Un moteur universel est un moteur électrique à enroulement en série qui peut fonctionner à la fois sur courant alternatif et continu. Celles-ci sont beaucoup comparées à celles des moteurs série CC, mais le moteur série développe moins de couple lorsqu'il fonctionne à partir d'une alimentation CA que lorsqu'il fonctionne à partir d'une alimentation CC équivalente. Le sens de rotation peut être modifié en interchangeant les connexions avec le champ concernant l'armature comme dans un moteur série DC.
Le fonctionnement d'un moteur universel est similaire à une série docteur moteur . D'autre part, le moteur universel est conçu pour un fonctionnement en courant alternatif. Il est compétent pour travailler sur AC ou DC. De cette manière, son développement est un peu distinctif. L'enroulement de champ et l'enroulement d'induit sont connectés en série, les deux enroulements sont excités lorsque la tension est appliquée au moteur. Les enroulements de champ et d'induit produisent un champ magnétique qui entraîne la rotation de l'armature. Les moteurs universels modestes ne sont généralement pas rémunérés et les enroulements de remplacement ont deux pôles saillants avec enroulement d'excitation. La réponse entre les champs magnétiques est causée par l'alimentation CA ou CC.
Moteur universel
Le moteur universel produit le couple électrique proportionnel au quadrate du courant d'alimentation. Puisque le même courant circule à travers l'enroulement de champ et l'armature, il s'ensuit que les inversions CA du positif au négatif, ou du négatif au positif, affecteront simultanément la polarité du flux de champ et la direction du courant à travers l'armature. Cela signifie que la direction du couple développé restera positive et la rotation continuera dans la même direction. Ainsi, un moteur universel peut fonctionner à la fois en courant continu et en courant alternatif. Ainsi, le couple électrique a la même direction de couple à n'importe quelle polarité de courant et également à alimentation CA. Le couple de démarrage d'un moteur universel est déterminé par le courant qui traverse les enroulements d'induit et de champ. En raison de la réactance inductive de ces enroulements, le courant de démarrage CA sera toujours inférieur au courant de démarrage CC . Par conséquent, le couple de démarrage sur le courant alternatif sera inférieur au couple de démarrage sur le courant continu. Les caractéristiques du moteur universel sont très similaires à celles des moteurs série DC, mais le moteur série développe moins de couple lorsqu'il fonctionne à partir d'une alimentation CA que lorsqu'il fonctionne à partir d'une alimentation CC équivalente.
Il existe diverses applications où des moteurs universels sont utilisés, tels que des perceuses électriques, des machines à laver, des soufflantes et des appareils de cuisine, etc. Nous pouvons également trouver des moteurs universels en moins de 1000 watts. Les moteurs universels d'une puissance nominale donnée sont nettement plus petits que les autres types de moteurs à courant alternatif fonctionnant à la même fréquence.
Le contrôle de la vitesse des moteurs universels peut être possible de différentes manières
- Contrôle de l'angle de phase
- Contrôle PWM Chopper
Dans la méthode de contrôle de l'angle de phase Le contrôle de la vitesse est obtenu en faisant varier l'angle de tir pour le TRIAC. Le contrôle de l'angle de phase est une solution très rentable mais pas très efficace. Dans le procédé PWM, la tension de ligne CA redressée est commutée à une fréquence élevée par un MOSFET de puissance ou un dispositif IGBT pour générer une tension variant dans le temps pour le moteur. Dans cette méthode, il est nécessaire de contrôler les moteurs en fournissant un contrôle de vitesse stable, en évitant les courants importants et en tirant un courant harmonique minimum de l'alimentation secteur. Pour répondre à ces exigences, il est préférable d'utiliser un hacheur CA avec retour de courant et de vitesse.
Le variateur de vitesse universel AC contrôle la vitesse de rotation à l'aide de la partialisation de l'angle de phase. Cette méthode consiste à changer la tension RMS appliquée au moteur. Dans ce cas, la tension est fonction de l'angle d'allumage du Triac. Le contrôle continu de la vitesse d'un moteur universel fonctionnant en courant continu est très facilement réalisé à l'aide d'un circuit thyristor . Un thyristor alimente le moteur pendant le demi-cycle positif du réseau. Le thyristor et sa commande sont connectés de manière à ce que le contre-EMF du moteur compense les variations de charge du moteur pour ajuster la vitesse. La technique de modulation de largeur d'impulsion (PWM), également connue sous le nom de variateur hacheur, est utilisée pour régler la tension appliquée au moteur. Avec la variation du cycle de service PWM, la tension effective vue par le moteur peut être modifiée. L'avantage de la modulation PWM concernant la partialisation de l'angle de phase est une efficacité plus élevée, moins de bruit acoustique et un meilleur comportement CEM, mais cela peut avoir un impact sur la durée de vie des balais.
Dans l'application ci-dessous, les enroulements de champ et d'induit du moteur sont connectés en série via le commutateur d'induit. Par conséquent, le moteur universel est également connu sous le nom de moteur série AC ou de moteur à collecteur AC. Le moteur universel peut être commandé soit comme un variateur d'angle de phase. Dans cette application, nous avons utilisé la technique de contrôle de l'angle de phase pour contrôler la tension donnée au moteur. Un déphasage des impulsions des grilles permet de faire varier la tension effective vue par le moteur. Le variateur d'angle de phase ne nécessite qu'un TRIAC. Ceux-ci font partie de la famille des thyristors et sont étroitement liés aux redresseurs commandés au silicium. Cependant, contrairement aux SCR, qui sont des dispositifs unidirectionnels qui ne peuvent conduire le courant que dans un sens, les TRIAC sont bidirectionnels et donc le courant peut circuler dans les deux sens, ils sont plus couramment observés dans des circuits comme les entraînements de moteur. Les TRIAC sont généralement utilisés dans des applications simples à faible puissance comme les gradateurs domestiques.
MOC3021 est un optocoupleurs. Un optocoupleur connecte les côtés d'entrée et de sortie avec un faisceau de lumière modulé par le courant d'entrée. Il transforme le signal d'entrée utile en lumière, l'envoie à travers le canal diélectrique, capte la lumière du côté sortie et la transforme en signal électrique Ils sont généralement fournis dans un petit boîtier IC à 6 ou 8 broches, mais sont essentiellement une combinaison de deux dispositifs distincts un émetteur optique, typiquement une LED d'arséniure de gallium et un récepteur optique tel qu'un phototransistor ou un diac déclenché par la lumière. Les deux sont séparés par une barrière transparente qui bloque tout courant électrique entre les deux mais permet le passage de la lumière. La série MOC3020 se compose de diodes émettrices infrarouges en arséniure de gallium, couplées optiquement à un commutateur bilatéral en silicium. Ils sont conçus pour les applications nécessitant un déclenchement Triac isolé.
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Projets basés sur un moteur universel
Crédit photo
- Moteur universel par o-numérique
