Démarrage progressif du moteur électrique en Ces derniers temps est de plus en plus utilisé. Ses applications sont variées et nombreuses. Il s'agit de l'industrie, du transport électrique, des services publics et de l'agriculture. L'utilisation de tels dispositifs peut réduire considérablement les charges de démarrage sur le moteur électrique et les actionneurs, prolongeant ainsi leur durée de vie.

Courants de démarrage

Les courants de démarrage atteignent des valeurs 7 ... 10 fois plus élevées qu'en mode de fonctionnement. Cela conduit à un "affaissement" de la tension dans le réseau d'alimentation, ce qui affecte négativement non seulement le fonctionnement des autres consommateurs, mais également le moteur lui-même. Le temps de démarrage est retardé, ce qui peut entraîner une surchauffe des enroulements et la destruction progressive de leur isolation. Cela contribue à une défaillance prématurée du moteur.

Dispositifs démarrage en douceur permettent de réduire considérablement les charges de démarrage sur le moteur électrique et le réseau électrique, ce qui est particulièrement important dans les zones rurales ou lorsque le moteur est alimenté par une centrale électrique autonome.

Surcharges des actionneurs

Au moment du démarrage du moteur, le couple sur son arbre est très instable et dépasse de plus de cinq fois la valeur nominale. Par conséquent, les charges de démarrage des actionneurs sont également augmentées par rapport au fonctionnement en régime permanent et peuvent atteindre jusqu'à 500 %. L'instabilité du couple au démarrage entraîne des chocs sur les dents des engrenages, un cisaillement des clavettes et parfois même une torsion des arbres.

Les dispositifs de démarrage progressif du moteur électrique réduisent considérablement les charges de démarrage sur le mécanisme: les écarts entre les dents des engrenages sont sélectionnés en douceur, ce qui les empêche de se casser. Dans les transmissions par courroie, les courroies d'entraînement sont également tendues en douceur, ce qui réduit l'usure des mécanismes.

En plus d'un démarrage en douceur, le mode de freinage en douceur a un effet bénéfique sur le fonctionnement des mécanismes. Si le moteur entraîne la pompe, un freinage en douceur évite les coups de bélier lorsque l'unité est éteinte.

Démarreurs progressifs industriels

Actuellement fabriqué par de nombreuses entreprises, par exemple Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Ces appareils ont de nombreuses fonctions programmables par l'utilisateur. Il s'agit du temps d'accélération, du temps de décélération, de la protection contre les surcharges et de nombreuses autres fonctions supplémentaires.

Avec tous les avantages, les appareils de marque ont un inconvénient - assez prix élevé... Cependant, vous pouvez créer vous-même un tel appareil. Dans le même temps, son coût s'avérera faible.

Démarreur progressif sur le microcircuit KR1182PM1

L'histoire portait sur microcircuit spécialisé KR1182PM1 représentant un régulateur de puissance de phase. Des circuits typiques pour l'allumer, des dispositifs pour un démarrage en douceur des lampes à incandescence et simplement des régulateurs de puissance dans la charge ont été considérés. Sur la base de ce microcircuit, il est possible de créer suffisamment appareil simple démarrage progressif d'un moteur électrique triphasé. Le schéma de l'appareil est présenté à la figure 1.

Figure 1. Schéma du démarreur progressif du moteur.

Le démarrage progressif est effectué en augmentant progressivement la tension sur les enroulements du moteur de valeur zéro au nominal. Ceci est obtenu en augmentant l'angle d'ouverture des commutateurs à thyristors pendant un temps appelé temps de démarrage.

Descriptif du circuit

La conception utilise un moteur électrique triphasé 50 Hz, 380 V. Les enroulements du moteur, connectés par une "étoile", sont connectés aux circuits de sortie désignés dans le schéma par L1, L2, L3. Le point milieu de l'étoile est relié au neutre (N).

Les interrupteurs de sortie sont réalisés sur des thyristors connectés en contre-parallèle. La conception utilise des thyristors importés de type 40TPS12. À faible coût, ils ont un courant assez élevé - jusqu'à 35 A, et leur tension inverse est de 1200 V. En plus d'eux, il y a plusieurs autres éléments dans les clés. Leur but est le suivant: les circuits RC d'amortissement connectés en parallèle avec les thyristors empêchent les fausses activations de ces derniers (dans le schéma, il s'agit de R8C11, R9C12, R10C13), et à l'aide des varistances RU1 ... RU3, le bruit de commutation est absorbé , dont l'amplitude dépasse 500 V.

En tant qu'unités de commande pour les touches de sortie, des microcircuits DA1 ... DA3 du type KR1182PM1 sont utilisés. Ces microcircuits ont été examinés de manière suffisamment détaillée dans. Les condensateurs C5 ... C10 à l'intérieur du microcircuit forment une tension en dents de scie, qui est synchronisée par la tension du secteur. Les signaux de commande des thyristors dans le microcircuit sont formés en comparant la tension en dents de scie avec la tension entre les broches 3 et 6 du microcircuit.

