O princípio do controle do motor é o núcleo do campo da tecnologia motora, que envolve o princípio de funcionamento do motor, métodos de controle e aplicações práticas e outros aspectos. Com o desenvolvimento da indústria moderna, o motor como um importante dispositivo para conversão e transferência de energia, sua precisão e eficiência de controle afetam diretamente o desempenho e a eficiência de todo o sistema. Portanto, uma-compreensão e estudo aprofundados do princípio de controle do motor tem importante significado teórico e prático.
Primeiro, o princípio de funcionamento do motor
O motor é um dispositivo que converte energia elétrica em energia mecânica e seu princípio de funcionamento é baseado na lei da indução eletromagnética e na lei da força eletromagnética. De acordo com seu princípio de funcionamento, o motor pode ser dividido em duas categorias: motor DC e motor AC.
1. O princípio de funcionamento do motor DC
O motor DC é o uso do fluxo de corrente DC através da interação da bobina da armadura e da bobina do campo magnético, gerando torque para alcançar o movimento mecânico do dispositivo. Sua estrutura principal inclui armadura, pólos magnéticos, escovas e campo magnético. Quando a corrente CC passa pela bobina da armadura, ela cria um campo magnético que interage entre a armadura e o campo magnético, o que gera um torque que faz o motor funcionar. A velocidade do motor DC pode ser controlada ajustando a tensão ou a corrente da armadura.
2. O princípio de funcionamento do motor CA
O motor CA é um dispositivo que utiliza a mudança constante da corrente CA para gerar um campo magnético rotativo, realizando assim o movimento mecânico. De acordo com o princípio de geração de campo magnético rotativo, o motor CA pode ser dividido em dois tipos de motor assíncrono e motor síncrono. Os motores assíncronos (também conhecidos como motores de indução) baseiam-se no princípio da indução eletromagnética. Quando a corrente CA passa pelos enrolamentos do estator, um campo magnético rotativo é gerado no estator, e o rotor interage com o campo magnético rotativo devido ao efeito de indução, gerando assim um torque giratório para acionar o motor. O motor síncrono é baseado na velocidade do motor e na frequência da fonte de alimentação tem uma relação proporcional fixa entre o motor e o trabalho, sua velocidade e frequência da fonte de alimentação são estritamente sincronizadas.
Em segundo lugar, métodos de controle motor
Os métodos de controle do motor incluem principalmente controle de velocidade, controle de partida e controle de frenagem. Esses métodos de controle e seus princípios são descritos detalhadamente a seguir.
1. controle de velocidade
O controle de velocidade é o aspecto mais importante e complexo do controle do motor. Existem vários métodos de controle de velocidade, incluindo controle de velocidade por divisão de tensão de resistência, controle de velocidade de conversão de frequência e controle vetorial. O controle de velocidade por divisão de tensão de resistência é um método para reduzir a velocidade do motor alterando a tensão de alimentação do motor. Este método é simples e fácil de implementar, mas menos eficiente. O controle de velocidade de conversão de frequência é um método para regular a velocidade do motor alterando a frequência da energia CA fornecida pela fonte de alimentação. Este método pode realizar uma ampla faixa de velocidade e alta eficiência. O controle vetorial é um método de controle mais avançado, que realiza o ajuste preciso da velocidade e do torque do motor, controlando com precisão a corrente e o campo magnético do motor, e é adequado para ocasiões com maiores requisitos de desempenho do motor.
2. Controle inicial
O controle de partida é o controle do motor no processo, do estado estacionário ao estado de funcionamento. Para motores assíncronos, devido ao seu torque de partida ser pequeno, é necessário utilizar alguns métodos especiais para realizar uma partida suave. Os métodos comuns de controle de partida incluem partida direta, partida com tensão reduzida e partida suave. Embora a partida direta seja simples, a corrente de partida é grande e o impacto na rede elétrica é grande; partida com tensão reduzida é reduzir a corrente de partida reduzindo a tensão de alimentação; partida suave é o uso de dispositivos eletrônicos de potência para obter controle suave do processo de partida do motor.
3. Controle de frenagem
O controle de frenagem é o controle do motor desde o estado de funcionamento até o estado estacionário no processo. Os métodos de controle de freio têm uma variedade de métodos, incluindo frenagem por energia, frenagem reversa e frenagem-feedback. A frenagem por consumo de energia ocorre através do enrolamento do estator no motor na energia CC para produzir torque de frenagem; a frenagem reversa ocorre alterando a sequência de fases da fonte de alimentação do motor para produzir o sentido de rotação oposto ao torque do motor para obter a frenagem; A frenagem-feedback é o uso das características de geração da energia mecânica do motor que será convertida em energia elétrica e realimentada na rede para obter a frenagem.
