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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Régulateur de vitesse à thyristors pour moteurs électriques. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / moteurs électriques Dans la propulsion électrique des transports électriques, dans l'automatisation, la télémécanique et d'autres domaines technologiques, les moteurs électriques à courant continu sont largement utilisés. Les principaux avantages des machines à courant continu par rapport aux machines asynchrones sont un couple de démarrage important et la possibilité d'un contrôle de vitesse en douceur. La partie mécanique des moteurs à courant continu est constituée d'un induit et d'un stator. L'induit (rotor) est la partie tournante du moteur électrique. Un collecteur est installé sur l'ancre. Les pôles magnétiques avec bobinages d'excitation sont fixés par paires sur le stator. Le nombre de pôles peut être différent (le nombre maximum est constitué de moteurs pas à pas de disques durs d'ordinateur). Dans les moteurs électriques de petite taille, des aimants permanents sont utilisés à la place des enroulements parallèles sur le stator pour créer un champ magnétique. Le champ magnétique des enroulements du rotor interagit avec le champ magnétique des enroulements du stator ou avec des aimants permanents et crée un couple. Les machines électriques à courant continu sont réversibles, c'est-à-dire peut fonctionner à la fois en mode moteur électrique et en mode générateur à courant continu avec rotation mécanique de l'arbre d'induit. La vitesse de rotation des moteurs électriques est affectée par les paramètres des enroulements d'excitation. Lorsque vous activez la résistance de réglage (rhéostat) en série avec l'induit et l'enroulement d'excitation, vous pouvez obtenir différentes caractéristiques de performance des moteurs électriques (de naturelles à en forte chute). De telles caractéristiques sont généralement utilisées dans les moteurs de traction des véhicules électriques urbains. Avec une diminution de la résistance du rhéostat, la vitesse du moteur électrique augmente, bien qu'à l'heure actuelle les rhéostats ne soient pratiquement pas utilisés pour le contrôle de la vitesse, car les circuits à thyristors pour contrôler la vitesse des moteurs électriques sont plus efficaces. En cas de freinage forcé ou d'arrêt des moteurs électriques, un mode de récupération (retour) de l'électricité est créé vers le système électrique, ce qui est très avantageux économiquement. Ceci est réalisé en allumant de manière appropriée les thyristors à l'aide d'un appareil électronique. Il n'est pas recommandé d'allumer un moteur électrique à courant continu avec un enroulement en série sans charge, car cela peut entraîner une augmentation incontrôlée de la vitesse du moteur électrique et sa panne. Pour éviter que cela ne se produise, sur le stator du moteur électrique, en plus des enroulements d'excitation en série, des enroulements d'excitation parallèle sont également placés. Des enroulements supplémentaires vous permettent de modifier le flux magnétique et d'ajuster la vitesse du moteur électrique. Par exemple, dans les générateurs automobiles, un circuit électronique de contrôle du courant de champ peut être utilisé pour définir le courant de charge de la batterie recommandé. Le réglage de la vitesse de rotation en modifiant le courant d'induit est utilisé dans les moteurs électriques de faible puissance, et dans les moteurs puissants, le courant de l'enroulement d'excitation parallèle change. L'inversion (changement du sens de rotation) est obtenue en inversant l'alimentation de l'induit ou la tension sur l'enroulement de champ parallèle. Vous pouvez réguler la vitesse des moteurs électriques avec des appareils électroniques réalisés à base de thyristors ou de transistors. La première option est préférable, car les thyristors, en raison de la commutation du courant impulsionnel, chauffent moins pendant le fonctionnement. Pour un démarrage fiable des thyristors, un remplissage en fréquence du signal de commande est assuré. Le dispositif proposé pour le contrôle de la vitesse des thyristors d'un moteur à courant continu (Fig. 1) comprend :