Pour alimenter les relais K1 ... K3, l'appareil dispose d'un bloc d'alimentation composé de quelques éléments seulement. Il s'agit d'un transformateur T1, d'un pont redresseur VD1, d'un condensateur de lissage C4. A la sortie du redresseur, un stabilisateur intégré DA4 de type 7812 est installé, qui fournit une tension de 12 V en sortie, et une protection contre les courts-circuits et les surcharges en sortie.

Description du fonctionnement du démarreur progressif des moteurs électriques

La tension secteur est appliquée au circuit lorsque le disjoncteur Q1 est fermé. Cependant, le moteur n'a pas encore démarré. En effet, les enroulements du relais K1 ... K3 sont toujours hors tension et leurs contacts normalement fermés contournent les broches 3 et 6 des microcircuits DA1 ... DA3 à travers les résistances R1 ... R3. Cette circonstance ne permet pas de charger les condensateurs C1 ... C3, donc le microcircuit ne génère pas d'impulsions de commande.

Mise en service de l'appareil

Lorsque l'interrupteur à bascule SA1 est fermé, la tension 12 V active le relais K1 ... K3. Leurs contacts normalement fermés s'ouvrent, ce qui permet de charger les condensateurs C1 ... C3 à partir de générateurs de courant internes. Parallèlement à une augmentation de la tension aux bornes de ces condensateurs, l'angle d'ouverture des thyristors augmente également. Ainsi, une augmentation régulière de la tension sur les enroulements du moteur est obtenue. Lorsque les condensateurs sont complètement chargés, l'angle d'activation des thyristors atteindra la valeur maximale et la vitesse du moteur atteindra la vitesse nominale.

Arrêt du moteur, freinage en douceur

Pour éteindre le moteur, ouvrez l'interrupteur SA1, Cela désactivera le relais K1 ... K3. Leurs contacts normalement fermés se fermeront, ce qui conduira à la décharge des condensateurs C1 ... C3 à travers les résistances R1 ... R3. La décharge des condensateurs durera plusieurs secondes, pendant ce temps le moteur s'arrêtera.

Lors du démarrage du moteur, des courants importants peuvent circuler dans le fil neutre. Cela est dû au fait que dans le processus d'accélération en douceur, les courants dans les enroulements du moteur ne sont pas sinusoïdaux, mais vous ne devriez pas en avoir particulièrement peur: le processus de démarrage est plutôt de courte durée. En régime permanent, ce courant sera bien inférieur (pas plus de dix pour cent du courant de phase en régime nominal), ce qui n'est dû qu'à la dispersion technologique des paramètres d'enroulement et au "déséquilibre" des phases. Il est déjà impossible de se débarrasser de ces phénomènes.

Détails et construction

Les pièces suivantes sont nécessaires pour assembler l'appareil :

Un transformateur d'une capacité ne dépassant pas 15 W, avec une tension d'enroulement de sortie de 15 ... 17 V.

En tant que relais K1 ... K3, toute tension de bobine de 12 V, ayant un contact normalement fermé ou inverseur, par exemple TRU-12VDC-SB-SL, convient.

Condensateurs C11 ... C13 du type K73-17 pour une tension de service d'au moins 600 V.

L'appareil est fabriqué sur circuit imprimé... L'appareil assemblé doit être placé dans un boîtier en plastique de dimensions appropriées, sur la face avant duquel doivent être placés l'interrupteur SA1 et les LED HL1 et HL2.

Connexion moteur

La connexion de l'interrupteur Q1 et du moteur est réalisée avec des fils dont la section correspond à la puissance de ce dernier. Le fil neutre est fait avec le même fil que ceux de phase. Avec les puissances nominales des composants indiquées sur le schéma, il est possible de connecter des moteurs d'une puissance allant jusqu'à quatre kilowatts.

S'il est censé utiliser un moteur d'une capacité maximale d'un kilowatt et demi et que la fréquence des démarrages ne dépassera pas 10 ... 15 par heure, la puissance dissipée par les commutateurs à thyristors est insignifiante, de sorte que les radiateurs peuvent être omis.

S'il est censé utiliser un moteur plus puissant ou démarrer plus fréquemment, il faudra installer des thyristors sur des radiateurs en feuillard d'aluminium. Si le radiateur est censé être utilisé en commun, les thyristors doivent en être isolés à l'aide de joints en mica. Pour améliorer les conditions de refroidissement, vous pouvez utiliser la pâte thermoconductrice KPT - 8.

Vérification et réglage de l'appareil

Avant la mise sous tension, vérifiez tout d'abord la conformité de l'installation diagramme schématique... C'est une règle de base, et vous ne pouvez pas y déroger. Après tout, la négligence de ce contrôle peut conduire à un tas de pièces carbonisées et décourager pendant longtemps le désir de faire des "expériences avec l'électricité". Les erreurs trouvées doivent être éliminées, après tout, ce circuit est alimenté par le secteur et les blagues avec lui sont mauvaises. Et même après ce contrôle, il est encore trop tôt pour brancher le moteur.

Tout d'abord, au lieu du moteur, vous devez connecter trois lampes à incandescence identiques d'une puissance de 60 ... 100 watts. Lors des tests, il est nécessaire de s'assurer que les lampes "s'allument" de manière uniforme.

