Démarrage progressif à faire soi-même d'un moteur électrique 12V. Application du microcircuit KR1182PM1. Démarrage en douceur du moteur électrique. Schéma du circuit du démarreur progressif

Démarrer un moteur à induction en douceur est toujours une tâche difficile car le démarrage d'un moteur à induction nécessite beaucoup de courant et de couple, ce qui peut griller l'enroulement du moteur. Les ingénieurs proposent et mettent en œuvre en permanence des solutions techniques intéressantes pour pallier ce problème, par exemple en utilisant un circuit de commutation, un autotransformateur, etc.

Actuellement, des méthodes similaires sont utilisées dans diverses installations industrielles pour le fonctionnement ininterrompu des moteurs électriques.

Le principe de fonctionnement d'un moteur électrique à induction est connu de la physique, dont l'essence est d'utiliser la différence entre les fréquences de rotation des champs magnétiques du stator et du rotor. Le champ magnétique du rotor, essayant de rattraper le champ magnétique du stator, contribue à l'excitation d'un courant de démarrage important. Le moteur tourne à pleine vitesse et la valeur du couple augmente également avec le courant. En conséquence, le bobinage de l'appareil peut être endommagé en raison d'une surchauffe.

Ainsi, il devient nécessaire d'installer un démarreur progressif. Les démarreurs progressifs pour moteurs asynchrones triphasés vous permettent de protéger les unités du courant et du couple initiaux élevés qui surviennent en raison de l'effet de glissement lors du fonctionnement d'un moteur à induction.

Avantages de l'utilisation d'un circuit avec un appareil démarrage progressif(UPP) :

1. réduction du courant de démarrage ;
2. réduction des coûts énergétiques;
3. accroître l'efficacité;
4. coût relativement faible;
5. atteindre une vitesse maximale sans endommager l'appareil.

Comment démarrer le moteur en douceur ?

Il existe cinq principales méthodes de démarrage progressif.

• Un couple élevé peut être créé en ajoutant une résistance externe au circuit du rotor, comme indiqué sur la figure.

• En incluant un transformateur automatique dans le circuit, vous pouvez maintenir le courant et le couple de démarrage en réduisant la tension initiale. Voir l'image ci-dessous.

• Le lancement direct est le plus simple et le plus manière bon marché, car le moteur à induction est connecté directement à la source d'alimentation.
• Connexions utilisant une configuration d'enroulement spéciale - la méthode est applicable aux moteurs destinés à fonctionner dans des conditions normales.

• L'utilisation de SCP est la méthode la plus avancée de toutes les méthodes répertoriées. Ici, les dispositifs semi-conducteurs tels que les thyristors ou les SCR, qui contrôlent la vitesse d'un moteur à induction, remplacent avec succès les composants mécaniques.

Contrôleur de vitesse du moteur à collecteur

La plupart des circuits pour appareils électroménagers et outils électriques sont basés sur un moteur à collecteur de 220 V. Cette demande s'explique par sa polyvalence. Les unités peuvent être alimentées en courant continu ou Tension alternative. L'avantage du circuit réside dans la fourniture d'un couple de démarrage efficace.

Pour obtenir un démarrage plus fluide et pouvoir ajuster la vitesse de rotation, des contrôleurs de vitesse sont utilisés.

Vous pouvez par exemple démarrer un moteur électrique de vos propres mains de cette manière.

Le démarrage progressif est largement utilisé pour le démarrage en toute sécurité des moteurs électriques. Lors du démarrage du moteur, le courant nominal (In) est dépassé de 7 fois. À la suite de ce processus, il y a une réduction de la durée de fonctionnement du moteur, à savoir des enroulements du stator et une charge importante sur les roulements. C'est pour cette raison qu'il est recommandé d'effectuer de vos propres mains un démarrage progressif d'un outil électrique, là où il n'est pas fourni.

informations générales

Le stator d'un moteur électrique est une bobine d'inductance ; il existe donc des résistances avec une composante active et réactive.

