Rénovation majeure tour en cours. Moteur principal - à deux vitesses
À l’époque où les convertisseurs de fréquence pour moteurs asynchrones étaient un luxe (il y a plus de 20 ans), les équipements industriels utilisaient des moteurs lorsque cela était nécessaire. courant continu, dans lequel il était possible de réguler la vitesse.
Cette méthode était lourde, et avec elle une autre, plus simple, a été utilisée - des moteurs à deux vitesses (multi-vitesses) ont été utilisés, dans lesquels les enroulements sont connectés et commutés d'une certaine manière selon le circuit Dahlander, ce qui vous permet de modifier la vitesse de rotation.
Les moteurs à courant continu à vitesse variable à commande électronique sont utilisés dans les équipements industriels de grande valeur. Mais les moteurs à deux vitesses se retrouvent dans les machines fabriquées en URSS dans les années 1980 dans la catégorie de prix moyen. Et j’ai personnellement eu des problèmes de connexion, à cause de la confusion et du manque d’informations.
Les derniers exemples sont un tour spécial. exécution, scierie. Les détails seront ci-dessous.
La conception des enroulements ressemble à une connexion triangle ; la commutation peut donc être associée à une connexion étoile-triangle. Et c'est déroutant.
Le circuit « Étoile-Triangle » est utilisé pour faciliter le démarrage des moteurs (la vitesse dans les deux modes est la même !), et des moteurs à deux vitesses avec commutation d'enroulement sont utilisés pour changer les vitesses de fonctionnement.
Il existe des moteurs non seulement à deux, mais aussi à gros montant vitesses Mais je vais parler de ce que j'ai personnellement connecté et tenu entre mes mains :
Moins de théorie plus d'entraînement. Et comme d'habitude, du simple au complexe.
Moteur électrique asynchrone à deux vitesses
Les enroulements d'un moteur à deux vitesses ressemblent à ceci :
Schéma du moteur à deux vitesses
Lors de la connexion des bornes U1, V1, W1 d'un tel moteur à une tension triphasée, il sera connecté au « triangle » à vitesse réduite.
Et si les bornes U1, V1, W1 sont connectées entre elles et que l'alimentation est appliquée aux bornes U2, V2, W2, alors vous obtiendrez deux « étoiles » (YY) et la vitesse sera 2 fois plus élevée.
Que se passe-t-il si les enroulements des sommets du triangle U1, V1, W1 et les milieux des côtés U2, V2, W2 sont inversés ? Je pense que rien ne changera, c'est juste une question de noms. Bien que je ne l'ai pas essayé. Si quelqu'un le sait, écrivez dans les commentaires de l'article.
Schémas de connexion
Pour ceux qui connaissent un peu la manière dont les moteurs électriques asynchrones sont connectés à un réseau triphasé, je vous recommande fortement de lire mon article Connecter un moteur via un contacteur magnétique. Je suppose que le lecteur sait comment le moteur électrique s'allume, pourquoi et quel type de protection du moteur est nécessaire, c'est pourquoi dans cet article j'omets ces questions.
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En théorie, tout est simple, mais en pratique, il faut se creuser la tête.
Évidemment, l'activation des enroulements peut se faire de deux manières : via un interrupteur et via des contacteurs.
Changement de vitesse à l'aide d'un interrupteur
Considérons d'abord un circuit plus simple - via un interrupteur de type PKP-25-2. De plus, seuls ces schémas de circuits ils m'ont rencontré.
L'interrupteur doit avoir trois positions dont une (au milieu) correspond à l'arrêt du moteur. À propos du périphérique de commutation - un peu plus tard.
Connexion d'un moteur à deux vitesses. Schéma sur l'interrupteur du panneau de commande.
Les croix sur les lignes pointillées de la position du commutateur SA1 indiquent les états fermés des contacts. C'est, en position 1 l'alimentation de L1, L2, L3 est fournie au triangle (broches U1, V1, W1). Les broches U2, V2, W2 restent déconnectées. Le moteur tourne au premier régime réduit.
Lors du changement de SA1 à la position 2 les broches U1, V1, W1 sont connectées les unes aux autres et l'alimentation est fournie à U2, V2, W2.
Vitesses de commutation à l'aide de contacteurs
Lorsque vous commencez à utiliser des contacteurs, le circuit ressemblera à :
Schéma de mise en marche du moteur à différentes vitesses à l'aide de contacteurs
Ici, le moteur allume le contacteur KM1 à la première vitesse et KM2 à la deuxième vitesse. Il est évident que physiquement KM2 doit être constitué de deux contacteurs, puisqu'il faut fermer cinq contacts de puissance à la fois.
Mise en œuvre pratique
En pratique, je n'ai rencontré que des circuits sur les commutateurs PKP-25-2. Il s'agit d'un miracle universel de la commutation soviétique, qui peut avoir un million de combinaisons possibles de contacts. Il y a une came à l'intérieur (il existe également plusieurs variations de forme) qui peut être réarrangée.
