Entiendo las ventajas de usar un sistema inversor-rectificador para impulsar un motor de CA en lugar de simplemente enchufarlo a la red eléctrica, ya que permite un control mucho mejor de su velocidad y rendimiento; pero lo que no entiendo es: dado que la alimentación de CA original debe convertirse en CC para alimentar el circuito del inversor, ¿por qué esta CC no se envía directamente a un motor de CC, en lugar de convertirla nuevamente en CA y luego enviar a un motor AC?
Los motores de CC tienen efectivamente una variable: ¿cuánta potencia está alimentando el motor? Los motores de CA tienen dos variables: potencia y frecuencia. No soy un experto en motores, pero espero que los motores de CA permitan un control independiente de la velocidad y el par, mientras que los motores de CC no. El control direccional también es una preocupación. La dirección de un motor de CA se puede controlar mediante la dirección de rotación de la potencia que se le alimenta. La dirección de un motor de CC no se controla tan fácilmente.
En términos más generales, todos los motores funcionan porque hay un campo magnético giratorio en alguna parte. Esa rotación se genera dentro del motor (autoconmutación) o porque la alimentación de energía al motor está rotando (conmutación externa). Los motores de CC deben ser de autoconmutación; DC definitivamente no gira.
¿Cómo se logra la conmutación dentro del motor? Por lo general, hay escobillas o hay un inversor integrado en el motor . Los cepillos se desgastan y sospecho que tienen otras desventajas. Y si va a construir un inversor en el motor, ¿por qué no ponerlo fuera del motor y controlarlo mejor?
Porque los motores de CA son generalmente mucho más eficientes que los motores de CC y, dado que no requieren contactos eléctricos con el rotor, también son más confiables.
Recuerde, un motor BLDC es realmente un motor de CA con el circuito de accionamiento integrado. A niveles de potencia más altos, tiene sentido separar los circuitos de control y accionamiento del propio motor.
Además, los motores con rotores de imanes permanentes (PM) tienen una capacidad de manejo de potencia limitada. A niveles de potencia más altos, se utilizan motores de inducción de CA, incluso en vehículos eléctricos.
Con muchos tipos de motores de CA, la velocidad de rotación estará fuertemente correlacionada con la frecuencia de la corriente de accionamiento. En muchos casos, la velocidad de rotación en revoluciones por segundo será una fracción exacta de la frecuencia de transmisión en ciclos por segundo (por ejemplo, 1/3), o una fracción exacta menos una cierta cantidad de "deslizamiento" que depende de la transmisión. Voltaje. Si bien puede ser posible controlar la velocidad de algunos motores de CA variando el voltaje de la unidad y, por lo tanto, permitiendo cantidades variables de deslizamiento, es más eficiente variar la frecuencia de la unidad y tratar de minimizar el deslizamiento.
Tenga en cuenta también que casi todos los motores que son capaces de realizar una cantidad de trabajo no trivial requieren que la polaridad de la corriente en algunas de las bobinas se cambie periódicamente. Esto es tan cierto para los motores de CC como para los de CA. La mayoría de los motores de CC utilizan un conmutador mecánico y escobillas para realizar dicha conmutación; estos tienden a tener una vida útil limitada antes de requerir servicio o reemplazo. Algunos usan componentes electrónicos para cambiar la corriente real del motor, pero eso los convierte esencialmente en una combinación de "inversor más motor de CA".
Puede haber muchas razones. El más obvio es que las escobillas de los motores PMDC se desgastan y deben reemplazarse después de 2000 a 5000 horas, según el entorno. Mientras que los motores de CA (tanto de inducción como PMSM, también conocidos como motores sin escobillas, también conocidos como motores BLDC) pueden durar 20,000 horas. Entonces, si la operación sin mantenimiento es importante, es posible que desee un motor de CA.
En segundo lugar, si está realizando algún tipo de control de velocidad o par, no solo tendrá CC para un motor de CC. Vas a tener PWM DC. Y una vez que tiene la electrónica para hacer eso , no es muy diferente ir a PWM AC.
En tercer lugar, una gran cantidad de motores de inducción modernos y controles PMSM funcionan mediante una técnica denominada control orientado al campo. Este tipo de control le permite controlar tanto la operación de su motor sin problemas a baja velocidad como a alta velocidad y le brinda un control independiente sobre su par y su campo magnético. No puede hacer esto con un control PMDC porque sus escobillas/conmutador alinean mecánicamente el campo. Entonces, si eso es importante para usted, puede elegir un motor de CA en lugar de un motor de CC.
Otra ventaja de los motores de CA es que no utilizan escobillas ni conmutadores como los motores de CC. Estos generan una gran cantidad de chispas y ruido electromagnético de banda ancha.
Hay entornos en los que tales acciones son realmente, realmente indeseables :)
Los motores de CA son más fiables que los motores de CC. Los motores de CC producen potencia de salida a partir de la corriente que fluye en la armadura. El motor de CC transfiere la corriente al inducido con conmutador y escobillas. La inductancia eléctrica de la armadura provoca la formación de arcos cuando cada cepillo rompe la conexión de cada barra de contacto sucesiva de la armadura. Esto perfora la armadura y las escobillas, haciéndolos ásperos. La rugosidad desgasta tanto la armadura como las escobillas. Cuando los motores de CA usan rotores de electroimán, la corriente se conecta al rotor con anillos colectores y escobillas. No hay conmutación en las escobillas de los anillos colectores. Esto evita las picaduras por arco que sufren los motores de corriente continua. Los anillos colectores y las escobillas duran muchas veces más que las escobillas y los conmutadores de los motores de CC. La mayoría de los motores de CA funcionan sin escobillas ni anillos colectores mediante acoplamiento inductivo, histéresis, o imanes permanentes en los rotores. La vida útil de los motores sin escobillas puede estar limitada solo por la vida útil de los cojinetes.
Los motores de CA pueden ser más controlables que los motores de CC. Los controladores de motores de CC pueden cambiar el campo magnético del estator o el voltaje o la corriente aplicada a la armadura. Los controladores de motores de CA pueden cambiar el voltaje, la corriente, la frecuencia o la fase del estator o la corriente del rotor. Algunos motores de CA pueden cambiar la cantidad de polos magnéticos en el estator. Esto hace que los motores de CA puedan convertir eficientemente la electricidad en fuerza motriz en un rango más amplio de velocidades de funcionamiento que los motores de CC de niveles de potencia equivalentes.
Otro aspecto que no veo mencionado es que un motor de CA trifásico alimentado con entrada de onda sinusoidal pura produce un par uniforme en los 360 grados de rotación. Un motor de CC simple experimentará una variación de par cuando cada polo del rotor gira más allá de su polo del estator equivalente. Esto puede ser una consideración importante, por ejemplo, en el mecanizado de precisión.
ed beal