Comment faire varier la vitesse de rotation dun moteur à courant continu?

Comment faire varier la vitesse de rotation dun moteur à courant continu?

Contrôle de vitesse sans capteur pour moteur à courant continu

Pour cet exemple, nous supposerons que l’entrée du système est la source de tension () appliquée à l’armature du moteur, tandis que la sortie est la vitesse de rotation de l’arbre . Le rotor et l’arbre sont supposés être rigides. Nous supposons également un modèle de frottement visqueux, c’est-à-dire que le couple de frottement est de

L’accélération angulaire est égale à 1 / J multiplié par la somme de deux termes (un positif, un négatif). De même, la dérivée du courant est égale à 1 / L multiplié par la somme de trois termes (un positif, deux négatifs). Pour continuer à modéliser ces équations dans Simulink, il faut suivre les étapes suivantes

Afin d’enregistrer tous ces composants sous la forme d’un seul bloc de sous-système, sélectionnez d’abord tous les blocs, puis sélectionnez Créer un sous-système à partir de la sélection après avoir cliqué avec le bouton droit de la souris sur la partie sélectionnée. Nommez le sous-système “DC Motor”, puis enregistrez le modèle. Votre modèle devrait apparaître

Vous pouvez ensuite enregistrer ces composants dans un seul sous-système. Sélectionnez tous les blocs, puis sélectionnez Créer un sous-système à partir de la sélection après avoir cliqué avec le bouton droit de la souris sur la partie sélectionnée. Vous pouvez également modifier la couleur du bloc du sous-système en cliquant avec le bouton droit de la souris sur le bloc.

Contrôle de la vitesse du moteur à courant continu par microcontrôleur Pic

Les moteurs à balais ont été la première application commercialement importante de l’énergie électrique pour entraîner l’énergie mécanique, et les systèmes de distribution CC ont été utilisés pendant plus de 100 ans pour faire fonctionner les moteurs dans les bâtiments commerciaux et industriels. La vitesse des moteurs à courant continu à balais peut être modifiée en changeant la tension de fonctionnement ou l’intensité du champ magnétique. Selon les connexions du champ à l’alimentation électrique, les caractéristiques de vitesse et de couple d’un moteur à balais peuvent être modifiées pour fournir une vitesse constante ou une vitesse inversement proportionnelle à la charge mécanique. Les moteurs à balais continuent d’être utilisés pour la propulsion électrique, les grues, les machines à papier et les laminoirs à acier. Comme les balais s’usent et doivent être remplacés, les moteurs à courant continu sans balais utilisant des dispositifs électroniques de puissance ont supplanté les moteurs à balais dans de nombreuses applications.

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Rotation d’un moteur à courant continuUn moteur électrique à courant continu simple. Lorsque la bobine est alimentée, un champ magnétique est généré autour de l’armature. Le côté gauche de l’armature est repoussé de l’aimant gauche et attiré vers le droit, ce qui entraîne une rotation.L’armature continue à tourner.Lorsque l’armature est alignée horizontalement, le couple devient nul. À ce moment-là, le collecteur inverse le sens du courant dans la bobine, ce qui inverse le champ magnétique et le processus se répète.

Contrôleur de moteur à courant continu

La vitesse, le couple, la puissance et la tension sont des éléments importants à prendre en compte lors du choix d’un moteur. Dans ce blog en deux parties, nous allons nous plonger dans les spécificités des vitesses des moteurs. Dans la première partie, nous verrons comment la vitesse diffère selon les types de moteurs, et dans la deuxième partie, nous verrons quand il faut envisager d’ajouter un réducteur à l’application.

Les moteurs à courant alternatif sont uniques car ils sont construits pour fonctionner à des vitesses spécifiques, indépendamment de leur conception ou de leur fabricant. La vitesse d’un moteur CA dépend du nombre de pôles qu’il possède et de la fréquence de l’alimentation électrique, et non de sa tension. Les moteurs à courant alternatif courants sont construits avec deux ou quatre pôles. Un champ magnétique est créé dans les pôles du stator et induit des champs magnétiques dans le rotor qui suivent la fréquence du champ magnétique changeant dans le stator.    Les moteurs à courant alternatif à deux pôles fonctionnant à 60 Hz tourneront toujours à environ 3600 tr/min, et les moteurs à courant alternatif à quatre pôles auront une vitesse d’environ 1800 tr/min.

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Gardez à l’esprit que la vitesse d’un moteur à courant alternatif ne correspondra pas à ces chiffres exacts – et sera même légèrement inférieure – car un certain glissement doit être présent pour que le moteur produise un couple. Le rotor tourne toujours plus lentement que le champ magnétique du stator et joue constamment à le rattraper. C’est ce qui produit le couple nécessaire au fonctionnement d’un moteur à courant alternatif. La différence entre les vitesses synchrones du stator (3600 et 1800 tr/min) et la vitesse de fonctionnement réelle est appelée glissement. (Pour plus d’informations sur le glissement, consultez notre blog Moteurs synchrones et à induction : Découvrir la différence).

Contrôleur de vitesse pour moteur à courant continu

La contre-électricité Eb d’un moteur à courant continu n’est rien d’autre que la tension induite dans les conducteurs de l’induit en raison de la rotation de l’induit dans le champ magnétique. Ainsi, la magnitude de Eb peut être donnée par l’équation EMF d’un générateur DC.

Pour contrôler le flux, un rhéostat est ajouté en série avec l’enroulement de champ, comme le montre le schéma du circuit. L’ajout d’une plus grande résistance en série avec l’enroulement d’excitation augmentera la vitesse car elle diminue le flux. Dans les moteurs shunt, comme le courant de champ est relativement très faible, la perte Ish2R est faible. Par conséquent, cette méthode est assez efficace. Bien que la vitesse puisse être augmentée au-delà de la valeur nominale en réduisant le flux avec cette méthode, elle met une limite à la vitesse maximale car l’affaiblissement du flux du champ au-delà d’une limite affectera négativement la commutation.

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La vitesse d’un moteur à courant continu est directement proportionnelle à la force contre-électromotrice Eb et Eb = V – IaRa. Cela signifie que, lorsque la tension d’alimentation V et la résistance d’induit Ra sont maintenues constantes, la vitesse est directement proportionnelle au courant d’induit Ia. Ainsi, si nous ajoutons une résistance en série avec l’induit, Ia diminue et, par conséquent, la vitesse diminue également. Plus la résistance en série avec l’induit est grande, plus la vitesse diminue.