Il s’agit d’un véritable casse-tête et rébus qui demande une forte concentration de conscience. C'est bien que chaque contact soit visible à travers une petite fente, et vous puissiez voir quand il est fermé ou ouvert. De plus, les contacts peuvent être nettoyés via ces fentes du boîtier.
Il peut y avoir plusieurs positions, leur nombre est limité par les butées représentées sur la photo :
Commutateur de lots PKP-25-2
PKP switch 25. Un puzzle pour tout le monde.
Commutateur par lots PKP-25-2 - contacts
Utilisation pratique
Comme je l'ai déjà dit, j'ai découvert de tels moteurs sur des machines soviétiques que j'ai restaurées.
Il s'agit de la machine à bois circulaire TsA-2A-1, qui utilise un moteur asynchrone à deux vitesses 4AM100L8/4U3. Ses principaux paramètres sont la première vitesse (triangle) 700 tr/min, courant 5,0 A, puissance 1,4 kW, étoiles - 1410 tr/min, courant 5,0 A, puissance 2,4 kW.
On m'a demandé de faire plusieurs vitesses, pour différents bois et pour différents tranchants de la scie circulaire. Mais hélas, cela ne peut pas se faire sans convertisseur de fréquence.
Un autre vieil homme est un tour de conception spéciale UT16P, il a un moteur de 720/1440 tr/min, 8,9/11 A, 3,2/5,3 kW :
Plaque signalétique du tour à moteur électrique à deux vitesses de 11 kW
La commutation se fait également à l'aide d'un interrupteur, et le schéma de la machine ressemble à ceci :
schéma électrique d'un tour
Il y a une erreur dans ce schéma, exactement sur le sujet de l'article. Premièrement, la commutation de vitesse s'effectue non pas par le relais P2, mais par l'interrupteur B2. Et deuxièmement (et surtout) - le schéma de commutation ne correspond absolument pas à la réalité. Et elle m'a dérouté, j'ai essayé de me connecter en l'utilisant. Jusqu'à ce que je crée ce diagramme :
Schéma de circuit réel pour allumer un moteur à deux vitesses d'un tour UT16P
En plus - apparence et la disposition des éléments du circuit électrique.
schéma du tour - apparence
schéma électrique d'un tour - disposition des éléments
C'est tout.
Amis! Quiconque rencontre de telles machines et moteurs, écrit, partage son expérience, pose des questions, j'en serai heureux !
Il s'ensuit que la régulation de la vitesse de rotation des moteurs électriques asynchrones peut être réalisée :
changer la fréquence du courant d'alimentation ;
modifier le nombre de pôles de l'enroulement du stator ;
introduire des résistances supplémentaires dans le circuit d'enroulement du rotor.
Les deux premières méthodes sont utilisées pour réguler la vitesse de rotation des moteurs électriques à rotor à cage d'écureuil, et la dernière est utilisée pour les moteurs électriques à rotor bobiné (avec bagues collectrices).
La régulation de la vitesse de rotation en modifiant la fréquence du courant d'alimentation est très rarement utilisée, car cette méthode n'est applicable que lorsque le moteur électrique est alimenté par un générateur séparé. Dans ce cas, pour réguler la vitesse, il est nécessaire de modifier la vitesse de rotation du générateur d'alimentation dans la même proportion que la vitesse du moteur électrique commandé doit changer. Si le moteur électrique est alimenté par un réseau de courant triphasé, il est alors impossible de réguler sa vitesse en modifiant la fréquence. En pratique, le contrôle de la vitesse par changement de fréquence n'est utilisé que dans... installations d'aviron électrique courant alternatif, dans lequel de puissants moteurs électriques de propulsion sont alimentés par des générateurs séparés et, par conséquent, la fréquence du courant d'alimentation peut être ajustée arbitrairement.
Le plus souvent en pratique, on utilise la deuxième méthode, qui permet de réaliser tout simplement un contrôle pas à pas de la vitesse de rotation des moteurs électriques asynchrones à rotor à cage d'écureuil. S'il est possible de modifier le nombre de paires de pôles de l'enroulement du stator [voir. formule (80) ] il est donc possible de contrôler pas à pas la vitesse de rotation du moteur électrique, puisque le nombre de paires de pôles peut être égal à 1, 2, 3, etc. Moteurs électriques qui permettent la commutation du nombre de paires de pôles doit avoir soit plusieurs enroulements indépendants dans les fentes du stator, soit un enroulement avec un dispositif de commutation spécial. La branche de production nationale produit des moteurs électriques à deux, trois et quatre vitesses, utilisés principalement dans le transport maritime et sur certaines grues. Lorsque le nombre de pôles diffère considérablement les uns des autres, les moteurs électriques à axes à deux vitesses sont fabriqués avec deux enroulements indépendants. Une, par exemple, peut être réalisée sur 2 R.= 2, et la seconde par 2 R.= 8 pôles. Ensuite, lorsque le premier enroulement sera connecté au réseau, le champ magnétique du stator va tourner à une vitesse n
1 = 60·50 / 1 = 3000 à propos /min, et lors de la connexion du deuxième enroulement au réseau - à une vitesse n 1 = 60·50 / 4 = 750 à propos /min. La vitesse de rotation du rotor changera en conséquence. n 2 = n 1 (1-s).Souvent, un enroulement est placé dans les fentes du stator d'un moteur électrique à deux vitesses, mais il est réalisé de manière à pouvoir être activé en triangle si nécessaire (Fig. 49, UN) et une étoile double (Fig. 49, b). Lorsqu'un tel enroulement est relié à un triangle, le nombre de pôles est de 2 R. = 2UN, et lorsqu'il est allumé par une double étoile 2 R. = UN(Où UN- n'importe quel nombre entier), c'est-à-dire que lors du passage d'un triangle à une étoile double, le nombre de paires de pôles de l'enroulement du stator est divisé par deux et la vitesse du moteur électrique double.