L'irrégularité du temps de fermeture est due à l'étalement des capacités des condensateurs C1 ... C3, qui ont une tolérance importante en capacité. Par conséquent, il est préférable de les récupérer immédiatement avant l'installation à l'aide de l'appareil, au moins avec une précision de dix pour cent.

Le temps d'arrêt est également dû à la résistance des résistances R1 ... R3. Avec leur aide, vous pouvez égaliser le temps d'arrêt. Ces réglages doivent être effectués dans le cas où l'étalement du temps de marche-arrêt dans différentes phases dépasse 30 pour cent.

Le moteur ne peut être connecté qu'après que les vérifications ci-dessus se soient passées normalement, pour ne pas dire même parfaitement bien.

Quoi d'autre peut être ajouté à la conception

Il a déjà été dit plus haut que de tels dispositifs sont actuellement produits par différentes sociétés. Bien sûr, toutes les fonctions des appareils de marque dans un tel appareil fait maison ne peuvent pas être répétées, mais il sera toujours possible de copier.

Nous parlons de la soi-disant. Son objectif est le suivant : une fois que le moteur a atteint la vitesse nominale, le contacteur ponte simplement les interrupteurs à thyristors avec ses contacts. Le courant les traverse en contournant les thyristors. Cette conception est souvent appelée bypass (de l'anglais bypass). Pour une telle amélioration, des éléments supplémentaires devront être introduits dans l'unité de contrôle.

Boris Aladychkine

Les moteurs électriques sont les machines électriques les plus courantes dans le monde. Rien entreprise industrielle, personne processus technologique vous ne pouvez pas faire sans eux. Rotation des ventilateurs, des pompes, du mouvement des bandes transporteuses, du mouvement des grues - il s'agit d'une liste incomplète mais déjà importante de tâches qui peuvent être résolues à l'aide de moteurs.

Cependant, il y a une nuance dans le fonctionnement de tous les moteurs électriques sans exception : au moment du démarrage, ils consomment brièvement un courant important, appelé démarrage.

Lorsqu'une tension est appliquée à l'enroulement du stator, la vitesse du rotor est nulle. Le rotor doit être déplacé de sa place et tourné à la vitesse nominale. Cela consomme beaucoup plus d'énergie que ce qui est nécessaire pour le mode de fonctionnement nominal.

Les courants d'appel sont plus élevés en charge qu'à vide. La résistance mécanique à la rotation du mécanisme entraîné par le moteur s'ajoute au poids du rotor. En pratique, ils essaient de minimiser l'influence de ce facteur. Par exemple, pour les ventilateurs puissants au démarrage, les volets des conduits d'air se ferment automatiquement.

Au moment où le courant de démarrage sort du réseau, une puissance importante est consommée, qui est consommée pour amener le moteur électrique au mode de fonctionnement nominal. Plus le moteur électrique est puissant, plus il a besoin de puissance pour accélérer. Tous les réseaux électriques ne tolèrent pas ce régime sans conséquences.

La surcharge des lignes d'alimentation entraîne inévitablement une diminution de la tension dans le réseau. Cela rend non seulement le processus de démarrage des moteurs électriques plus difficile, mais affecte également d'autres consommateurs.

Et les moteurs électriques eux-mêmes subissent des charges mécaniques et électriques accrues pendant les processus de démarrage. Les mécaniques sont associées à une augmentation du couple sur l'arbre. Les électriques, associés à une augmentation de courant à court terme, affectent l'isolation des enroulements du stator et du rotor, des connexions de contact et des équipements de démarrage.

Méthodes pour réduire les courants d'appel

Les moteurs électriques de faible puissance avec des ballasts peu coûteux peuvent démarrer assez bien sans aucun moyen. Il est économiquement inopportun de réduire leurs courants de démarrage ou de modifier la vitesse de rotation.

Mais, lorsque l'influence sur le mode de fonctionnement du réseau lors du processus de démarrage s'avère importante, les courants d'appel doivent être réduits. Ceci est réalisé grâce à :

• application de moteurs électriques à rotor de phase;
• utiliser un circuit pour commuter les enroulements d'étoile en triangle ;
• utilisation de démarreurs progressifs;
• usage convertisseurs de fréquence.

Une ou plusieurs de ces méthodes sont adaptées à chaque mécanisme.

Moteurs à rotor de phase

L'utilisation de moteurs électriques asynchrones à rotor de phase dans les zones de travail aux conditions de travail difficiles est la forme la plus ancienne de réduction des courants d'appel. Sans eux, le travail des grues électrifiées, des excavatrices, ainsi que des concasseurs, des cribles, des broyeurs, qui démarrent rarement en l'absence de produits dans le mécanisme entraîné, est impossible.

La réduction du courant de démarrage est obtenue en supprimant progressivement les résistances du circuit du rotor. Initialement, au moment où la tension est appliquée, la résistance maximale possible est connectée au rotor. Au fur et à mesure que les relais temporisés accélèrent, l'un après l'autre, ils activent les contacteurs en contournant les sections résistives individuelles. En fin d'accélération, la résistance supplémentaire connectée au circuit rotorique est égale à zéro.

Les moteurs de grue n'ont pas de changement de pas automatique avec des résistances. Cela se produit à la demande du grutier, en déplaçant les leviers de commande.