En cas de fuite courant électrique grâce aux radioéléments ayant une résistance avec un composant actif, des pertes se produisent en raison de la conversion d'une partie de la puissance en énergie thermique. Par exemple, une résistance et les enroulements du stator d’un moteur électrique ont une résistance avec un composant actif. Le calcul de la résistance active n'est pas difficile, puisque les phases du courant (I) et de la tension (U) coïncident. En utilisant la loi d'Ohm pour une section d'un circuit, vous pouvez calculer la résistance active : R = U/I. Cela dépend du matériau, de la section transversale, de la longueur et de sa température.

Si le courant traverse un élément de type réactif (avec des caractéristiques capacitives et inductives), alors, dans ce cas, un R réactif apparaît. Un inducteur pratiquement dépourvu. résistance active(les calculs ne prennent pas en compte le R de ses enroulements). Ce type de R est créé en raison de la force électromotrice (FEM) d'auto-induction, qui est directement proportionnelle à l'inductance et à la fréquence I passant par ses tours : Xl = wL, où w est la fréquence angulaire CA(w = 2*Pi*f, où f est la fréquence du courant du réseau) et L est l'inductance (L = n * n / Rm, n est le nombre de tours et Rm est la résistance magnétique).

Lorsque le moteur électrique est allumé, le courant de démarrage est 7 fois supérieur au courant nominal (le courant consommé lors du fonctionnement de l'outil) et les enroulements du stator chauffent. Si la bobine du stator est ancienne, un court-circuit entre spires peut se produire, ce qui entraînera une panne de l'outil électrique. Pour ce faire, vous devez utiliser un démarreur progressif pour un outil électrique.

L'une des méthodes permettant de réduire le courant d'appel (Ip) consiste à commuter les enroulements. Pour sa mise en œuvre, 2 types de relais (temps et charge) et la présence de trois contacteurs sont nécessaires.

Le démarrage d'un moteur électrique avec des enroulements connectés en étoile n'est possible qu'avec 2 contacteurs non fermés simultanément. Après un certain intervalle de temps, défini par un relais temporisé, l'un des contacteurs est éteint et un autre, non utilisé auparavant, est activé. Grâce à cette alternance d'enclenchement des bobinages, le courant d'appel diminue. Cette méthode présente un inconvénient important, puisque lorsque deux contacteurs sont fermés simultanément, un courant de court-circuit se produit. Cependant, lorsque vous utilisez cette méthode, les enroulements continuent de chauffer.

Une autre façon de réduire le courant de démarrage consiste à contrôler la fréquence de démarrage du moteur électrique. Le principe de cette approche est le changement de fréquence de l'alimentation U. L'élément principal de ce type de démarreur progressif est un convertisseur de fréquence, composé des éléments suivants :

1. Redresseur.
2. Chaîne intermédiaire.
3. Onduleur.
4. Circuit électronique gestion.

Le redresseur est constitué de diodes ou de thyristors puissants, agissant comme un convertisseur U de l'alimentation du réseau en un courant continu pulsé. Le circuit intermédiaire atténue les pulsations D.C.à la sortie du redresseur, qui est collecté sur de gros condensateurs. Un inverseur est nécessaire pour convertir directement le signal à la sortie du circuit intermédiaire en un signal d'amplitude et de fréquence de la composante variable. Un circuit de contrôle électronique est nécessaire pour générer les signaux nécessaires au contrôle du redresseur ou de l'onduleur.

