Projetos de circuito eletrônicoControlador de MotorCircuito controlador de motor de derivação CC usando Variac

Circuito controlador de motor de derivação CC usando Variac

O circuito controlador de motor DC shunt simples apresentado no artigo a seguir usa um variac. Este design facilita uma parada instantânea do motor em qualquer estágio com um toque de um interruptor, além de inverter a direção do motor. Ele também fornece controle de velocidade para o motor com um alto nível de precisão.

Visão geral

O controlador de motor de meia onda TRIAC e SCR para motores de pequenas séries são bastante populares e baratos e já fazem parte de ferramentas elétricas portáteis e aparelhos compactos.

Dito isso, os controles eletrônicos de velocidade para motores CC maiores de 1/4 e 1/3 HP são realmente mais complicados.

Motores de derivação CC grandes nesta faixa de potência são, além disso, os favoritos da indústria automobilística, operando desde ventiladores de loft até furadeiras; embora basicamente todos esses tipos de motores sejam motores de indução CA com apenas uma velocidade ou, talvez, algumas velocidades variáveis.

Embora um motor CC de 1/3 cavalos de potência, 1750 RPmin e 117 volts possa ser caro, pode valer a pena o preço e você pode encontrar alguns no mercado excedente.

Com um controle de velocidade adequado, esses motores CC podem ser uma coisa maravilhosa de se ver, operando uma furadeira ou um torno mecânico.

Como funciona um motor de derivação CC

O motor de derivação CC funciona praticamente com uma velocidade constante, independentemente da carga. Esses motores são normalmente usados ​​em aplicações industriais e geralmente são preferidos onde as situações de partida não são muitas vezes severas.

A velocidade do motor em derivação pode ser controlada por dois métodos: primeiro, colocando uma resistência em série com a armadura do motor, que pode consequentemente diminuir sua velocidade; e segundo, colocando uma resistência em série com a fiação de campo onde o motor a velocidade pode mostrar uma mudança com a mudança na carga. No último caso, as velocidades permanecerão praticamente estáveis ​​para uma determinada configuração e carregarão no controlador. Este último é considerado o mais utilizado para instalações de velocidade ajustável, como em máquinas-ferramentas.

O motor shunt é talvez o motor CC mais difundido encontrado na indústria atualmente. O motor shunt consiste basicamente na armadura, marcada como A1 e A2, e os fios de campo, marcados com F1 e F2.

O enrolamento no campo shunt consiste em várias voltas de fio fino, contribuindo para uma corrente de campo shunt baixa e uma corrente de armadura razoável. O motor CC Shunt permite o torque de partida que pode variar com as especificações da carga, que pode ser contrariado através do controle preciso da tensão do campo shunt.

Importância da bobina de campo

Caso a bobina de campo seja cortada em um motor shunt, ela pode acelerar um pouco até que a EMF traseira suba a um nível suficiente para desligar a corrente geradora de torque. Simplificando, o motor shunt nunca danifica sozinho quando perde seu campo, mas a potência de torque necessária para fazer o trabalho será simplesmente removida, fazendo com que o motor perca sua capacidade principal para a qual foi projetado.

Várias das aplicações típicas do motor de derivação CC são tornos de oficina mecânica e linhas de processo da indústria que exigem controle crucial de velocidade e torque no motor.

Principais características

As principais características do circuito são: você pode alternar o botão de velocidade para o controle de velocidade, juntamente com um recurso de frenagem dinâmica, que permite parar o motor pesado quase instantaneamente; sem esperar enquanto o motor avança.

O circuito de controle de velocidade do motor shunt DC baseado em variac, como mostrado abaixo, funciona bem em um desses motores dc de 1/3 de potência, não é crucial o tipo de motor que ele está controlando, desde que sua tensão nominal corresponda a alimentação de entrada, é shunt-wound e funciona com um máximo de cerca de 3 amperes a 100% de carga.

img 6242b76220163
Circuito controlador de motor de derivação CC usando Variac 3

Usando um Autotransformador Variac

O circuito mostrado incorpora um dispositivo que muitos engenheiros podem considerar bastante grosseiro e antiquado, sim é o autotransformador variável.

Entre os muitos recursos úteis, um variac permitirá uma poderosa frenagem ao seu motor de alta potência, ele pode funcionar sem depender de loops de feedback: o que garante instabilidade mínima ou nenhuma incompatibilidade com diferentes formas de motores ou disparidades na carga mecânica.

Como funciona

No circuito de controle de velocidade de derivação CC baseado em variac da Fig. 1, o retificador de meia onda D1 fornece o campo de derivação para o motor CC. O capacitor de filtro C fornece a quantidade necessária de tensão e remove qualquer instabilidade nas operações que possam existir com uma alimentação de campo não filtrada. O autotransformador variável T regula a tensão da armadura, portanto, a velocidade do motor.

