Types de base de systèmes et opérations de protection de moteur triphasé

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En raison de la construction robuste et de la facilité de contrôle, les moteurs asynchrones triphasés sont largement préférés à de nombreux autres moteurs pour le Applications à moteur AC . Ce moteur triphasé est responsable des opérations de charge plus importantes dans plusieurs applications telles que les monte-charges et les monte-charges, les convoyeurs, les compresseurs, les pompes, les systèmes de ventilation, les contrôleurs de ventilateurs industriels, etc.

Moteur triphasé

Moteur triphasé



Avec l'invention des variateurs de vitesse et plusieurs autres types de départs-moteurs , les moteurs triphasés sont devenus des variateurs favorables pour les applications à vitesse variable. Comme ces moteurs sont importants dans la conduite de charge, il est également important d'assurer leur sécurité et leur protection contre les courants d'appel de démarrage, les surcharges, les monophasés, la surchauffe et d'autres conditions défectueuses. Avant d'entrer dans les détails de ces moteurs et de leurs systèmes de protection, examinons les bases des moteurs triphasés.


Moteurs triphasés à courant alternatif

Les moteurs triphasés ou polyphasés sont principalement de deux types: moteurs asynchrones ou asynchrones et moteurs synchrones. Moteurs synchrones sont des types spéciaux de moteurs utilisés dans des applications à vitesse constante, alors que la plupart des moteurs utilisés dans les applications industrielles sont de type à induction. Cet article se concentre uniquement sur un triphasé moteur à induction et sa protection .



Construction du moteur à induction

Construction du moteur à induction

Ces moteurs sont des moteurs à induction de type écureuil et à bague collectrice. Induction triphasée moteur composé d'un stator et d'un rotor , et il n'y a pas de connexion électrique entre ces deux. Ces stator et rotors sont constitués de matériaux à noyau hautement magnétique avec moins d'hystérésis et de pertes par courants de Foucault. Le stator se compose d'enroulements triphasés superposés les uns aux autres à un déphasage de 120 degrés. Ces enroulements sont excités par une alimentation principale triphasée.

Ce rotor de moteur à courant alternatif triphasé est différent pour les moteurs à induction à bague collectrice et à cage d'écureuil. Dans un moteur à cage d'écureuil, le rotor est constitué de barres lourdes en aluminium ou en cuivre court-circuitées aux deux extrémités du rotor cylindrique. Dans un moteur à induction de type à bague collectrice, le rotor se compose d'enroulements triphasés qui sont étoilés intérieurement à une extrémité, et les autres extrémités sont amenées à l'extérieur et reliées aux bagues collectrices montées sur l'arbre du rotor, comme indiqué sur la figure . À l'aide de balais de charbon, un rhéostat est connecté à ces enroulements pour développer un couple de démarrage élevé.

Principe d'opération: Chaque fois qu'une alimentation triphasée est fournie à l'enroulement de stator triphasé, un champ magnétique tournant avec 120 déplacements à une amplitude constante et tournant à vitesse synchrone y est produit. Ce champ magnétique changeant se déplace vers le conducteur du rotor, provoquant l'induction d'un courant dans les conducteurs du rotor selon les lois de Faradays de l'induction électromagnétique. Lorsque les conducteurs du rotor sont court-circuités, le courant commence à circuler à travers ces conducteurs.


Selon la loi de Lenz, ces courants induits s'opposent à la cause de sa production, à savoir le champ magnétique tournant. En conséquence, le rotor commence à tourner dans le même sens que le champ magnétique tournant. Cependant, la vitesse du rotor doit être inférieure à la vitesse du stator - sinon, aucun courant n'est induit dans le rotor car la vitesse relative des champs magnétiques du rotor et du stator est la raison du mouvement du rotor. Cette différence entre le stator et les champs du rotor est appelée glissement. En raison de cette différence de vitesse relative entre le stator et les rotors, ce moteur triphasé est appelé machine asynchrone.

Types de protections nécessaires pour le moteur à induction

Les moteurs à induction triphasés représentent 85% de la capacité installée des systèmes d'entraînement industriels. Par conséquent, la protection de ces moteurs est nécessaire pour le fonctionnement fiable des charges. Les pannes de moteur sont principalement divisées en trois groupes: électriques, mécaniques et environnementaux. Les contraintes mécaniques provoquent une surchauffe entraînant l'usure des roulements du rotor, tandis que la surcharge mécanique entraîne des courants forts et entraîne ainsi une augmentation des températures. Les pannes électriques sont causées par divers défauts tels que les défauts phase-phase et phase-terre, monophasage, sur et sous-tension, déséquilibre de tension et de courant, sous-fréquence, etc.

