Il controllo diretto della coppia è un metodo per ottimizzare e mantenere le normali operazioni, tipicamente all’interno di un motore a corrente alternata (CA). Esistono diverse applicazioni per questo tipo di controllo, solitamente in macchine che richiedono una coppia costante e affidabile. Rispetto ad altri metodi di controllo dei motori a corrente alternata, il controllo diretto della coppia presenta numerosi vantaggi e diversi svantaggi, sebbene gran parte di questi dipenda dall’applicazione. Alcune possibilità tecnologiche consentono e migliorano ulteriormente questo e altri azionamenti a frequenza variabile, macchine tipicamente responsabili del controllo dell’energia elettrica fornita a un motore.
In sostanza, il processo di controllo diretto della coppia comporta il monitoraggio di determinate variabili all’interno del motore e la regolazione della quantità di potenza per mantenere tali variabili entro un intervallo ottimale. Nello specifico, le principali variabili misurate sono tensione e corrente. Da questi valori si possono ricavare il flusso magnetico e la coppia del motore. Una volta effettuate queste misurazioni, la corrente elettrica in alimentazione al motore viene regolata, se necessario, per mantenere i range ottimali di coppia e flusso.
Le applicazioni per il controllo diretto della coppia sono numerose nei processi industriali, poiché molte macchine spesso necessitano di una coppia precisa per lunghi periodi. Molto spesso, il controllo diretto della coppia verrà implementato su motori CA trifase, sebbene altri progetti possano spesso integrare processi simili. I primi esperimenti con il controllo diretto della coppia hanno posizionato i sistemi all’interno delle locomotive e ora il controllo diretto della coppia può essere utilizzato nei motori delle auto elettriche.
I vantaggi di questo tipo di controllo derivano generalmente dalle misurazioni coerenti e dalle regolazioni effettuate per ottimizzare le operazioni. Idealmente, qualsiasi regolazione verrà effettuata quasi istantaneamente. Ciò può aumentare l’efficienza complessiva del motore e contribuire a ridurre la perdita di energia. Inoltre, questo tipo di controllo può ridurre la risonanza meccanica di un motore, aumentando ulteriormente l’efficienza e persino riducendo il rumore udibile della macchina a basse velocità.
Gli svantaggi di questi sistemi spesso iniziano con misurazioni errate. Ci sono spesso errori di misurazione a basse velocità, ad esempio, che possono portare a regolazioni improprie e perdita di efficienza. Misurazioni errate possono verificarsi anche ad alte velocità e attraverso l’intero spettro di coppie. Di conseguenza, sono generalmente necessarie apparecchiature di misurazione e monitoraggio di alta qualità.
Le tecnologie informatiche ad alta velocità svolgono un ruolo importante nell’efficace controllo diretto della coppia. Sono necessari così tanti calcoli veloci che computer estremamente veloci e altri controller digitali sono spesso essenziali per effettuare le corrette regolazioni in tempo. Inoltre, i sensori di velocità e posizione sono spesso necessari, specialmente nelle applicazioni a bassa velocità.