Commutation du schéma de connexion des enroulements du stator

Dans brno (bloc de distribution du début des enroulements) de tout moteur électrique triphasé, 6 bornes sont connectées à partir des enroulements de toutes les phases. Ainsi, ils peuvent être connectés soit en étoile soit en triangle.

De ce fait, une certaine polyvalence de l'utilisation des moteurs électriques asynchrones est obtenue. Le schéma de connexion en étoile est calculé pour un grand pas de tension (par exemple, 660V), avec un triangle - pour un plus petit (en cet exemple- 380V).

Mais avec une tension d'alimentation nominale correspondant au circuit delta, vous pouvez utiliser le circuit en étoile pour pré-accélérer le moteur électrique. Dans ce cas, le bobinage fonctionne à une tension d'alimentation réduite (380V au lieu de 660), et le courant de démarrage diminue.

Pour contrôler le processus de commutation, un câble supplémentaire est nécessaire dans le brno du moteur électrique, car les 6 fils d'enroulement sont impliqués. Des démarreurs et des relais temporisés supplémentaires sont installés pour contrôler leur fonctionnement.

Convertisseurs de fréquence

Les deux premières méthodes peuvent ne pas être applicables partout. Mais les suivants, qui sont devenus disponibles relativement récemment, permettent un démarrage en douceur de tout moteur électrique asynchrone.

Un convertisseur de fréquence est un dispositif semi-conducteur complexe qui combine l'électronique de puissance et des éléments de la technologie des microprocesseurs. La section de puissance redresse et lisse la tension du secteur, la transformant en tension constante. La partie de sortie de cette tension forme une sinusoïdale avec une fréquence variable de zéro à la valeur nominale - 50 Hz.

De ce fait, des économies d'énergie sont réalisées : les unités entraînées en rotation ne fonctionnent pas avec une capacité excédentaire, étant dans un mode strictement requis. De plus, le processus technologique peut être affiné.

Mais important dans le spectre du problème considéré : les convertisseurs de fréquence permettent un démarrage en douceur du moteur électrique, sans à-coups ni à-coups. Il n'y a pas du tout de courant de démarrage.

Démarreurs progressifs

Un démarreur progressif pour un moteur électrique est le même convertisseur de fréquence, mais avec des fonctionnalités limitées. Il ne fonctionne que lorsque le moteur électrique accélère, en changeant en douceur sa vitesse de rotation de la valeur minimale définie à la valeur nominale.

Pour éliminer le fonctionnement inutile de l'appareil à la fin de l'accélération du moteur électrique, un contacteur de dérivation est installé à côté de celui-ci. Il relie le moteur électrique directement au secteur après le démarrage.

Il s'agit de la méthode la plus simple pour effectuer des mises à niveau d'équipement. Cela peut souvent être fait à la main, sans l'intervention de spécialistes à profil restreint. Le dispositif est installé à la place du démarreur magnétique qui commande le démarrage du moteur électrique. Il peut être nécessaire de remplacer le câble par un câble blindé. Ensuite, les paramètres du moteur électrique sont entrés dans la mémoire de l'appareil et il est prêt à fonctionner.

Mais tout le monde ne peut pas gérer seul les convertisseurs de fréquence à part entière. Par conséquent, leur utilisation en exemplaires uniques est généralement dénuée de sens. L'installation de convertisseurs de fréquence n'est justifiée que lors de la modernisation générale de l'équipement électrique de l'entreprise.

Le démarrage en douceur du moteur et son freinage délicat peuvent augmenter considérablement la durée de vie du système en raison de la protection contre la surchauffe, les surtensions et les à-coups des processus. Juste pour cela, un démarreur progressif, ou démarreur progressif abrégé, a été développé, qui stabilise les caractéristiques de démarrage et assure le bon fonctionnement du mécanisme.

Avec l'aide du démarreur progressif, de nombreux problèmes de fonctionnement du moteur électrique peuvent être évités, il est donc important de connaître le but et le principe de fonctionnement du démarreur progressif, les principaux paramètres, les nuances de connexion et de fonctionnement.

Comment UPP aide

Lors du démarrage du moteur, les mécanismes rotatifs sont capables de doubler la valeur nominale, générant des courants de démarrage plusieurs fois supérieurs aux indicateurs de fonctionnement moyens.

Ces redémarrages se heurtent à de nombreuses complications :

• Forte surchauffe ;
• Dommages à l'isolation des enroulements ;
• Perturbation des bandes transporteuses ;
• Dysfonctionnement de la chaîne cinématique ;
• Démarrage difficile ;
• Arrêt du moteur.

Le dispositif de démarrage progressif du moteur électrique atténue parfois les à-coups mécaniques et les chocs hydrauliques, offrant une augmentation progressive de la puissance et un fonctionnement stable du moteur. Pas étonnant que le deuxième nom de l'appareil soit softstarter, ce qui signifie « soft start » en anglais.

Sur les photos présentées du démarreur progressif, on peut voir qu'extérieurement le mécanisme ressemble à un ensemble de circuits et de fils protégés par un boîtier en métal et en plastique. En fait, le dispositif est basé sur des équipements de commutation, des plaquettes de frein, des bloqueurs, des contrepoids et d'autres éléments pouvant stabiliser le fonctionnement. moteur électrique.

