Contrôleur de régime moteur pour outils électriques - schéma et principe de fonctionnement. Description du contrôleur de vitesse du moteur électrique sans perte de puissance Contrôleur de vitesse du moteur électrique 220V

Presque tous les appareils électroménagers et outils électriques utilisent un moteur à collecteur. Les modèles plus récents de meuleuses, tournevis, toupies manuelles, aspirateurs, mélangeurs et autres disposent d'un contrôle du régime moteur, mais les modèles ultérieurs n'ont pas cette fonction. Il n'est pas toujours pratique de travailler avec de tels outils et appareils électroménagers, c'est pourquoi il existe des régulateurs de vitesse avec maintien de puissance.

Types de moteurs et principes de fonctionnement

Les moteurs sont divisés en trois types : à collecteur, asynchrones et sans balais. La plupart des outils électriques utilisent le premier type. Ce moteur électrique a une taille assez compacte. Sa puissance est nettement supérieure à celle de l'asynchrone et son prix est assez bas. Quant aux asynchrones, ce type est principalement utilisé dans l'industrie métallurgique et est également répandu dans les mines de charbon. On les trouve assez rarement dans la vie de tous les jours.

Le moteur électrique sans balais est utilisé là où des vitesses élevées, un positionnement précis et de petites dimensions sont nécessaires. Par exemple, dans divers équipements médicaux, modélisation d'avions. Le principe de fonctionnement est assez simple. Si un cadre rectangulaire ayant un axe de rotation est placé entre les pôles d'un aimant permanent, il commencera à tourner. La direction dépend du sens du courant dans le cadre. Ce type contient un induit et un stator. L'induit tourne, mais le stator reste immobile. En règle générale, il n'y a pas un seul cadre au mouillage, mais 4,5 ou plus.

Un moteur asynchrone fonctionne selon un principe différent. Grâce à l'effet d'un champ magnétique alternatif dans les bobines du stator, il est entraîné en rotation. Si vous approfondissez le cours de la physique, vous vous souviendrez qu'une sorte de champ magnétique est créé autour du conducteur à travers lequel passe le courant, provoquant la rotation du rotor.

Le principe de fonctionnement du type sans balais est basé sur l'activation des enroulements de manière à ce que les champs magnétiques du stator et du rotor soient orthogonaux l'un par rapport à l'autre et que le couple soit régulé par un pilote spécial.

La figure montre clairement que pour déplacer le rotor, il est nécessaire d'effectuer la commutation nécessaire, mais il n'est pas possible de réguler la vitesse. Cependant, le moteur sans balais peut monter en régime très rapidement.

Conception du moteur du collecteur

Un moteur à collecteur se compose d'un stator et d'un rotor. Le rotor est la pièce qui

tourne, mais le stator est immobile. Un autre composant du moteur électrique est constitué de balais en graphite, à travers lesquels le courant circule vers l'induit. Selon la configuration, des capteurs à effet Hall peuvent être présents, qui permettent de démarrer et d'ajuster la vitesse en douceur. Plus la tension appliquée est élevée, plus la vitesse est élevée. Ce type peut fonctionner sur alimentation CA ou CC.

Selon la classification, les moteurs à collecteur peuvent être divisés en ceux qui fonctionnent au courant alternatif et au courant continu. Ils peuvent également être répartis selon le type d'excitation des bobinages : moteurs à excitation parallèle, série et mixte (parallèle-série).

Types d'ajustement

Il existe de nombreuses options pour le contrôle de la vitesse. Voici les principaux :

Alimentation avec tension de sortie réglable.
Dispositifs de réglage en usine fournis initialement avec le moteur électrique.
Régulateurs à bouton-poussoir et régulateurs standards qui limitent simplement la tension.

Ces types d’ajustements sont mauvais car à mesure que la tension diminue ou augmente, la puissance diminue également. Dans certains outils électriques, cela est acceptable, mais, comme le montre la pratique, dans la plupart des cas, cela est inacceptable en raison d'une forte baisse de puissance et, par conséquent, d'efficacité.

L'option la plus acceptable serait un régulateur basé sur un triac ou un thyristor. Non seulement un tel régulateur ne réduit pas la puissance lorsque la tension diminue, mais il permet également un démarrage et un contrôle de vitesse plus fluides. De plus, un tel schéma peut être réalisé de vos propres mains. Ci-dessous, une photo du contrôle de vitesse avec maintien de la puissance. Le circuit est basé sur un triac BTA 41 800 V.