La régulation par commutation du nombre de paires de pôles n'est utilisée que pour un moteur électrique à rotor à cage d'écureuil, car les moteurs électriques à rotor bobiné en ont un
temporairement, lors de la commutation de l'enroulement du stator, il est nécessaire de commuter l'enroulement du rotor, ce qui complique la conception du moteur électrique et du dispositif de commutation. Cette méthode de contrôle de vitesse est très économique, mais elle n'est pas sans inconvénients. En particulier, le contrôle de la vitesse ne s'effectue pas en douceur, mais par sauts ; un dispositif de commutation assez complexe est nécessaire, surtout lorsque le nombre de vitesses est supérieur à deux ; lors du passage d'une vitesse à une autre, le circuit du stator se casse et les chocs de courant et de couple sont inévitables ; le facteur de puissance à des vitesses inférieures est inférieur à celui des vitesses plus élevées en raison de la dissipation accrue du flux magnétique.
Le contrôle de la vitesse en introduisant des résistances supplémentaires dans le circuit du rotor n'est possible qu'avec des moteurs électriques à rotor bobiné. Selon l'équation (97), lorsque différentes résistances actives sont introduites dans le circuit du rotor, la rigidité des caractéristiques change (Fig. 50), c'est-à-dire que sous la même charge, la vitesse du moteur électrique sera différente. Évidemment, plus la valeur de la résistance supplémentaire est élevée, plus la caractéristique artificielle est douce et plus la vitesse du moteur électrique est faible.
Disons que le moteur électrique tourne à une vitesse constante. n
1 sur les caractéristiques naturelles UNà ce point 1 , développant un certain couple M 1 = M c . Lors de l'introduction d'une certaine résistance dans le circuit du rotor R. 1 le moteur électrique passera en fonctionnement selon la caractéristique b, dont l'équation
Puisqu'au moment où la résistance est allumée, la vitesse du moteur électrique ne changera pratiquement pas, le passage de la caractéristique UN pour la caractérisation b cela se passera horizontalement 1 -2 , et le couple du moteur électrique diminuera jusqu'à M
2 , qui est inférieur au moment de résistance du mécanisme M , par conséquent, la vitesse du moteur électrique diminuera et le glissement augmentera. À mesure que le glissement augmente, le couple, selon l'expression (92), augmente jusqu'à ce que le couple du moteur électrique redevienne égal au moment de résistance du mécanisme, après quoi l'équilibre des moments se produira et le moteur tournera à un nouveau vitesse constante n 3 (point 3 ).Si nécessaire, une résistance supplémentaire peut être incluse R.
2 . Ensuite la vitesse du moteur électrique diminuera jusqu'à la valeur n 5 . Lorsque les résistances sont désactivées, la vitesse du moteur électrique augmente et la transition d'une caractéristique à une autre se produit dans l'ordre inverse, comme le montre la Fig. 50.Cette dernière méthode permet d'obtenir une large gamme de vitesses, mais est extrêmement peu économique, car avec une augmentation de la résistance active du circuit rotorique, les pertes d'énergie dans le moteur électrique augmentent, ce qui signifie que son efficacité diminue. surtout pour les moteurs électriques puissants, s'avèrent encombrants et émettent beaucoup de chaleur.
Il faut également garder à l’esprit que la plupart des moteurs électriques sont désormais auto-ventilés.
De ce fait, lorsque la vitesse de rotation diminue, le refroidissement se détériore et le moteur électrique ne peut pas développer le couple nominal.
Vous devez faire face au problème du réglage de la vitesse lorsque vous travaillez avec des outils électriques, des entraînements machines à coudre et d'autres appareils dans la vie quotidienne et au travail Réguler la vitesse en abaissant simplement la tension d'alimentation n'a pas de sens - le moteur électrique réduit fortement la vitesse, perd de la puissance et s'arrête La meilleure option la régulation de vitesse est une régulation de tension avec retour par courant de charge du moteur
Dans la plupart des cas, les outils électriques et autres appareils utilisent des moteurs électriques à collecteur universel avec excitation séquentielle. Ils fonctionnent bien sur le courant alternatif et continu. Une caractéristique du fonctionnement d'un moteur électrique à collecteur est que lors de la commutation des enroulements d'induit sur les lamelles du collecteur pendant l'ouverture, des impulsions de contre-EMF d'auto-induction se produisent. Elles sont égales à celles d'alimentation en amplitude, mais opposées en phase. . L'angle de déplacement de la force contre-électromotrice est déterminé par les caractéristiques externes du moteur électrique, sa charge et d'autres facteurs. Mauvaise influence La force électromagnétique inverse se traduit par des étincelles sur le collecteur, une perte de puissance du moteur et un échauffement supplémentaire des enroulements. Une partie de la force contre-électromotrice est supprimée par des condensateurs qui shuntent l'ensemble de balais.