Le mécanisme a également des fonctionnalités supplémentaires:

• Fournit un freinage en douceur ;
• Protège contre court-circuit;
• Empêche la perte de phase possible ;
• Élimine le démarrage indépendant imprévu du moteur ;
• Ne permet pas de dépasser les valeurs nominales de fonctionnement ;
• Vous permet de sélectionner une source d'alimentation de puissance inférieure ;
• Réduit la consommation d'énergie;
• Économise de l'argent sur le fonctionnement et la réparation de la machine ;
• Réduit les interférences électromagnétiques.

Quand SCP est nécessaire

Certaines voitures n'indiquent pas immédiatement qu'elles ont besoin d'un mécanisme de lissage, mais plus tôt un démarrage en douceur est configuré, plus l'ensemble du système fonctionnera longtemps et mieux. Malheureusement, le plus souvent, ils pensent à connecter un démarreur progressif uniquement lorsque le moteur lui-même parle de la destructivité des processus de démarrage. Pour comprendre cela, il suffit d'attraper l'une des situations « illustratives » les plus courantes :

L'alimentation ne peut pas supporter un démarrage trop lourd. Par exemple, le réseau n'est pas en mesure de fournir la puissance requise ou de fournir une production pour niveaux maximaux fonctionnement, les ampoules sont éteintes, déclenchées disjoncteurs, certains contacteurs, relais, générateur refusent de démarrer.

Des systèmes de protection empêchent le démarrage du moteur, charges admissibles... Avec un excellent démarrage, le sac « tire » jusqu'à ce que la fréquence requise soit atteinte.

Afin d'éviter la panne du moteur électrique, il est recommandé d'ajuster le plus tôt possible la douceur du démarrage et du freinage du système. C'est facile à faire, car même un débutant peut choisir, installer et connecter un démarreur progressif de ses propres mains.

Comment choisir un démarreur progressif

La question de savoir comment choisir un démarreur progressif se pose assez souvent, car un mécanisme est sélectionné pour un moteur électrique et une source d'alimentation spécifiques.

Afin de ne pas se tromper avec les paramètres et les capacités, il est recommandé de faire attention aux indicateurs suivants:

• La valeur maximale du courant généré par le moteur aux charges les plus élevées ;
• Le plus grand nombre de lancements en une heure ;
• Tension nominale sur le système d'alimentation ;
• Capacité de contrôler et de limiter le courant généré ;
• Capacité de dérivation - déconnecter l'alimentation du circuit pour éviter la surchauffe et l'incendie ;
• Nombre de phases (deux - plus compactes et moins chères, trois - plus fiables et plus durables avec des démarrages fréquents);
• Commande numérique ou analogique.

L'essentiel est que les exigences proposées au démarreur progressif soient conformes aux critères, conditions de fonctionnement, puissance moteur et valeurs nominales du réseau. Les tableaux croisés dynamiques, les algorithmes de calcul proposés par de nombreux fournisseurs pour une recherche plus pratique et de qualité d'un appareil adapté aideront également au choix.

Comment se connecter et configurer

Le réglage est déterminé par le schéma de connexion correspondant du démarrage progressif au moteur. La norme est considérée comme une norme dans laquelle l'utilisation d'un démarreur magnétique, d'un relais thermique, de fusibles à grande vitesse et de dispositifs de contrôle automatique du courant est fournie.

Pour connecter correctement le démarreur progressif, vous devez suivre scrupuleusement les schémas, où tous les points importants sont clairement indiqués :

• Séquence de chaîne ;
• Fin de l'accélération ;
• Borne de mise à la terre ;
• Réglage du démarrage et du freinage ;
• Emplacement neutre.

Il ne sera pas superflu de mettre en place un régulateur spécial qui fournit un retour d'information : il reçoit des données sur le courant du moteur et stabilise la montée en tension.

Un démarreur progressif peut facilement aider à prolonger considérablement la durée de vie d'un moteur électrique, tout en réduisant les coûts associés et en augmentant le rendement sans endommager la machine. Stabilisation du mécanisme, contrôle des charges et régulation des processus en cours - tout cela deviendra assistante irremplaçable pour résoudre les problèmes de démarrage lourd.

Photo du démarreur progressif

• asynchrone,
• collectionneur;
• synchrone.

L'un des moteurs répertoriés fait partie d'un entraînement électrique conçu pour communiquer avec la charge utile. En fonction de la charge, le moteur est arrêté puis redémarré. Ensuite, nous parlerons plus en détail de ce qui se passe lors du démarrage d'un moteur électrique et comment optimiser ce processus.

Que se passe-t-il lors du démarrage d'un moteur à induction

Pour comprendre quel appareil utiliser pour un démarrage progressif d'un moteur électrique, il faut connaître le principe de son fonctionnement. Les moteurs les plus courants sont asynchrones avec rotor à cage d'écureuil... Leur construction simple et la fiabilité correspondante et déterminé la popularité de ces voiture électrique... Bien que le rotor tourne et que sa forme soit optimisée pour ce processus, ce n'est rien de plus qu'un enroulement secondaire d'un transformateur.

