Motores CA são amplamente utilizados na produção industrial, eletrodomésticos e outros setores devido às suas vantagens de estrutura simples, alta confiabilidade e baixo custo. A velocidade é afetada pela frequência de potência, pelo número de polos do motor e pela taxa de escorregamento (fórmula: n = 60f/p (1-s), onde n é a velocidade, f é a frequência de potência, p é o número de polos e s é a taxa de escorregamento). Com base nesse princípio, os métodos comuns de controle de velocidade podem ser divididos nas seguintes categorias:

1. Método de controle baseado na regulação da frequência de energia: regulação da velocidade de frequência variável

A regulação de velocidade de frequência variável é atualmente o método de controle de alta precisão mais amplamente utilizado para a regulação da velocidade de motores CA. O objetivo é obter um ajuste preciso da velocidade alterando a frequência de potência do motor de entrada.

Princípio de funcionamento: Utilizando um conversor de frequência para converter energia CA (como 220 V/50 Hz, 380 V/50 Hz) em energia CA com frequência ajustável, ao mesmo tempo em que adapta a tensão de acordo com as características do motor (geralmente seguindo o princípio de “relação tensão/frequência constante” para evitar a saturação do circuito magnético do motor), alterando assim a velocidade síncrona do motor.

Características: Ampla faixa de velocidade (pode operar de 0 à velocidade nominal ou até além da velocidade nominal), alta precisão (o erro de velocidade pode ser controlado dentro de 0,5%), baixo consumo de energia (a eficiência do motor permanece alta mesmo durante a operação em baixa velocidade) e sem surto de corrente durante a inicialização, protegendo efetivamente o motor e o equipamento de carga.

2. Método de controle baseado no ajuste do número de polos do motor: regulação de velocidade de polo variável

A regulação de velocidade de polo variável é um método de regulação de velocidade gradual que ajusta o número de polos magnéticos (p) de um motor alterando a conexão do enrolamento do estator, alterando assim a velocidade síncrona.
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Princípio de funcionamento: O enrolamento do estator do motor adota uma estrutura especial de derivação ou comutação, e o método de conexão do enrolamento é comutado por um contator (como transformação estrela/triângulo, transformação estrela/triângulo dupla), de modo que o número de polos magnéticos muda exponencialmente (como de 2 polos para 4 polos) e a velocidade síncrona diminui pela metade de acordo (como de 3000 r/min para 1500 r/min a uma frequência de energia de 50 Hz).
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Características: Estrutura simples, baixo custo, fácil operação, eficiência do motor basicamente inalterada durante a regulação de velocidade, mas níveis de regulação de velocidade limitados (geralmente apenas 2 a 3 níveis de regulação de velocidade, como comutação de 2 polos/4 polos/6 polos), incapaz de atingir regulação de velocidade contínua e pode causar choque de velocidade no momento da comutação.

3、 Método de controle baseado no ajuste de deslizamento

A taxa de escorregamento (s) é a razão entre a diferença entre a velocidade real do motor e a velocidade síncrona e a velocidade síncrona. A regulação da velocidade do motor CA pode ser alcançada alterando a taxa de escorregamento. Métodos comuns incluem regulação de velocidade por resistência em série, regulação de velocidade por estágio em série e regulação de velocidade por tensão.
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Regulação de velocidade de resistência em série (aplicável somente a motores assíncronos de rotor enrolado)
Princípio de funcionamento: No circuito do rotor de um motor assíncrono de rotor bobinado, um resistor ajustável é conectado em série. Ao aumentar o valor da resistência, a taxa de escorregamento aumenta e a velocidade real do motor diminui (quanto maior a resistência, menor a velocidade).
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Características: Estrutura simples, baixo custo, mas alto consumo de energia (a resistência em série gera uma grande quantidade de calor Joule, resultando em grave perda de energia), baixa precisão de regulação de velocidade (a velocidade oscila muito com mudanças de carga) e diminuição significativa na eficiência do motor durante a operação em baixa velocidade.