Controllo di un azionamento in corrente continua con Arduino per applicazioni industriali = Control of a direct current drive with Arduino for industrial applications

Nell'ambito automotive, aerospaziale e industriale, l'utilizzo di motori elettrici è inevitabile. Esistono due tipi di motori, quelli in AC (corrente alternata) e quelli in CC (corrente continua). La prima tipologia sta prendendo sempre più piede in tutti gli ambiti, specialmente in quelli in cui si utilizzano motori da pochi kW poichè quando si ha a che fare con potenze che vanno oltre i 100kW l'uso dei motori in AC risulta molto svantaggioso in termini di costo-beneficio. Per questo, in sistemi in cui si ha bisogno di motori elettrici di maggiore potenza, è più conveniente utilizzare i motori in corrente continua. Inoltre il controllo dei motori CC risulta più semplice in quanto la loro velocità può essere controllata variando la tensione di alimentazione. Questa tipologia di motori è comunque tutt'oggi molto utilizzata anche in applicazioni low cost e in ambiti dove è necessario avere una coppia di spunto elevata. Ne sono un esempio i laminatoi e le trafilerie in cui si ha bisogno di molta potenza per sollevare carichi di diverse tonnellate. Per quanto riguarda l'azionamento dei motori CC, per elevate potenze risulta essere conveniente l'uso di SCR (Silicon Controlled Rectifier) che risulta essere molto robusto permettendo di avere un costo di manutenzione molto ridotto rispetto agli inverter utilizzati per i motori AC in cui i condensatori elettrolitici hanno bisogno di essere sostituiti periodicamente. Oggigiorno tutti i sistemi automatici hanno bisogno di un dispositivo di controllo. Questo è un particolare sistema per l’elaborazione dell’informazione, destinato al controllo dei processi fisici, il quale deve potersi interfacciare con l’ambiente esterno. Le sue funzionalità generalmente devono essere quelle di controllo a ciclo chiuso classico del sistema (regolazione o asservimento), calcolo dei valori di riferimento (set-point), gestione di eventuali allarmi ed anomalie e infine realizzazione dell’interfaccia di comunicazione con operatore o altri dispositivi. Al giorno d'oggi possiamo trovare un gran numero di tipologie di controllori, ma la più utilizzata è quella basata su controllori PID (Proporzionale-Integrativo-Derivativo). Il successo di questo tipo di controllori è dovuto principalmente alla sua facilità di taratura e al largo impiego che si fa in ambito industriale. In questo progetto di tesi verrà dunque utilizzato un ponte raddrizzatore trifase SCR, un motore CC e verrà programmato un Arduino per permettere la rotazione unidirezionale del motore. In particolare verrà evidenziato l'azionamento di questo mediante il giusto innesco degli SCR e come è stato progettato il controllore PID. In più verrà spiegata tutta la parte hardware di contorno che è stata progettata per far comunicare questi tre elementi tra di loro.