Principe de fonctionnement

Lors du démarrage d'un moteur électrique de type collecteur, une augmentation significative à court terme de la consommation de courant se produit, ce qui provoque une panne prématurée de l'outil électrique et nécessite sa réparation. Les pièces électriques s'usent (le courant dépasse 7 fois) et les pièces mécaniques (démarrage brusque). Pour organiser un démarrage « en douceur », des dispositifs de démarrage progressif (ci-après dénommés démarreurs progressifs) doivent être utilisés. Ces appareils doivent répondre aux exigences de base :

Les plus utilisés sont les démarreurs progressifs triac dont le principe de fonctionnement est une régulation en douceur de U en ajustant l'angle d'ouverture de la jonction triac. Le triac doit être connecté directement aux enroulements du moteur et cela permet de réduire le courant de démarrage de 2 à 5 fois (selon le triac et le circuit de commande). Les principaux inconvénients des démarreurs progressifs triac sont les suivants :

1. Schémas complexes.
2. Surchauffe des enroulements lors d'un démarrage prolongé.
3. Problèmes de démarrage du moteur (entraîne un échauffement important des enroulements du stator).

Les circuits deviennent plus compliqués lors de l'utilisation de moteurs puissants, cependant, avec des charges légères et un régime de ralenti, des circuits simples peuvent être utilisés.

Les démarreurs progressifs avec régulateurs sans retour (1 ou 3 phases) se sont généralisés. Dans les modèles de ce type, il devient possible de prérégler l'heure de démarrage et la valeur U avant de démarrer le moteur. Cependant, dans ce cas, il est impossible de réguler le couple sous charge. Avec ce modèle, un dispositif spécial est utilisé pour réduire le courant de démarrage, protéger contre la perte et le déséquilibre de phase, ainsi que contre les surcharges. Les modèles d'usine ont une fonction de surveillance de l'état du moteur électrique.

Les circuits de commande monophasés les plus simples sont exécutés sur un seul triac et sont utilisés pour des instruments d'une puissance allant jusqu'à 12 kW. Il existe des circuits plus complexes qui permettent d'ajuster les paramètres de puissance d'un moteur d'une puissance allant jusqu'à 260 kW. Lors du choix d'un démarreur progressif fabriqué en usine, il est nécessaire de prendre en compte les paramètres suivants : puissance, modes de fonctionnement possibles, égalité des courants admissibles et nombre de démarrages dans une certaine période de temps.

Application dans une meuleuse d'angle

Lors du démarrage d'une meuleuse d'angle (meuleuse d'angle), des charges dynamiques élevées apparaissent sur les pièces de l'outil.

Les modèles coûteux sont équipés d'un démarreur progressif, mais pas des variétés ordinaires, par exemple les meuleuses d'angle de la société Interskol. Une secousse inertielle peut arracher une meuleuse d'angle de vos mains, ce qui constitue une menace pour la vie et la santé. De plus, lors du démarrage du moteur électrique de l'outil, une surintensité se produit et, par conséquent, une usure des balais et un échauffement important des bobinages du stator, une usure de la boîte de vitesses et une éventuelle destruction du disque de coupe, qui peut se fissurer à à tout moment et nuire à la santé, voire à la vie. L'outil doit être sécurisé et pour cela, vous devez démarrer en douceur de vos propres mains.

Options faites maison

Il existe de nombreux schémas de modernisation des outils électriques à l'aide de démarreurs progressifs. Parmi toutes les variétés, les dispositifs basés sur les triacs sont largement utilisés. Triac - élément semi-conducteur, vous permettant d'ajuster en douceur les paramètres de puissance. Il existe des circuits simples et complexes qui diffèrent par les options de conception, ainsi que par la puissance prise en charge de l'outil électrique connecté. La conception comprend des modules internes, qui permettent de les intégrer à l'intérieur du boîtier, et des modules externes, fabriqués sous la forme d'un module séparé, qui agit comme un limiteur de vitesse et un courant de démarrage lors du démarrage direct de la meuleuse d'angle.

Le schéma le plus simple

Un démarreur progressif avec contrôle de vitesse sur thyristor KU 202 est largement utilisé en raison de sa conception très simple (schéma 1). Le connecter ne nécessite aucune compétence particulière. Les éléments radio sont très faciles à obtenir. Ce modèle de régulateur est constitué d'un pont de diodes, résistance variable(agit comme un régulateur U) et un circuit de réglage à thyristor (alimentation U à la sortie de commande avec une valeur nominale de 6,3 volts) d'un fabricant national.