Considérons les processus se produisant en mode contrôle avec le système d'exploitation, en utilisant l'exemple d'un schéma universel (Figure 1). Le circuit résistif-capacitif R2-R3-C2 assure la formation d'une tension de référence qui détermine la vitesse de rotation du moteur électrique.
À mesure que la charge augmente, la vitesse de rotation du moteur électrique diminue et son couple diminue. La force contre-électromotrice apparaissant sur le moteur électrique et appliquée entre la cathode du thyristor VS1 et son électrode de commande diminue. En conséquence, la tension à l'électrode de commande du thyristor augmente proportionnellement à la diminution de la force contre-électromotrice. La tension supplémentaire sur l'électrode de commande du thyristor l'amène à s'allumer à un angle de phase plus petit (angle de coupure) et à transmettre plus de courant au moteur électrique, compensant ainsi la diminution de la vitesse de rotation sous charge. Il existe pour ainsi dire un équilibre de tension d'impulsion sur l'électrode de commande du thyristor, composé de la tension d'alimentation et de la tension d'auto-induction du moteur. Le commutateur SA1 permet de passer en pleine tension si nécessaire, sans réglage Attention particulière il faut veiller à sélectionner un thyristor en fonction du courant de commutation minimum, ce qui assurera une meilleure stabilisation de la vitesse de rotation du moteur
Le deuxième schéma (Fig. 2) est conçu pour les moteurs électriques plus puissants utilisés dans les machines à bois, les meuleuses et les perceuses. Dans ce document, le principe de réglage reste le même. Le thyristor de ce circuit doit être installé sur un radiateur d'une superficie d'au moins 25 cm2.
Pour les moteurs électriques de faible puissance et s'il est nécessaire d'obtenir des vitesses de rotation très faibles, le circuit sur CI peut être appliqué avec succès (Fig. 3). Il est conçu pour une alimentation 12 V CC. Dans le cas d'une tension plus élevée, le microcircuit doit être alimenté via un stabilisateur paramétrique avec une tension de stabilisation ne dépassant pas 15 V.
Le réglage de la vitesse s'effectue en modifiant la tension moyenne des impulsions fournies au moteur électrique. De telles impulsions régulent efficacement des vitesses de rotation très faibles, comme si elles « poussaient » continuellement le rotor du moteur électrique. À des vitesses de rotation élevées, le moteur électrique fonctionne normalement.
Un schéma très simple (Figure 4) vous permettra d'éviter les situations d'urgence sur la ligne chemin de fer(jouet) et ouvrira de nouvelles possibilités de gestion d'escouades. Une lampe à incandescence dans le circuit externe protège et signale un court-circuit sur la ligne, tout en limitant le courant de sortie.
Lorsqu'il est nécessaire de réguler la vitesse de moteurs électriques avec un couple élevé sur l'arbre, par exemple dans un treuil électrique, un circuit en pont double alternance (Fig. 5) peut être utile, fournissant toute la puissance au moteur électrique, ce qui est considérablement le distingue des précédents, où une seule demi-onde de la tension d'alimentation fonctionnait.
Les diodes VD2 et VD6 et la résistance d'extinction R2 sont utilisées pour alimenter le circuit de déclenchement. Le retard de phase à l'ouverture des thyristors est assuré par la charge du condensateur C1 à travers les résistances R3 et R4 à partir d'une source de tension dont le niveau est déterminé par la diode Zener VD8 lorsque le condensateur C1 est chargé jusqu'au seuil de fonctionnement du transistor unijonction. VT1, il ouvre et démarre le thyristor à l'anode duquel règne une tension positive. Lorsque le condensateur se décharge, le transistor unijonction se bloque. La valeur de la résistance R5 dépend du type de moteur électrique et de la profondeur de feedback souhaitée. Sa valeur est calculée à l'aide de la formule
où Im est la valeur efficace du courant de charge maximal pour un moteur électrique donné. Les schémas proposés sont hautement reproductibles, mais nécessitent la sélection de certains éléments en fonction des caractéristiques du moteur utilisé (il est presque impossible de trouver des moteurs électriques similaires dans ce domaine). tous les paramètres, même au sein d'une même série).
