Estoy investigando ventiladores HVAC, etc. para diseñar mi propio sistema y controles, y tener un control de velocidad completamente variable es una consideración importante para mí.
Estoy bastante seguro de que hay tipos de motores de CA que no se pueden controlar fácilmente con un triac o control de voltaje (a pesar de las indicaciones en la respuesta en https://electronics.stackexchange.com/a/2900/7517 )
Me siento razonablemente cómodo controlando motores de CC con control de voltaje, pero sospecho que esta es una conclusión errónea simplista.
Aparte de los productos que establecen explícitamente que "el control de velocidad suave o escalonado se puede realizar mediante un timistor o transformador externo". , ¿cómo puedo saber si puedo usar estas técnicas generales para controlar la velocidad de los motores de CA y CC? (Para puntos adicionales/comentarios: ¿estoy en lo cierto al suponer que están hablando de un tiistor?)
¿Tengo razón en que menos del 100% de CA y CC (como categorías separadas) pueden controlarse en velocidad?
Subpregunta de bonificación (para votos en lugar de respuesta): en la cita anterior cuando dicen tiristor, ¿realmente se refieren a un TRIAC? No veo que un interruptor de corriente unidireccional sea útil. A menos que, por supuesto, el ventilador pudiera aceptar CA rectificada ... ¿o algo así?
La siguiente respuesta es un poco larga ya que estoy tratando de cubrir el control de velocidad del motor en general; sin embargo, primero responderé brevemente a sus preguntas de una manera correcta, pero quizás no útil :
Sí. Hay motores que no se pueden controlar fácilmente mediante un triac o métodos de control de voltaje.
Tiene razón en que puede estar simplificando demasiado.
No, con el circuito de control adecuado (y la función de controlador), se puede controlar la velocidad de cualquier motor.
No sé qué está usando el controlador de velocidad al que se vinculó para su tiristor. Podría ser un triac, podrían ser dos SCR conectados en antiparalelo (básicamente un triac). Podría ser un solo SCR (pero no es probable). Sin embargo, no estoy seguro de que esta distinción importe...
No sé qué desea controlar, pero le sugiero que considere algo como esto como un ejemplo de una solución integrada de motor + variador o esto para un variador de componentes separado para un motor de inducción de CA existente. Cualquiera de los ejemplos es de gama alta y puede ser demasiado costoso para su aplicación, especialmente si se trata de una situación única. Hay alternativas de menor costo disponibles, sin embargo...
(Divulgación completa: hace muchos años trabajé para lo que entonces era GE Motors y mis compañeros de trabajo desarrollaron el ECM al que me vinculé. Además, en mi trabajo actual, usamos unidades ABB similares...)
¡Sobre el control de velocidad del motor en general!
El control de velocidad se puede lograr con dos técnicas diferentes:
En algunos casos, por ejemplo , un motor de CC común, el controlador de velocidad puede ser tan simple como una resistencia variable o una fuente de voltaje de CC variable. Para otros motores, el circuito de control será más complicado. Para algunos motores (por ejemplo, paso a paso, interruptor de reluctancia o CC sin escobillas), se requiere el circuito de control "complicado" para hacer que el motor gire. Dado que este circuito ya está presente en este caso, el control de velocidad es casi una idea trivial (siempre que el diseñador del controlador decida poner esta capacidad a disposición del usuario).
Si desea un control de velocidad de motor de bricolaje simple, entonces un motor de CC con un campo magnético permanente es tan simple como parece. Siempre que el motor no esté sobrecargado (o la corriente de suministro esté limitada), la velocidad seguirá el voltaje aplicado. Varíe el voltaje del terminal como desee (resistencia, suministro de CC variable, amplificador de potencia, etc. ). Exprimido fácil de limón.
Los motores de corriente continua de campo bobinado generan su campo magnético a través de un devanado y será necesario controlar esta corriente de campo. Para aplicaciones de baja potencia, se puede fijar la corriente de campo y luego controlar el voltaje de suministro; sin embargo, en motores de mayor potencia, controlar tanto la corriente de campo como posiblemente el voltaje del inducido brinda un rendimiento de control dinámico adicional y más oportunidades para la emoción : ¡Nunca apague la corriente de campo de un motor de CC de campo devanado en funcionamiento! (sugerencia, acelerará hasta que se apague, la velocidad alcance el punto de operación constante determinado por el campo magnético residual o se produzca una falla mecánica por exceso de velocidad...) Es probable que no encuentre motores de CC de campo bobinado en ninguna aplicación HVAC contemporánea.
La velocidad de todos los motores (CA o CC) se puede controlar indirectamente mediante la modulación del par. Básicamente, este método de control aplica el par total durante un período de tiempo (el motor está "encendido") y el par cero durante un período de tiempo (el motor está "apagado"). Cuando el motor está encendido, acelera hasta su máxima velocidad. Cuando el motor está apagado, desacelera ("desliza") hacia la velocidad cero. La inercia giratoria del motor y la carga proporcionan el filtrado de paso bajo que da como resultado una velocidad promedio. Los controladores de motor basados en Triac suelen utilizar este método: encienden el motor de CA durante una serie de ciclos de línea y luego permiten que se apague durante una serie de ciclos de línea.
