Circuit Variac pour le contrôle de gros moteurs shunt CC

Le circuit de contrôleur de moteur shunt CC simple présenté dans l'article suivant utilise un variac. Cette conception facilite un arrêt instantané du moteur à n'importe quel stade avec une simple pression sur un interrupteur, ainsi que l'inversion du sens du moteur. Il permet également de contrôler la vitesse du moteur avec un haut niveau de précision.

Aperçu

Les contrôleurs de moteur demi-onde TRIAC et SCR pour les moteurs de petites séries sont très populaires et bon marché et font déjà partie des outils électriques portables et des appareils compacts.

Cela dit, les commandes de vitesse électroniques pour un plus grand courant continu. les moteurs de 1/4 et 1/3 HP sont en fait plus compliqués.

Les grands moteurs shunt CC de cette gamme de puissance sont également les favoris de l'industrie automobile, allant des ventilateurs de loft aux perceuses à colonne, bien que fondamentalement tous ces types de moteurs soient à courant alternatif. moteurs à induction ayant une seule vitesse ou, peut-être, quelques vitesses variables.

Alors qu'un courant continu de 1/3 chevaux, 1750 RPmin, 117 volts à enroulement shunt. le moteur peut être cher, cela vaut peut-être le prix et vous pouvez en trouver quelques-uns sur le marché des surplus.

Avec un contrôle de vitesse approprié, ces d.c. Les moteurs peuvent être une chose merveilleuse à voir, faire fonctionner une perceuse à colonne ou une machine de tour.

Comment fonctionne un moteur shunt CC

Le moteur shunt CC fonctionne à peu près à une vitesse constante, quelle que soit la charge. Ces moteurs sont généralement utilisés dans les applications industrielles et sont généralement préférés lorsque les situations de démarrage ne sont pas souvent graves.

La vitesse du moteur à enroulement shunt pourrait être contrôlée par deux méthodes: premièrement, en plaçant une résistance en série avec l'armature du moteur, qui pourrait par conséquent ralentir sa vitesse; et deuxièmement, en plaçant une résistance en série avec le câblage de terrain où la vitesse peut montrer un changement avec le changement de la charge. Dans ce dernier cas, les vitesses resteront pratiquement stables pour un réglage donné, et la charge sur le contrôleur. Ce dernier est considéré comme le plus couramment utilisé pour les installations à vitesse réglable, comme dans les machines-outils.

Le moteur shunt est peut-être le moteur à courant continu le plus répandu dans l'industrie de nos jours. Le moteur shunt se compose essentiellement de l'armature, marquée A1 et A2, et des fils de terrain, marqués F1 et F2.

L'enroulement dans le champ shunt se compose de plusieurs tours de fil fin, contribuant à un faible courant de champ shunt et à un courant d'induit raisonnable. Le moteur à courant continu shunt permet un couple de démarrage qui peut varier avec les spécifications de charge, ce qui peut être contré par un contrôle précis de la tension de champ shunt.

Importance de la bobine de champ

Dans le cas où la bobine de champ est coupée dans un moteur shunt, elle peut accélérer quelque peu jusqu'à ce que l'EMF arrière monte à un niveau juste assez pour couper le courant de génération de couple. En termes simples, le moteur shunt ne s'endommagera jamais seul lorsqu'il perd son champ, mais la puissance de couple nécessaire pour faire le travail sera simplement supprimée, ce qui fera perdre au moteur sa capacité principale pour laquelle il avait été conçu.

Plusieurs des applications typiques du moteur shunt CC sont les tours d'atelier d'usinage et les lignes de processus industrielles qui nécessitent un contrôle crucial de la vitesse et du couple sur le moteur.

Caractéristiques principales

Les principales caractéristiques sont que vous pouvez activer le bouton de vitesse pour le contrôle de la vitesse, ainsi qu'une fonction de freinage dynamique, qui vous permet d'arrêter le moteur lourd presque instantanément sans attendre pendant que le moteur roule.

Le circuit de commande de vitesse basé sur le variac, comme illustré ci-dessous, fonctionne bien sur l'un de ces 1/3 chevaux c.c. moteur, il n'est pas crucial de savoir quel type de moteur il contrôle, tant que sa tension nominale correspond à l'alimentation d'entrée, est bobinée et fonctionne avec un maximum d'environ 3 ampères à 100% de charge.

Utilisation d'un autotransformateur Variac

Le circuit illustré incorpore un appareil que de nombreux ingénieurs peuvent considérer comme assez grossier et démodé, oui c'est l'autotransformateur variable.

Parmi les nombreuses fonctionnalités utiles, un variac permettra un freinage puissant de votre moteur haute puissance, il pourra fonctionner sans dépendre de boucles de rétroaction: ce qui garantit une instabilité minimale ou aucune incompatibilité avec différentes formes de moteurs ou des disparités de charge mécanique.

