¿Cómo controlar un soplador usando la salida analógica de un controlador PID?

Los motores de inducción se denominan "asíncronos" porque no alcanzan una velocidad exacta en función de la frecuencia de CA, no porque puedan controlarse fácilmente mediante la limitación de voltaje/corriente.

• Para obtener una explicación detallada del tipo de motor, el artículo de Wikipedia es un excelente lugar para comenzar.
• En términos generales, los motores de inducción pueden funcionar con una eficiencia/control razonables entre el 90 y el 100 % de la "velocidad síncrona" (a 50 Hz, eso es 3000 rpm dividido por el número de "polos" de bobina en su motor, que es probablemente 1), y actuar como generadores entre 100-110% de "velocidad síncrona".
  • Cuanto más lejos del 100 % de la velocidad síncrona esté girando/girando el motor, más corriente consumirá/generará (sin limitación de corriente externa) para producir par para recuperar su velocidad síncrona.

Por lo tanto, para un mejor control de velocidad de un motor de inducción, necesitará algún tipo de VFD. Afortunadamente, sin embargo, al ser unipolar y solo 100 W, podría usar un rectificador + condensador para almacenar la energía que necesitará, luego un circuito de sincronización y un MOSFET de potencia de "Puerta de nivel lógico" para generar la frecuencia necesaria con bastante facilidad (podría use tan solo 4 componentes totales agregados a su circuito).

El rotor de un motor de inducción experimenta un par proporcional a la diferencia de velocidad de rotación entre el rotor y el campo magnético, mientras que el campo magnético gira a una velocidad determinada por la frecuencia de alimentación y el número de polos del motor. En teoría, si el rotor gira a la misma velocidad que el campo, el rotor no experimenta par, pero tan pronto como el motor se ralentiza, aunque sea un poco, el par (y la corriente) aumentan rápidamente.

Antes de la llegada de los variadores de frecuencia (VFD), dichos motores generalmente estaban restringidos al servicio de velocidad fija. Esto se debe a que si intenta reducir la velocidad simplemente reduciendo el voltaje efectivo con un atenuador, encontrará que el motor seguirá girando aproximadamente a la misma velocidad, independientemente de la cantidad de atenuación aplicada, mientras consume una mayor corriente para compensar la menor. voltaje (probablemente sobrecalentando el motor en el proceso).

Los VFD permiten escalar a voluntad la frecuencia y el voltaje del motor, lo que permite variar la velocidad. Los motores de inducción en su mayoría vienen en dos sabores, monofásicos y trifásicos. Si bien los motores trifásicos son adecuados para ser impulsados ​​por un VFD, el motor que vinculó es un motor de inducción monofásico. Los motores monofásicos no se prestan bien para la operación de frecuencia variable. Esto se debe a que realmente son motores bifásicos con un capacitor que crea un cambio de fase en la corriente de la segunda fase. Ese condensador fue elegido para su frecuencia de red y se vuelve ineficaz a frecuencias más bajas.

Necesita un soplador con un motor trifásico y un VFD, o necesita usar un tipo de motor diferente. Solo los motores universales se pueden controlar con solo un atenuador triac, pero emiten ruido eléctrico y tienen cepillos que se desgastan, lo que los hace inadecuados para los ventiladores.

Use el circuito de control de ángulo de fase, como un atenuador SCR, posiblemente use un motor de polo sombreado. Un circuito muy adecuado para el control del ángulo de fase es Atmel U2008B, también es posible hacer una interfaz con optoacoplador y enviar la velocidad del punto de ajuste con salida PWM desde MCU.

Pude obtener lo que quería trabajando usando un relé de estado sólido de control proporcional que encontré aquí . Me costó alrededor de 18 $ (USD). Me alivió del dolor de ejecutar un VFD y todas las complejidades asociadas con él. Un proveedor más famoso se puede encontrar aquí . Pero eran costosos casi el precio de VFD.