmutación para descargar un condensador externo. El pin 7 del temporizador está conectado al colector del transistor de reinicio interno, cuyo emisor está conectado al cable común. El estado de este transistor es idéntico al estado de la salida 3 (abierto cuando la salida del temporizador tiene potencial cero). En este circuito, el pin 7 de DA1 se utiliza como salida auxiliar con mayor capacidad de carga para indicar el estado del temporizador. El LED HL1 se enciende cuando el transistor interno está desactivado, lo que indica que la salida del temporizador 3 está alta. El condensador C1 se carga a un nivel alto en la salida 3 de DA1 a través de las resistencias R2 y R3. Cuando el voltaje en C1 es igual a 2/3 Upit, el disparador interno DA1 cambia la salida 3 al nivel cero, el capacitor se descarga a través de R2 y R3, luego el nivel de salida cambia nuevamente, es decir. En la salida 3 se forman impulsos rectangulares. El pin 5 de DA1 en el temporizador se utiliza para controlar el circuito. Conectado a él está el condensador C2 y un diodo zener ajustable DA2 con resistencia de carga R5. La señal para la entrada de control 1 DA2 proviene de la resistencia de instalación R10, el condensador C5 suaviza las ondulaciones de voltaje creadas por la armadura del motor durante la rotación. El circuito VD2-C7-R9-C6 reduce el efecto de la contraEMF en las chispas del colector y el funcionamiento de los tiristores. A medida que aumenta la velocidad del motor, aumenta el voltaje en el condensador C8, el microcircuito DA2 se abre y pasa por alto la salida 5 de DA1. La frecuencia del generador en el temporizador cae y la velocidad del motor eléctrico M1 disminuye. El LED HL2 en el circuito emisor VT1 indica el estado operativo del circuito del dispositivo. La alimentación al pin 8 DA1 se suministra desde una fuente estabilizada en el estabilizador analógico DA3. lo que reduce la influencia de fuertes sobretensiones al encender el motor eléctrico en el funcionamiento del temporizador. El diodo VD1 protege al DA3 de una polaridad de alimentación incorrecta. El amplificador de potencia para arrancar el tiristor está hecho de transistor VT1. La fuente de litio se fabrica sobre un transformador de potencia T1 con un potente puente de diodos VD3. Para reducir la interferencia del regulador de tiristores, se instala un condensador C9 en la red eléctrica. La configuración del circuito comienza con la verificación de la fuente de alimentación. El motor de la resistencia R10 también debe estar en la posición inferior (según el diagrama). Al ajustar la velocidad, la resistencia R3 verifica la rotación estable del eje del motor eléctrico. Cuando el voltaje de retroalimentación aumenta con la resistencia R10, se verifica la acción de retroalimentación en el motor eléctrico, que es inhibida por la carga mecánica del eje. La velocidad del motor eléctrico con retroalimentación debe ser mayor que sin ella. La diferencia de voltaje se suministra a la resistencia R10 desde el ánodo del tiristor VS1. cambiando el retraso de los pulsos del generador con respecto al comienzo de cada medio ciclo de la tensión de red. Usando R10, se establece el valor óptimo del voltaje de retroalimentación. El voltaje en el ánodo del tiristor VS1, mientras está cerrado, es igual a la diferencia entre el voltaje de alimentación y el voltaje creado por la armadura giratoria del motor M1. Una disminución de la velocidad de rotación bajo carga provoca un aumento del voltaje aplicado al motor y viceversa. El diodo VD2 elimina la corriente inversa. que ocurre cuando el motor eléctrico gira. Las resistencias en el dispositivo se utilizan C2-ZZN C1-4. El temporizador DA1 se reemplaza por un análogo de la serie 555. Para iniciar de manera confiable el tiristor, el transistor VT1 debe tener una ganancia de más de 100. El tiristor VS1 está diseñado para una corriente de más de 10 A a un voltaje de 100 V. Puede utilizar tiristores de los tipos KU202, T106 T112 T122 T137, VT138-152, MCR-25. El puente de diodos consta de dos diodos de avalancha para corrientes superiores a 10 A, pero también son adecuados los tipos de diodos. D302.305 KD203 KD206 KD213B. Si es necesario, se deben instalar radiadores con tiristores y diodos. El transformador se selecciona en función de la potencia del motor eléctrico. Tipos adecuados: TN, TPP, TS y similares. El dispositivo se ensambla en una placa de circuito impreso, cuyo dibujo se muestra en la Fig. 2.
La placa está diseñada para tiristores en diferentes carcasas (plástico y metal). El punto GVS1 está conectado mediante un puente al electrodo de control del tiristor, "katod", al cátodo. Autor: V.Konovalov
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Comentarios sobre el artículo: Viktor Timchenko Hice este regulador. Hubo problemas con la configuración. Dígame cómo configurar el dispositivo correctamente y ¿es posible configurarlo sin un motor eléctrico para una lámpara incandescente de 24 V? Y una pregunta más: al configurar el dispositivo, el LED al2 se quema.
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