Moteur électrique - bobinage du stator
De temps en temps pendant le travail, il faut connaître le nombre de tours d'un moteur électrique asynchrone qui n'a pas d'étiquette. Et tous les électriciens ne peuvent pas s’acquitter de cette tâche. Mais ma vision du monde est que chaque électricien devrait comprendre cela. Sur votre propre lieu de travail, comme on dit - hors service, vous comprenez toutes les propriétés de vos propres moteurs. Et ils sont passés à un nouveau lieu de travail, et il n'y a aucune balise sur aucun des moteurs. Trouver le nombre de tours d’un moteur électrique est même très simple et direct. Déterminé par enroulement. Pour ce faire, vous devez retirer le capot du moteur. Il est préférable de le faire avec le capot arrière, car il n'est pas nécessaire de retirer la poulie ou le demi-accouplement. Retirez simplement le couvercle
le refroidissement et la turbine et le couvercle du moteur sont accessibles. Après avoir retiré le couvercle, le bobinage est clairement visible. Trouvez une section et voyez combien
Moteur – 3000 tr/min
Il occupe un espace autour de la circonférence d'un cercle (stator). N'oubliez pas que si la bobine occupe un demi-cercle (180 degrés), il s'agit d'un moteur à 3 000 tr/min.
Moteur – 1500 tr/min
S'il y a trois sections dans un cercle (120 degrés), il s'agit d'un moteur à 1 500 tr/min. Eh bien, si le stator contient quatre sections (90 degrés), ce moteur tourne à 1 000 tr/min. C’est ainsi que l’on peut tout simplement trouver le nombre de tours d’un moteur électrique « inconnu ». Cela se voit clairement sur les images présentées.
Moteur – 1000 tr/min
C'est une façon de déterminer quand les bobines d'enroulement sont enroulées par sections. Et il y a des enroulements « lâches », on ne les trouve plus ainsi. Cette méthode de bobinage est rare.
Il existe une autre façon de déterminer le nombre de tours. Dans le rotor d'un moteur électrique, il existe un champ magnétique résiduel qui peut induire une petite CEM dans l'enroulement du stator si nous faisons tourner le rotor. Cette CEM peut être « captée » - avec un milliampèremètre. Notre tâche est la suivante : il faut trouver le bobinage d'une phase, quel que soit le mode de connexion des enroulements, un triangle ou une étoile. Et nous connectons un milliampèremètre aux extrémités de l'enroulement, en faisant tourner l'arbre du moteur, voyons combien de fois l'aiguille du milliampèremètre dévie par tour du rotor et utilisons ce tableau pour voir quel type de moteur vous déterminez.
(2p) 2 3000 tr/min
(2p) 4 1500 tr/min
(2p) 6 1000 tr/min
(2p) 8 750 tr/min
Ce sont les deux manières simples et je pense compréhensibles de déterminer le nombre de tours sur lesquels il n’y a pas d’étiquette (plaque).
L'appareil PM10-R a été produit en URSS, peut-être que quelqu'un l'a encore. Pour ceux qui n'ont pas vu ou ne connaissaient pas un tel compteur, je vous suggère de regarder votre propre photo. L'ensemble comprend deux buses, une pour mesurer les révolutions le long de l'axe de l'arbre et une seconde pour mesurer le long de la circonférence de l'arbre. 
Vous pouvez également mesurer le nombre de tours à l’aide d’un « tachymètre laser numérique »
« Tachymètre laser numérique »
Propriétés techniques :
Spectre : 2,5 tr/min ~ 99 999 tr/min
Résolution/pas : 0,1 tr/min pour le spectre 2,5 ~ 999,9 tr/min, 1 tr/min 1 000 tr/min et plus
Précision : +/- 0,05 %
Distance de travail : 50 mm ~ 500 mm
Les valeurs les plus petites et les plus grandes sont également indiquées.
Pour ceux qui en ont vraiment besoin, c'est juste une super chose !
L. Ryjekov
Lors de la conception d’un équipement, il est nécessaire de connaître la vitesse du moteur électrique. Pour calculer la vitesse de rotation, il existe des formules spéciales différentes pour les moteurs à courant alternatif et à courant continu.