Toutes les valeurs nominales des éléments électriques sont indiquées dans le schéma. Il s'agit du circuit après assemblage, il fonctionne de manière assez stable et permet un réglage en douceur du moteur à balais. Lorsque la tension de sortie diminue, la puissance ne diminue pas, ce qui est un plus non négligeable.

Si vous le souhaitez, vous pouvez assembler de vos propres mains le régulateur de vitesse d'un moteur à balais 220 V. Ce circuit est assemblé sur la base d'un triac VTA26-600, qui doit d'abord être installé sur un radiateur, car cet élément chauffe assez sous charge.

Il est possible de connecter un moteur électrique d'une puissance n'excédant pas 4 kW au circuit fini.

Le diagramme ressemble à ceci.

Il peut gérer avec succès le réglage d’outils électriques tels qu’une perceuse, une meuleuse, une scie circulaire et une scie sauteuse. Si vous le souhaitez, vous pouvez utiliser le circuit comme régulateur de puissance pour les éléments chauffants, les radiateurs et comme variateur. Les inconvénients incluent l'impossibilité d'ajuster la puissance des appareils alimentés en courant continu.

Régulateurs de puissance CC

Parfois, il est nécessaire d’ajuster la vitesse d’un moteur à courant continu à balais.

Si le consommateur ne dispose pas de beaucoup de puissance, il est alors possible de connecter une résistance variable en série, mais l'efficacité d'un tel régulateur chutera alors fortement. Il existe des systèmes avec lesquels il est possible de réguler la vitesse de manière assez fluide sans réduire l'efficacité. Un tel régulateur convient pour modifier la luminosité de diverses lampes, la tension d'alimentation ne dépassant pas 12 V. Ce circuit agit également comme un stabilisateur de vitesse : lorsque la charge mécanique sur l'arbre change, la vitesse reste inchangée.

Ce circuit contrôleur de vitesse de moteur 12 V CC est tout à fait adapté pour réguler et stabiliser la vitesse des moteurs avec un courant ne dépassant pas 5 A. Ce circuit comprend un pilote de transistor bipolaire et une minuterie 7555, qui assure un fonctionnement stable et une régulation fluide de la vitesse. Le prix des pièces est assez bas, ce qui est un plus indéniable. Vous pouvez également assembler de vos propres mains un variateur de vitesse pour moteur électrique 12 V.

Moteur asynchrone et variateur de vitesse

En règle générale, ce type est utilisé dans diverses industries, allant des mines aux industries métallurgiques. Par exemple, dans les mines de charbon, pour démarrer en douceur les bandes transporteuses, un démarreur APM est utilisé, doté d'un dispositif à thyristor intégré qui permet au convoyeur de démarrer en douceur. Un moteur asynchrone monophasé est également utilisé dans les voitures, les ventilateurs de poêle, les moteurs d'essuie-glace et les ventilateurs domestiques alimentés par une tension de 220 V. Dans une voiture, les moteurs fonctionnent sur une tension constante de 12 volts, mais ils ne fournissent pas pour un démarrage en douceur.

Pour réguler la vitesse d'un moteur asynchrone, des convertisseurs de fréquence sont utilisés. Ces convertisseurs permettent de changer radicalement la forme et la fréquence du signal. En règle générale, ces convertisseurs sont assemblés sur la base de puissants transistors à semi-conducteurs et de modulateurs d'impulsions, et tous les éléments sont contrôlés par un contrôleur PWM.

Il ne faut pas oublier : plus l'accélération du moteur est douce, moins il subit de surcharge. Cela s'applique aux boîtes de vitesses, aux convoyeurs, aux pompes puissantes et aux ascenseurs. Voici un schéma de circuit d'un variateur de vitesse pour moteur asynchrone 220 V.

Grâce à ce circuit, vous pouvez réguler la vitesse des moteurs dont la puissance ne dépasse pas 1 000 watts. Lors de l'assemblage de ce circuit, certaines nuances doivent être prises en compte :

En raison d'un échauffement important, le pont de diodes et les transistors de puissance doivent être installés sur un radiateur. Si vous avez l'intention de connecter un moteur d'une puissance allant jusqu'à 400 W, il n'est pas nécessaire d'installer un capteur de température et vous pouvez utiliser un optocoupleur pour le contrôle.