Schéma 1. Schéma électrique de l'unité intérieure avec contrôle de vitesse et démarrage progressif (schéma électrique)

En raison de la taille et du nombre de pièces, ce type de régulateur peut être intégré au corps d'un outil électrique. De plus, le bouton de résistance variable doit être retiré et le contrôleur de vitesse lui-même peut être modifié en intégrant un bouton devant le pont de diodes.

Le principe de base de fonctionnement est de réguler la vitesse du moteur électrique de l'outil en limitant la puissance en mode manuel. Ce circuit vous permet d'utiliser des outils électriques d'une puissance allant jusqu'à 1,5 kW. Pour augmenter cet indicateur, il est nécessaire de remplacer le thyristor par un autre plus puissant (des informations à ce sujet peuvent être trouvées sur Internet ou dans un ouvrage de référence). De plus, vous devez prendre en compte le fait que le circuit de commande du thyristor sera différent de celui d'origine. Le KU 202 est un excellent thyristor, mais son inconvénient majeur est sa configuration (sélection des pièces pour le circuit de commande). Pour mettre en œuvre un démarrage progressif en mode automatique, le schéma 2 est utilisé (démarreur progressif sur microcircuit).

Démarrage progressif sur une puce

La meilleure option pour fabriquer un démarreur progressif est un circuit de démarrage progressif avec un triac et un microcircuit qui contrôle l'ouverture en douceur jonction p-n taper. L'appareil est alimenté par un réseau 220 V et est facile à assembler soi-même. Un circuit de démarrage progressif très simple et universel pour moteur électrique permet également de réguler la vitesse (schéma 2). Le triac peut être remplacé par le même ou par des caractéristiques dépassant celles d'origine, selon l'ouvrage de référence des radioéléments de type semi-conducteur.

Schéma 2. Schéma de démarrage progressif d'un outil électrique

L'appareil est réalisé sur la base du microcircuit KR118PM1 et d'un triac. En raison de la polyvalence de l'appareil, il peut être utilisé pour n'importe quel outil. Il ne nécessite aucune configuration et s'installe dans le câble d'alimentation.

Lorsque le moteur électrique démarre, U est fourni au KR118PM1 et la charge du condensateur C2 augmente progressivement. Le thyristor s'ouvre progressivement avec un retard dépendant de la capacité du condensateur de commande C2. Avec une capacité de C2 = 47 μF, il y a un délai au démarrage d'environ 2 secondes. Cela dépend directement de la capacité du condensateur (avec une capacité plus grande, le temps de démarrage augmente). Lorsque la meuleuse d'angle est éteinte, le condensateur C2 est déchargé à l'aide de la résistance R2 dont la résistance est de 68 k et le temps de décharge est d'environ 4 secondes.

Pour réguler la vitesse, vous devez remplacer R1 par une résistance variable. Lors de la modification du paramètre de la résistance variable, la puissance du moteur électrique change. R2 modifie la quantité de courant circulant à travers l'entrée triac. Le triac a besoin d'être refroidi et, par conséquent, un ventilateur peut être intégré dans le boîtier du module.

La fonction principale des condensateurs C1 et C3 est de protéger et de contrôler la puce. Le triac doit être sélectionné en fonction des caractéristiques suivantes : le U direct doit être de 400..500 V et le courant continu doit être d'au moins 25 A. Avec de tels calibres d'éléments radio, il est possible de connecter un outil d'une puissance de 2 kW à 5 kW au démarreur progressif.

Ainsi, pour démarrer les moteurs électriques de divers outils, il est nécessaire d'utiliser des démarreurs progressifs fabriqués en usine ou faits maison. Des démarreurs progressifs sont utilisés pour augmenter la durée de vie de l'outil. Lors du démarrage du moteur, la consommation de courant augmente fortement de 7 fois. De ce fait, les enroulements du stator peuvent griller et la pièce mécanique peut s'user. Les démarreurs progressifs peuvent réduire considérablement le courant de démarrage. Lorsque vous fabriquez vous-même le démarreur progressif, vous devez suivre les règles de sécurité lorsque vous travaillez avec de l'électricité.

