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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Controlador de velocidade tiristor para motores elétricos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Motores elétricos Os motores elétricos DC são amplamente utilizados no acionamento elétrico de transporte elétrico, em automação, telemecânica e outras áreas da tecnologia. As principais vantagens das máquinas DC sobre as assíncronas são o alto torque de partida e a capacidade de regular suavemente a velocidade. A parte mecânica dos motores elétricos DC consiste em uma armadura e um estator. A armadura (rotor) é a parte rotativa do motor elétrico. Um coletor de corrente está instalado na armadura. Pólos magnéticos com enrolamentos de campo são fixados aos pares no estator. O número de pólos pode ser diferente (os motores de passo dos discos rígidos dos computadores têm o número máximo). Em motores elétricos de pequeno porte, ímãs permanentes são usados em vez de enrolamentos paralelos no estator para criar um campo magnético. O campo magnético dos enrolamentos do rotor interage com o campo magnético dos enrolamentos do estator ou com ímãs permanentes e cria torque. As máquinas elétricas DC são reversíveis, ou seja, pode operar tanto no modo motor elétrico quanto no modo gerador DC com rotação mecânica do eixo da armadura. A velocidade de rotação dos motores elétricos é influenciada pelos parâmetros dos enrolamentos de excitação. Ao ligar a resistência de ajuste (reostato) em série com a armadura e o enrolamento de campo, várias características operacionais de motores elétricos podem ser alcançadas (de queda natural a queda acentuada). Tais características são normalmente utilizadas em motores de tração de veículos elétricos urbanos. À medida que a resistência do reostato diminui, a velocidade do motor elétrico aumenta, embora hoje em dia os reostatos praticamente não sejam mais utilizados para regular a velocidade, uma vez que os circuitos tiristores para regular a velocidade dos motores elétricos são mais eficazes. Na frenagem ou parada forçada de motores elétricos, é criado um modo de recuperação (retorno) da eletricidade de volta ao sistema de potência, o que é muito vantajoso economicamente. Isto é conseguido ligando adequadamente os tiristores usando um dispositivo eletrônico. Não é recomendado ligar um motor elétrico DC com enrolamento em série sem carga, pois isso pode levar a um aumento descontrolado da velocidade do motor elétrico e sua quebra. Para evitar que isso aconteça, no estator do motor elétrico, além dos enrolamentos de excitação em série, também são colocados enrolamentos de excitação em paralelo. Enrolamentos adicionais permitem alterar o fluxo magnético e regular a velocidade do motor elétrico. Por exemplo, em geradores de automóveis, usando um circuito eletrônico de controle de corrente de excitação, você pode definir a corrente de carga recomendada da bateria. A regulação da velocidade de rotação alterando a corrente de armadura é utilizada em motores elétricos de baixa potência e, em motores potentes, a corrente do enrolamento de excitação paralelo muda. A reversão (alteração do sentido de rotação) é obtida invertendo a polaridade da alimentação da armadura ou a tensão no enrolamento de campo paralelo. A velocidade dos motores elétricos pode ser controlada por dispositivos eletrônicos feitos em tiristores ou transistores. A primeira opção é mais preferível, pois os tiristores, devido à comutação de corrente pulsada, aquecem menos durante a operação. Para uma inicialização confiável dos tiristores, é fornecido o preenchimento de frequência do sinal de controle. O dispositivo proposto para controle de velocidade do tiristor de um motor elétrico DC (Fig. 1) consiste em:
