Contrôle de la vitesse d'un moteur à courant continu

De l'équation caractéristique électromécanique moteur permanent excitation indépendante, il s'ensuit qu'il existe trois manières possibles de contrôler sa vitesse angulaire :

1) régulation en modifiant la valeur de résistance du rhéostat dans le circuit d'induit,

2) régulation par modification du flux d'excitation du moteur F,

3) réglage en modifiant la tension appliquée à l'enroulement d'induit du moteur U... Le courant du circuit d'induit AzI et le moment M développé par le moteur ne dépendent que de l'amplitude de la charge sur son arbre.

Considérons la première méthode de contrôle de la vitesse d'un moteur à courant continu en modifiant la résistance dans le circuit d'induit ... Le schéma du circuit du moteur pour ce cas est illustré à la Fig. 1, et les caractéristiques électromécaniques et mécaniques sont représentées sur la Fig. 2, un.

Riz. 1. Schéma électrique d'un moteur à courant continu à excitation indépendante

Riz. 2. Caractéristiques mécaniques d'un moteur à courant continu à différentes résistances (a) et tensions (b) du circuit d'induit

En modifiant la résistance du rhéostat dans le circuit d'induit, il est possible à charge nominale d'obtenir différentes vitesses angulaires du moteur électrique par des caractéristiques artificielles - ω1, ω2, ω3.

Analysons cette méthode de contrôle de la vitesse angulaire des moteurs à courant continu à l'aide des principaux indicateurs techniques et économiques. Étant donné que cette méthode de réglage modifie la rigidité des caractéristiques dans une large plage, puis à des vitesses inférieures à la moitié de la valeur nominale, la stabilité du fonctionnement du moteur se détériore fortement. Pour cette raison, la plage de contrôle de la vitesse est limitée (e = 2 — H).

Avec cette méthode, la vitesse peut être ajustée à la baisse par rapport à celle de base, ce qui est prouvé par les caractéristiques électromécaniques et mécaniques. Il est difficile d'assurer une grande fluidité de régulation, car un nombre important d'étapes de commande et un nombre conséquent de contacteurs seront nécessaires. Dans ce cas, l'utilisation complète du moteur pour le courant (chauffage) est obtenue avec une régulation de couple de charge constante.

L'inconvénient de cette méthode est la présence de pertes de puissance importantes lors du réglage, qui sont proportionnelles à l'évolution relative de la vitesse angulaire. L'avantage de la méthode de contrôle de vitesse angulaire considérée est la simplicité et la fiabilité du circuit de contrôle.

Compte tenu des pertes élevées dans le rhéostat à basse vitesse, cette méthode de contrôle de la vitesse est utilisée pour les variateurs avec des cycles de service courts et intermittents-courts.

Dans la deuxième méthode, le contrôle de la vitesse angulaire des moteurs à courant continu à excitation indépendante est effectué en modifiant l'amplitude du flux magnétique en raison de l'introduction d'un rhéostat supplémentaire dans le circuit de l'enroulement d'excitation. Lorsque le débit est affaibli, la vitesse angulaire du moteur tant en charge qu'au ralenti augmente, et lorsque le débit augmente, elle diminue. Il est pratiquement possible de ne modifier la vitesse que vers le haut en raison de la saturation du moteur.

Lorsque la vitesse augmente en affaiblissant le flux, le couple admissible du moteur à courant continu change selon la loi de l'hyperbole, tandis que la puissance reste constante. Plage de contrôle de vitesse pour cette méthode e = 2 — 4.

Les caractéristiques mécaniques pour différentes valeurs de flux moteur sont illustrées à la Fig. 2i et 2, b, d'où l'on peut voir que les caractéristiques dans le courant nominal ont un degré élevé de rigidité.

Les enroulements de champ des moteurs à courant continu à excitation indépendante ont une inductance importante. Par conséquent, avec un changement progressif de la résistance du rhéostat dans le circuit d'enroulement de champ, le courant et donc le flux changeront de manière exponentielle. À cet égard, le contrôle de la vitesse angulaire sera effectué en douceur.

Les principaux avantages de cette méthode de contrôle de vitesse sont sa simplicité et sa grande efficacité.

Cette méthode de contrôle est utilisée dans les entraînements en tant qu'auxiliaire, fournissant une augmentation de la vitesse de ralenti du mécanisme.

La troisième façon de contrôler la vitesse consiste à modifier la tension appliquée à l'enroulement d'induit du moteur.La vitesse angulaire d'un moteur à courant continu, quelle que soit la charge, varie en proportion directe de la tension appliquée à l'induit. Étant donné que toutes les caractéristiques de contrôle sont rigides et que leur degré de rigidité reste inchangé pour toutes les caractéristiques, le fonctionnement du moteur est stable à toutes les vitesses angulaires et, par conséquent, une large plage de contrôle de vitesse est fournie quelle que soit la charge. Cette plage est de 10 et peut être étendue par des schémas de contrôle spéciaux.

Avec cette méthode, la vitesse angulaire peut être diminuée et augmentée par rapport à celle de base. L'accélération est limitée par les capacités de la source de tension CA et l'Unomer du moteur.

Si la source d'alimentation permet de faire varier en continu la tension appliquée au moteur, le contrôle de la vitesse du moteur sera fluide.

Cette méthode de commande est économique car la commande de vitesse angulaire d'un moteur à courant continu à excitation indépendante est effectuée sans pertes de puissance supplémentaires dans le circuit d'alimentation de l'induit. Pour tous les indicateurs ci-dessus, ce mode de régulation est le meilleur par rapport au premier et au second.