Machines électriques synchrones et asynchrones
Moteurs Tension alternative Il y a trois types: synchrone, la vitesse angulaire du rotor coïncide avec la fréquence angulaire du champ magnétique du stator ; asynchrone - chez eux, la rotation du rotor est en retard sur la rotation du champ; moteurs à collecteur dont la conception et le principe de fonctionnement sont similaires aux moteurs à courant continu.
Vitesse synchrone
Vitesse de rotation de la machine électrique courant alternatif dépend de fréquence angulaire champ magnétique du stator. Cette vitesse est dite synchrone. Dans les moteurs synchrones, l’arbre tourne à la même vitesse, ce qui constitue un avantage de ces machines électriques.
A cet effet, dans le rotor des machines de grande puissance se trouve un enroulement auquel pression constante, créant un champ magnétique. Dans les appareils batterie faible inséré dans le rotor aimants permanents, ou il y a des pôles clairement définis.
Glisser
Dans les machines asynchrones, le nombre de tours de l'arbre est inférieur à la fréquence angulaire synchrone. Cette différence est appelée le feuillet « S ». Grâce au coulissement du rotor, électricité, et l'arbre tourne. Plus S est grand, plus le couple est élevé et plus la vitesse est faible. Cependant, si le glissement dépasse une certaine valeur, le moteur électrique s'arrête, commence à surchauffer et peut tomber en panne. La vitesse de rotation de ces appareils est calculée à l'aide de la formule de la figure ci-dessous, où :
- n – nombre de tours par minute,
- f – fréquence du réseau,
- p – nombre de paires de pôles,
- s – glisser.
Il existe deux types de tels appareils :
- Avec rotor à cage d'écureuil. Le bobinage qu'il contient est moulé en aluminium pendant le processus de fabrication ;
- Avec rotor bobiné. Les enroulements sont constitués de fil et sont connectés à des résistances supplémentaires.
Réglage de la vitesse
Pendant le fonctionnement, il devient nécessaire d'ajuster la vitesse machines électriques. Cela se fait de trois manières :
- Augmentation de la résistance supplémentaire dans le circuit du rotor des moteurs électriques à rotor bobiné. S'il est nécessaire de réduire fortement la vitesse, il est possible de connecter non pas trois, mais deux résistances ;
- Connexion de résistances supplémentaires dans le circuit statorique. Il est utilisé pour démarrer des machines électriques de grande puissance et pour réguler la vitesse de petits moteurs électriques. Par exemple, la vitesse d'un ventilateur de table peut être réduite en connectant une lampe à incandescence ou un condensateur en série avec celui-ci. Le même résultat est obtenu en réduisant la tension d'alimentation ;
- Changer la fréquence du réseau. Convient aux moteurs synchrones et asynchrones.
Attention! Vitesse rotationnelle moteurs électriques à collecteur, fonctionnant à partir d'un réseau à courant alternatif, ne dépend pas de la fréquence du réseau.
Moteurs à courant continu
En plus des machines à courant alternatif, il existe des moteurs électriques connectés au réseau courant continu. La vitesse de ces appareils est calculée à l'aide de formules complètement différentes.
Vitesse de rotation nominale
La vitesse d'une machine à courant continu est calculée à l'aide de la formule de la figure ci-dessous, où :
- n – nombre de tours par minute,
- U – tension du réseau,
- Rya et Iya – résistance d'induit et courant,
- Ce – constante du moteur (selon le type de machine électrique),
- Ф – champ magnétique du stator.
Ces données correspondent aux valeurs nominales des paramètres de la machine électrique, la tension sur le bobinage inducteur et l'induit ou le couple sur l'arbre du moteur. Les modifier permet d'ajuster la vitesse de rotation. Déterminer le flux magnétique dans vrai moteur très difficile, donc pour les calculs, ils utilisent le courant circulant à travers l'enroulement de champ ou la tension d'induit.
La vitesse des moteurs à courant alternatif à collecteur peut être trouvée en utilisant la même formule.
