Diverses maneres de controlar un motor asíncron monofàsic

Avantatges i desavantatges de diversos mètodes de control de motors asíncrons. Conclusions de l’experiència pràctica.

Actualment, s’utilitzen àmpliament els motors d’inducció de gàbia d’esquirol. Això és així perquè aquestes màquines no disposen d’un conjunt de raspall, el seu rotor és d’alumini i tecnològicament molt senzill, cosa que significa que el disseny en si és molt fiable. Considereu diverses maneres de controlar un motor asíncron monofàsic.

Motor elèctric monofàsic condensador

Tipus més comú motor monofàsic asíncron és un motor amb dos enrotllaments estatoris. El primer i el segon enrotllaments són idèntics en nombre de voltes, però en sèries amb un dels enrotllaments s’inclou un condensador. El condensador proporciona un canvi de fase entre els enrotllaments per formar un camp magnètic giratori per al rotor.

Mètode de control de freqüència

La manera principal de controlar un motor d’aquest tipus, que s’utilitza actualment, és el mètode de freqüència. Aquest mètode s’implementa mitjançant dispositius especials anomenats inversors PWM. Aquests inversors, al seu torn, són monofàsics i trifàsics, la qual cosa és determinada pel nombre de parells de sortides de potència per controlar els bobinats del motor. Per controlar un motor monofàsic es poden utilitzar inversors monofàsics i trifàsics. Un exemple de disseny casolà:convertidor de freqüència do-it-yourself.

Control inversor monofàsic PWM

Amb aquest control, els dos enrotllaments del motor es connecten en paral·lel. Dues sortides de l’inversor estan connectades als punts de connexió dels enrotllaments. L'inversor genera tensió amb una freqüència variable i amb una dependència lineal de la tensió a la freqüència. Podeu ajustar la freqüència tant cap avall com cap amunt. El rang d’ajust no sol superar l’1:10, perquè la capacitat del condensador en un dels bobinats depèn directament de la freqüència.

Avantatges

Els principals avantatges d’aquest mètode són la facilitat de posada en servei, que no requereix un redisseny de l’estructura del motor; treball fiable, com el convertidor de freqüència està especialment dissenyat per controlar aquest tipus de motors; bones característiques (Controlador PIDvelocitats predefinides, corrent d’entrada baix, funcions de protecció, etc.)

Inconvenients

Els desavantatges inclouen: només rotació unidireccional; major cost i dèficit de convertidors monofàsics en comparació amb els trifàsics, a causa de la seva baixa producció.

Control inversor trifàsic PWM

En aquest cas, els bobinats del motor es connecten en sèrie. Les sortides del convertidor trifàsic estan connectades al punt mitjà i als extrems dels bobinats del motor. En aquest cas, el condensador queda exclòs del circuit (cal alguna alteració del motor) Atès que els enrotllaments del motor es desplacen 90 graus i l’inversor dóna un desplaçament de fase de 120 graus, el camp no serà perfectament circular i això afectarà negativament els paràmetres de control.

El camp serà pulsatiu. Com que l'ordre de commutació de les sortides del convertidor es pot canviar de manera programàtica, és fàcil aconseguir un canvi en l'alternança de tensions sobre els bobinats, per tant, canviar el sentit de gir del rotor del motor.

Avantatges

Els avantatges inclouen: l’accessibilitat al mercat i un preu relativament baix; la possibilitat de funcionar inversament d’un motor convencional que no faci marxa enrere; un rang d’ajust més ampli que el d’un convertidor monofàsic; la possibilitat de funcions programables com un inversor monofàsic o fins i tot més ampli a causa d’un nombre més gran de sortides commutades.

Inconvenients

Els desavantatges són: moment reduït i pulsatiu d’un motor monofàsic; augment de calor; no tots els convertidors estàndard estan preparats per tal feina, ja que Alguns fabricants prohibeixen expressament l'ús dels seus productes en aquest mode.

Control de fase amb controlador de triac (variador)

Aquest mètode és el més "antic", es deu a l'absència fins fa poc a l'amplia venda de reguladors de freqüència i al seu preu relativament elevat. Amb aquest control, els bobinats del motor es mantenen connectats en paral·lel. Un dels bobinatges està connectat en sèrie amb el condensador de canvi de fase. Als punts de connexió paral·lela de les bobines es connecta controlador de triac.

A la sortida d’aquest regulador, es genera una tensió monofàsica amb una freqüència constant (50 Hz) i un valor rms ajustable. Això es deu a la regulació del voltatge d'obertura del triac, és a dir. el temps obert del triac canvia al llarg del període de la tensió de xarxa.

El moment de l’eix del motor, amb aquesta regulació, disminuirà en proporció a la tensió, el lliscament crític serà inalterat.

Avantatges

Avantatges principals: excepcional simplicitat del dispositiu de control; la capacitat de muntar i reparar aquest dispositiu amb qualsevol radioafeccionat; un ordre de magnitud o fins i tot diverses ordres de magnitud inferior al seu preu en comparació amb les unitats de freqüència.

Inconvenients

Els principals desavantatges són: regulació de revolucions només per baixar; rang de regulació utilitzant un disparador només 2: 1; l'estabilitat de la velocitat només és satisfactòria; la càrrega admissible disminueix bruscament amb la velocitat decreixent; sobreescalfament del motor a baixes velocitats, com falta de rendiment del ventilador de motor incorporat; la necessitat de sobreestimar la potència del motor.

Conclusions

A partir de tot allò anterior, és imprescindible recomanar l’ús d’accionaments de freqüència per controlar motors asíncrons. Aquests impulsors (inversors PWM), a més de la indubtable comoditat de gestió, permeten obtenir alta eficiència de les plantes i aconseguir un creixement factor de potència (cos phi) a 0,98, és a dir. implementar un programa de conservació d’energia.

Vegeu també Connexió monofàsic d’un motor trifàsic i Col·lectors Controladors de velocitat del motor