Commande de moteur à courant continu. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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De nombreuses machines-outils utilisent des moteurs électriques à courant continu (EM). Ils vous permettent facilement de contrôler en douceur la vitesse de rotation en modifiant la composante constante de la tension sur l'enroulement d'induit, avec une tension constante de l'enroulement d'excitation (0V).

Le circuit électrique (Fig. 1) sera utile à ceux qui assemblent eux-mêmes la machine ou l'appareil nécessaire avec un entraînement électrique. Le schéma vous permet de contrôler un moteur électrique d'une puissance allant jusqu'à 5 kW.

Fig.1 (cliquez pour agrandir)

Les puissants EM DC ont plusieurs caractéristiques qui doivent être prises en compte :

a) il est impossible d'appliquer une tension à l'armature EM sans appliquer la tension nominale (généralement 180 ... 220 V) à l'enroulement de champ ;

b) afin de ne pas endommager le moteur, il est inacceptable d'appliquer immédiatement la tension nominale à l'enroulement d'induit lorsqu'il est allumé, en raison du courant de démarrage important, qui est des dizaines de fois supérieur au courant de fonctionnement nominal.

Le schéma ci-dessus vous permet de fournir le mode de fonctionnement nécessaire - démarrage en douceur et réglage manuel de la vitesse souhaitée de l'EM.

Le sens de rotation changera si la polarité des fils sur l'enroulement de champ ou l'armature est inversée (cela ne se fait que lorsque l'EM est éteint).

Deux relais sont utilisés dans le circuit, ce qui permet une protection automatique des éléments du circuit contre les surcharges. Le relais K1 est un démarreur puissant, il élimine la possibilité d'allumer l'EM lorsque la vitesse initiale fixée par la résistance R1 n'est pas nulle. Pour ce faire, un levier est fixé à l'axe de la résistance variable R1, relié au bouton SB2, qui se ferme (avec un levier) uniquement à la valeur de résistance maximale (R1) - cela correspond à une vitesse nulle.

Lorsque les contacts SB2 sont fermés, le relais K1, lorsque le bouton START (SB1) est enfoncé, s'allumera et ses contacts K1.1 se verrouilleront automatiquement, et les contacts K1.2 allumeront le variateur.

Le relais K2 assure une protection contre les surcharges en l'absence de courant dans le circuit de l'enroulement d'excitation EM. Dans ce cas, les contacts K2.1 couperont l'alimentation du circuit.

Le circuit de commande est alimenté sans transformateur, directement depuis le réseau via la résistance R3.

La valeur de la valeur efficace de la tension sur l'enroulement d'induit est fixée en modifiant l'angle d'ouverture des thyristors VS1 et VS1 par la résistance R2. Des thyristors sont inclus dans les bras du pont, ce qui réduit le nombre d'éléments de puissance dans le circuit.

Un générateur d'impulsions est monté sur un transistor unijonction VT2, synchronisé avec la période de pulsation de la tension secteur. Le transistor VT1 amplifie les impulsions de courant et, via le transformateur d'isolement T1, elles sont transmises aux sorties de commande des thyristors.

Lors de la conception, les thyristors VS1, VS2 et les diodes VD5, VD6 doivent être installés sur une plaque de dissipateur thermique (radiateur).

Une partie du circuit de commande, mise en évidence sur la figure par une ligne pointillée, est placée sur le circuit imprimé (Fig. 2).

Ris.2

Des résistances fixes sont utilisées de type C2-23, variable R1 - type PPB-15T, R7 - SP-196, R3 - type PEV-25. Condensateurs C1 et C2 de tout type, pour une tension de fonctionnement d'au moins 100 V. Diodes de redressement VD1 ... VD4 pour un courant de 10 A et une tension inverse de 300 V, par exemple D231 D231A D232, D232A, D245, D246 .

Le transformateur d'impulsions T1 est réalisé sur un anneau de ferrite M2000NM de taille K20x12x6 mm et enroulé avec un fil PELSHO d'un diamètre de 0,18 mm. Les enroulements 1 et 2 contiennent 50 tours chacun et 3 à 80 tours.

Avant le bobinage, les arêtes vives du noyau doivent être arrondies avec une lime aiguille pour éviter le poinçonnage et le court-circuit des spires.

Lors de la première mise sous tension du circuit, nous mesurons le courant dans le circuit de l'enroulement d'excitation (0 V) et, selon la loi d'Ohm, calculons la valeur de la résistance R2 pour que le relais K2 fonctionne. Le relais K2 peut être n'importe quelle basse tension (6 ... 9 V) - plus la tension de réponse est basse, mieux c'est. Lors du choix d'une résistance R2, il faut également prendre en compte la puissance qui y est dissipée. Connaissant le courant dans le circuit 0V et la tension aux bornes de la résistance, il est facile de le calculer à l'aide de la formule P = UI. Au lieu de K2 et R2, il est préférable d'utiliser des relais de courant spéciaux fabriqués par l'industrie, mais ils ne sont pas accessibles à tout le monde en raison de leur portée étroite. Il est facile de fabriquer soi-même un relais de courant en enroulant environ 20 tours sur un interrupteur à lames plus grand avec un fil PEL d'un diamètre de 0.7 ... 1 mm.

Pour mettre en place le circuit de commande, à la place du circuit d'ancrage du moteur, on connecte une lampe d'une puissance de 300... 500 W et un voltmètre. Il est nécessaire de s'assurer que la tension sur la lampe change en douceur avec la résistance R1 de zéro au maximum.

Parfois, en raison de la dispersion des paramètres du transistor unijonction, il peut être nécessaire de sélectionner la valeur du condensateur C2 (de 0,1 à 0,68 µF) et de la résistance R7 (R7 fixe la tension maximale à la charge à la valeur minimale de la résistance R1).

Si, avec une installation correcte, les thyristors ne s'ouvrent pas, il est alors nécessaire d'échanger les conclusions dans les enroulements secondaires de T1. Un déphasage incorrect de la tension de commande arrivant aux thyristors VS1 et VS2 ne peut pas les endommager. Pour faciliter le contrôle du fonctionnement des thyristors, il est permis d'appliquer la tension de commande d'abord à un thyristor, puis à l'autre - si la tension sur la charge (lampe) est régulée par la résistance R1, la phase de connexion du les impulsions de commande sont correctes. Lorsque les deux thyristors fonctionnent et que le circuit est réglé, la tension à la charge doit varier de 0 à 190 V.

Il est également possible d'exclure la possibilité d'appliquer une tension maximale à l'enroulement d'induit au moment de la mise sous tension électroniquement, en utilisant un circuit similaire à celui représenté sur la figure 6.17. (Le condensateur C2 assure une augmentation douce de la tension de sortie au moment de la mise sous tension et n'affecte par la suite pas le fonctionnement du circuit.) Dans ce cas, le commutateur SB2 n'est pas nécessaire.

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