Prácticamente todos los motores pueden ser de velocidad ajustable a través de interruptores de cambio de polos. Estos interruptores reconectan efectivamente un motor especialmente diseñado para reconfigurar su velocidad nominal o normal en pasos discretos. Por lo general, esto solo se usa para motores de inducción de CA, pero se podría hacer esto para la mayoría de los otros tipos de motores. La velocidad del rotor depende del número de pares de polos eléctricos en una revolución mecánica. Aumentar el número de polos da como resultado un motor que gira más lento. Los ventiladores domésticos de varias velocidades son un ejemplo común de este método de control.
Una propiedad común de los motores de CA es que tienen un campo magnético de estator giratorio que sigue el rotor. Cuanto más rápido sea el campo giratorio, más rápida será la velocidad sin carga. Simplificando demasiado, así es como se logra el control directo de la velocidad de los motores de CA.
Los motores de CA se pueden agrupar en tres grupos generales: de inducción, síncronos y lo que llamaré "conmutados". Tanto los motores de inducción como los síncronos utilizan corrientes sinusoidales para generar el campo magnético del estator giratorio. Los motores conmutados utilizan corrientes no sinusoidales que se asemejan más a ondas cuadradas. Los ejemplos de motores de conmutación incluyen motores paso a paso, CC sin escobillas y máquinas de reluctancia conmutada.
Las máquinas de inducción tienen una propiedad operativa que se llama "deslizamiento". Esto significa que si el par de la máquina no es cero, entonces hay una diferencia de velocidad entre la velocidad magnética del rotor y la del estator giratorio. Esta diferencia normalizada se llama deslizamiento. El deslizamiento y el par están relacionados de tal manera que al aumentar el par de carga aumenta el deslizamiento. Dependiendo de la característica par-velocidad de la carga, esto proporciona una base para el control de velocidad indirecto en un motor de inducción. Los cambios que afectan la producción de par motor darán como resultado cambios en el deslizamiento en función de la característica par-velocidad de la carga. El cambio en el deslizamiento significa un cambio en la velocidad. El par se puede ajustar agregando resistencia en el circuito del rotor si el motor es de rotor bobinado. Los cambios en el circuito del estator también afectarán la producción de par, pero requieren un motor especialmente diseñado para evitar que se dañe. Un motor de ca tiene un mínimo de corriente cuando el voltaje y la frecuencia de suministro tienen una relación fija (V/Hz). Realizar el control de velocidad ajustando la excitación del circuito del estator dará como resultado corrientes de estator más grandes. Esto es aceptable si el motor está diseñado para este modo de operación; sin embargo, el margen necesario para acomodar esto da como resultado un motor de propósito especial y típicamente más costoso. Motores no diseñados específicamente para esta operación Esto es aceptable si el motor está diseñado para este modo de operación; sin embargo, el margen necesario para acomodar esto da como resultado un motor de propósito especial y típicamente más costoso. Motores no diseñados específicamente para esta operación Esto es aceptable si el motor está diseñado para este modo de operación; sin embargo, el margen necesario para acomodar esto da como resultado un motor de propósito especial y típicamente más costoso. Motores no diseñados específicamente para esta operaciónse dañará si se utiliza en este modo durante mucho tiempo. Tenga en cuenta que el control de la velocidad a través de la resistencia o el voltaje del circuito del estator también restringirá la característica de par-velocidad de la carga para que se comporte de manera similar a un ventilador.
Los motores síncronos y conmutados no tienen deslizamiento, por lo que si su rotor no está siempre alineado con el campo magnético del estator, se dice que son "polos deslizantes" y no rotarán. Esto significa que estos motores solo pueden tener control directo de velocidad variable si su frecuencia de excitación del estator varía. Esto generalmente significa alguna forma de accionamiento de motor electrónico. (Puede utilizar una cascada de motores de inducción y de CC y generadores de CC y síncronos para motores no conmutados).
Debido a que las máquinas de inducción y síncronas tienen excitación de estator sinusoidal, sus accionamientos de motor electrónico serán muy similares. En sistemas de bajo rendimiento (p. ej., lazo abierto V/Hz), se podría usar el mismo controlador y controles; sin embargo, para un rendimiento normal o superior, habrá diferencias en la topología de control para abordar las diferencias entre los dos motores.
Los controladores de motor electrónicos para motores conmutados son diferentes, ya que producen corrientes que se aproximan (o son) a ondas cuadradas. A menudo, la frecuencia de salida del variador se establece mediante el comando de velocidad y el variador ajusta el par (a través de la amplitud de corriente o el ángulo de fase) para mantener el rotor alineado con el campo magnético giratorio del estator.
El motor de CC sin escobillas se llama así porque la excitación del estator se basa en la posición del rotor. La combinación del motor y el circuito inversor y la operación de control da como resultado una función de transferencia del bus de CC del convertidor al par/velocidad del motor que es idéntica en forma a un motor de CC.
olin lathrop
Esteban