Regulació de tensió de corrent continu

Avui, tant a la indústria com a l’àmbit civil, hi ha moltes instal·lacions, accionaments elèctrics, tecnologies, on l’alimentació elèctrica no requereix alternar, sinó tensió constant. Aquestes instal·lacions inclouen diverses màquines industrials, equips de construcció, motors de transport elèctric (metro, carro, carregador, cotxe elèctric) i altres instal·lacions de corrent continu de diversos tipus.

El voltatge d'alimentació d'alguns d'aquests dispositius ha de ser variable de manera que, per exemple, un canvi de subministrament de corrent al motor elèctric comporti un canvi corresponent en la velocitat de gir del seu rotor.

Una de les primeres maneres de regular la tensió de corrent continu és regular amb un reostat. Aleshores podem recordar el motor - generador - motor del circuit, on de nou ajustant el corrent en el bobinament d’excitació del generador, es va aconseguir un canvi en els paràmetres de funcionament del motor final.

Però aquests sistemes no són econòmics, es consideren obsolets i els esquemes reguladors són molt més moderns. basat en tiristors. La regulació de tiristor és més econòmica, més flexible i no comporta un augment dels paràmetres generals de la massa de la instal·lació. Tanmateix, les primeres coses primer.

Regulació reostàtica (regulació amb resistències addicionals)

La regulació mitjançant una cadena de resistències connectades en sèrie permet canviar el corrent i la tensió del motor elèctric limitant el corrent al seu circuit d’ancoratge. Esquemàticament, sembla una cadena de resistències addicionals connectades en sèrie al bobinat del motor i connectades entre ell i el terminal positiu de la font d’energia.

 

Algunes resistències poden ser sacsejades per contactors segons calgui perquè el corrent a través del bobinatge del motor canviï en conseqüència. Anteriorment, en els accionaments elèctrics de tracció, aquest mètode de regulació era molt estès i, per la manca d’alternatives, calia afegir una eficiència molt baixa a causa de pèrdues de calor importants a les resistències. Methodbviament, aquest és el mètode menys eficaç: l'excés de potència es dissipa simplement en forma de calor innecessària.

Regulació del sistema generador del motor

Aquí, el voltatge per alimentar el motor de corrent s’obté localment mitjançant un generador de corrent continu. El motor d’accionament gira el generador de corrent continu, que al seu torn alimenta el motor actuador.

La regulació dels paràmetres de funcionament del motor actuador s’aconsegueix canviant el corrent del bobinament d’excitació del generador. El corrent del bobinatge del generador és més alt: la tensió més alta és subministrada al motor final, menor és el corrent de camp del generador - menor tensió, respectivament, es subministra al motor final.

Aquest sistema, a primera vista, és més eficient que simplement dissipant energia en forma de calor mitjançant resistències, però també té els seus inconvenients. En primer lloc, el sistema conté dues màquines elèctriques addicionals, de mida prou gran, que deuen ser ateses de tant en tant. En segon lloc, el sistema és inercial: les tres màquines connectades no poden canviar bruscament el seu curs. Com a resultat, de nou l’eficiència és baixa. Tot i això, durant algun temps, aquests sistemes es van utilitzar a les fàbriques del segle XX.

Mètode de control del tiristor

Amb l’arribada de dispositius semiconductors a la segona meitat del segle XX, es va fer possible crear reguladors de tiristors de mida petita per a motors de corrent continu.El motor de corrent continu es connectava simplement a la xarxa de corrent alterna a través del tiristor i, en variar la fase d’obertura del tiristor, va ser possible obtenir un control suau de la velocitat del rotor del rotor del motor. Aquest mètode va permetre fer un gran avenç en augmentar l'eficiència i la velocitat dels convertidors per alimentar motors de corrent continu.

El mètode de control del tiristor ara també s’utilitza, en particular, per controlar la velocitat de rotació del tambor en les rentadores automàtiques, on un motor d’alta velocitat del col·lector serveix d’accionament. En equitat, observem que un mètode de regulació similar funciona en els dimòmers de tiristors, que poden controlar la brillantor de la brillantor de les làmpades incandescents.

Control basat en PWM amb enllaç de CA.

El corrent directe és convertit per un inversor en corrent altern, que a continuació s'incrementa o disminueix per un transformador, i després es rectifica. La tensió rectificada s'aplica als enrotllaments del motor de corrent continu. Potser addicionals regulació del pols per modulació PWMLlavors, l'efecte de sortida aconseguit és similar a la regulació del tiristor.

La presència d’un transformador i d’un inversor, en principi, comporta un augment del cost del sistema en general, però, la moderna base de semiconductors permet construir convertidors en forma d’aparells de mida petita acabats alimentats amb potència CA, on el transformador costa un pols d’alta freqüència i, en conseqüència, les dimensions són petites i l’eficiència ja arriba als 90 %

Control d’impuls

El sistema de control d’impulsos dels motors de corrent continu és similar al seu disseny a un pols Convertidor de corrent continu. Aquest mètode és un dels més moderns, i s'utilitza avui en cotxes elèctrics i s'implementa al metro. L’enllaç del convertidor disminuït (díode i inductor) es combina en un circuit en sèrie amb el bobinatge del motor i, ajustant l’amplada dels polsos subministrats a l’enllaç, aconsegueixen el corrent mitjà requerit mitjançant l’enrotllament del motor.

Aquests sistemes de control de pols, de fet, els convertidors de pols, es caracteritzen per una eficiència més elevada - més del 90% i tenen una velocitat excel·lent. Ofereix grans oportunitats recuperació d’energia, que és molt important per a màquines amb alta inèrcia i per a cotxes elèctrics.