Propriétés électromécaniques des moteurs à courant continu
Les moteurs à courant continu avec régulation de vitesse en continu sont utilisés dans les entraînements de diverses machines, machines de découpe de métaux et usines. Outre la large plage de contrôle de la vitesse, ils permettent d'obtenir des caractéristiques mécaniques avec différentes rigidités (requises).
Il est connu du cours de génie électrique que l'équation des caractéristiques mécaniques [n = f (M)] peut être écrite comme
où les coefficients Ce et Cm dépendent des données de conception du moteur ; U est la tension de ligne ; F est le flux magnétique du moteur ; R est la résistance du circuit d'induit.
La formule montre que si U, R et F sont constants, la caractéristique mécanique du moteur à excitation parallèle est une droite (Fig.). S'il n'y a pas de résistances dans le circuit d'induit, la caractéristique mécanique est naturelle (ligne droite 1, Fig. A). Le point A correspond au régime nominal nNa mais est appelé fréquence de ralenti idéale.La rigidité de la caractéristique est déterminée par la résistance du moteur R ', qui comprend la résistance de l'enroulement d'induit, des pôles supplémentaires, de l'enroulement de compensation, des balais. L'influence de la résistance dans le circuit d'induit sur la caractéristique est illustrée par les droites 2 et 3 (voir Fig. A).
Riz. 1. Caractéristiques mécaniques des moteurs à courant continu: a - lorsque la résistance dans le circuit du rotor change, b - lorsque la tension dans l'induit du circuit du moteur à courant continu avec un changement d'excitation indépendante change, c - lorsque la vitesse de rotation est contrôlée par manœuvrer l'enroulement d'excitation du moteur avec une excitation en série, d — avec différents modes de freinage.
La formule permet d'estimer l'influence de la tension U et du flux F. Lorsque U change, la caractéristique mécanique d'un moteur à excitation indépendante est décalée parallèlement à la naturelle (Fig. C) ; le régime de ralenti à R et U constants varie en sens inverse du débit.
De la formule pour n = 0, nous avons
c'est à dire. le couple de démarrage est proportionnel au flux.
Ainsi, la vitesse du moteur peut être ajustée en faisant varier le flux magnétique, la tension appliquée à l'enroulement d'induit, en introduisant des résistances dans le circuit d'induit.
La régulation du régime moteur en changeant F est utilisée assez souvent, car la régulation est douce, sans grandes pertes d'énergie, sujette à l'automatisation. La plage de réglage dans le sens de l'augmentation de la fréquence de rotation ne dépasse pas 1: 4, elle peut être étendue en introduisant un petit enroulement stabilisateur d'excitation série avec l'enroulement de pôles supplémentaires.
La régulation de la vitesse de rotation en modifiant la tension appliquée au circuit d'induit du moteur est largement utilisée dans un moteur à excitation indépendante (Fig. C). Actuellement, les moteurs sont produits avec une plage de régulation allant jusqu'à 1: 8, la plage augmente lors de l'utilisation de convertisseurs à thyristors.
Voir sur ce sujet : Modes de freinage du moteur à excitation parallèle