Littérature
1. L'électronique aujourd'hui. Int N6
2. Manuel de la société RCA
3.Projets électroniques IOI. 1977p93
5. Manuel de données G. E. Semiconductor 3. Ed
6.Comte P. Circuits électroniques. -M Monde, 1989
7. Semenov I.P. Régulateur de puissance avec retour. - Radioamateur, 1997, N12, C 21.
Une révision majeure d'un tour est en cours. Moteur principal – à deux vitesses
À une époque où les convertisseurs de fréquence pour moteurs asynchrones étaient un luxe (il y a plus de 20 ans), les équipements industriels utilisaient des moteurs à courant continu, capables de réguler la vitesse si nécessaire.
Cette méthode était lourde, et avec elle une autre, plus simple, a été utilisée - des moteurs à deux vitesses (multi-vitesses) ont été utilisés, dans lesquels les enroulements sont connectés et commutés d'une certaine manière selon le circuit Dahlander, ce qui vous permet de modifier la vitesse de rotation.
Les moteurs à courant continu à vitesse variable à commande électronique sont utilisés dans les équipements industriels de grande valeur.
Mais les moteurs à deux vitesses se retrouvent dans les machines fabriquées en URSS dans les années 1980 dans la catégorie de prix moyen. Et j’ai personnellement eu des problèmes de connexion, à cause de la confusion et du manque d’informations.
Les derniers exemples sont un tour spécial. exécution, scierie. Les détails seront ci-dessous.
La conception des enroulements ressemble à une connexion triangle et la commutation peut donc être associée à une connexion étoile-triangle. Et c'est déroutant.
Le circuit « Étoile-Triangle » est utilisé pour faciliter le démarrage des moteurs (la vitesse dans les deux modes est la même !), et des moteurs à deux vitesses avec commutation d'enroulement sont utilisés pour changer les vitesses de fonctionnement.
Il existe des moteurs non seulement à deux, mais aussi avec un plus grand nombre de vitesses. Mais je vais parler de ce que j'ai personnellement connecté et tenu entre mes mains :
Moteur électrique asynchrone à deux vitesses Dahlander
Moins de théorie, plus de pratique. Et comme d'habitude, du simple au complexe.
Les enroulements d'un moteur à deux vitesses ressemblent à ceci :
Schéma d'un moteur Dahlander à deux vitesses
Lors de la connexion des bornes U1, V1, W1 d'un tel moteur à une tension triphasée, il sera commuté en « triangle » à vitesse réduite.
Et si les bornes U1, V1, W1 sont connectées entre elles et que les bornes U2, V2, W2 sont alimentées, alors vous obtiendrez deux « étoiles » (YY) et la vitesse sera 2 fois plus élevée.
Que se passe-t-il si les enroulements des sommets du triangle U1, V1, W1 et les milieux des côtés U2, V2, W2 sont inversés ? Je pense que rien ne changera, c'est juste une question de noms. Bien que je ne l'ai pas essayé. Si quelqu'un le sait, écrivez dans les commentaires de l'article.
Schémas de connexion
Pour ceux qui connaissent un peu la façon dont les moteurs électriques asynchrones sont connectés à un réseau triphasé, je vous recommande fortement de lire mon article. Je suppose que le lecteur sait comment le moteur électrique s'allume, pourquoi et quel type de protection du moteur est nécessaire, c'est pourquoi dans cet article j'omets ces questions.
En théorie, tout est simple, mais en pratique, il faut se creuser la tête.
Évidemment, l'activation des enroulements du moteur Dahlander peut se faire de deux manières : via un interrupteur et via des contacteurs.
Changement de vitesse à l'aide d'un interrupteur
Considérons d'abord un circuit plus simple - via un commutateur de type PKP-25-2. De plus, ce sont les seuls diagrammes schématiques que j'ai rencontrés.
L'interrupteur doit avoir trois positions dont une (au milieu) correspond à l'arrêt du moteur. À propos du périphérique de commutation - un peu plus tard.
Connexion d'un moteur à deux vitesses. Schéma sur l'interrupteur du panneau de commande.
Les croix sur les lignes pointillées de la position du commutateur SA1 indiquent les états fermés des contacts. C'est, en position 1 l'alimentation de L1, L2, L3 est fournie au triangle (broches U1, V1, W1). Les broches U2, V2, W2 restent déconnectées. Le moteur tourne au premier régime réduit.
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Lors du changement de SA1 à la position 2 les broches U1, V1, W1 sont connectées les unes aux autres et l'alimentation est fournie à U2, V2, W2.
Vitesses de commutation à l'aide de contacteurs
Lorsque vous commencez à utiliser des contacteurs, le circuit ressemblera à :
Schéma de mise en marche du moteur à différentes vitesses à l'aide de contacteurs
Ici, le moteur allume le contacteur KM1 à la première vitesse et KM2 à la deuxième vitesse. Il est évident que physiquement KM2 doit être constitué de deux contacteurs, puisqu'il faut fermer cinq contacts de puissance à la fois.
Mise en œuvre pratique d'un schéma de raccordement d'un moteur électrique à deux vitesses
En pratique, je n'ai rencontré que des circuits sur les commutateurs PKP-25-2. Il s'agit d'un miracle universel de la commutation soviétique, qui peut avoir un million de combinaisons possibles de contacts. Il y a une came à l'intérieur (il existe également plusieurs variations de forme) qui peut être réarrangée.