Réglage de la vitesse
Le réglage de la vitesse d'un moteur électrique fonctionnant à partir d'un réseau DC est possible dans une large plage. C'est possible dans deux gammes :
- En hausse par rapport au nominal. Pour ce faire, le flux magnétique est réduit à l'aide de résistances supplémentaires ou d'un régulateur de tension ;
- En baisse par rapport au pair. Pour ce faire, il est nécessaire de réduire la tension sur l'induit du moteur électrique ou de connecter une résistance en série avec celui-ci. En plus de réduire la vitesse, cela se fait lors du démarrage du moteur électrique.
Connaître quelles formules sont utilisées pour calculer la vitesse de rotation d'un moteur électrique est nécessaire lors de la conception et de la mise en place des équipements.
Vidéo
Parfois, des questions de mathématiques et de physique se posent à propos des voitures. L’un de ces problèmes est notamment la vitesse angulaire. Cela concerne à la fois le fonctionnement des mécanismes et les virages. Voyons comment déterminer cette valeur, comment elle est mesurée et quelles formules doivent être utilisées ici.
Comment déterminer la vitesse angulaire : quelle est cette quantité ?
D'un point de vue physique et mathématique, cette quantité peut être définie comme suit : ce sont des données qui montrent à quelle vitesse un certain point tourne autour du centre du cercle le long duquel il se déplace.
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Cette valeur apparemment purement théorique revêt une importance pratique considérable lors de la conduite d’une voiture. Voici quelques exemples :
- Il est nécessaire de corréler correctement les mouvements avec lesquels les roues tournent lorsqu'elles tournent. La vitesse angulaire d'une roue de voiture se déplaçant le long de la partie intérieure de la trajectoire doit être inférieure à celle de la roue extérieure.
- Vous devez calculer la vitesse de rotation du vilebrequin dans la voiture.
- Enfin, la voiture elle-même, lors d'un virage, a également une certaine valeur de paramètres de mouvement - et en pratique, la stabilité de la voiture sur l'autoroute et la probabilité de chavirage en dépendent.
Formule du temps nécessaire à un point pour tourner autour d'un cercle d'un rayon donné
Afin de calculer la vitesse angulaire, la formule suivante est utilisée :
ω = ∆φ /∆t
- ω (lire « oméga ») est la valeur réelle calculée.
- ∆φ (lire « delta phi ») – angle de rotation, la différence entre la position angulaire d'un point au premier et au dernier moment de mesure.
- ∆t
(lire « delta te ») – le temps pendant lequel ce changement s'est produit. Plus précisément, puisque « delta », cela signifie la différence entre les valeurs de temps au moment où la mesure a commencé et au moment où elle s'est terminée.
La formule ci-dessus pour la vitesse angulaire ne s'applique que dans les cas généraux. Lorsqu'il s'agit d'objets en rotation uniforme ou de relation entre le mouvement d'un point sur la surface d'une pièce, le rayon et le temps de rotation, il est nécessaire d'utiliser d'autres relations et méthodes. En particulier, une formule de fréquence de rotation sera ici nécessaire.
La vitesse angulaire est mesurée dans diverses unités. En théorie, les rad/s (radians par seconde) ou degrés par seconde sont souvent utilisés. Cependant, cette valeur signifie peu dans la pratique et ne peut être utilisée que dans les travaux de conception. En pratique, elle se mesure davantage en tours par seconde (ou minute, si l'on parle de processus lents). À cet égard, elle est proche de la vitesse de rotation.
Angle de rotation et période de révolution
Le taux de rotation est beaucoup plus couramment utilisé que l'angle de rotation, qui mesure le nombre de rotations effectuées par un objet sur une période de temps donnée. Le fait est que le radian utilisé pour les calculs est l'angle dans un cercle lorsque la longueur de l'arc est égale au rayon. En conséquence, il y a 2 π radians dans un cercle entier. Le nombre π est irrationnel et ne peut être réduit ni à une décimale ni à une simple fraction. Par conséquent, si une rotation uniforme se produit, il est plus facile de la compter en fréquence. Il est mesuré en tr/min - tours par minute.
