Varias formas de controlar un motor asíncrono monofásico

Ventajas y desventajas de varios métodos de control de motores asíncronos. Conclusiones de la experiencia práctica.

Actualmente, los motores de inducción de jaula de ardilla son ampliamente utilizados. Esto se debe a que tales máquinas no tienen un conjunto de cepillo, su rotor está hecho de aluminio y es tecnológicamente muy simple, lo que significa que el diseño en sí es muy confiable. Considere varias formas de controlar un motor asíncrono monofásico.

Condensador Monofásico Motor Eléctrico

Tipo más común motor asíncrono monofásico Es un motor con dos devanados del estator. El primer y el segundo devanado son idénticos en el número de vueltas, pero en serie con uno de los devanados incluyen un condensador. El condensador proporciona un cambio de fase entre los devanados para formar un campo magnético giratorio para el rotor.

Método de control de frecuencia

La principal forma de controlar dicho motor, actualmente utilizado, es el método de frecuencia. Este método se implementa utilizando dispositivos especiales llamados inversores PWM. Estos inversores, a su vez, son monofásicos y trifásicos, lo que está determinado por el número de pares de salidas de potencia para controlar los devanados del motor. Para controlar un motor monofásico, se pueden utilizar inversores monofásicos y trifásicos. Un ejemplo de diseño casero:convertidor de frecuencia de bricolaje.

Control de inversor monofásico PWM

Con este control, ambos devanados del motor están conectados en paralelo. Dos salidas del inversor están conectadas a los puntos de conexión de los devanados. El inversor genera voltaje con una frecuencia variable y con una dependencia lineal del voltaje a la frecuencia. Puede ajustar la frecuencia tanto hacia abajo como hacia arriba. El rango de ajuste generalmente no excede 1:10, porque La capacitancia del condensador en uno de los devanados depende directamente de la frecuencia.

Ventajas

Las principales ventajas de este método son la facilidad de puesta en marcha, que no requiere rediseño de la estructura del motor; trabajo confiable, como el convertidor de frecuencia está especialmente diseñado para controlar este tipo de motores; buenas características (Controlador PIDvelocidades preestablecidas, baja corriente de entrada, funciones de protección, etc.)

Desventajas

Las desventajas incluyen: solo rotación unidireccional; mayor costo y déficit de los convertidores monofásicos en comparación con los trifásicos, debido a su bajo rendimiento.

Control trifásico del inversor PWM

En este caso, los devanados del motor están conectados en serie. Las salidas del convertidor trifásico están conectadas al punto medio y a los extremos de los devanados del motor. En este caso, el condensador está excluido del circuito (se requiere alguna alteración del motor) Dado que los devanados del motor se desplazan 90 grados y el inversor da un desplazamiento de fase de 120 grados, el campo no será perfectamente circular y esto afectará negativamente los parámetros de control.

El campo estará pulsando. Dado que el orden de conmutación de las salidas del inversor se puede cambiar mediante programación, es fácil lograr un cambio en la alternancia de voltajes en los devanados, por lo tanto, cambiar la dirección de rotación del rotor del motor.

Ventajas

Las ventajas incluyen: accesibilidad al mercado y un precio relativamente bajo; la posibilidad de operación inversa de un motor no inverso convencional; rango de ajuste más amplio que el de un convertidor monofásico; La posibilidad de funciones programables como un inversor monofásico o incluso más amplio debido a un mayor número de salidas conmutadas.

Desventajas

Las desventajas son: momento reducido y pulsante de un motor monofásico; aumento de calor; No todos los convertidores estándar están listos para tal trabajo, porque Algunos fabricantes prohíben expresamente el uso de sus productos en este modo.

Control de fase con un controlador triac (dimmer)

Este método es el más "antiguo", se debe a la ausencia hasta hace poco en la amplia venta de controladores de frecuencia y su precio relativamente alto. Con este control, los devanados del motor permanecen conectados en paralelo. Uno de los devanados está conectado en serie con el condensador de cambio de fase. A los puntos de conexión paralela de los devanados está conectado controlador triac.

A la salida de este regulador, se genera un voltaje monofásico con una frecuencia constante (50 Hz) y un valor eficaz ajustable. Esto se debe a la regulación del voltaje de apertura del triac, es decir El tiempo abierto del triac cambia durante el período de la tensión de red.

El momento en el eje del motor, con esta regulación, disminuirá en proporción al voltaje, el deslizamiento crítico no cambiará.

Ventajas

Principales ventajas: simplicidad excepcional del dispositivo de control; la capacidad de ensamblar y reparar dicho dispositivo con cualquier radioaficionado; un orden de magnitud o incluso varios órdenes de magnitud de menor precio en comparación con los variadores de frecuencia.

Desventajas

Las principales desventajas son: regulación de las revoluciones solo para bajar; rango de regulación usando un atenuador solo 2: 1; la estabilidad de la velocidad solo es satisfactoria; la carga permisible disminuye bruscamente a medida que disminuye la velocidad; sobrecalentamiento del motor a bajas velocidades, como falta de rendimiento del ventilador del motor incorporado; La necesidad de sobreestimar la potencia del motor.

Conclusiones

Basado en todo lo anterior, es imperativo recomendar el uso de variadores de frecuencia para controlar motores de inducción. Tales unidades (inversores PWM), además de la indudable conveniencia de la gestión, permiten obtener una alta eficiencia de las plantas y lograr el crecimiento factor de potencia (cos phi) a 0,98, es decir Implementar un programa de conservación de energía.

Ver también: Conexión monofásica de un motor trifásico. y Controladores de velocidad del motor colector