Il s’agit d’un véritable casse-tête et rébus qui demande une forte concentration de conscience. C'est bien que chaque contact soit visible à travers une petite fente, et vous puissiez voir quand il est fermé ou ouvert. De plus, les contacts peuvent être nettoyés via ces fentes du boîtier.
Il peut y avoir plusieurs positions, leur nombre est limité par les butées représentées sur la photo :
PKP switch 25. Un puzzle pour tout le monde.
Commutateur de lots PKP-25-2 – contacts
Utilisation pratique
Comme je l'ai déjà dit, j'ai découvert de tels moteurs sur des machines soviétiques que j'ai restaurées.
À savoir une machine à bois circulaire TsA-2A-1, elle utilise un moteur asynchrone à deux vitesses 4AM100L8/4U3. Ses principaux paramètres sont la première vitesse (triangle) 700 tr/min, courant 5,0 A, puissance 1,4 kW, étoiles - 1410 tr/min, courant 5,0 A, puissance 2,4 kW.
On m'a demandé de faire plusieurs vitesses, pour différents bois et pour différents tranchants de la scie circulaire. Mais hélas, cela ne peut pas se faire sans convertisseur de fréquence.
Un autre vieil homme est un tour de conception spéciale UT16P, il a un moteur de 720/1440 tr/min, 8,9/11 A, 3,2/5,3 kW :
Plaque signalétique du tour à moteur électrique à deux vitesses de 11 kW
La commutation se fait également à l'aide d'un interrupteur, et le schéma de la machine ressemble à ceci :
Il y a une erreur dans ce schéma, exactement sur le sujet de l'article. Premièrement, la commutation de vitesse s'effectue non pas par le relais P2, mais par l'interrupteur B2. Et deuxièmement (et surtout) – le schéma de commutation ne correspond absolument pas à la réalité. Et elle m'a dérouté, j'ai essayé de me connecter en l'utilisant. Jusqu'à ce que je crée ce diagramme :
De plus - l'apparence et l'emplacement des éléments du circuit électrique.
schéma du tour - apparence
schéma électrique d'un tour - disposition des éléments
C'est tout.
Amis! Quiconque rencontre de telles machines et moteurs, écrit, partage son expérience, pose des questions, j'en serai heureux !
Mise à jour mars 2017
Je poste des photos et des schémas de l'activation pratique d'un moteur électrique à deux vitesses.
Le moteur fonctionne grâce à la puissance hydraulique. À vitesse réduite, il produit une faible pression, permettant ainsi un contrôle plus précis des machines à entraînement hydraulique. À vitesse accrue, la pression augmente environ 2 fois et la vitesse de déplacement en conséquence.
Moteur Borno à deux vitesses - 6 fils arrivent aux bornes
Contacteurs moteur à deux vitesses. Celui de gauche s'engage dans un triangle (basse vitesse), ceux de droite – une étoile double
Moteurs automatiques. On peut voir que le courant delta va jusqu'à 8A, le courant étoile va jusqu'à 13A
Vidéo du fonctionnement du moteur selon le schéma de Dahlander
Malheureusement, il n'existe pas de vidéo en russe sur ce sujet.
Schéma de commande du stand présenté ci-dessus :
Un autre schéma, commutation des vitesses - via Stop :
Affûteuse sur moteur Dahlander
Je suis tombé récemment sur une machine équipée d'un moteur à deux vitesses, je poste son schéma.
Schéma d'une machine à affûter sur un moteur Dahlander à deux vitesses
On me demande souvent quel type de protection faut-il apporter à ce moteur ? Ici, dans le schéma, se trouve un simple relais thermique (PT1), configuré pour un courant plus élevé (environ 11 A).
Voici la plaque signalétique du moteur :
Paramètres du moteur de la machine à affûter à deux vitesses
Et voici ses désignations de broches :
Pourquoi pensez-vous que le rectangle PS (interrupteur de vitesse) est affiché à la place du schéma de connexion ? C'est vrai, le circuit serait alors 2 fois plus grand et plus complexe.
Dans diverses industries, il existe de nombreux mécanismes de production différents qui effectuent un nombre limité d'opérations qui ne nécessitent pas un contrôle fluide de la vitesse de rotation et ne peuvent être satisfaites qu'avec un nombre limité de vitesses. Ces machines comprennent des machines à travailler le bois et à couper les métaux, des treuils pour puits de pétrole, des séparateurs centrifuges et d'autres mécanismes. Un nombre limité de vitesses de rotation peut facilement être fourni par des moteurs électriques asynchrones à cage d'écureuil à plusieurs vitesses. Dans ce cas, deux conceptions de moteurs électriques sont possibles : avec plusieurs enroulements sur le stator placés dans les mêmes encoches, ou avec un enroulement commutable pour obtenir un nombre différent de paires de pôles.