Pour augmenter la durée de vie de différents types de moteurs, il est recommandé d'utiliser des régulateurs de vitesse, qui résolvent un grand nombre de problèmes.

Un contrôleur de vitesse de rotation fiable et de haute qualité pour moteurs électriques à collecteur monophasé peut être fabriqué à partir de pièces communes en une seule soirée. Ce circuit dispose d'un module de détection de surcharge intégré, assure un démarrage progressif du moteur contrôlé et un stabilisateur de vitesse de rotation du moteur. Cette unité fonctionne avec des tensions de 220 et 110 volts.

Paramètres techniques du régulateur

Tension d'alimentation : 230 volts CA
plage de régulation : 5…99 %
tension de charge : 230 V / 12 A (2,5 kW avec radiateur)
puissance maximale sans radiateur 300 W
faible niveau sonore
stabilisation de la vitesse
démarrage progressif
dimensions de la planche : 50×60 mm

Diagramme schématique

Schéma du régulateur moteur sur un triac et U2008

Le circuit du module du système de contrôle est basé sur un générateur d'impulsions PWM et un triac de commande moteur - une conception de circuit classique pour de tels appareils. Les éléments D1 et R1 garantissent que la tension d'alimentation est limitée à une valeur sûre pour alimenter le microcircuit générateur. Le condensateur C1 est chargé de filtrer la tension d'alimentation. Les éléments R3, R5 et P1 sont un diviseur de tension capable de le réguler, qui est utilisé pour définir la quantité d'énergie fournie à la charge. Grâce à l'utilisation de la résistance R2, qui est directement incluse dans le circuit d'entrée à la phase m/s, les unités internes sont synchronisées avec le triac VT139.

Circuit imprimé

La figure suivante montre la disposition des éléments sur un circuit imprimé. Lors de l'installation et du démarrage, il convient de veiller à garantir des conditions de fonctionnement sûres - le régulateur est alimenté par un réseau 220V et ses éléments sont directement connectés à la phase.

Augmentation de la puissance du régulateur

Dans la version de test, un triac BT138/800 avec un courant maximum de 12 A a été utilisé, ce qui permet de contrôler une charge supérieure à 2 kW. Si vous devez contrôler des courants de charge encore plus importants, nous vous recommandons d'installer le thyristor à l'extérieur de la carte sur un grand dissipateur thermique. N'oubliez pas également de sélectionner le bon fusible FUSE en fonction de la charge.

En plus de contrôler la vitesse des moteurs électriques, vous pouvez utiliser le circuit pour régler la luminosité des lampes sans aucune modification.

Lors du démarrage du moteur électrique, la consommation de courant dépasse 7 fois, ce qui contribue à une défaillance prématurée des pièces électriques et mécaniques du moteur. Pour éviter cela, vous devez utiliser un régulateur de vitesse de moteur électrique. Il existe de nombreux modèles fabriqués en usine, mais pour fabriquer vous-même un tel appareil, vous devez connaître le principe de fonctionnement du moteur électrique et comment réguler la vitesse du rotor.

informations générales

Les moteurs électriques à courant alternatif se sont répandus dans de nombreux domaines de l'activité humaine, notamment les modèles asynchrones. L'objectif principal du moteur en tant que machine électrique est transformation de l'énergie électrique en énergie mécanique. Asynchrone en translation signifie non simultané, puisque la vitesse du rotor diffère de la fréquence de la tension alternative (U) dans le stator. Il existe deux types de moteurs asynchrones en fonction du type d'alimentation :

Monophasé.
Trois phases.

Les monophasés sont utilisés pour les besoins domestiques et les triphasés sont utilisés dans la production. Les moteurs asynchrones triphasés (ci-après dénommés TAM) utilisent deux types de rotors :

fermé;
phase

Les moteurs en circuit fermé représentent environ 95 % de tous les moteurs utilisés et ont une puissance importante (à partir de 250 W). Le type de phase est structurellement différent de l'IM, mais est utilisé assez rarement par rapport au premier. Le rotor est une figure cylindrique en acier placée à l'intérieur du stator, avec un noyau pressé sur sa surface.