Démarrage du courant du moteur à induction

Démarrage du courant du moteur à induction

En plus des systèmes de protection du moteur pour les défauts mentionnés ci-dessus, il est également nécessaire d'utiliser un départ-moteur triphasé pour limiter le courant de démarrage du moteur asynchrone. On le sait - dans toute machine électrique, lorsque l'alimentation est fournie, il y a opposition à cette alimentation par un CEM induit - qui est appelé EMF. Cela limite la consommation de courant par la machine, mais au début, l'EMF est nul car il est directement proportionnel à la vitesse du moteur. Et par conséquent, le courant énorme de l'EMF de retour zéro sera tiré par le moteur au démarrage, et ce sera 8 à 12 fois le courant à pleine charge, comme indiqué sur la figure.

Pour protéger le moteur du courant de démarrage élevé, il existe différentes méthodes de démarrage disponibles comme la tension réduite, la résistance du rotor, DOL, démarreur étoile-triangle , autotransformateur, démarreur progressif, etc. Et, pour protéger le moteur des défauts décrits ci-dessus, divers équipements de protection tels que des relais, des disjoncteurs, des contacteurs et divers entraînements sont mis en œuvre.
Voici quelques-uns des systèmes de protection des moteurs à induction triphasés contre les courants d'appel de démarrage, la surchauffe et les défauts monophasés avec l'utilisation d'un microcontrôleur pour les applications de bas niveau pour une meilleure compréhension des étudiants.

Démarrage progressif électronique pour moteur à induction triphasé

Ce démarrage progressif du moteur à induction est la méthode moderne de démarrage qui réduit les contraintes mécaniques et électriques causées dans les démarreurs DOL et étoile-triangle. Cela limite le courant de démarrage du moteur à induction en utilisant des thyristors.

Ce départ-moteur triphasé se compose de deux unités principales: l'une est l'unité d'alimentation et l'autre l'unité de commande. L'unité de puissance se compose de SCR dos à dos pour chaque phase, et ceux-ci sont contrôlés par la logique implémentée dans le circuit de commande. Cette unité de commande se compose d'un circuit de passage à tension nulle avec des condensateurs pour produire un temps de retard.

Démarrage progressif électronique pour moteur à induction triphasé

Démarrage progressif électronique pour moteur à induction triphasé

Dans le schéma fonctionnel ci-dessus, lorsqu'une alimentation triphasée est fournie au système, le circuit de commande redresse chaque alimentation de phase, la régule et compare la tension de passage à zéro par l'amplificateur opérationnel. Cette sortie Op-Amp pilote le transistor, qui est responsable de la production de retard avec l'utilisation d'un condensateur. Cette décharge de condensateur active une autre sortie d'Op-Amp pendant un certain temps afin que les opto-isolateurs soient pilotés pendant ce temps écoulé. Pendant ce temps, la sortie de l'optoisolateur déclenche des thyristors dos à dos et, la sortie appliquée au moteur est réduite pendant ce temps. Après ce temps de démarrage, une tension complète est appliquée au moteur à induction et, par conséquent, le moteur tourne à pleine vitesse. De cette manière, le déclenchement de tension nulle pendant une certaine période de temps au démarrage d'un moteur à induction réduit volontairement le courant d'appel de démarrage du moteur à induction.

Système de protection du moteur à induction

Ce système protège le moteur à courant alternatif triphasé de monophasage et de surchauffe. Lorsqu'une des phases est coupée, ce système la reconnaît et éteint immédiatement le moteur, qui est alimenté par le secteur.

Système de protection du moteur à induction

Système de protection du moteur à induction

Les trois phases sont redressées, filtrées et régulées et données à un amplificateur opérationnel où cette tension d'alimentation est comparée à une certaine tension. Si l'une des phases est manquée, alors il donne une tension nulle à l'entrée de l'amplificateur opérationnel, et par conséquent, il donne une logique basse au transistor qui désactive davantage le relais. Par conséquent, le relais principal est désactivé et l'alimentation du moteur est interrompue.

De même, lorsque la température du moteur dépasse une certaine limite, le la sortie de l'amplificateur opérationnel se désexcite le relais approprié, même alors, le relais principal est désactivé. De cette manière, les défauts monophasés et les conditions de surchauffe peuvent être surmontés dans le moteur à induction.

Il s'agit de systèmes de protection de moteur triphasés contre les courants d'appel de démarrage, les monophasés et la surchauffe. Nous reconnaissons que les informations fournies dans cet article vous sont utiles pour une meilleure compréhension de ce concept. De plus, pour toute aide à la mise en œuvre de ces projets ou autres, vous pouvez nous contacter en commentant ci-dessous.

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