S'il ne s'agit pas d'une longue période de temps, mais uniquement de la période pendant laquelle une révolution se produit, alors la notion de période de circulation est utilisée ici. Cela montre à quelle vitesse une chose arrive circulation de rond-point. L'unité de mesure ici sera la seconde.
La relation entre la vitesse angulaire et la fréquence de rotation ou la période de rotation est représentée par la formule suivante :
ω = 2 π / T = 2 π *f,
- ω – vitesse angulaire en rad/s ;
- T – période de circulation ;
- f – fréquence de rotation.
Vous pouvez obtenir n'importe laquelle de ces trois quantités d'une autre en utilisant la règle des proportions, sans oublier de convertir les dimensions dans un seul format (en minutes ou secondes)
Quelle est la vitesse angulaire dans des cas spécifiques ?
Donnons un exemple de calcul basé sur les formules ci-dessus. Disons que nous avons une voiture. Lorsqu'elle roule à 100 km/h, sa roue, comme le montre la pratique, fait en moyenne 600 tours par minute (f = 600 tr/min). Calculons la vitesse angulaire.
Tout d’abord, convertissons RPM en r/s. Pour ce faire, divisez 600 par 60 (le nombre de secondes dans une minute) et obtenez 10 rps. Chemin faisant, nous avons également obtenu la période de circulation : cette valeur est l'inverse de la fréquence et, mesurée en secondes, 0,1 s.
Puisqu’il est impossible d’exprimer avec précision π en fractions décimales, le résultat sera d’environ 62,83 rad/s.
Relation entre les vitesses angulaires et linéaires
En pratique, il est souvent nécessaire de vérifier non seulement la vitesse à laquelle change la position angulaire d'un point en rotation, mais également sa vitesse par rapport au mouvement linéaire. Dans l'exemple ci-dessus, les calculs ont été effectués pour une roue - mais la roue se déplace le long de la route et soit tourne sous l'influence de la vitesse de la voiture, soit lui fournit elle-même cette vitesse. Cela signifie que chaque point de la surface de la roue, en plus du point angulaire, aura également une vitesse linéaire.
La façon la plus simple de le calculer consiste à utiliser le rayon. Puisque la vitesse dépend du temps (qui sera la période de révolution) et de la distance parcourue (qui sera la circonférence), alors, en tenant compte des formules ci-dessus, la vitesse angulaire et linéaire sera liée comme suit :
- V – vitesse linéaire ;
- R – rayon.
D'après la formule, il ressort clairement que plus le rayon est grand, plus la valeur de cette vitesse est élevée. Par rapport à la roue avec le plus grande vitesse un point sur la surface extérieure de la bande de roulement se déplacera (R est maximum), mais exactement au centre du moyeu, la vitesse linéaire sera nulle.
Accélération, moment et leur lien avec la masse
Outre les valeurs ci-dessus, il existe plusieurs autres problèmes associés à la rotation. Compte tenu du nombre de pièces rotatives de poids différents qu’il y a dans une voiture, leur importance pratique ne peut être ignorée.
Même la rotation est importante. Mais il n’y a pas une seule pièce qui tourne uniformément tout le temps. Le nombre de tours de tout composant rotatif, du vilebrequin à la roue, finit toujours par augmenter puis diminuer. Et la valeur qui montre à quel point les révolutions ont augmenté est appelée accélération angulaire. Puisqu'il s'agit d'un dérivé de la vitesse angulaire, elle est mesurée en radians par seconde carrée (comme l'accélération linéaire - en mètres par seconde carrée).
Un autre aspect est associé au mouvement et à son changement dans le temps : le moment cinétique. Si jusqu'à présent nous ne pouvions considérer que les caractéristiques purement mathématiques du mouvement, nous devons ici prendre en compte le fait que chaque pièce a une masse répartie autour de son axe. Il est déterminé par le rapport de la position initiale du point, en tenant compte de la direction du mouvement - et de l'élan, c'est-à-dire le produit de la masse et de la vitesse. Connaissant le moment d'impulsion apparaissant lors de la rotation, il est possible de déterminer quelle charge tombera sur chaque pièce lorsqu'elle interagit avec une autre
Charnière comme exemple de transmission d'impulsions
Un exemple typique de la façon dont toutes les données ci-dessus sont appliquées est la charnière d'égalité vitesses angulaires(Joint homocinétique). Cette pièce est principalement utilisée sur les voitures à traction avant, où il est important non seulement d'assurer différents taux de rotation des roues lors des virages, mais également de les contrôler et de leur transférer l'impulsion du moteur.
