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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Controllo di un motore elettrico DC. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / motori elettrici Molte macchine utilizzano motori elettrici CC (EM). Consentono facilmente di controllare agevolmente la velocità di rotazione, modificando la componente di tensione costante sull'avvolgimento dell'indotto, con una tensione costante dell'avvolgimento di campo (0 V). Lo schema elettrico (Fig. 1) sarà utile a coloro che assemblano da soli la macchina o il dispositivo necessario con azionamento elettrico. Il circuito consente di controllare un motore elettrico con una potenza fino a 5 kW.
I potenti EM DC hanno diverse caratteristiche che devono essere prese in considerazione: a) è impossibile applicare tensione all'armatura EM senza fornire la tensione nominale (normalmente 180...220 V) all'avvolgimento di campo; b) per non danneggiare il motore, è inaccettabile applicare immediatamente la tensione nominale all'avvolgimento dell'indotto all'accensione, a causa della grande corrente di avviamento, che supera di decine di volte la corrente operativa nominale. Il diagramma sopra ci consente di garantire la modalità operativa richiesta: avvio graduale e impostazione manuale della velocità di rotazione richiesta del veicolo elettrico. Il senso di rotazione cambierà se si modifica la polarità di collegamento dei fili sull'avvolgimento di campo o sull'armatura (questo deve essere fatto solo quando l'EM è spento). Il circuito utilizza due relè, che consentono la protezione automatica degli elementi del circuito dal sovraccarico. Il relè K1 è un potente avviatore; elimina la possibilità di accendere l'EV quando la velocità iniziale impostata dal resistore R1 non è zero. Per fare ciò, una leva è fissata all'asse del resistore variabile R1, collegata al pulsante SB2, che si chiude (tramite la leva) solo al valore massimo di resistenza (R1) - questo corrisponde alla velocità zero. Quando i contatti SB2 sono chiusi, il relè K1, quando viene premuto il pulsante START (SB1), si accenderà e i suoi contatti K1.1 si autobloccheranno, mentre i contatti K1.2 accenderanno l'azionamento elettrico. Il relè K2 fornisce protezione da sovraccarico in assenza di corrente nel circuito dell'avvolgimento di eccitazione EM. In questo caso, i contatti K2.1 spegneranno l'alimentazione al circuito. Il circuito di controllo è alimentato senza trasformatore, direttamente dalla rete tramite la resistenza R3. Il valore della tensione effettiva sull'avvolgimento dell'indotto viene impostato modificando l'angolo di apertura dei tiristori VS1 e VS1 con il resistore R2. I tiristori sono inclusi nei bracci del ponte, il che riduce il numero di elementi di potenza nel circuito. Un generatore di impulsi sincronizzato con il periodo di pulsazione della tensione di rete è assemblato su un transistor unigiunzione VT2. Il transistor VT1 amplifica gli impulsi di corrente e, attraverso il trasformatore di isolamento T1, vengono forniti ai terminali di controllo dei tiristori. Quando si esegue la progettazione, i tiristori VS1, VS2 e i diodi VD5, VD6 devono essere installati su una piastra del dissipatore di calore (radiatore). Parte del circuito di controllo, evidenziato in figura con linea tratteggiata, è posta sul circuito stampato (Fig. 2).
Vengono utilizzati resistori fissi di tipo S2-23, variabile R1 - tipo PPB-15T, R7 - SP-196, R3 - tipo PEV-25. Condensatori C1 e C2 di qualsiasi tipo, per una tensione operativa di almeno 100 V. Diodi raddrizzatori VD1...VD4 per una corrente di 10 A e una tensione inversa di 300 V, ad esempio D231 D231A D232, D232A, D245, D246 . Il trasformatore di impulsi T1 è realizzato su un anello di ferrite M2000NM di dimensioni standard K20x12x6 mm e avvolto con filo PELSHO di diametro 0,18 mm. Gli avvolgimenti 1 e 2 contengono 50 giri e 3 - 80 giri. Prima dell'avvolgimento, gli spigoli vivi dell'anima devono essere arrotondati con una lima per evitare punzonature e cortocircuiti delle spire. Quando il circuito viene inizialmente acceso, misuriamo la corrente nel circuito di avvolgimento di eccitazione (0 V) e, secondo la legge di Ohm, calcoliamo il valore del resistore R2 in modo che il relè K2 sia attivato. Il relè K2 può essere di qualsiasi bassa tensione (6...9 V): minore è la tensione operativa, meglio è. Quando si sceglie il resistore R2, è necessario tenere conto anche della potenza dissipata su di esso. Conoscendo la corrente nel circuito 0 V e la tensione ai capi del resistore, è possibile calcolarla facilmente utilizzando la formula P=UI. Invece di K2 e R2, è meglio utilizzare speciali relè di corrente prodotti dall'industria, ma a causa del loro campo di applicazione ristretto non sono disponibili per tutti. È facile realizzare da soli un relè di corrente avvolgendo circa 20 spire di filo PEL con un diametro di 0.7...1 mm su un interruttore reed più grande. Per realizzare il circuito di controllo, invece del circuito di armatura del motore, colleghiamo una lampada con una potenza di 300...500 W e un voltmetro. È necessario assicurarsi che la tensione ai capi della lampada con il resistore R1 cambi gradualmente da zero al massimo. A volte, a causa della variazione dei parametri di un transistor unigiunzione, potrebbe essere necessario selezionare il valore del condensatore C2 (da 0,1 a 0,68 μF) e del resistore R7 (R7 imposta la tensione massima attraverso il carico al valore minimo della resistenza R1). Se, con una corretta installazione, i tiristori non si aprono, è necessario invertire i conduttori negli avvolgimenti secondari di T1. Una fasatura errata della tensione di controllo che arriva ai tiristori VS1 e VS2 non può danneggiarli. Per comodità di monitoraggio del funzionamento dei tiristori, la tensione di controllo può essere applicata prima a un tiristore e poi all'altro - se la tensione sul carico (lampada) è regolata dal resistore R1, la fase di connessione degli impulsi di controllo è corretta. Con entrambi i tiristori in funzione e il circuito configurato, la tensione sul carico dovrebbe variare da 0 a 190 V. È possibile eliminare la possibilità di applicare la massima tensione all'avvolgimento dell'indotto al momento dell'accensione elettronica, utilizzando un circuito simile a quello mostrato in Fig. 6.17. (Il condensatore C2 garantisce un aumento graduale della tensione di uscita al momento dell'accensione e successivamente non influisce sul funzionamento del circuito.) In questo caso, l'interruttore SB2 non è necessario.
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