Qui veut se fatiguer, dépenser son argent et son temps pour rééquiper des appareils et des mécanismes qui fonctionnent déjà parfaitement ? Comme le montre la pratique, beaucoup le font. Bien que tout le monde ne rencontre pas dans la vie des équipements industriels équipés de moteurs électriques puissants, ils rencontrent constamment, bien que moins voraces et puissants, des moteurs électriques dans la vie de tous les jours. Eh bien, tout le monde a probablement utilisé l'ascenseur.

Moteurs et charges électriques - un problème ?

Le fait est que pratiquement n'importe quel moteur électrique, au moment du démarrage ou de l'arrêt du rotor, subit d'énormes charges. Plus le moteur et l’équipement qu’il entraîne sont puissants, plus les coûts de démarrage sont élevés.

La charge la plus importante imposée au moteur au moment du démarrage est probablement un excès multiple, quoique à court terme, du courant de fonctionnement nominal de l'unité. Après seulement quelques secondes de fonctionnement, lorsque le moteur électrique atteint sa vitesse normale, le courant consommé par celui-ci reviendra également à des niveaux normaux. Pour assurer l’alimentation électrique nécessaire devoir augmenter la puissance des équipements électriques et des lignes conductrices, ce qui entraîne leur hausse de prix.

Lors du démarrage d'un moteur électrique puissant, en raison de sa consommation élevée, la tension d'alimentation « chute », ce qui peut entraîner des pannes ou des pannes d'équipements alimentés par la même ligne. De plus, la durée de vie des équipements d'alimentation électrique est réduite.

Si des situations d'urgence surviennent entraînant un grillage du moteur ou une surchauffe grave, les propriétés de l'acier du transformateur peuvent changerà tel point qu'après réparation, le moteur perdra jusqu'à trente pour cent de sa puissance. Dans de telles circonstances, il n’est plus adapté à une utilisation ultérieure et doit être remplacé, ce qui n’est pas non plus bon marché.

Pourquoi avez-vous besoin d’un démarrage en douceur ?

Il semblerait que tout soit correct et que l'équipement soit conçu pour cela. Mais il y a toujours un « mais ». Dans notre cas il y en a plusieurs :

• au moment du démarrage du moteur électrique, le courant d'alimentation peut dépasser celui nominal de quatre fois et demie à cinq fois, ce qui entraîne un échauffement important des enroulements, et ce n'est pas très bon ;
• le démarrage du moteur par commutation directe entraîne des à-coups, qui affectent principalement la densité des mêmes enroulements, augmentant le frottement des conducteurs pendant le fonctionnement, accélère la destruction de leur isolation et, avec le temps, peut conduire à un court-circuit entre spires ;
• les à-coups et vibrations mentionnés ci-dessus sont transmis à l'ensemble de l'unité entraînée. C'est déjà complètement malsain, car peut endommager ses pièces mobiles: systèmes d'engrenages, courroies d'entraînement, bandes transporteuses, ou imaginez-vous simplement rouler dans un ascenseur saccadé. Dans le cas des pompes et des ventilateurs, il s'agit du risque de déformation et de destruction des turbines et des aubes ;
• N'oubliez pas non plus les produits susceptibles d'être présents ligne de production. Ils peuvent tomber, s'effondrer ou se casser à cause d'une telle secousse ;
• Eh bien, et probablement le dernier point qui mérite l’attention est le coût de fonctionnement d’un tel équipement. Nous parlons non seulement de réparations coûteuses associées à des charges critiques fréquentes, mais également d'une quantité importante d'électricité dépensée de manière inefficace.