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La conception de cette unité vise précisément à :
- comparez entre elles la vitesse à laquelle les roues tournent ;
- assurer la rotation au moment du virage ;
- garantir l'indépendance de la suspension arrière.
De ce fait, toutes les formules données ci-dessus sont prises en compte dans le fonctionnement du joint homocinétique.
Lors de l'achat d'un moteur électrique d'occasion, comptez sur la disponibilité documentation techniqueça n'a rien à voir avec lui. Se pose alors la question de savoir comment connaître le nombre de tours de l'appareil acheté. Vous pouvez faire confiance aux paroles du vendeur, mais la conscience n'est pas toujours leur trait distinctif.
Un problème se pose alors pour déterminer le nombre de tours. Vous pouvez le résoudre en connaissant certaines subtilités de la conception du moteur. Ceci sera discuté plus loin.
Détermination de la vitesse
Il existe plusieurs façons de mesurer la vitesse du moteur. Le plus fiable consiste à utiliser un tachymètre, un appareil spécialement conçu à cet effet. Cependant, tout le monde ne dispose pas d'un tel appareil, surtout s'il ne travaille pas professionnellement avec des moteurs électriques. Par conséquent, il existe plusieurs autres options qui vous permettent de faire face à la tâche « à l'œil nu ».
La première consiste à retirer l’un des capots du moteur pour révéler la bobine d’enroulement. Il peut y en avoir plusieurs. Celui qui est le plus accessible et situé dans la zone de visibilité est sélectionné. L'essentiel est d'éviter d'endommager l'intégrité de l'appareil pendant le fonctionnement.
Lorsque la bobine est révélée à l'œil, vous devez l'examiner attentivement et essayer de comparer sa taille avec celle de l'anneau du stator. Ce dernier est un élément fixe du moteur électrique et le rotor, étant à l'intérieur, tourne.
Lorsque l'anneau est à moitié fermé par la bobine, le nombre de tours par minute atteint 3000. Si la troisième partie de l'anneau est fermée, le nombre de tours est d'environ 1500. Au quart, le nombre de tours est de 1000.
La deuxième méthode concerne les enroulements à l’intérieur du stator. Le nombre d'emplacements occupés par une section d'une bobine est calculé. Les rainures sont situées sur le noyau, leur nombre indique le nombre de paires de pôles. 3000 tr/min sera s'il y a deux paires de pôles, avec quatre - 1500 tr/min, avec six - 1000.
La réponse à la question de savoir de quoi dépend le nombre de tours d'un moteur électrique est l'énoncé suivant : le nombre de paires de pôles, et c'est une dépendance inversement proportionnelle.
Sur le corps de tout moteur d'usine se trouve une étiquette métallique sur laquelle toutes les caractéristiques sont indiquées. En pratique, une telle étiquette peut être manquante ou effacée, ce qui complique légèrement la tâche de détermination du nombre de tours.
Ajustement de la vitesse
Travailler avec divers outils et équipements électriques à la maison ou au travail soulève certainement la question de savoir comment réguler la vitesse du moteur électrique. Par exemple, il devient nécessaire de modifier la vitesse de déplacement des pièces dans une machine ou sur un convoyeur, d'ajuster les performances des pompes, de réduire ou d'augmenter le débit d'air dans les systèmes de ventilation.
Il est quasiment inutile d'effectuer ces procédures en abaissant la tension, la vitesse chutera fortement et la puissance de l'appareil diminuera considérablement. C'est pourquoi ils sont utilisés appareils spéciaux, vous permettant de régler le régime moteur. Examinons-les plus en détail.
Les convertisseurs de fréquence agissent comme des appareils fiables capables de changer radicalement la fréquence du courant et la forme du signal. Ils sont basés sur des triodes semi-conductrices (transistors) de haute puissance et un modulateur d'impulsions.