L'interaction des MMF du rotor et du stator n'est possible que sous la condition même montant paires de pôles des enroulements du stator et du rotor. Par conséquent, lors de la modification du nombre de paires de pôles de l'enroulement du stator, il ne faut pas oublier de modifier le nombre de paires de pôles sur l'enroulement du rotor. Si l'on considère une machine asynchrone avec un rotor bobiné, alors pour remplir cette condition, il est nécessaire de disposer de bagues collectrices supplémentaires, ce qui augmente considérablement les dimensions et le coût de la machine électrique. Le rotor à cage d'écureuil a un très propriété de valeur formation automatique du nombre de paires de pôles égal au nombre de paires de pôles du MMF de l'enroulement du stator. C'est cette propriété qui a déterminé l'utilisation de rotors à cage d'écureuil dans les moteurs électriques asynchrones à plusieurs vitesses.
Les moteurs à plusieurs vitesses avec plusieurs enroulements indépendants sur le stator sont inférieurs aux moteurs à enroulement unique en termes d'indicateurs économiques et techniques. Dans les machines multi-enroulements, l'enroulement du stator est mal utilisé, le remplissage de l'emplacement du stator n'est pas pratique et les valeurs de rendement et de cos φ sont inférieures à l'optimum. Par conséquent, ces derniers temps, les machines électriques à enroulement unique à plusieurs vitesses avec commutation vers un nombre différent de paires de pôles sont devenues plus répandues. L'essence de cette méthode est qu'en changeant le sens du courant dans une partie de l'enroulement, la répartition de la force magnétomotrice à l'intérieur de l'alésage du stator est modifiée, ce qui entraîne une modification de la vitesse de rotation de la force magnétomotrice et, par conséquent , le flux magnétique dans l'espace. Le plus souvent, la commutation s'effectue dans un rapport de 1:2. Dans ce cas, les enroulements de chaque phase sont réalisés sous la forme de deux tronçons. Changer le sens du courant dans l'un d'eux permet de modifier le nombre de paires de pôles de 2 fois. Considérons cela par rapport à un moteur commuté entre 8 et 4 pôles.
Pour plus de simplicité, la figure ci-dessous montre le bobinage d'une phase, composée de deux sections :
Lors de la connexion de sections en série, c'est-à-dire lors de la connexion de l'extrémité de la première section 1K au début de la seconde 2H, nous obtenons 8 pôles ou 4 paires. Si le sens du courant dans la deuxième section est inversé, le nombre de pôles formés par l'enroulement diminuera de 2 fois. Changer la direction du courant dans la deuxième section peut être effectué en cassant le cavalier entre 1K et 2K. Le nombre de pôles formés dans ce cas est indiqué sur la figure b).
Le même changement du nombre de pôles peut être obtenu en changeant le sens du courant dans le deuxième tronçon en se connectant en parallèle avec le premier (Figure c)). Dans ce cas, tout comme dans le précédent, le bobinage forme 4 pôles, ce qui correspond à deux fois la vitesse de rotation de la machine électrique.
Lors de la comparaison des circuits de bobinage pour moteurs électriques à plusieurs vitesses, la préférence doit être donnée aux circuits qui assurent la dépendance souhaitée du couple de chauffage admissible sur la vitesse et qui ont le plus petit nombre de fils et de contacts.
Établissons un critère qui permet de classer la connexion des bobinages dans un groupe ou un autre. Le couple développé par un moteur asynchrone à rotor à cage d'écureuil est égal à :
- p – nombre de paires de pôles de l'enroulement du stator ;
- N 2 – nombre total de tiges d'enroulement du rotor (cage d'écureuil) ;
- I 2 – courant de tige de rotor ;
- Ψ 2 – angle de décalage du vecteur courant par rapport au vecteur EMF du rotor ;
- Ф – flux magnétique d'une paire de pôles ;
Selon les conditions de chauffage du rotor (si elles sont négligées), le courant I 2 lorsque l'on travaille avec un nombre différent de paires de pôles doit rester le même ; cos ψ 2 dans la plage allant du ralenti au couple nominal reste proche de l'unité. Dans ces conditions, le moment de la machine électrique s'exprimera par l'égalité :
Par contre le moment électromagnétique en joules sera égal à :
En assimilant les équations (2) et (3) et en résolvant P, nous obtenons P = 314c 1 F.
Dans l'expression résultante, nous substituons la valeur du flux magnétique de l'expression à la force électromotrice des enroulements du stator et du rotor :
Ainsi, la puissance électromagnétique d'une machine électrique pour un nombre quelconque de paires de pôles de l'enroulement du stator est déterminée par le rapport de la tension de phase du stator au nombre de spires connectées en série dans l'enroulement de phase. En utilisant cette fonctionnalité, analysons les méthodes décrites ci-dessus pour changer le nombre de paires de pôles. Pour plus de clarté, nous utiliserons des images triphasées simplifiées pour les cas de passage d'un plus grand nombre de paires de pôles à un plus petit nombre, dans notre cas de 8 à 4. La figure ci-dessous montre un schéma avec le branchement série des enroulements retenu pour les deux vitesses :
On voit que le diagramme de gauche (figure a)), dans lequel les deux sections sont parcourues par des courants de même sens, correspond à un plus grand nombre de paires de pôles. Dans le schéma de droite (Figure b)), le sens opposé des courants indique un plus petit nombre de paires de pôles. Dans les deux cas, le nombre de spires connectées en série dans l'enroulement d'une phase reste le même et la même tension de phase leur est appliquée. Le rapport de puissance pour les deux connexions est égal à l'unité, ce qui signifie travailler avec une puissance constante P = const.