Et, comme vous le savez, si un courant circule dans l'enroulement primaire, alors un champ électromagnétique apparaît dans son noyau. Les fonctions répertoriées dans le moteur asynchrone sont exécutées par le stator. Son champ magnétique, qui, contrairement à un transformateur, tourne autour du rotor, induit dans celui-ci des courants associés à cette rotation. Et plus la différence entre les vitesses du champ et du rotor est grande, plus le courant dans ce dernier est important. Après tout, le rotor est un enroulement court-circuité. Et comme il y a une connexion de transformateur, cela signifie que les courants dans les enroulements sont directement proportionnels.

Nous listons maintenant les conditions qui existent lors du démarrage d'un moteur à induction alimenté par un réseau industriel. Considérons d'abord l'option triphasée :

• courant continu;
• fréquence constante;
• le rotor est au repos.

La connexion du moteur asynchrone au réseau électrique crée instantanément un champ magnétique tournant. Dans ce cas, la différence entre les vitesses de celui-ci et du rotor (le soi-disant glissement, exprimé en pourcentage de la vitesse de rotation Champ électromagnétique stator) est maximale. Et, en conséquence de cela, c'est comme un mode de court-circuit du transformateur. Si la puissance du moteur est élevée, les courants de démarrage sont obtenus au niveau de ceux qui sont considérés comme d'urgence pour les transformateurs de puissance électrique similaire.

Quel dispositif est utilisé pour les limiter est tout à fait compréhensible. Cela devrait:

• soit réduire la tension sur les enroulements du stator pendant l'accélération du rotor ;
• ou dérouler le rotor jusqu'à ce que le stator soit connecté au secteur.
• Vous pouvez également apporter des modifications de conception au moteur à induction.

Commutation du circuit d'enroulement

Le rotor ne peut être mis en mouvement que dans certains entraînements électriques. Pour cette raison, cette méthode n'est pas typique. Il en reste deux, dont le premier est le plus utilisé. Mais obtenir une chute de tension sans perte n'est pas facile. Dans un circuit triphasé, cela peut être fait en passant du triangle à l'étoile et vice versa. La tension de ligne appliquée aux enroulements du stator du moteur fournit plus de haute efficacité... Mais le courant de démarrage dans le circuit delta est également plus élevé.

Par conséquent, le passage à un circuit en étoile vous permet de réduire considérablement le courant de démarrage du moteur à induction. C'est le moyen le plus simple de démarrer en douceur. Il utilise le minimum d'éléments supplémentaires, car la chute de tension est créée par les capacités du réseau électrique triphasé lui-même. Ces éléments sont des commutateurs et le circuit lui-même est illustré ci-dessous. Mais tel circuit simple applicable uniquement dans réseau triphasé... Dans la version monophasée, il n'y a pas de tension de fonctionnement inférieure à la tension de phase.

Utiliser des résistances

Pour obtenir l'accélération la plus douce possible du moteur, il est nécessaire d'utiliser des éléments qui fournissent une chute de tension appropriée. A cet effet, appliquez :

• résistances;
• starters (réacteurs);
• autotransformateurs;
• amplificateurs magnétiques.

Ces méthodes conviennent aussi bien aux réseaux triphasés qu'aux réseaux monophasés. Dans tous les cas, vous devrez utiliser des commutateurs, car à un moment donné, vous devrez connecter directement le moteur au réseau. Le circuit de résistance est le plus compact. Cependant, à mesure que la puissance du moteur augmente, la puissance des résistances de démarrage augmente également en conséquence. Compte tenu des circonstances de leur échauffement, le temps de démarrage doit se situer dans leur plage de température admissible. Sinon, les résistances deviendront inutilisables en cas de surchauffe. Le circuit de démarrage progressif de la résistance est illustré ci-dessous.

Utilisation d'inducteurs

En clonant le circuit, vous pouvez obtenir un démarrage en douceur en utilisant plusieurs groupes de résistances connectées en parallèle pour alléger leur charge thermique. Mais une augmentation du temps de démarrage progressif s'accompagnera d'une augmentation de la perte d'énergie dans ces résistances. Pour cette raison, des éléments inductifs sont utilisés à la place des résistances. Dans le cas le plus simple, ce sont des starters. Il s'agit d'une solution plus lourde et plus coûteuse, mais afin de réduire les pertes d'énergie dues aux redémarrages fréquents du moteur, elle doit être utilisée. Apparence réacteur pour un moteur asynchrone puissant est présenté ci-dessous.

Si l'inductance utilisée au démarrage est réalisée sous la forme d'un autotransformateur avec un contact mobile se déplaçant le long des spires du bobinage, vous pouvez soit déboguer de manière optimale le processus de démarrage, soit le contrôler en déplaçant le contact mobile. L'inconvénient de cette option est l'inévitable étincelle au contact mécanique. Pour cette raison, il n'est applicable qu'à des puissances de moteur relativement faibles. Les schémas des démarreurs progressifs avec des réacteurs et des autotransformateurs sont présentés ci-dessous.

Schémas de démarrage progressif :

a) avec des réacteurs ;

b) avec des autotransformateurs.