A saída do variac é dada a uma ponte padrão, retificador D2. A saída do retificador é fornecida à armadura do motor por meio dos contatos N/O de um relé K de 117 volts CA ligado.

Sempre que o motor precisa ser parado, a chave “Run” S2 é aberta, que muda seus contatos normalmente fechados e liga o resistor de frenagem dinâmica R através da armadura.

Durante o período em que o motor para por inércia, ele funciona como um gerador CC. A potência gerada devido é dissipada no resistor R, fazendo com que o motor seja carregado adequadamente, o que força o motor a parar abruptamente.

Considerando que a bobina de campo do motor precisa ser energizada para implementar a ação de frenagem, uma chave independente S1 é incluída para alimentação de campo.

Como resultado, enquanto o sistema está operacional, S1 é mantido aceso, habilitando a luz piloto como lâmpada de advertência. A energia de campo necessária para um motor shunt regular de 1/3 cavalo-vapor é apenas cerca de 35 watts, porque a resistência de campo normalmente funciona com aproximadamente 400 ohms.

Especificações do motor

A corrente de campo pode ser próxima de 350 mA. A corrente nominal a plena carga de um motor de 1/3 hp é próxima de 3 amperes dc ou cerca de 50% da corrente de linha consumida por um motor de indução ac comparável.

O motor dc shunt inclui um fator de potência de 100% e é particularmente mais eficiente. Cada uma das partes opera sem aquecimento, exceto o resistor de frenagem R. Caso o motor opere uma carga com um grande efeito volante e seja parado repetidamente em velocidades aumentadas, o resistor precisará converter uma grande quantidade de energia cinética em calor. Com cargas de baixa inércia, como uma furadeira, os resistores podem não enfrentar nenhum problema de aquecimento.

Os contatos do relé K devem ser classificados com não menos que 10 amperes. A corrente de frenagem costuma ser excessiva, embora apareça por um curto período de tempo; os surtos iniciais tendem a ser substanciais, uma vez que a resistência CC da armadura é normalmente de apenas um ou dois ohms. A corrente de trabalho do motor é, não surpreendentemente, limitada pela quantidade de força eletromotriz que ele gera.

Dicas de construção e segurança

O circuito controlador de motor DC shunt demonstrado acima pode ser construído em uma caixa de alimentação de metal de 6″ x 6″ x 6″.

Considerando que todo o circuito está quente ao aterramento na tensão da linha de alimentação, o isolamento e o aterramento conscientes são extremamente vitais para a segurança básica. O cabo de alimentação deve ser do tipo de aterramento de 3 fios.

O fio terra verde deve ser acoplado à caixa metálica e em seguida levado até a carcaça do motor. Por favor, não negligencie ou ignore o uso do fusível.

Controle SCR vs Controle Variac

Autotransformadores variáveis ​​ou variacs são incrivelmente resistentes e duradouros. A saída desses dispositivos é de baixa impedância, portanto, a tensão da armadura fornece excelente regulação para variações na corrente de carga.

Um circuito de modo de comutação SCR, com os ângulos de condução menores, é naturalmente uma fonte de impedância bastante alta e, portanto, apresenta regulação inferior.

Os controladores de motores que utilizam SCR’s, consequentemente, incluem loops de realimentação especialmente projetados neles, o que faz com que a fase dos pulsos de disparo seja baseada principalmente na força de retorno do motor e também nos ajustes do potenciômetro de controle.

Um controle SCR de onda completa bem projetado é extremamente bom, no entanto, é realmente complexo com seu design. Na faixa de 1/3 HP, o circuito variável do autotransformador é simples, eficiente e fácil de montar pelo usuário.

Em situações em que a carga mecânica no motor reduziu a inércia, ocasionalmente é sensato deixar de fora a chave “Run”, S2, e controlar tudo a partir da chave “Standby” S1.

A frenagem ativa pode continuar a fazer o trabalho até certo ponto devido ao excesso de fluxo magnético dentro do enrolamento do campo do motor.

Onde quer que isso seja possível, oferece o benefício de não haver confiabilidade “em espera”; tudo é desligado até que o interruptor principal S1 seja ligado.

Se o motor precisar ser girado em sentido inverso, basta configurar uma chave dpdt, conectada de forma cruzada para as operações, através da alimentação da armadura e da armadura.

Hashtags: #Circuito #controlador #motor #derivação #usando #Variac
 

FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…
Veja na FONTE até ser revisado o conteúdo.
Status (Ok Até agora)


Se tiver algum erro coloque nos comentários

Mas se gostou compartilhe!!!

Veja mais

Top de Hoje

Ver mais