Sélection du moteur à courant continu

La question du choix des moteurs à courant continu se pose le plus souvent dans les cas où l'entraînement est variable et donc l'obligation de modifier la vitesse de rotation dans certaines limites est imposée au moteur électrique.

Les moteurs à courant continu sont connus pour fournir des capacités de contrôle de vitesse nettement supérieures à celles des moteurs à courant alternatif. Bien que l'utilisation récente de convertisseurs de fréquence électroniques dans les entraînements électriques permette également d'utiliser des moteurs asynchrones dans les entraînements à courant alternatif. Il est tout à fait possible que dans un avenir proche les moteurs à induction à fréquence variable remplacent presque complètement les moteurs à courant continu.

Pour les moteurs à courant continu à excitation parallèle, la régulation de vitesse à 1:3 voire plus peut être réalisée simplement et économiquement lorsque les moteurs électriques sont alimentés par leurs propres générateurs (par exemple, avec un système "générateur - moteur" ou un système "démarrage". »accords et compteurs du système») le réglage devient possible dans une plage encore plus large (1: 10 et plus).Lors de l'utilisation de systèmes quadratiques, il est possible d'amener les limites de réglage à 1: 150 et plus.

Le courant continu présente également certains avantages pour entraîner un volant d'inertie à charge de choc et, dans certains cas, pour les applications de levage où des couples de démarrage élevés et un contrôle automatique de la vitesse sont nécessaires en fonction de la taille de la charge à soulever.

Compte tenu des propriétés positives des moteurs à courant continu, il convient également de prendre en compte leurs graves inconvénients par rapport aux moteurs à courant alternatif, à savoir :

a) le besoin de sources de courant continu, ce qui nécessite des dispositifs de conversion spéciaux,

b) le prix élevé des moteurs électriques et des équipements eux-mêmes,

c) grande taille et poids,

d) grande complexité de l'opération.

Ainsi, les coûts d'investissement et les coûts d'exploitation des moteurs à courant continu augmentent considérablement, de sorte que l'utilisation de ces derniers peut être justifiée par les seules caractéristiques du variateur.

Pour les entraînements à courant continu variables (dans de larges limites), des moteurs à excitation parallèle sont principalement utilisés et, dans certains cas, lorsqu'un adoucissement caractéristique est requis, des moteurs à excitation mixte. Regarder: Les circuits électriques à courant continu et leurs caractéristiques

Les moteurs à courant continu à excitation série ne sont utilisés que dans des appareils de levage et de transport complexes.

Le contrôle de la vitesse des moteurs à courant continu à excitation parallèle peut être effectué soit en faisant varier la tension appliquée, soit en faisant varier l'amplitude du flux magnétique.Changer la tension avec un rhéostat dans l'induit n'est pas économique, car les pertes dans ce cas augmentent proportionnellement au degré de régulation. Par conséquent, cette méthode de contrôle n'est admissible que pour les entraînements individuels à faible puissance.

Dans ce cas, la marge de commande n'est pas grande, car une réduction excessive de la vitesse conduit à un fonctionnement instable du moteur électrique. Le plus économique est le réglage obtenu en changeant la tension fournie au moteur électrique.

Il existe deux systèmes connus pour gérer ce procédé.

• avec un alternateur (système "alternateur - moteur"),

• avec deux générateurs régulés (système « convention - inclusion d'un compteur »).

Les deux systèmes permettent également de modifier la tension aux bornes du moteur électrique de travail dans une large plage de 0 à UnomEt donc, dans de larges limites et de modifier en douceur la vitesse de rotation. Certains avantages du premier système doivent être considérés comme le coût inférieur des générateurs et des équipements de commutation.

La régulation de la vitesse de rotation du moteur électrique à courant continu par excitation parallèle en modifiant le flux magnétique n'est possible que "vers le haut", dans un délai maximum de 1: 3 (moins souvent 1: 4). Si nécessaire, avoir des limites de régulation plus larges (1: 5, 1: 10), nous devons passer aux systèmes de régulation de tension ci-dessus. Pour les moteurs électriques de faible puissance, une commande mixte de tension et de courant est utilisée.

Habituellement, le système de commande, ainsi que le type et les caractéristiques des moteurs électriques, sont déterminés lors de la conception de l'entraînement électrique et sont, en règle générale, soumis à un accord avec les entreprises d'électrotechnique.

La surcharge admissible des moteurs à courant continu est déterminée par les conditions de fonctionnement et est de 2 à 4 par couple, avec la limite inférieure pour les moteurs à excitation parallèle et la limite supérieure pour les moteurs à excitation série.

Lors du choix des moteurs électriques, nous devons nous efforcer de faire en sorte que leur nombre de tours corresponde aux tours de la machine de travail. Dans ce cas, la connexion directe la plus compacte de la machine au moteur électrique est possible et les pertes de puissance inévitables dans le cas des engrenages ou des transmissions flexibles sont éliminées.

Les moteurs à courant continu de la série normale sont produits pour des vitesses nominales de 1000, 1500 et 2000. Les moteurs avec des vitesses inférieures à 1000 sont rarement utilisés. Pour une même puissance, les moteurs ayant des révolutions plus élevées ont un poids, des dimensions et un coût inférieurs, ainsi que des valeurs de rendement plus élevées.

La sélection des moteurs à courant continu pour la puissance se fait de la même manière que pour les moteurs à courant alternatif. Le choix de la puissance du moteur doit être fait en fonction de la nature des charges de la machine entraînée.