Protection contre les surcharges du moteur

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Le problème d'une protection fiable contre les surcharges des moteurs électriques et, par conséquent, des mécanismes dans lesquels ils sont installés, est toujours d'actualité. Surtout en production, où des violations des règles établies pour le fonctionnement des mécanismes se produisent souvent, entraînant des surcharges, et des accidents d'équipements usés se produisent parfois (la boîte de vitesses est bloquée, le roulement « s'est effondré », un court-circuit dans le câble ou une rupture (de fils différents) Dans tous ces cas, les dispositifs de protection considérés fonctionnent de manière fiable lorsque le moteur est éteint.

Le premier des dispositifs considérés dans l'article remplace deux blocs d'un démarreur électromagnétique, qui, en cas de dysfonctionnement, sont assez difficiles à restaurer - des blocs de protection pour le courant maximal (PMZ) et le courant de fonctionnement (TZP). Il les surpasse de manière significative en termes de fiabilité et de précision de la définition des seuils. De plus, les limites de la réglementation par seuil sont beaucoup plus larges.

Fig. 1

Sur la fig. 1 montre un schéma de ce dispositif. Lorsque vous appuyez sur le bouton "Démarrer" SB1, K1 est activé - un relais intermédiaire du démarreur de moteur électromagnétique, et avec lui le démarreur lui-même, les groupes de contacts auxiliaires dont KM 1.1 et KM 1.2 sont fermés. Le premier d'entre eux bloque le bouton SB1, qui peut maintenant être relâché, et le second allume le redresseur sur le pont de diodes VD5-VD8. La tension de 12 V provenant de la sortie du stabilisateur sur la diode zener VD9 et le transistor VT1 est fournie au circuit d'alimentation de l'appareil. La tension de 1 V nécessaire pour alimenter le relais K36 est disponible dans le démarreur. Habituellement, il est possible d'y trouver une tension alternative de 12 ... 18 V pour le redresseur.

Immédiatement après la mise sous tension, le condensateur C6 est chargé à travers la résistance R10, sur laquelle une impulsion est formée qui règle les déclencheurs DD1.1 et DD3.2 à leur état initial avec un niveau de sortie bas.

Habituellement, dans les démarreurs électromagnétiques, deux transformateurs de courant sont utilisés pour contrôler le courant consommé par un moteur triphasé. Dans les blocs PMZ et TZP, le courant de sortie des transformateurs est comparé à celui de l'exemple. Les nœuds de comparaison sont construits sur des résistances MLT-2 qui, lorsque les valeurs de courant autorisées sont dépassées, deviennent très chaudes, parfois même défaillantes. La surchauffe entraîne des fissures annulaires aux points de soudure de ces résistances.

Dans l'appareil considéré, les comparateurs de tension des amplificateurs opérationnels DA1 et DA2 surveillent l'amplitude de tension aux bornes des résistances de charge des transformateurs de courant T1 et T2 (R1 et R2, respectivement), qui est proportionnelle au courant contrôlé. Il est possible que les tensions prélevées sur ces résistances soient trop faibles par rapport aux seuils des comparateurs. Dans ce cas, ils peuvent être amplifiés à l'aide d'amplificateurs opérationnels connectés selon le circuit amplificateur non inverseur standard.

En tant que DA1 et DA2, ce n'est pas par hasard que l'UO K140UD11 a été choisie, qui dispose d'une protection contre le dépassement de la tension d'entrée autorisée et contre les courts-circuits de la sortie. Lors de leur remplacement par des microcircuits d'un type différent, les entrées non inverseuses des amplificateurs doivent être protégées en connectant des diodes Zener D814D entre elles et le fil commun (anodes au fil commun).

Pour protéger un moteur monophasé, lorsque le courant est contrôlé dans un seul circuit, un transformateur de courant T2 n'est pas nécessaire. Il est exclu de l'appareil avec la résistance R2 et la diode VD2, et la sortie supérieure (selon le schéma) de la résistance d'accord R4 est connectée à la même sortie de la résistance R3.

Avec le démarrage du moteur, l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel DA2 reçoit des demi-cycles positifs de tension du moteur de la résistance d'accord R4. Leur amplitude est bien supérieure à la tension exemplaire à la broche 2 de l'ampli op, car le courant de démarrage du moteur électrique est généralement 5 ... 7 fois supérieur à celui de travail. En conséquence, à la sortie de l'ampli op DA2, il y a des impulsions de niveau logique. L'avant du premier d'entre eux démarre des vibrateurs simples sur les déclencheurs DD1.2 et DD3.1. Le premier génère une impulsion d'une durée de 5 s, le second - 3 s.

Les éléments de la puce DD2 connectés en série créent un retard en raison duquel, lorsque les vibrateurs individuels sont démarrés simultanément, le niveau haut à l'entrée D du déclencheur DD3.2 est réglé plus tard qu'à l'entrée C, de sorte que le déclencheur reste dans son état d'origine et l'enroulement du relais de court-circuit est désactivé.

