Várias maneiras de controlar um motor assíncrono monofásico

Vantagens e desvantagens de vários métodos de controle de motores assíncronos. Conclusões da experiência prática.

Atualmente, motores de indução de gaiola de esquilo são amplamente utilizados. Isso se deve ao fato de essas máquinas não possuírem um conjunto de escovas, seu rotor ser feito de alumínio e ser tecnologicamente muito simples, o que significa que o design em si é muito confiável. Considere várias maneiras de controlar um motor assíncrono monofásico.

Motor elétrico de fase monofásica do capacitor

Tipo mais comum motor monofásico assíncrono é um motor com dois enrolamentos do estator. O primeiro e o segundo enrolamentos são idênticos no número de voltas, mas em série com um dos enrolamentos incluem um capacitor. O capacitor fornece uma mudança de fase entre os enrolamentos para formar um campo magnético rotativo para o rotor.

Método de controle de freqüência

A principal maneira de controlar esse mecanismo, atualmente usado, é o método de frequência. Este método é implementado usando dispositivos especiais chamados inversores PWM. Esses inversores, por sua vez, são monofásicos e trifásicos, que são determinados pelo número de pares de saídas de potência para controlar os enrolamentos do motor. Para controlar um motor monofásico, é possível usar inversores monofásicos e trifásicos. Um exemplo de design caseiro -conversor de frequência faça você mesmo.

Controle de inversor PWM monofásico

Com este controle, os dois enrolamentos do motor são conectados em paralelo. Duas saídas do inversor são conectadas aos pontos de conexão dos enrolamentos. O inversor gera tensão com uma frequência variável e com uma dependência linear de tensão para frequência. Você pode ajustar a frequência para baixo e para cima. A faixa de ajuste geralmente não excede 1:10, porque a capacitância do capacitor em um dos enrolamentos depende diretamente da frequência.

Vantagens

As principais vantagens deste método são a facilidade de comissionamento, que não requer reprojeto da estrutura do motor; trabalho confiável, como o conversor de frequência é especialmente projetado para controlar esses tipos de motores; boas características (Controlador PIDvelocidades predefinidas, baixa corrente de energização, funções de proteção etc.)

Desvantagens

As desvantagens incluem: somente rotação unidirecional; maior custo e déficit de conversores monofásicos em comparação aos trifásicos, devido à sua baixa produção.

Controle de inversor trifásico PWM

Nesse caso, os enrolamentos do motor são conectados em série. As saídas do conversor trifásico são conectadas ao ponto médio e às extremidades dos enrolamentos do motor. Neste caso, o capacitor é excluído do circuito (é necessária alguma alteração no motor) Como os enrolamentos do motor são deslocados em 90 graus e o inversor fornece uma mudança de fase de 120 graus, o campo não será perfeitamente circular e isso afetará negativamente os parâmetros de controle.

O campo estará pulsando. Como a ordem de comutação dos terminais do inversor pode ser alterada programaticamente, é fácil conseguir uma alteração na alternância de tensões nos enrolamentos, portanto, alterar o sentido de rotação do rotor do motor.

Vantagens

As vantagens incluem: acessibilidade ao mercado e um preço relativamente baixo; a possibilidade de operação reversa de um motor convencional não reverso; faixa de ajuste mais ampla que a de um conversor monofásico; a possibilidade de funções programáveis ​​como um inversor monofásico ou até mais devido a um número maior de saídas comutadas.

Desvantagens

As desvantagens são: momento reduzido e pulsante de um motor monofásico; aumento de calor; nem todos os conversores padrão estão prontos para esse trabalho, porque Alguns fabricantes proíbem expressamente o uso de seus produtos nesse modo.

Controle de fase com um controlador triac (dimmer)

Este método é o mais "antigo", devido à ausência, até recentemente, na ampla venda de controladores de frequência e seu preço relativamente alto. Com este controle, os enrolamentos do motor permanecem conectados em paralelo. Um dos enrolamentos é conectado em série com o capacitor de mudança de fase. Para os pontos de conexão paralela dos enrolamentos está conectado controlador triac.

Na saída deste regulador, uma tensão monofásica é gerada com uma frequência constante (50 Hz) e um valor eficaz de rms. Isto é devido à regulação da tensão de abertura do triac, isto é, o tempo de abertura do triac muda durante o período da tensão da rede.

O momento no eixo do motor, com este regulamento, diminuirá proporcionalmente à tensão, o escorregamento crítico permanecerá inalterado.

Vantagens

Principais vantagens: excepcional simplicidade do dispositivo de controle; a capacidade de montar e reparar esse dispositivo com qualquer radioamador; uma ordem de magnitude ou mesmo várias ordens de magnitude menor preço em comparação com os inversores de frequência.

Desvantagens

As principais desvantagens são: regulação das revoluções apenas para abaixar; gama de regulação usando um dimmer apenas 2: 1; a estabilidade da velocidade é apenas satisfatória; a carga permitida diminui acentuadamente com a diminuição da velocidade; superaquecimento do motor em baixas velocidades, falta de desempenho do ventilador do motor embutido; a necessidade de superestimar a potência do motor.

Conclusões

Com base em todas as opções acima, é imperativo recomendar o uso de inversores de frequência para controlar motores de indução. Tais acionamentos (inversores PWM), além da indubitável conveniência de gerenciamento, permitem obter alta eficiência das plantas e obter crescimento fator de potência (cos phi) a 0,98, ou seja, implementar um programa de conservação de energia.

Veja também: Conexão monofásica de um motor trifásico e Controladores de velocidade do motor coletor