Le microcontrôleur contrôle tout le fonctionnement du convertisseur. Grâce à cette approche, il devient possible d'obtenir une augmentation en douceur du régime moteur, ce qui est extrêmement important dans les mécanismes soumis à de lourdes charges. Une accélération lente réduit le stress, affectant positivement la durée de vie des équipements industriels et ménagers.
Tous les convertisseurs sont équipés de plusieurs niveaux de protection. Certains modèles fonctionnent avec une tension monophasée de 220 V. La question se pose : est-il possible de faire tourner un moteur triphasé grâce à une seule phase ? La réponse sera positive si une condition est remplie.
Lors de l'application d'une tension monophasée à l'enroulement, il est nécessaire de « pousser » le rotor, car il ne bougera pas lui-même. Pour cela, vous avez besoin d'un condensateur de démarrage. Une fois que le moteur commence à tourner, les enroulements restants fourniront la tension manquante.
Un inconvénient important de ce schéma est considéré comme un fort déséquilibre de phase. Cependant, cela est facilement compensé en incluant un autotransformateur dans le circuit. Dans l'ensemble, c'est assez circuit complexe. L'avantage d'un convertisseur de fréquence est la possibilité de connecter des moteurs asynchrones sans utiliser de circuits complexes.
Que propose le convertisseur ?
La nécessité d'utiliser un variateur de vitesse de moteur électrique dans le cas des modèles asynchrones est la suivante :
Des économies significatives en énergie électrique sont réalisées. Puisque tous les équipements ne nécessitent pas vitesses élevées rotation de l'arbre moteur, il est logique de le réduire d'un quart.
Fourni protection fiable tous les mécanismes. Le convertisseur de fréquence vous permet de contrôler non seulement la température, mais également la pression et d'autres paramètres du système. Ce fait est particulièrement important si une pompe est entraînée par un moteur.
Un capteur de pression est installé dans le conteneur et envoie un signal lorsque le niveau requis est atteint, provoquant l'arrêt du moteur.
Un démarrage progressif est effectué. Grâce au régulateur, la nécessité d'utiliser des appareils électroniques. Le convertisseur de fréquence est facile à configurer et permet d'obtenir l'effet souhaité.
Coûts pour Entretien, puisque le régulateur minimise le risque de dommages au lecteur et à d'autres mécanismes.
Ainsi, les moteurs électriques avec contrôle de vitesse s'avèrent être des appareils fiables avec une large gamme d'applications.
Il est important de rappeler que le fonctionnement de tout équipement basé sur moteur électrique Ce n'est qu'alors que cela sera correct et sûr lorsque le paramètre de vitesse de rotation sera adapté aux conditions d'utilisation.
Photo de la vitesse du moteur électrique
Lorsque vous utilisez une machine, vous ne pouvez pas vous passer d'un moteur électrique. De nombreuses personnes achètent un moteur électrique d’occasion sans aucune documentation. Dans une telle situation, un problème se pose pour déterminer la vitesse du moteur électrique. Pour résoudre ce problème, vous pouvez utiliser plusieurs méthodes.
Le moyen le plus simple de déterminer la vitesse d’un moteur électrique est d’utiliser un tachymètre. Mais la disponibilité de cet appareil C’est très rare pour une personne qui n’est pas spécialisée dans les moteurs électriques. Par conséquent, il existe des moyens de déterminer les révolutions à l’œil nu. Pour déterminer la vitesse du moteur, ouvrez l'un des capots du moteur et localisez la bobine d'enroulement. Il peut y avoir plusieurs bobines dans un moteur électrique. Choisissez un moulinet visible et plus facile d’accès. Essayez de ne pas endommager l'intégrité du moteur électrique, ne retirez pas de pièces. N'essayez pas de déconnecter les pièces les unes des autres.
Toutes les principales caractéristiques du moteur électrique doivent être indiquées sur une étiquette métallique située sur son corps. Mais dans la pratique, soit le tag est manquant, soit les informations ont été effacées lors de l'utilisation.