Le multivibrateur de la puce de minuterie analogique DA1 fonctionne comme un générateur d'impulsions rectangulaires. La structure interne du temporisateur contient deux comparateurs connectés aux entrées 2 et 6, une bascule RS, un amplificateur de sortie et un transistor de commutation pour décharger un condensateur externe. La sortie 7 du temporisateur est reliée au collecteur du transistor de réinitialisation interne dont l'émetteur est connecté au fil commun. L'état de ce transistor est identique à l'état de la sortie 3 (ouverte lorsque la sortie timer est au potentiel zéro). Dans ce circuit, la broche 7 de DA1 est utilisée comme sortie auxiliaire avec une capacité de charge accrue pour indiquer l'état de la minuterie. La LED HL1 s'allume lorsque le transistor interne est éteint, indiquant que la sortie 3 du temporisateur est haute. La charge du condensateur C1 apparaît à un niveau haut à la sortie 3 DA1 via les résistances R2 et R3. Lorsque la tension sur C1 est égale à 2/3 Upit, le déclencheur interne DA1 fait passer la sortie 3 à zéro, le condensateur se décharge via R2 et R3, puis le niveau de sortie change à nouveau, c'est-à-dire à la sortie 3, des impulsions rectangulaires sont formées. La broche 5 DA1 de la minuterie est utilisée pour contrôler le circuit. Un condensateur C2 et une diode Zener réglable DA2 avec une résistance de charge R5 y sont connectés. Le signal vers l'entrée de commande 1 DA2 provient de la résistance de réglage R10, le condensateur C5 lisse l'ondulation de tension générée par l'induit du moteur lors de la rotation. Le circuit VD2-C7-R9-C6 réduit l'effet de la force électromotrice sur l'étincelle du collecteur et le fonctionnement du thyristor. Avec une augmentation du régime moteur, la tension aux bornes du condensateur C8 augmente, la puce DA2 s'ouvre et shunte la sortie 5 de DA1. la fréquence du générateur sur la minuterie diminue et la vitesse du moteur électrique M1 diminue. La LED HL2 dans le circuit émetteur VT1 indique l'état du circuit de l'appareil. L'alimentation de la broche 8 DA1 est fournie à partir d'une source stabilisée sur le stabilisateur analogique DA3. ce qui réduit l'effet des surtensions puissantes lors de la commutation du moteur électrique sur le fonctionnement de la minuterie. La diode VD1 protège DA3 d'une alimentation inversée. L'amplificateur de puissance pour démarrer le thyristor est réalisé sur le transistor VT1. La source de lithium est réalisée sur un transformateur de puissance T1 avec un puissant pont de diodes VD3. Pour réduire les interférences du régulateur à thyristor, le condensateur C9 est installé sur le réseau électrique. Le réglage du circuit commence par un contrôle de puissance. Le moteur de la résistance R10 doit également être en position basse (selon le schéma). Lors du réglage de la vitesse avec la résistance R3, la rotation stable de l'arbre du moteur est vérifiée. Lorsque la tension de retour est augmentée par la résistance R10, l'action de retour sur le moteur électrique inhibée par la charge mécanique de l'arbre est vérifiée. La vitesse d'un moteur électrique avec feedback doit être plus élevée que sans feedback. La tension différentielle est fournie à la résistance R10 depuis l'anode du thyristor VS1. en modifiant le retard des impulsions du générateur par rapport au début de chaque demi-cycle de la tension secteur. En utilisant R10, la valeur optimale de la tension de rétroaction est définie. La tension à l'anode du thyristor VS1, lorsqu'il est fermé, est égale à la différence entre la tension d'alimentation et la tension créée par l'induit tournant du moteur M1. La réduction de la vitesse en charge entraîne une augmentation de la tension appliquée au moteur et vice versa. La diode VD2 élimine le courant inverse. généré par la rotation du moteur. Les résistances de l'appareil sont utilisées S2-ZZN S1-4. La minuterie DA1 est remplacée par un analogue de la série 555. Le transistor VT1 pour un démarrage fiable du thyristor doit avoir un gain supérieur à 100. Le thyristor VS1 est conçu pour un courant supérieur à 10 A à une tension de 100 V. Vous pouvez utiliser des thyristors des types KU202, T106 T112 T122 T137, VT138-152, MCR-25. Le pont de diodes est constitué de deux diodes à avalanche pour un courant supérieur à 10 A, mais les types de diodes fonctionneront également. D302.305 KD203 KD206 KD213B. Des radiateurs doivent être installés sur le thyristor et les diodes, si nécessaire. Le transformateur est sélectionné en fonction de la puissance du moteur électrique. Convient - types de TN, CCI, TS et similaires. L'appareil est assemblé sur un circuit imprimé dont le dessin est illustré à la Fig.2.
La carte est conçue pour les thyristors dans différents boîtiers (plastique et métal). Le point GVS1 est relié par un cavalier à l'électrode de commande du thyristor, "katod" - à la cathode. Auteur : V. Konovalov
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Commentaires sur l'article : Viktor Timtchenko Fait ce régulateur. Il y avait des problèmes avec la configuration. Dites-moi comment configurer correctement l'appareil et est-il possible de le configurer sans moteur électrique pour une lampe à incandescence 24 V? Et encore une question : lors de la configuration de l'appareil, la LED al2 s'éteint.
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