Tre metodi di regolazione della velocità per motori DC
1. Regolazione della velocità a tensione variabile
2. Regolazione della velocità a frequenza variabile
3. Regolazione della velocità del chopper
1. Regolazione della velocità della tensione variabile
Principio di funzionamento:
La regolazione della velocità a tensione variabile regola la velocità del motore modificando la tensione applicata all'armatura del motore CC. Di solito per regolare la tensione vengono utilizzati un alimentatore CC e un reattore o un circuito a tiristori.
Vantaggi:
Semplice: il circuito di controllo è relativamente semplice e facile da implementare.
Basso costo: non sono necessarie apparecchiature di controllo complesse.
Buone prestazioni termiche: quando il motore funziona a una tensione inferiore, la perdita è inferiore e l'effetto termico è minore.
Svantaggi:
Bassa efficienza: l'efficienza è inferiore a carico parziale perché c'è una caduta di tensione fissa.
Fluttuazione della coppia: in alcune applicazioni può verificarsi una fluttuazione della coppia.
Intervallo di controllo della velocità limitato: l'intervallo di variazione della tensione è limitato, risultando in un intervallo di controllo della velocità limitato.
2. Regolazione della velocità di frequenza variabile
Principio di funzionamento:
La regolazione della velocità a frequenza variabile regola la velocità del motore modificando la frequenza dell'alimentazione del motore CC. Ciò si ottiene solitamente utilizzando un convertitore di frequenza, che converte la CA a frequenza fissa in CA a frequenza variabile, che viene poi convertita in CC a frequenza variabile da un raddrizzatore.
Vantaggi:
Alta efficienza: l'elevata efficienza viene mantenuta su tutta la gamma di velocità.
Ampio intervallo di velocità: è possibile ottenere un ampio intervallo di regolazione della velocità.
Regolazione fluida della velocità: fornisce una regolazione della velocità fluida e continua.
Buona risposta dinamica: risposta rapida ai cambiamenti di carico.
Svantaggi:
Costo più elevato: il convertitore di frequenza e il relativo circuito di controllo sono più costosi.
Complessità: il sistema di controllo è più complesso della regolazione della velocità a tensione variabile.
Possibili interferenze elettromagnetiche: il convertitore di frequenza può generare interferenze elettromagnetiche.
3. Regolazione della velocità del chopper
Principio di funzionamento:
La regolazione della velocità del chopper controlla la velocità del motore regolando l'ampiezza dell'impulso (PWM) dell'alimentatore CC. Il chopper accende e spegne l'alimentazione durante ogni ciclo, regolando il valore effettivo della tensione di armatura.
Vantaggi:
Alta efficienza: il chopper presenta basse perdite e alta efficienza nell'intero intervallo di regolazione della velocità.
Controllo preciso: è possibile ottenere un controllo della velocità molto preciso.
Buone prestazioni termiche: grazie all'elevata efficienza, l'effetto termico è ridotto.
Frenata rigenerativa: la frenata rigenerativa del motore è facile da ottenere.
Svantaggi:
Costi e complessità: i chopper e i relativi circuiti di controllo possono essere costosi e complessi.
Interferenza elettromagnetica: il funzionamento del chopper può generare interferenze elettromagnetiche.
Requisiti per i motori: alcuni tipi di motori CC potrebbero non essere adatti alla regolazione della velocità del chopper.
Ciascun metodo di regolazione della velocità del motore CC presenta vantaggi e svantaggi. Il metodo da scegliere dipende dai requisiti specifici dell'applicazione, dal budget di costo, dai requisiti di efficienza, dalla gamma di velocità e dalla complessità del sistema di controllo. La regolazione della velocità a tensione variabile è semplice ed economica, ma l’efficienza e l’intervallo di controllo della velocità sono limitati. La regolazione della velocità a frequenza variabile fornisce un ampio intervallo di velocità e un'elevata efficienza, ma i costi e la complessità del sistema di controllo sono elevati. La regolazione della velocità del chopper è efficiente sull'intero intervallo di velocità e può controllare accuratamente la velocità, ma può richiedere circuiti di controllo più complessi e costi più elevati.
