Qu'est-ce qu'un entraînement à moteur continu

Qu'est-ce qu'un variateur de moteur DC ?

Définition des variateurs de moteurs DC

Les variateurs de moteurs DC sont des systèmes utilisés pour contrôler les performances des moteurs DC, améliorant des opérations telles que la vitesse, le démarrage, le freinage et l'inversion.

Mécanismes de démarrage

Le démarrage des variateurs de moteurs DC implique la gestion des courants initiaux élevés pour éviter d'endommager le moteur, généralement en modulant la résistance.

Systèmes de freinage

Le freinage est une opération très importante pour les variateurs de moteurs DC. Le besoin de réduire la vitesse du moteur ou de l'arrêter totalement peut survenir à tout moment, c'est alors que le freinage est appliqué. Le freinage des moteurs DC consiste essentiellement à développer un couple négatif tandis que le moteur fonctionne comme un générateur, ce qui oppose le mouvement du moteur. Il existe principalement trois types de freinage des moteurs DC :

Freinage régénératif

Il se produit lorsque l'énergie générée est restituée à la source, ou nous pouvons le montrer par cette équation :

E > V et Ia négatif.

Comme le flux du champ ne peut pas être augmenté au-delà d'une valeur nominale, le freinage régénératif est possible uniquement lorsque la vitesse du moteur est supérieure à la valeur nominale. Les caractéristiques couple-vitesse sont illustrées dans le graphique ci-dessus. Lorsque le freinage régénératif se produit, la tension aux bornes augmente et, par conséquent, la source est soulagée de fournir cette quantité de puissance. C'est pour cette raison que des charges sont connectées en travers du circuit. Il est donc clair que le freinage régénératif ne doit être utilisé que s'il y a suffisamment de charges pour absorber la puissance régénérative.

Freinage dynamique ou par rhéostat

Le freinage dynamique est un autre type de freinage des variateurs de moteurs DC où la rotation même de l'armature provoque le freinage. Cette méthode est également largement utilisée dans les systèmes de variateurs de moteurs DC. Lorsque le freinage est souhaité, l'armature du moteur est déconnectée de la source et une résistance en série est introduite en travers de l'armature. Le moteur agit alors comme un générateur et le courant circule dans le sens inverse, indiquant que la connexion du champ est inversée. Les diagrammes pour les moteurs DC séparément excités et en série sont montrés dans la figure ci-dessous.

Lorsque le freinage doit se produire rapidement, la résistance (RB) est considérée comme étant divisée en plusieurs sections. À mesure que le freinage se produit et que la vitesse du moteur diminue, les résistances sont coupées section par section pour maintenir un couple moyen léger.

Freinage par inversion de polarité ou freinage par tension inverse

Le freinage par inversion de polarité est un type de freinage où la tension d'alimentation est inversée lorsque le besoin de freinage se fait sentir. Une résistance est également introduite dans le circuit pendant que le freinage se produit. Lorsque la direction de la tension d'alimentation est inversée, le courant d'armature est également inversé, forçant la force contre-électromotrice à une valeur très élevée, freinant ainsi le moteur. Pour les moteurs en série, seule l'armature est inversée pour le freinage. Les diagrammes des moteurs séparément excités et en série sont montrés dans la figure.

Contrôle de vitesse

La principale application des entraînements électriques peut être dite comme le besoin de freinage des moteurs DC. Nous connaissons l'équation qui décrit la vitesse d'un moteur DC en rotation :

Selon cette équation, la vitesse du moteur peut être contrôlée par les méthodes suivantes :

Contrôle de la tension d'armature

Parmi toutes ces méthodes, le contrôle de la tension d'armature est préféré en raison de son efficacité élevée, de sa bonne régulation de vitesse et de sa bonne réponse transitoire. Cependant, l'inconvénient de cette méthode est qu'elle ne peut fonctionner qu'en dessous de la vitesse nominale, car la tension d'armature ne peut pas dépasser la valeur nominale. La courbe couple-vitesse pour le contrôle de la tension d'armature est montrée ci-dessous.

Contrôle du flux de champ

Lorsqu'un contrôle de vitesse est nécessaire au-dessus de la vitesse nominale, le contrôle du flux de champ est utilisé. Normalement, dans les machines ordinaires, la vitesse maximale peut être autorisée jusqu'à deux fois la vitesse nominale, et pour les machines spécialement conçues, cela peut aller jusqu'à six fois la vitesse nominale. Les caractéristiques couple-vitesse pour le contrôle du flux de champ sont montrées dans la figure ci-dessous.

Contrôle de la résistance d'armature

La méthode de contrôle de la résistance ajuste la vitesse en introduisant une résistance en série avec l'armature, qui dissipe de la puissance. Cette méthode inefficace est rarement utilisée, généralement seulement lorsque le contrôle de vitesse bref est nécessaire, comme dans les systèmes de traction.