Il semblerait que toutes les difficultés de fonctionnement ci-dessus ne soient inhérentes qu'aux équipements industriels puissants et encombrants, mais ce n'est pas le cas. Tout cela peut devenir un casse-tête pour toute personne moyenne. Cela s'applique principalement aux outils électriques.

L'utilisation spécifique d'unités telles que des scies sauteuses, des perceuses, des meuleuses et analogues nécessite de multiples cycles de démarrage et d'arrêt sur une période de temps relativement courte. Ce mode de fonctionnement affecte leur durabilité et leur consommation d'énergie au même titre que leurs homologues industriels. Avec tout cela, n'oubliez pas que les systèmes de démarrage progressif impossible de réguler le régime moteur ou inverser leur direction. Il est également impossible d'augmenter le couple de démarrage ou de réduire le courant en dessous de celui nécessaire pour démarrer la rotation du rotor du moteur.

Vidéo : Démarrage progressif, réglage et protection du collecteur. moteur

Options pour systèmes de démarrage progressif pour moteurs électriques

Système étoile-triangle

L'un des systèmes de démarrage les plus utilisés pour les moteurs asynchrones industriels. Son principal avantage est la simplicité. Le moteur démarre lorsque les enroulements du système étoile sont commutés, après quoi, lorsque la vitesse normale est atteinte, il passe automatiquement en commutation triangle. C'est l'option de départ vous permet d'obtenir un courant inférieur de près d'un tiers que lors du démarrage direct du moteur électrique.

Cependant, cette méthode n’est pas adaptée aux mécanismes à faible inertie en rotation. Il s'agit par exemple de ventilateurs et de petites pompes, en raison de la petite taille et du poids de leurs turbines. Au moment du passage de la configuration « étoile » à la configuration « triangle », ils réduiront fortement la vitesse ou s'arrêteront complètement. En conséquence, après la commutation, le moteur électrique redémarre essentiellement. Autrement dit, en fin de compte, non seulement vous ne réaliserez pas d'économies sur la durée de vie du moteur, mais vous vous retrouverez également très probablement avec une consommation d'énergie excessive.

Vidéo : Connexion d'un moteur électrique asynchrone triphasé avec une étoile ou un triangle

Système de démarrage progressif du moteur électronique

Un démarrage en douceur du moteur peut être effectué à l'aide de triacs connectés au circuit de commande. Il existe trois schémas pour une telle connexion : monophasé, biphasé et triphasé. Chacun d’eux diffère respectivement par sa fonctionnalité et son coût final.

Avec de tels schémas, généralement il est possible de réduire le courant de démarrage jusqu'à deux ou trois nominaux. De plus, il est possible de réduire l'échauffement important inhérent au système étoile-triangle susmentionné, ce qui contribue à augmenter la durée de vie des moteurs électriques. Du fait que le démarrage du moteur est contrôlé par une réduction de la tension, le rotor accélère en douceur et non brusquement, comme dans les autres circuits.

En général, les systèmes de démarrage progressif des moteurs se voient confier plusieurs tâches clés :

• le principal est de réduire le courant de démarrage à trois ou quatre courants nominaux ;
• réduire la tension d'alimentation du moteur, si l'alimentation et le câblage appropriés sont disponibles ;
• amélioration des paramètres de démarrage et de freinage ;
• protection du réseau de secours contre les surcharges de courant.

Circuit de démarrage monophasé

Ce circuit est conçu pour démarrer des moteurs électriques d'une puissance ne dépassant pas onze kilowatts. Cette option est utilisée s'il est nécessaire d'atténuer le choc au démarrage et que le freinage, le démarrage progressif et la réduction du courant de démarrage n'ont pas d'importance. Principalement en raison de l’impossibilité d’organiser ces dernières selon un tel schéma. Mais en raison de la production moins coûteuse de semi-conducteurs, y compris de triacs, ils ont été abandonnés et sont rarement vus ;