O multivibrador no chip temporizador analógico DA1 opera no modo de um gerador de pulso retangular. A estrutura interna do temporizador contém dois comparadores conectados às entradas 2 e 6, um flip-flop RS, um amplificador de saída e um transistor chaveador para descarga de um capacitor externo. O pino 7 do temporizador está conectado ao coletor do transistor de reset interno, cujo emissor está conectado ao fio comum. O estado deste transistor é idêntico ao estado da saída 3 (aberto quando a saída do temporizador está em potencial zero). Neste circuito, o pino 7 do DA1 é utilizado como saída auxiliar com capacidade de carga aumentada para indicar o estado do temporizador. O LED HL1 acende quando o transistor interno está desabilitado, indicando que a saída do temporizador 3 está alta. O capacitor C1 é carregado em alto nível na saída 3 de DA1 através dos resistores R2 e R3. Quando a tensão em C1 é igual a 2/3 Upit, o gatilho interno DA1 muda a saída 3 para o nível zero, o capacitor é descarregado através de R2 e R3, então o nível de saída muda novamente, ou seja, Na saída 3, são formados pulsos retangulares. O pino 5 do DA1 no temporizador é usado para controlar o circuito. Conectado a ele está o capacitor C2 e um diodo zener ajustável DA2 com resistor de carga R5. O sinal para controlar a entrada 1 DA2 vem do resistor de instalação R10, o capacitor C5 suaviza as ondulações de tensão criadas pela armadura do motor durante a rotação. O circuito VD2-C7-R9-C6 reduz o efeito do back-EMF na centelha do coletor e na operação do tiristor. À medida que a rotação do motor aumenta, a tensão no capacitor C8 aumenta, o microcircuito DA2 abre e desvia a saída 5 do DA1. A frequência do gerador no temporizador cai e a velocidade do motor elétrico M1 diminui. O LED HL2 no circuito emissor VT1 indica o status operacional do circuito do dispositivo. A alimentação para o pino 8 DA1 é fornecida por uma fonte estabilizada no estabilizador analógico DA3. o que reduz a influência de poderosos surtos de corrente ao ligar o motor elétrico na operação do temporizador. O diodo VD1 protege DA3 contra polaridade de alimentação incorreta. O amplificador de potência para partida do tiristor é feito do transistor VT1. A fonte de lítio é feita em um transformador de potência T1 com uma potente ponte de diodos VD3. Para reduzir a interferência do regulador tiristor, um capacitor C9 é instalado na rede elétrica. A configuração do circuito começa com a verificação da fonte de alimentação. O motor do resistor R10 também deve estar na posição inferior (conforme diagrama). Ao ajustar a velocidade, o resistor R3 verifica a rotação estável do eixo do motor elétrico. Quando a tensão de realimentação aumenta com o resistor R10, a ação de realimentação é verificada no motor elétrico, que é inibida pela carga mecânica do eixo. A velocidade do motor elétrico com feedback deve ser maior do que sem ele. A diferença de tensão é fornecida ao resistor R10 a partir do ânodo do tiristor VS1. alterando o atraso dos pulsos do gerador em relação ao início de cada meio ciclo da tensão da rede. Usando R10, o valor ideal da tensão de feedback é definido. A tensão no ânodo do tiristor VS1, enquanto estiver fechado, é igual à diferença entre a tensão de alimentação e a tensão criada pela armadura rotativa do motor M1. Uma diminuição na velocidade de rotação sob carga leva a um aumento na tensão aplicada ao motor e vice-versa. O diodo VD2 elimina a corrente reversa. ocorrendo quando o motor elétrico gira. Os resistores no dispositivo são usados C2-ZZN C1-4. O temporizador DA1 é substituído por um análogo da série 555. Para iniciar o tiristor de forma confiável, o transistor VT1 deve ter um ganho superior a 100. O tiristor VS1 é projetado para uma corrente de mais de 10 A a uma tensão de 100 V. Você pode usar tiristores dos tipos KU202, T106 T112 T122 T137, VT138-152, MCR-25. A ponte de diodos consiste em dois diodos de avalanche para correntes superiores a 10 A, mas tipos de diodos também são adequados. D302.305 KD203 KD206 KD213B. Se necessário, radiadores devem ser instalados em tiristores e diodos. O transformador é selecionado com base na potência do motor elétrico. Tipos adequados: TN, TPP, TS e similares. O dispositivo é montado sobre uma placa de circuito impresso, cujo desenho é mostrado na Fig.
A placa é projetada para tiristores em diferentes caixas (plástico e metal). O ponto GVS1 é conectado por um jumper ao eletrodo de controle do tiristor, "katod" - ao cátodo. Autor: V. Konovalov
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Comentários sobre o artigo: Viktor Timchenko Feito este regulador. Houve problemas com a configuração. Diga-me como configurar o dispositivo corretamente e é possível configurá-lo sem motor elétrico para uma lâmpada incandescente de 24 V? E mais uma dúvida: ao configurar o aparelho, o LED al2 queima.
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