La figure ci-dessous présente les caractéristiques mécaniques d'un moteur électrique à deux vitesses fonctionnant à P = const :
Dans ce cas, pour maintenir une puissance constante lors du déplacement à une vitesse deux fois supérieure, le couple doit évoluer en proportion inverse de la vitesse.
Le schéma de commutation des pôles utilisant une transition d'une connexion en série de tronçons à vitesse inférieure à une connexion en parallèle à vitesse plus élevée est représenté dans la figure ci-dessous :
Il est facile de voir que la connexion parallèle des sections d'enroulement assure un changement de direction du courant dans l'une des sections. Cette dernière correspond à un passage vers un plus petit nombre de paires de pôles. Dans ce cas, l'enroulement forme deux étoiles parallèles connectées à la tension secteur. En utilisant le critère (4) ci-dessus, nous voyons que lors du passage à vitesse de pointe la puissance double, à savoir :
Cela correspond au travail à M = const. Les caractéristiques mécaniques d'un moteur électrique à deux vitesses à M = const sont représentées dans la figure ci-dessous :
En comparant les circuits par rapport au nombre requis de broches et de contacts par dispositif de commande (contrôleur, interrupteur, etc.), nous voyons que lorsqu'il est connecté selon le circuit, il nécessite neuf broches et douze contacts. Le circuit permet de réduire le nombre de broches à 6 et le nombre de contacts à 8.
Dans les circuits considérés, aux deux vitesses, les enroulements étaient connectés soit en série, soit en parallèle. S'il est nécessaire de modifier la tension par enroulement d'une phase, ils utilisent un appariement d'enroulements, un double triangle et, dans certains cas, un mélange étoile-triangle. Dans ce dernier cas, trois sections du bobinage forment un triangle, et les trois sections restantes sont attachées aux sommets du triangle, formant ainsi les rayons de l'étoile. Un exemple de telles connexions est un circuit largement utilisé dans l'entraînement des machines à couper les métaux et qui permet la transition d'une connexion en série avec un triangle à deux étoiles parallèles.
Lors d'un fonctionnement à basse vitesse, deux sections d'enroulement de chaque phase connectées en série forment les côtés d'un triangle, aux sommets duquel l'alimentation est fournie. Dans ce cas, les deux sections de l'enroulement de phase sont parcourues par le même courant, ce qui correspond à un plus grand nombre de paires de pôles. Pour obtenir une plus grande vitesse, les sommets du triangle formé par les enroulements de phase sont court-circuités et les fils d'alimentation sont transférés aux points médians de connexion des sections d'enroulement de chaque phase, formant ainsi deux étoiles parallèles. Vous trouverez ci-dessous des schémas pour allumer les enroulements à deux vitesses :
Dans ce circuit, lorsqu'il fonctionne à basse vitesse, la tension de ligne est appliquée à deux sections connectées en série avec un nombre total de spires 2 w c .
Dans une connexion à double étoile, la tension de phase est appliquée à une section. De la relation (4) on obtient le rapport de puissance :
Ainsi, dans un circuit de commutation du nombre de paires de pôles dans un triangle série - double étoile, lorsqu'il fonctionne à grande vitesse, la puissance est 15,5 % supérieure à celle à basse vitesse. Habituellement, cette augmentation de puissance est négligée et le circuit est appelé P = const. Les moteurs électriques à vitesses 3 et 4 à changement de pôles sont fabriqués avec deux enroulements sur le stator. Chacun des enroulements peut être réalisé avec commutation de pôles selon le circuit triangle-double étoile.
Dans ce cas, chacun des enroulements commutés représente un triangle ouvert. Ceci est fait pour éliminer l'échauffement de l'enroulement inactif par le courant créé par l'EMF induit. Flux magnétique. De ce fait, le nombre de fils pour un moteur à trois vitesses est de 10 et les contacts sont de 12, pour un moteur à quatre vitesses, il est respectivement de 14 et 18.
Il convient de noter que l'intensité de la main-d'œuvre nécessaire à la fabrication des enroulements des machines électriques à plusieurs vitesses et à enroulement unique est nettement inférieure à celle des machines à double enroulement. Ainsi, en prenant la complexité de fabrication du bobinage d'un moteur électrique à une vitesse à 100 %, la complexité de fabrication d'un moteur à quatre vitesses à deux enroulements sera de 180 %, tandis que pour un moteur à quatre vitesses à un seul enroulement, elle n'est que de 120 %. %.