Si le courant du moteur n'a pas diminué jusqu'à la valeur de fonctionnement en 3 s et que les impulsions à la sortie de l'ampli-op DA2 ne se sont pas arrêtées, le vibrateur unique sera redémarré sur le déclencheur DD3.1. Le niveau haut précédemment réglé à l'entrée D du déclencheur DD3.2 restant le même, ce déclencheur basculera, le relais de court-circuit fonctionnera, ses contacts K3.1 ouvriront le circuit d'enroulement du relais K1. Le moteur sera éteint.

Des processus similaires se produiront avec une augmentation du courant dépassant le courant de fonctionnement autorisé en raison d'une surcharge mécanique du moteur. Si sa durée est inférieure à 3 s, le moteur continuera à tourner, et si elle est plus longue, il s'éteindra.

Il convient de garder à l'esprit que dans le cas où les contacts du bouton SB1 ou du relais de la télécommande (RCD) qui exécute ses fonctions restent fermés pendant plus de 3 s, après un arrêt d'urgence du moteur, il rallumer pendant encore 3 s. Pour éviter cela, vous pouvez, par exemple, remplacer un relais de court-circuit classique par un relais bistable (interrupteur à distance) et utiliser son deuxième enroulement pour remettre le dispositif de protection en mode de fonctionnement après l'élimination de la cause de l'accident.

Le deuxième canal de l'appareil, assemblé sur le transformateur de courant T1, l'amplificateur opérationnel DA1, le déclencheur DD1.1, les transistors VT2, VT3 et le relais K2, éteint immédiatement le moteur lorsque la valeur autorisée du courant de démarrage est dépassée. Les impulsions de surcharge qui sont apparues dans ce cas à la sortie de l'amplificateur opérationnel mettent le déclencheur dans un état avec un niveau haut à la sortie, ce qui conduit au fonctionnement du relais K2, qui ouvre le circuit de puissance K1, un relais intermédiaire de le démarreur. Pour éliminer les conséquences d'un appui trop long sur le bouton SB1, il est recommandé de remplacer l'interrupteur à distance et le relais K2.

Fig. 2

La carte de circuit imprimé de l'appareil considéré est illustrée à la fig. 2. Son établissement revient à vérifier la durée des impulsions vibratoires simples sur les gâchettes DD1.2 et DD3.1 et à régler les seuils de protection avec les résistances d'ajustement R3 et R4.
Dans certains cas, la tâche de protection du moteur contre les surcharges est grandement simplifiée. Par exemple, si le moteur électrique est protégé de manière fiable contre les surcharges de démarrage par d'autres moyens, il peut être limité à son arrêt automatique lorsque la valeur admissible du courant de fonctionnement est dépassée.

Fig. 3

Ce problème est résolu avec succès par le dispositif assemblé selon le schéma illustré à la Fig. 3. Le circuit de commande du relais intermédiaire du contacteur n'est pas représenté ici, mais les désignations de position du relais et de leurs contacts coïncident avec celles de la fig. 1. Comme le précédent, le dispositif de protection s'allume lorsque le groupe de contacts auxiliaires du démarreur KM1.2 est fermé, et les contacts du relais K2, lorsque la protection est déclenchée, ouvrent le circuit d'enroulement du relais intermédiaire du démarreur.

Avec l'apparition d'une tension stabilisée de 1 V à l'émetteur du transistor VT12, le condensateur C3 est chargé à travers la résistance R4. Une chute de tension positive aux bornes de cette résistance démarre un seul vibreur sur un déclencheur DD1.1, qui génère une impulsion de niveau logique haut d'une durée de 5 s. Pendant ce temps, le déclencheur DD1.2 est maintenu dans un état de niveau bas à la sortie et est insensible aux changements de niveau à l'entrée C. Le relais K2 est désexcité, le moteur, ayant accéléré, passe en mode de fonctionnement pendant l'impulsion.

Après 5 s, le niveau à l'entrée R du déclencheur DD1.2 devient bas, après quoi la première impulsion de surcharge reçue à l'entrée C du déclencheur depuis la sortie de l'ampli-op DA1 mettra le déclencheur dans l'état opposé . Les transistors VT2 et VT3 seront ouverts, le relais K2 fonctionnera, éteignant le moteur.

Fig. 4

Le circuit imprimé de cette version du dispositif de protection contre les surcharges du moteur est illustré à la fig. quatre.

Relais K2 et court-circuit dans le premier et K2 dans le deuxième dispositif de protection - RES22 avec passeports RF4.500.122, RF4.500.129 ou RF4.500.233.

En l'absence de transformateur de courant fabriqué en usine, il peut être réalisé à partir d'un relais électromagnétique avec une ancre fixée en position attirée. Le fil, dont le courant doit être contrôlé, est passé à travers la fenêtre du circuit magnétique fermé résultant. La bobine de relais sert d'enroulement secondaire du transformateur. Il doit être shunté avec une résistance, comme indiqué dans les schémas de la Fig. 1 et fig. 3.

Auteur : A. Mankovsky, pos. Shevchenko, région de Donetsk, Ukraine ; Publication : radioradar.net

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