Cage d'écureuil et rotors bobinés

Des tiges de cuivre hautement conductrices (pour les machines de forte puissance) ou d'aluminium (pour les machines de faible puissance) soudées ou coulées dans la surface du noyau et court-circuitées aux extrémités par deux anneaux jouent le rôle d'électro-aimants dont les pôles font face au stator. Les tiges d'enroulement n'ont aucune isolation, puisque la tension dans un tel enroulement est nulle.

Plus couramment utilisé pour les noyaux de moteurs de puissance moyenne, l’aluminium a une faible densité et une conductivité électrique élevée.

Pour réduire les harmoniques supérieures de la force électromotrice (EMF) et éliminer les pulsations du champ magnétique les tiges du rotor ont un certain angle d'inclinaison calculé par rapport à l'axe de rotation. Si un moteur électrique de faible puissance est utilisé, les rainures sont des structures fermées qui séparent le rotor de l'espace afin d'augmenter la composante inductive de la résistance.

Le rotor en forme de conception ou de type de phase est caractérisé par un enroulement, ses extrémités sont reliées en étoile et fixées à des bagues collectrices (sur l'arbre), le long desquelles glissent des brosses en graphite. Pour éliminer les courants de Foucault, la surface des enroulements est recouverte d'un film d'oxyde. De plus, une résistance est ajoutée au circuit d'enroulement du rotor, ce qui vous permet de modifier la résistance active (R) du circuit du rotor pour réduire les valeurs des courants d'appel (Ip). Les courants de démarrage affectent négativement les pièces électriques et mécaniques du moteur électrique. Résistances variables utilisées pour réguler Ip :

Métal ou étagé avec commutation manuelle.
Liquide (dû à l'immersion jusqu'à la profondeur des électrodes).

Les balais en graphite sont sujets à l'usure et certains modèles sont équipés d'une cage d'écureuil qui soulève les balais et ferme les anneaux après le démarrage du moteur. Les IM avec un rotor bobiné sont plus flexibles en termes de régulation de l'Ip.

Caractéristiques de conception

Un moteur asynchrone n’a pas de pôles prononcés, contrairement à un moteur électrique à courant continu. Nombre de pôles déterminé par le nombre de bobines dans les enroulements partie fixe (stator) et méthode de connexion. Dans une machine asynchrone à 4 bobines, un flux magnétique passe. Le stator est constitué de tôles d'acier spéciales (acier électrique), qui réduisent à zéro les courants de Foucault, ce qui entraîne un échauffement important des enroulements. Cela conduit à un court-circuit massif entre les tours.

Le minerai de fer ou le noyau du rotor est pressé directement sur l'arbre. Il y a un entrefer minimum entre le rotor et le stator. Le bobinage du rotor est réalisé sous la forme d'une « cage d'écureuil » et est constitué de tiges de cuivre ou d'aluminium.

Dans les moteurs électriques d'une puissance allant jusqu'à 100 kW, l'aluminium, de faible densité, est utilisé pour remplir les rainures du noyau du rotor. Mais malgré ce dispositif, les moteurs de ce type chauffent. Pour résoudre ce problème les ventilateurs sont utilisés pour le refroidissement forcé, qui sont montés sur l'arbre. Ces moteurs sont simples et fiables. Cependant, les moteurs consomment un courant important au démarrage, 7 fois le courant nominal. De ce fait, ils ont un faible couple de démarrage, puisque la majeure partie de l'énergie électrique sert à chauffer les enroulements.

Les moteurs électriques, qui ont un couple de démarrage accru, diffèrent des moteurs asynchrones ordinaires par la conception du rotor. Le rotor est réalisé sous la forme d'une double « cage d'écureuil ». Ces modèles sont similaires aux types de phases de fabrication de rotors. Il se compose d'une "cage d'écureuil" intérieure et extérieure, et la cage extérieure est celle de départ et a un grand R actif et un petit R réactif. La cage extérieure a un léger R actif et un R hautement réactif. À mesure que la vitesse de rotation augmente, je change à la cage intérieure et fonctionne sous la forme d'un rotor à cage d'écureuil.