Terceiro, o diagrama do circuito de controle do motor
1. Diagrama do circuito de controle do motor de ímã permanente
Este é o diagrama esquemático do circuito de controle do motor de ímã permanente. Este circuito é usado para controlar o controle do ímã permanente. O circuito usa elementos de comutação triac AC para melhorar as características de comutação porque os motores de ímã permanente são geradores e os elementos de comutação triac padrão são difíceis de comutar adequadamente. Os motores de ímã permanente requerem retificação CC de onda completa.
Os tiristores bidirecionais CA são conectados em série no lado da entrada CA da ponte retificadora. A parte mais crítica da instalação de um SCR no lado CC da ponte é lidar com atrasos na ativação-e no tempo próximo ao final do meio-ciclo. O circuito fornece controle de ampla-faixa para que o elemento de comutação triac CA possa ser acionado rapidamente ou com baixa condução em motores baixos. O resistor CA e o retificador têm classificações de tensão semelhantes. Todos são baseados na carga real do motor e nos requisitos de tensão da linha.
2. 555 Diagrama do circuito de controle do motor IC PWM com limitador de corrente
Para fornecer mudanças rápidas de velocidade do motor e inversão de direção do motor, quatro saídas acionam pontes MOSFET H-. Os dispositivos de canal N-são MOSFETs de potência de trilho inferior e os canais P-são MOSFETs de potência de trilho superior. todos eles são conduzidos pelo TC4469.
Resistores de pequenas séries ajudam a evitar oscilações de porta e retardam o tempo de transição do dispositivo de trilho inferior, o que ajuda a manter o dispositivo superior desligado. Divisores de resistores e transistores de mudança de-nível{2}}de baixo custo podem ser adicionados de maneira fácil e econômica para manter o acionamento de porta de 15 VCC do MOSFET do trilho superior- para atingir tensões do motor superiores a 12 VCC.
Em tensões acima de 15 VCC, um regulador linear simples pode alimentá-los a partir de uma fonte positiva do motor porque o ICM7555 e o TC4469 requerem corrente insignificante. Para ajudar a proteger o portão contra transientes de energia, podemos usar um diodo Zener. Quando o MOSFET inferior no mesmo braço da ponte está "ligado", um dV/dT alto é gerado e o capacitor de porta-para-fonte ajuda a manter o MOSFET superior "desligado". Outra solução para esta situação é manter baixa a impedância do gate drive do MOSFET superior no estado "OFF".
O resistor de detecção no pino de aterramento da ponte H- fornece um método simples de detectar pulso a pulso a corrente do motor, independentemente de o motor estar girando para frente ou para trás. Este sinal é filtrado e aplicado ao ICM7555 para inibir a geração de PWM quando a corrente do motor ultrapassar o valor permitido.
3. Diagrama do circuito de controle do motor de passo
Os motores de passo fornecem controle de posição simples,{0}}de baixo custo e preciso. O motor de passo pode ser acionado por um circuito montado próximo ao motor e controlado por um circuito de controle remoto através de um cabo longo. O circuito é interessante porque a energia tanto para o motor quanto para o circuito do acionador é transmitida por dois fios que também transmitem os sinais de controle.
O circuito integrado do temporizador CMOS LMC555 (IC1) gera pulso de 200 microssegundos para o motor de passo e controla sua velocidade. A velocidade do motor pode ser alterada variando a frequência deste pulso e um resistor variável R1 é fornecido para esta finalidade. Na saída do IC1 (pino 3), um pulso de clock negativo aciona a porta do FET de potência IRL530N (Q1), que imediatamente fecha e desconecta a placa driver do terra. Esta interrupção de energia envia um sinal ao driver do motor para acelerar o motor. O sentido de rotação é controlado pela polaridade da tensão aplicada ao circuito do acionador através das interconexões L1 e L2.
Transistor NPN bipolar MPSA05 Q2 e transistores MPSA55 PNP Q3 e Q4 invertem os pulsos do pino 3, puxando o dreno de Q1 para alto quando Q1 é desligado. A chave seletora S1 define sua direção trocando a polaridade. O botão S2 liga e desliga o motor ligando e desligando o relógio.
4. Diagrama do circuito de controle do motor PWM com operação de avanço, ré e freio
Este circuito de controle de motor PWM fornece uma variedade de controles para um motor DC. Você pode controlar um motor DC para avançar, reverter ou frear até parar.
O circuito usa uma ponte MOSFETS para acionar o motor, controlada por uma série de portas lógicas e pequenos transistores bipolares. A tensão do motor pode ser de 10 a 20 volts e a corrente deve ser de no máximo 8 amperes. Os MOSFETs devem ser equipados com dissipadores de calor apropriados. A entrada V+ deve ser alimentada pela tensão de operação do motor DC (10-20 volts). Embora o MOSFET seja projetado para operação de 100 volts, você só pode usar no máximo 20 volts porque essa tensão também é usada para acionar o portão, que normalmente é limitado a 20 volts. O valor mínimo para esta tensão de alimentação é 10 volts porque a porta não abrirá totalmente se a tensão cair abaixo de 10 volts. Você pode escolher entre vários tipos de motores CC de 10 a 20 volts para esta aplicação.