Comment ça fonctionne

Dans le circuit de commande de vitesse basé sur le variac de la figure 1, le redresseur demi-onde D1 fournit le champ shunt pour le courant continu. moteur. Le condensateur de filtrage C fournit la quantité de tension nécessaire et supprime toute instabilité dans les opérations qui pourraient exister avec une alimentation de champ non filtrée. L'autotransformateur variable T régule la tension d'induit donc la vitesse du moteur.

La sortie du variac est donnée à un pont standard, le redresseur D2. La sortie du redresseur est fournie à l'armature du moteur au moyen des contacts N / O d'un 117 volts c.a. relais K.

Chaque fois que le moteur doit être arrêté, l'interrupteur «Run» S2 est ouvert, qui change sur ses contacts normalement fermés et relie la résistance de freinage dynamique R à travers l'armature.

Pendant la période pendant laquelle le moteur tourne, il fonctionne comme un courant continu. Générateur. La puissance générée en raison de celle-ci est dissipée dans la résistance R, provoquant une charge adéquate du moteur, ce qui oblige le moteur à s'arrêter brusquement.

Étant donné que la bobine de champ du moteur doit être excitée pour mettre en œuvre l'action de freinage, un interrupteur indépendant S1 est inclus pour l'alimentation de terrain.

En conséquence, pendant que le système est opérationnel, S1 est maintenu allumé, activant la veilleuse comme témoin d'avertissement. L'énergie de champ nécessaire pour un moteur shunt régulier de 1/3 HP est d'environ 35 watts, car la résistance de champ fonctionne normalement avec environ 400 ohms.

Spécifications du moteur

Le courant de champ peut être proche de 350 mA. Le courant nominal à pleine charge d'un moteur 1/3 hp est proche de 3 ampères c.c. soit environ 50% du courant de ligne consommé par un courant alternatif comparable. moteur à induction.

Le shunt d.c. le moteur inclut un facteur de puissance de 100% et est particulièrement plus efficace. Chacune des pièces fonctionne sans chauffage, à l'exception de la résistance de freinage R. Dans le cas où le moteur fait fonctionner une charge avec un énorme effet de volant et est arrêté à plusieurs reprises à des vitesses accrues, la résistance devra convertir une grande quantité d'énergie cinétique en chaleur. Avec des charges à faible inertie telles qu'une perceuse à colonne, les résistances peuvent ne pas rencontrer de problème de chauffage.

Les contacts du relais K doivent avoir une valeur nominale d'au moins 10 ampères. Le courant de freinage est généralement excessif, bien qu'il apparaisse pendant une courte période de temps, les surtensions initiales ont tendance à être importantes puisque le courant continu. la résistance de l'armature n'est normalement que d'un ou deux ohms. Le courant de travail du moteur est, sans surprise, limité par la quantité de retour e.m.f qu'il génère.

Conseils de construction et de sécurité

Le circuit démontré ci-dessus pourrait être construit dans une boîte d'alimentation métallique de 6 pi x 6 pi x 6 pi.

Étant donné que l'ensemble du circuit est chaud à la terre à la tension de la ligne électrique, une isolation et une mise à la terre attentives sont extrêmement vitales pour la sécurité de base. Le câble d'alimentation doit être du type à 3 fils de mise à la terre.

Le fil de terre vert doit être couplé à la boîte métallique et ensuite acheminé via le cadre du moteur. Veuillez ne pas négliger ou ignorer l'utilisation du fusible.

Contrôle SCR vs Contrôle Variac

Variable autotransformateurs ou les variacs sont incroyablement résistants et durables. La sortie de ces dispositifs est à faible impédance, la tension d'induit permet donc une excellente régulation vis-à-vis des variations de courant de charge.

Un circuit à découpage SCR, avec des angles de conduction plus petits, est naturellement une source à impédance assez élevée et présente donc une régulation inférieure.

Les contrôleurs de moteur utilisant des SCR, par conséquent, inclure des boucles de rétroaction spécialement conçu en eux, ce qui rend la phase des impulsions de déclenchement basée principalement sur le dos- e.m.f. du moteur et aussi sur les réglages du potentiomètre.

Un contrôle SCR pleine onde bien conçu est en effet extrêmement bon, mais il est en fait complexe avec leur conception. Dans la plage de 1/3 de puissance, le circuit de l'autotransformateur variable est simple, efficace et plus facile à assembler par l'utilisateur.

Dans les situations où la charge mécanique sur le moteur a réduit l'inertie, il est parfois judicieux de laisser de côté le commutateur «Run», S2, et de tout contrôler à partir du commutateur «Standby» S1.

Le freinage actif peut continuer à faire le travail dans une certaine mesure en raison du flux magnétique excédentaire dans l'enroulement du champ du moteur.

Partout où cela est réalisable, il offre l'avantage de l'absence de fiabilité de «veille» tout est éteint jusqu'à ce que l'interrupteur principal S1 soit basculé sur ON.

Si le moteur doit être tourné en sens inverse, configurez simplement un d.p.d.t. interrupteur, attaché entrecroisé pour les opérations, à travers l'alimentation de l'armature et l'armature.