Principe d'opération

Lorsque I circule dans les enroulements du stator, un flux magnétique (F) est créé dans chacun d'eux. Ces F sont décalés de 120 degrés les uns par rapport aux autres. Le F résultant tourne, créer une force électromotrice (EMF) dans des conducteurs en aluminium ou en cuivre. En conséquence, un moment magnétique de démarrage du moteur électrique est créé et le rotor commence à tourner. Ce processus est également appelé glissement (S) dans certaines sources, montrant la différence de fréquence n1 du champ électromagnétique du démarreur, qui devient supérieure à la fréquence obtenue lorsque le rotor n2 tourne. Il est calculé en pourcentage et a la forme : S = ((n1-n2)/n1) * 100 %.

Schéma 1 - Contrôle de la vitesse des thyristors d'un moteur à collecteur sans perte de puissance.

Ce circuit effectue une régulation en ouvrant ou en fermant des thyristors (triacs) lors d'une transition de phase via le neutre. Pour contrôler correctement un moteur à collecteur, les méthodes suivantes de modification du circuit 1 sont utilisées :

Installation de circuits de protection LRC composés de condensateurs, résistances et selfs.
Ajout de capacité à l'entrée.
L'utilisation de thyristors ou de triacs dont le courant dépasse la valeur nominale du courant du moteur dans la plage de 3 à 8 fois.

Ce type de régulateur présente des avantages et des inconvénients. Les premiers incluent un faible coût, un faible poids et des dimensions réduites. Les seconds sont les suivants :

application pour moteurs de faible puissance ;
il y a du bruit et des secousses du moteur ;
lors de l'utilisation d'un circuit basé sur des triacs, un U constant frappe le moteur.

Ce type de régulateur est installé dans les ventilateurs, les climatiseurs, les machines à laver et les perceuses électriques. Remplit parfaitement ses fonctions, malgré ses défauts.

Type de transistor

Un autre nom pour un régulateur de type transistor est un autotransformateur ou régulateur PWM (schéma 2). Il modifie la valeur de U selon le principe de modulation de largeur d'impulsion (PWM) en utilisant un étage de sortie utilisant des transistors IGBT.

Schéma 2 - Contrôleur de vitesse à transistor PWM.

La commutation des transistors s'effectue à haute fréquence et grâce à cela, il est possible de modifier la largeur des impulsions. Par conséquent, la valeur de U changera également. Plus l'impulsion est longue et plus la pause est courte, plus la valeur de U est élevée et vice versa. Les aspects positifs de l'utilisation de cette variété sont les suivants :

Faible poids de l'appareil avec de petites dimensions.
Coût assez bas.
À basse vitesse, il n'y a pas de bruit.
Contrôle via de faibles valeurs U (0..12 V).

Le principal inconvénient de l’application est que la distance par rapport au moteur électrique ne doit pas dépasser 4 mètres.

Régulation de fréquence

Schéma 3 - Contrôleur de vitesse de fréquence.

Un onduleur spécialisé a ses avantages et ses inconvénients. Les avantages sont les suivants :

Contrôle de la pression artérielle sans intervention humaine.
La stabilité.
Caractéristiques supplémentaires.

Il est possible de contrôler le fonctionnement du moteur électrique sous certaines conditions, ainsi qu'une protection contre les surcharges et les courants de court-circuit. De plus, il est possible d'étendre les fonctionnalités en connectant des capteurs numériques, en surveillant les paramètres de fonctionnement et en utilisant un contrôleur PID. Les inconvénients incluent des limitations dans le contrôle de fréquence et un coût assez élevé.

Pour l'IM triphasé, des dispositifs de contrôle de fréquence sont également utilisés (Schéma 4). Le régulateur dispose de trois phases en sortie pour connecter un moteur électrique.

Schéma 4 - Onduleur pour un moteur triphasé.

Cette option a aussi ses forces et ses faiblesses. Les premiers comprennent les éléments suivants : faible coût, choix de puissance, large plage de régulation de fréquence, ainsi que tous les avantages des convertisseurs de fréquence monophasés. Parmi tous les aspects négatifs, on peut identifier les principaux : la sélection préalable et l'échauffement au démarrage.

Fabrication de bricolage

S'il n'y a aucune possibilité ou désir d'acheter un régulateur de type usine, vous pouvez l'assembler vous-même. Bien que les régulateurs de type "tda1085" aient fait leurs preuves. Pour ce faire, vous devez vous familiariser en détail avec la théorie et commencer à pratiquer. Les circuits triac sont très appréciés, notamment le variateur de vitesse d'un moteur asynchrone 220V (schéma 5). Ce n'est pas difficile à faire. Il est assemblé à l'aide d'un triac VT138, bien adapté à ces fins.