1, 2 et 3 sont des interrupteurs contrôlant la commutation

Les amplificateurs magnétiques sont utilisés pour un démarrage en douceur sans les inconvénients inhérents aux autotransformateurs avec leur contact mobile. Ils utilisent le biais, ce qui vous permet de modifier la valeur de la résistance inductive. La conception des amplificateurs magnétiques est assez diversifiée. Mais leur principal avantage est leur faible courant et, par conséquent, la puissance utilisée pour le contrôle. Ils n'ont pas de contacts régulateurs à travers lesquels circulent des courants importants. L'un des schémas est illustré ci-dessous.

Moteur à rotor bobiné

Tous les dispositifs envisagés pour le démarrage progressif d'un moteur électrique asynchrone interviennent du côté de son stator. Mais lorsque le réenclenchement constant est un processus de travail normal pour le moteur, sa conception est modifiée, ce qui rend le rotor bloqué en phase. Tel solution constructive permet de mieux réguler les courants survenant lors de l'accélération du moteur. La conception et les recommandations pour le fonctionnement d'un démarreur progressif pour un moteur à rotor de phase sont présentées ci-dessous :

Application des commutateurs à semi-conducteurs

Tous ces démarreurs progressifs sont utilisés depuis de nombreuses années. Ils ont une propriété importante qui les met hors compétition. Ces appareils n'ont pas paramètres électriques dépassement ce qui conduit à la disparition de la résistance (claquage). Par conséquent, ils sont les plus fiables, bien qu'ils soient moralement dépassés. Appareils modernes le démarrage progressif utilise des commutateurs à semi-conducteurs contrôlés (thyristors et transistors). C'est ce qu'on appelle le contrôle de la largeur d'impulsion.

L'interrupteur coupe une partie de la tension sinusoïdale dans le temps. En conséquence, la valeur de tension moyenne peut être modifiée de zéro à 220 V effectif. Par conséquent, le commutateur à semi-conducteur fournit le plus option efficace pour créer un démarreur progressif pour un moteur électrique. Mais en même temps, la clé est soumise à la fois à un claquage thermique et à un effet similaire dû à l'excès des amplitudes de tension et de courant. Par conséquent, la clé doit être refroidie efficacement et sélectionnée en fonction des conditions de fonctionnement du moteur.

Les appareils avec régulation de largeur d'impulsion sont applicables dans n'importe quel réseau, quel que soit le nombre de phases. Un de ces schémas est illustré ci-dessous. Après accélération du rotor, les contacts se ferment et protègent les touches des dommages causés par les surtensions et les surtensions.

Démarrage en douceur des moteurs collecteurs

Malgré les différences de conception fondamentales par rapport aux moteurs asynchrones, le démarrage des moteurs à collecteur s'accompagne également d'un courant d'induit important, qui est le rotor. En fait, il s'agit d'un assemblage de selfs avec commutation en série de chacune d'elles. Plus l'exposition de la tension sur les lamelles collectrices, qui est obtenue immédiatement après la mise sous tension et l'application de la tension, est longue, plus l'aimantation du noyau est forte et plus la valeur que le courant a le temps d'atteindre est importante.

Lorsque le stator est réalisé sous la forme d'un aimant permanent, la source d'alimentation n'est nécessaire que pour l'induit. Mais dans ce cas, sa tension ne peut être que constante. Un démarreur progressif alimenté par cette source est réalisé uniquement sur des éléments capables de créer une chute de tension continue.

Ces éléments sont :

• résistances,
• transistor,
• thyristors verrouillables.

Si le stator est conçu comme un électro-aimant, cela signifie que le moteur peut fonctionner sur une tension alternative. Avec ce qui précède, pour les moteurs à collecteur, les mêmes démarreurs progressifs éprouvés conviennent qui sont applicables pour le monophasé moteurs asynchrones:

• résistances (rhéostats);
• starters (réacteurs);
• autotransformateurs;
• amplificateurs magnétiques.

Et aussi moderne solution technique basé sur des commutateurs à semi-conducteurs. Leurs images sont similaires à celles déjà présentées ci-dessus.

En présence d'excitation électromagnétique, le bobinage peut être connecté à l'induit soit en série, soit en parallèle. La connexion série est sûre car le circuit électrique commun électricité... Sa rupture ou sa connexion à une source d'alimentation provoque une variation simultanée du courant dans les enroulements du moteur. Mais avec connexion parallèle scénarios possibles pour le développement des événements.

Si, lorsqu'une tension est appliquée au moteur, l'enroulement d'excitation s'avère être désexcité et l'induit est alimenté, des conditions apparaîtront pour un phénomène appelé espacement du moteur. Dans ce cas, le rotor, essayant d'être attiré par le presse-étoupe, tourne et accélère de plus en plus vite. Si un couple résistant n'est pas appliqué à l'arbre, qui est plus important que celui créé par le rotor, l'accélération peut se poursuivre jusqu'à la destruction du rotor. Pour se protéger contre l'emballement, il faut que :

• le moteur reste au moins partiellement chargé ;
• avait spécial éléments structurels;
• le démarreur progressif est garanti pour empêcher ce processus.

