Dispositifs de contrôle du régime moteur

Les moteurs électriques asynchrones sont largement utilisés dans les circuits de freinage à contre-courant. relais de contrôle de vitesse d'induction... L'arbre d'entrée du relais 5, sur lequel est monté un aimant permanent cylindrique 4, est relié à l'arbre du moteur électrique dont la vitesse angulaire doit être contrôlée.

Lorsque le moteur électrique tourne, le champ magnétique traverse les fils du court-circuit 3 du stator rotatif 6. Une FEM est induite dans le bobinage dont la valeur est proportionnelle à la vitesse angulaire de rotation de l'arbre. Sous son influence, un courant apparaît dans la bobine et une force d'interaction apparaît, qui tend à faire tourner le stator 6 dans le sens de rotation de l'aimant.

A une certaine vitesse de rotation, la force augmente tellement que le limiteur 2, surmontant la résistance du ressort plat, commute les contacts du relais. Le relais est équipé de deux nœuds de contact : 1 et 7, qui sont commutés en fonction du sens de rotation.

Figure 1. Relais de contrôle de vitesse inductif

Un relais de contrôle de vitesse à induction a une conception plutôt complexe et une faible précision qui ne peuvent être acceptables que pour les systèmes de contrôle grossiers. Une plus grande précision de régulation de la vitesse peut être obtenue en utilisant une génératrice tachymétrique, une micromachine de mesure dont la tension aux bornes est directement proportionnelle à la vitesse de rotation.

Les générateurs tachymétriques sont utilisés dans les systèmes de retour d'entraînement à vitesse variable avec une large plage de régime et ont donc une erreur de seulement quelques pour cent. Les plus courants sont les génératrices tachymétriques à courant continu.

En figue. La figure 2 représente le schéma d'un relais de commande de vitesse d'un moteur électrique M utilisant une génératrice tachymétrique G dont le circuit d'induit comprend un relais électromagnétique K et un rhéostat de régulation R. Lorsque la tension aux bornes d'induit de la génératrice tachymétrique dépasse la tension de fonctionnement, le relais est activé dans le circuit externe.

Figure 2. Relais de contrôle de vitesse avec génératrice tachymétrique

Figure 3. Schéma d'un pont tachymétrique

Lorsque la résistance du circuit d'induit augmente, la précision du circuit augmente. Par conséquent, le relais est parfois connecté à la génératrice tachymétrique via un amplificateur semi-conducteur intermédiaire. Il est également possible d'utiliser à cet effet des éléments de seuil sans contact à semiconducteur avec une tension de réponse stable.

La fiabilité du circuit peut être améliorée si la génératrice tachymétrique à courant continu est remplacée par une génératrice tachymétrique asynchrone sans contact.

Une génératrice tachymétrique asynchrone a un rotor amagnétique creux réalisé sous forme de verre. Le stator a deux enroulements à un angle de 90 ° l'un par rapport à l'autre. L'une des bobines est connectée à un réseau de courant alternatif.Une tension sinusoïdale est supprimée de l'autre enroulement, qui est proportionnelle à la vitesse du rotor. La fréquence de la tension de sortie est toujours égale à la fréquence du secteur.

Dans les moteurs DC Executive modernes, la génératrice tachymétrique est intégrée dans le même boîtier que la machine et est montée sur le même arbre que le moteur principal. Cela réduit l'ondulation de la tension de sortie et améliore la précision de la régulation de la vitesse.

Les génératrices tachymétriques CC de type PT-1 à excitation électromagnétique sont couramment utilisées dans les moteurs électriques de la série PBST. Couple élevé Moteurs à courant continu J'ai un tachymètre à aimant permanent intégré.

Dans les cas où le moteur à courant continu M n'a pas de génératrice tachymétrique, sa vitesse peut être contrôlée en mesurant la FEM d'induit. Pour cela, un circuit en pont tachymétrique est utilisé, qui est formé de deux résistances: R1 et R2, armature Ri et pôles supplémentaires de la machine Rdp. Tension de sortie du pont tachymétrique Uout = U1 — Udp, ou

Uout = (Rdp / Rdp + Ri) x E = (Rdp / Rdp + Ri) x cω

La dernière égalité est valable sous la condition que le flux magnétique du moteur électrique soit constant. En incluant un élément à seuil en sortie du pont tachymétrique, on obtient un relais calé sur une certaine vitesse angulaire de rotation. La précision du pont tachymétrique est faible en raison de la variabilité de la résistance de contact des balais et du déséquilibre de chauffage de la résistance.

Si le moteur à courant continu fonctionne sur une caractéristique artificielle et qu'une grande résistance supplémentaire est incluse dans l'induit, la fonction de relais de vitesse peut être assurée par un relais de tension connecté aux bornes de l'induit.

Tension dans l'induit du moteur électrique Uja = E + IjaRja.

Puisque I = (U — E) / (Ri + Rext), on obtient Ui = (Rext / (Ri + Rext)) x E + (RI / (Ri + Rext)) x U, alors le second terme peut être négligé et la tension aux bornes de l'induit peut être considérée comme directement proportionnelle à la force électromotrice et à la vitesse de rotation du moteur.

Figure 4. Contrôle de vitesse avec relais de tension

Figure 5. Relais de contrôle de vitesse centrifuge

Ils ont un design très simple. commutateurs de vitesse centrifuges... La base du relais est une plaque frontale en plastique 4, montée sur un arbre, dont la vitesse de rotation doit être contrôlée. Sur la plaque frontale sont fixés un ressort plat 3 avec un contact mobile massif 2 et un contact réglable fixe 1. Le ressort est en acier spécial, dont le module d'élasticité est pratiquement indépendant des changements de température.

Lorsque la plaque frontale tourne, une force centrifuge agit sur le contact mobile qui, à une certaine vitesse de rotation, surmonte la résistance du ressort plat et commute les contacts. Le courant est fourni au dispositif de contact par des bagues collectrices et des balais, non représentés sur la figure. De tels relais sont utilisés dans les systèmes de stabilisation de vitesse pour les micromoteurs à courant continu. Malgré sa simplicité, le système maintient la vitesse avec une erreur de l'ordre de 2 %.