Schéma 5 - Un simple contrôleur de vitesse sur un triac.

Ce régulateur peut également être utilisé pour régler la vitesse d'un moteur à courant continu de 12 volts, car il est assez simple et universel. La vitesse est régulée en modifiant les paramètres P1, qui déterminent la phase du signal entrant, qui ouvre la transition du triac.

Le principe de fonctionnement est simple. Lorsque le moteur démarre, il ralentit, l'inductance évolue vers le bas et contribue à une augmentation de U dans le circuit « R2->P1->C2 ». Lorsque C2 est déchargé, le triac s'ouvre pendant un certain temps.

Il existe un autre schéma. Cela fonctionne un peu différemment : en fournissant un type de flux d’énergie inversé, ce qui est optimal. Le circuit comprend un thyristor assez puissant.

Schéma 6 - Conception d'un régulateur à thyristor.

Le circuit se compose d'un générateur de signaux de commande, d'un amplificateur, d'un thyristor et d'une section de circuit qui fonctionne comme un stabilisateur de rotation du rotor.

Le circuit le plus universel est un régulateur basé sur un triac et un dinistor (schéma 7). Il est capable de réduire en douceur la vitesse de rotation de l'arbre, d'inverser le moteur (changer le sens de rotation) et de réduire le courant de démarrage.

Le principe de fonctionnement du circuit :

C1 est chargé jusqu'à la panne U du dinistor D1 à R2.
Lorsque D1 se brise, il ouvre la jonction du triac D2, responsable du contrôle de la charge.

La tension de charge est directement proportionnelle à la composante de fréquence lorsque D2 s'ouvre, qui dépend de R2. Le circuit est utilisé dans les aspirateurs. Il contient un contrôle électronique universel, ainsi que la possibilité de connecter facilement une alimentation de 380 V. Toutes les pièces doivent être placées sur un circuit imprimé fabriqué à l'aide de la technologie laser-fer (LUT). Vous pouvez en savoir plus sur cette technologie de fabrication de cartes sur Internet.

Ainsi, lors du choix d'un variateur de vitesse pour moteur électrique, vous pouvez en acheter un en usine ou le fabriquer vous-même. Fabriquer un régulateur maison est assez simple, car si vous comprenez le principe de fonctionnement de l'appareil, vous pouvez facilement l'assembler. De plus, vous devez suivre les règles de sécurité lors de l'installation de pièces et lorsque vous travaillez avec de l'électricité.

Le moteur électrique est nécessaire pour une accélération et un freinage en douceur. De tels dispositifs sont largement utilisés dans l'industrie. Avec leur aide, la vitesse de rotation des ventilateurs est modifiée. Les moteurs 12 volts sont utilisés dans les systèmes de contrôle et les automobiles. Tout le monde a vu les interrupteurs qui modifient la vitesse de rotation du ventilateur du poêle dans les voitures. C'est l'un des types de régulateurs. Ce n’est tout simplement pas conçu pour fonctionner correctement. La vitesse de rotation change par étapes.

Application des convertisseurs de fréquence

Les convertisseurs de fréquence sont utilisés comme régulateurs de vitesse et 380V. Ce sont des appareils électroniques de haute technologie qui permettent de modifier radicalement les caractéristiques du courant (forme et fréquence du signal). Ils sont basés sur de puissants transistors semi-conducteurs et un modulateur de largeur d'impulsion. Tout le fonctionnement de l'appareil est contrôlé par une unité à microcontrôleur. La vitesse de rotation du rotor du moteur change en douceur.

Par conséquent, ils sont utilisés dans des mécanismes chargés. Plus l'accélération est lente, moins le convoyeur ou la boîte de vitesses subira de charge. Toutes les fréquences sont équipées de plusieurs degrés de protection - pour le courant, la charge, la tension et autres. Certains modèles de convertisseurs de fréquence sont alimentés en monophasé et le transforment en triphasé. Cela vous permet de connecter des moteurs asynchrones chez vous sans utiliser de circuits complexes. Et il n'y aura aucune perte de puissance lorsque vous travaillerez avec un tel appareil.

