Méthodes de contrôle de moteur à courant continu dans ACS

La commande d'un moteur à courant continu en ACS implique soit de modifier la vitesse de rotation proportionnellement à un certain signal de commande, soit de maintenir cette vitesse inchangée sous l'influence de facteurs externes de déstabilisation.

Il existe 4 principales méthodes de contrôle qui appliquent les principes ci-dessus :

• commande rhéostat-contacteur ;

• commande par le système «générateur-moteur» (G-D);

• gestion selon le système « redresseur-D contrôlé » (UV-D) ;

• contrôle des impulsions.

L'étude détaillée de ces méthodes fait l'objet du TAU et du cours Basics of Electric Drive. Nous ne considérerons que les principales dispositions directement liées à l'électromécanique.

Commande rhéostat-contacteur

Trois schémas sont couramment utilisés :

• lors du réglage de la vitesse n de 0 à nnom, le rhéostat est inclus dans le circuit d'induit (commande d'induit);

• s'il faut obtenir n > nnom, le rhéostat est inclus dans le circuit OF (commande de pôle) ;

• pour réguler la vitesse n <nnom et n> nnom, des rhéostats sont inclus à la fois dans le circuit d'induit et dans le circuit OF.

Les schémas ci-dessus sont utilisés pour le contrôle manuel.La commutation pas à pas est utilisée pour le contrôle automatique. Rpa et Rrv par contacteurs (relais, interrupteurs électroniques).

Si un contrôle de vitesse précis et régulier est requis, le nombre de résistances de commutation et d'éléments de commutation doit être important, ce qui augmente la taille du système, augmente le coût et réduit la fiabilité.

Gestion du système G-D

Régulation de la vitesse de 0 à selon le schéma de la fig. produit en ajustant Rv (Upasse de 0 à nnom). Pour obtenir une vitesse moteur supérieure à nnom — en modifiant Rvd (réduire le courant de l'OB du moteur réduit son flux principal Ф, ce qui entraîne une augmentation de la vitesse n).

L'interrupteur S1 est conçu pour inverser le moteur (changer le sens de rotation de son rotor).

Étant donné que le contrôle de D est réalisé en ajustant les courants d'excitation relativement faibles D et D, il est facilement adapté aux tâches ACS.

L'inconvénient d'un tel schéma est la grande taille du système, son poids, son faible rendement, car il y a une triple conversion de conversion d'énergie (électrique en mécanique et vice versa, et à chaque étape il y a des pertes d'énergie).

Redresseur contrôlé - Système moteur

Le système "redresseur commandé - moteur" (voir la figure) est similaire au précédent, mais au lieu d'une machine électrique source de tension régulée, constituée par exemple d'un moteur à courant alternatif triphasé et G = T commandé, par Par exemple, un redresseur électronique à thyristor triphasé est également utilisé.

Les signaux de commande sont générés par une unité de commande séparée et fournissent l'angle d'ouverture nécessaire des thyristors, proportionnel au signal de commande Uy.

Les avantages d'un tel système sont une efficacité élevée, une taille et un poids réduits.

L'inconvénient par rapport au circuit précédent (G-D) est la détérioration des conditions de commutation D due à l'ondulation du courant d'induit, en particulier lorsqu'il est alimenté à partir d'un réseau monophasé.

Contrôle des impulsions

Les impulsions de tension sont transmises au moteur à l'aide d'un hacheur d'impulsions modulé (PWM, VIM) conformément à la tension de commande.

Ainsi, la modification de la vitesse de rotation de l'induit n'est pas obtenue en modifiant la tension de commande, mais en modifiant le temps pendant lequel la tension nominale est fournie au moteur. Il est évident que le fonctionnement du moteur consiste en une alternance de périodes d'accélération et de décélération (voir figure).

Si ces périodes sont petites par rapport au temps total d'accélération et d'arrêt de l'induit, alors la vitesse n n'a pas le temps d'atteindre les valeurs stationnaires nnom lors de l'accélération ou n = 0 lors de la décélération jusqu'à la fin de chaque période, et a certaine moyenne est la vitesse de navigation définie, dont la valeur est déterminée par la durée relative d'activation.

Par conséquent, l'ACS nécessite un circuit de commande dont le but est de convertir un signal de commande constant ou variable en une séquence d'impulsions de commande avec un temps d'activation relatif qui est une fonction donnée de l'amplitude de ce signal. Les dispositifs à semi-conducteurs de puissance sont utilisés comme éléments de commutation — transistors de champ et bipolaires, thyristors.