Circuit de démarrage biphasé

Ce circuit est conçu pour réguler et démarrer des moteurs d'une puissance allant jusqu'à deux cent cinquante watts. De tels systèmes de démarrage progressif parfois équipé d'un contacteur by-pass pour réduire le coût du dispositif, cela ne résout cependant pas le problème de l'asymétrie d'alimentation des phases, qui peut conduire à une surchauffe ;

Circuit de démarrage triphasé

Ce schéma est le plus fiable et système universel démarrage en douceur des moteurs électriques. La puissance maximale des moteurs pilotés par un tel dispositif est limitée uniquement par la température maximale et l'endurance électrique des triacs utilisés. Son la polyvalence vous permet de mettre en œuvre de nombreuses fonctions tels que : freinage dynamique, rebond ou équilibrage de limite champ magnétique et actuel.

Un élément important du dernier des circuits mentionnés est le contacteur de dérivation, mentionné précédemment. Il permet d'assurer les bonnes conditions thermiques du système de démarrage progressif du moteur électrique, une fois que le moteur a atteint son régime de fonctionnement normal, ce qui l'empêche de surchauffer.

Les dispositifs de démarrage progressif pour moteurs électriques qui existent aujourd'hui, en plus des propriétés ci-dessus, sont conçus pour fonctionner avec divers contrôleurs et systèmes d'automatisation. Ils ont la capacité d'être activés par commande de l'opérateur ou du système de contrôle global. Dans de telles circonstances, lors de la mise sous tension des charges, des interférences peuvent apparaître, pouvant entraîner des dysfonctionnements de l'automatisation. Il convient donc de prêter attention aux systèmes de protection. L'utilisation de circuits de démarrage progressif peut réduire considérablement leur influence.

Démarrage progressif à faire soi-même

La plupart des systèmes énumérés ci-dessus ne sont en réalité pas applicables dans des conditions domestiques. Principalement parce que chez nous, nous utilisons extrêmement rarement des moteurs asynchrones triphasés. Mais il existe largement assez de moteurs monophasés à collecteur.

Il existe de nombreux systèmes pour un démarrage en douceur des moteurs. Le choix d'un spécifique dépend entièrement de vous, mais en principe, avoir une certaine connaissance en ingénierie radio, des mains habiles et le désir, tout à fait vous pouvez assembler une bonne entrée maison ce qui prolongera la durée de vie de votre outil électrique et appareils électroménagers depuis de nombreuses années.

Alexandre Sitnikov (région de Kirov)

Le circuit évoqué dans l'article permet un démarrage et un freinage sans choc du moteur électrique, augmentant ainsi la durée de vie de l'équipement et réduisant la charge sur le réseau électrique. est obtenu en régulant la tension sur les enroulements du moteur avec des thyristors de puissance.

Les dispositifs de démarrage progressif (SFD) sont largement utilisés dans divers entraînements électriques. Schéma fonctionnel Le démarreur progressif développé est illustré à la figure 1 et le schéma de fonctionnement du démarreur progressif est illustré à la figure 2. La base du démarreur progressif est constituée de trois paires de thyristors dos à dos VS1 - VS6, connectés à la coupure de chacun phase. Le démarrage en douceur est effectué grâce à un démarrage progressif

augmenter la tension du secteur appliquée aux enroulements du moteur d'une certaine valeur initiale Un à la valeur nominale Unom. Ceci est obtenu en augmentant progressivement l'angle de conduction des thyristors VS1 - VS6 de la valeur minimale au maximum pendant le temps Tstart, appelé temps de démarrage.

Généralement, la valeur de Unat est comprise entre 30 et 60 % de Unom, de sorte que le couple de démarrage du moteur électrique est nettement inférieur à celui si le moteur électrique est connecté à la pleine tension du secteur. Dans ce cas, les courroies d'entraînement sont tendues progressivement et les pignons de la boîte de vitesses s'engagent en douceur. Cela a un effet bénéfique sur la réduction des charges dynamiques de l'entraînement électrique et, par conséquent, contribue à prolonger la durée de vie des mécanismes et à augmenter l'intervalle entre les réparations.