À quelles fins les régulateurs sont-ils utilisés ?

Dans le cas des moteurs asynchrones, les variateurs de vitesse sont nécessaires pour :

Des économies d’énergie importantes. Après tout, tous les mécanismes ne nécessitent pas une vitesse de rotation élevée du moteur - elle peut parfois être réduite de 20 à 30 %, ce qui réduira les coûts énergétiques de moitié.
Protection des mécanismes et circuits électroniques. À l'aide de convertisseurs de fréquence, vous pouvez contrôler la température, la pression et de nombreux autres paramètres. Si le moteur fonctionne comme un entraînement de pompe, un capteur de pression doit être installé dans le récipient dans lequel il pompe de l'air ou du liquide. Et lorsque la valeur maximale est atteinte, le moteur s'éteint simplement.
Effectuer un démarrage progressif. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des appareils électroniques supplémentaires - tout peut être fait en modifiant les paramètres du convertisseur de fréquence.
Coûts de maintenance réduits. À l'aide de tels régulateurs de vitesse pour moteurs électriques 220 V, le risque de défaillance de l'entraînement et des mécanismes individuels est réduit.

Le circuit selon lequel les convertisseurs de fréquence sont construits est répandu dans de nombreux appareils électroménagers. Quelque chose de similaire peut être trouvé dans les alimentations sans interruption, les machines à souder, les stabilisateurs de tension, les alimentations pour ordinateurs, ordinateurs portables, chargeurs de téléphone, les unités d'allumage pour les lampes de rétroéclairage des téléviseurs et moniteurs LCD modernes.

Comment fonctionnent les commandes rotatives ?

Vous pouvez fabriquer vous-même un régulateur de vitesse pour moteur électrique, mais pour ce faire, vous devrez étudier tous les aspects techniques. Structurellement, plusieurs composantes principales peuvent être distinguées, à savoir :

Moteur électrique.
Système de contrôle par microcontrôleur et unité de conversion.
Entraînement et mécanismes qui y sont associés.

Au tout début du fonctionnement, une fois la tension appliquée aux enroulements, le rotor du moteur tourne à puissance maximale. C'est cette fonctionnalité qui distingue les machines asynchrones des autres. À cela s’ajoute la charge du mécanisme entraîné. En conséquence, au stade initial, la consommation d'énergie et de courant augmente jusqu'à un maximum.

Beaucoup de chaleur est générée. Les enroulements et les fils surchauffent. L'utilisation d'un convertisseur de fréquence aidera à s'en débarrasser. Si vous définissez un démarrage progressif, le moteur n'accélérera pas jusqu'à la vitesse maximale (qui est également régulée par l'appareil et ne peut pas être de 1 500 tr/min, mais seulement 1 000) pas immédiatement, mais dans les 10 secondes (augmentation de 100 à 150 tr/min chaque seconde ). Dans le même temps, la charge sur tous les mécanismes et fils diminuera considérablement.

Régulateur fait maison

Vous pouvez créer votre propre contrôleur de vitesse pour un moteur électrique 12V. Cela nécessitera un interrupteur multi-positions et des résistances bobinées. A l'aide de ce dernier, la tension d'alimentation (et avec elle la vitesse de rotation) change. Des systèmes similaires peuvent être utilisés pour les moteurs asynchrones, mais ils sont moins efficaces. Il y a de nombreuses années, les régulateurs mécaniques étaient largement utilisés - basés sur des entraînements à engrenages ou des variateurs. Mais ils n'étaient pas très fiables. Les moyens électroniques fonctionnent bien mieux. Après tout, ils ne sont pas si encombrants et permettent d'affiner le pilotage.

Pour fabriquer un contrôleur de rotation de moteur électrique, vous aurez besoin de plusieurs appareils électroniques, qui peuvent être achetés dans un magasin ou retirés des anciens appareils onduleurs. Le triac VT138-600 montre de bons résultats dans les circuits de tels appareils électroniques. Pour effectuer le réglage, vous devrez inclure une résistance variable dans le circuit. Avec son aide, l'amplitude du signal entrant dans le triac change.