Démarrage en douceur d'un moteur synchrone

Les moteurs synchrones, alimentés par le réseau avec un nombre quelconque de phases, accélèrent de manière asynchrone, en utilisant le glissement. Ensuite, en transformant le rotor en un aimant indépendant du stator, les vitesses de rotation des champs du stator et du rotor sont égalisées. Pour cette raison, les démarreurs progressifs utilisés pour les moteurs synchrones sont les mêmes que pour les moteurs asynchrones. Certains détails distinctifs en fonction de la puissance du rotor sont visibles ci-dessous dans l'image :

conclusions

V appareil général démarrage progressif de tous les types de moteurs électriques sont similaires et basés sur les mêmes circuits et éléments. Le choix doit être fait pour des conditions particulières, en fonction principalement de la puissance du moteur. Mais les commutateurs à semi-conducteurs modernes peuvent fournir une large gamme de puissances meilleurs paramètres démarrage en douceur. Par conséquent, il est logique d'arrêter le choix en premier lieu sur eux.

Pannes occasionnelles de l'outil électrique portatif - Rectifieuses, perceuses électriques et les scies sauteuses sont souvent associées à leur courant de démarrage élevé et à des charges dynamiques importantes sur les pièces de la boîte de vitesses qui se produisent lorsque le moteur est soudainement démarré.
Le dispositif de démarrage progressif du moteur collecteur décrit dans est complexe en termes de schéma, il possède plusieurs résistances de précision et il nécessite un réglage minutieux. En utilisant le microcircuit régulateur de phase KR1182PM1, il a été possible de créer un appareil beaucoup plus simple dans un but similaire qui ne nécessite pas de réglage. Vous pouvez vous y connecter n'importe outil électrique à main alimenté par un réseau monophasé 220 V, 50 Hz. Le moteur est démarré et arrêté par l'interrupteur de l'outil électrique, et dans son état d'arrêt, l'appareil ne consomme pas de courant et peut rester connecté au réseau indéfiniment.

Le schéma du dispositif proposé est représenté sur la figure. La prise XP1 est incluse dans prise secteur, et branchez sur la prise XS1 prise secteur outil électrique. Plusieurs prises peuvent être installées et connectées en parallèle pour alterner les instruments.
Lorsque le circuit du moteur de l'outil électrique est fermé par son propre interrupteur, la tension est appliquée au régulateur de phase DA1. La charge du condensateur C2 commence, la tension à ses bornes augmente progressivement. En conséquence, le retard d'activation des thyristors internes du régulateur, et avec eux du triac VSI, diminue à chaque demi-cycle suivant de la tension secteur, ce qui entraîne une augmentation progressive du courant circulant dans le moteur et , en conséquence, une augmentation de sa vitesse. Avec la capacité du condensateur C2 indiquée dans le schéma, l'accélération du moteur électrique à la vitesse maximale prend 2 ... 2,5 s, ce qui ne crée pratiquement pas de retard de fonctionnement, mais élimine complètement les chocs thermiques et dynamiques dans le mécanisme de l'outil.
Après l'arrêt du moteur, le condensateur C2 est déchargé à travers la résistance R1. et après 2 ... 3 sec. tout est prêt à redémarrer. En remplaçant la résistance fixe R1 par une résistance variable, vous pouvez réguler en douceur la puissance fournie à la charge. Elle diminue avec la diminution de la résistance.
La résistance R2 limite le courant de l'électrode de commande du triac, et les condensateurs C1 et C3 sont des éléments schéma typique mise sous tension du régulateur de phase DA1.
Toutes les résistances et condensateurs sont soudés directement sur les broches du microcircuit DA1. Avec eux, il est placé dans un boîtier en aluminium provenant du démarreur d'une lampe fluorescente et est rempli de composé époxy. Seuls deux fils sont ressortis, reliés aux bornes du triac. Avant de couler, un trou a été percé dans la partie inférieure du boîtier, dans lequel la vis MZ était vissée vers l'extérieur. Cette vis se fixe sur le dissipateur thermique du triac VS1 d'une superficie de 100 cm." humidité élevée et la poussière.
L'appareil ne nécessite aucun réglage. N'importe quel triac peut être utilisé, avec une classe de tension d'au moins 4 (c'est-à-dire avec une tension de fonctionnement maximale d'au moins 400 V) et avec un courant maximal de 25-50 A. Grâce au démarrage en douceur du moteur, le courant de démarrage ne dépasse pas la valeur nominale. La réserve n'est nécessaire qu'en cas d'outil coincé.
L'appareil a été testé avec des outils électriques jusqu'à 2,2 nkW. Le régulateur DA1 assurant la circulation du courant dans le circuit d'électrodes de commande du triac VS1 pendant toute la partie active du demi-cycle, il n'y a pas de limitation de la puissance minimale de charge. L'auteur a même connecté un rasoir électrique "Kharkiv" à l'appareil fabriqué.

K. Moroz, Nadym, Okrug autonome Yamalo-Nenets

LITTÉRATURE
1. Biryukov S. Démarrage automatique en douceur des moteurs électriques du collecteur - Radio 1997, N * 8.s 40 42
2. Nemich A. Microcircuit KR1182PM1 - régulateur de puissance de phase - Radio 1999, N "7, p. 44-46.