Mise en place d'un système de gestion

Pour améliorer les paramètres même de l'appareil le plus simple, vous devrez inclure le contrôle du microcontrôleur dans le circuit du contrôleur de vitesse du moteur électrique. Pour ce faire, vous devez sélectionner un processeur avec un nombre approprié d'entrées et de sorties - pour connecter des capteurs, des boutons et des clés électroniques. Pour les expériences, vous pouvez utiliser le microcontrôleur AtMega128, le plus populaire et le plus simple à utiliser. Vous pouvez trouver de nombreux schémas utilisant ce contrôleur dans le domaine public. Les trouver vous-même et les appliquer dans la pratique n'est pas difficile. Pour que cela fonctionne correctement, vous devrez y écrire un algorithme - des réponses à certaines actions. Par exemple, lorsque la température atteint 60 degrés (mesurée sur le radiateur de l'appareil), l'alimentation doit être coupée.

Enfin

Si vous décidez de ne pas fabriquer vous-même un appareil, mais d'en acheter un prêt à l'emploi, faites attention aux principaux paramètres, tels que la puissance, le type de système de contrôle, la tension de fonctionnement, les fréquences. Il est conseillé de calculer les caractéristiques du mécanisme dans lequel il est prévu d'utiliser le régulateur de tension moteur. Et n'oubliez pas de le comparer avec les paramètres du variateur de fréquence.

24.02.2016

Veuillez activer JavaScript pour afficher les commentaires alimentés par Disqus.

Permet de contrôler les moteurs sans perte de puissance. Une condition préalable à cela est la présence d'un tachymètre (générateur tachymétrique) sur le moteur électrique, qui permet de fournir un retour d'information du moteur à la carte de commande, à savoir le microcircuit. Pour le dire plus simplement, afin que tout le monde puisse comprendre, quelque chose comme ceci se produit. Le moteur tourne à un certain nombre de tours et un tachymètre installé sur l'arbre du moteur électrique enregistre ces lectures. Si vous commencez à charger le moteur, la vitesse de l'arbre commencera naturellement à baisser, ce qui sera également enregistré par le tachymètre. Voyons maintenant plus loin. Le signal de ce tachymètre va au microcircuit, il le voit et donne l'ordre aux éléments de puissance d'ajouter de la tension au moteur électrique. Ainsi, lorsque vous appuyez sur l'arbre (appliquez une charge), la carte ajoute automatiquement de la tension et de la puissance. sur cet arbre a augmenté. Et vice versa, lâchez l'arbre du moteur (la charge en a été retirée), elle l'a vu et a réduit la tension. Ainsi, la vitesse ne reste pas faible, mais le moment de force (couple) reste constant. Et surtout, vous pouvez régler la vitesse du rotor sur une large plage, ce qui est très pratique dans l'utilisation et la conception de divers appareils. Par conséquent, ce produit est appelé « Carte permettant de régler la vitesse des moteurs à collecteur sans perte de puissance ».

Mais nous avons vu une particularité : cette carte n'est applicable que pour les moteurs à collecteur (avec balais électriques). Bien entendu, ces moteurs sont beaucoup moins courants dans la vie quotidienne que les moteurs asynchrones. Mais ils ont trouvé une large application dans les machines à laver automatiques. C'est exactement pourquoi ce circuit a été réalisé. Surtout pour le moteur électrique d'une machine à laver automatique. Leur puissance est tout à fait correcte, de 200 à 800 watts. Cela leur permet d'être largement utilisés dans la vie quotidienne.

Ce produit a déjà trouvé une large application dans les foyers et couvre largement les personnes engagées dans divers passe-temps et activités professionnelles.

Répondre à la question : Où puis-je utiliser le moteur d'une machine à laver ? Une liste a été dressée. Tour à bois fait maison ; Broyeur; Entraînement électrique pour bétonnière ; Taille crayon; Entraînement électrique pour extracteur de miel ; Coupe-paille ; Tour de potier fait maison ; Tondeuse à gazon électrique ; Fendeuse de bois et bien plus encore où la rotation mécanique de tout mécanisme ou objet est nécessaire. Et dans tous ces cas, cette carte « Ajustement de la vitesse des moteurs électriques avec maintien de la puissance sur le TDA1085 » nous aide.

Crash test du tableau de contrôle de vitesse

Ce produit a déjà trouvé une large application dans les foyers et couvre largement les personnes engagées dans divers passe-temps et activités professionnelles.