L'utilisation d'un démarreur progressif permet également de réduire la charge sur le réseau électrique, puisque dans ce cas le courant de démarrage du moteur électrique est de 2 à 4 fois le courant nominal du moteur, et non de 5 à 7 valeurs, comme avec le direct départ. Ceci est important lors de l'alimentation d'installations électriques à partir de sources d'énergie de puissance limitée, par exemple des groupes électrogènes diesel, des sources alimentation sans interruption et sous-stations de transformation de faible puissance

(surtout en milieu rural). Une fois le démarrage terminé, les thyristors sont contournés par un bypass (contacteur de bypass) K, grâce auquel pendant le temps Trab les thyristors ne dissipent pas de puissance, ce qui signifie que de l'énergie est économisée.

Lorsque le moteur freine, les processus se déroulent dans l'ordre inverse : après la coupure du contacteur K, l'angle de conduction des thyristors est maximum, la tension sur les enroulements du moteur est égale à la tension du secteur moins la chute de tension aux bornes des thyristors . Ensuite, l'angle de conduction des thyristors pendant le temps Ttorm diminue jusqu'à la valeur minimale, qui correspond à la tension de coupure Uots, après quoi l'angle de conduction des thyristors devient nul et aucune tension n'est appliquée aux enroulements. La figure 3 montre les diagrammes de courant d'une des phases du moteur avec une augmentation progressive de l'angle de conduction des thyristors.

La figure 4 montre des fragments du principe fondamental schéma électrique UPP. Le schéma complet est disponible sur le site du magazine. Pour son fonctionnement, tension des trois phases A, B, Avec un réseau standard de 380 V avec une fréquence de 50 Hz. Les bobinages du moteur électrique peuvent être reliés soit par une étoile, soit par un triangle.

Des appareils bon marché de type 40TPS12 en boîtier TO-247 avec courant continu Ipr = 35 A sont utilisés comme thyristors de puissance VS1 - VS6. Le courant admissible à travers la phase est Iadd = 2Ipr = 70 A. Nous supposons que le courant de démarrage maximum est. 4Ir, ce qui signifie que Inom< Iдоп/4 = 17,5 А. Просматривая стандартный ряд мощностей электродвигателей, находим, что к УПП допустимо подключать двигатель мощностью 7,5 кВт с номинальным током фазы Iн= 15 А. В случае, если пусковой ток превысит Iдоп (по причине подключения двигателя большей мощности или слишком малого времени пуска), процесс пуска будет остановлен, поскольку сработает disjoncteur QF1 avec des caractéristiques spécialement sélectionnées.

Les chaînes RC d'amortissement R48, C20, C21, R50, C22, C23, R52, C24, C25 sont connectées en parallèle aux thyristors, empêchant ainsi les fausses activations des thyristors, ainsi que les varistances R49, R51 et R53, absorbant les impulsions de surtension sur 700 V. Les relais de dérivation K1, K2, K3 de type TR91-12VDC-SC-C avec un courant nominal de 40 A shuntent les thyristors de puissance une fois le démarrage terminé.

Le système de contrôle est alimenté par une alimentation de transformateur alimentée par la tension phase-phase du drone. L'alimentation comprend des transformateurs abaisseurs TV1, TV2, un pont de diodes VD1, une résistance de limitation de courant R1, des condensateurs de lissage C1, C3, C5, des condensateurs de suppression de bruit C2, C4, C6 et des stabilisateurs linéaires DA1 et DA2, fournissant des tensions de 12 et 5 V, respectivement.

Le système de contrôle est construit à l'aide d'un microcontrôleur DD1 de type PIC16F873. Le microcontrôleur émet des impulsions de commande pour les thyristors VS1 - VS6 en « allumant » les optosimistors ORT5-ORT10 (MOC3052). Pour limiter le courant dans les circuits de commande des thyristors VS1 - VS6, des résistances R36 - R47 sont utilisées. Des impulsions de commande sont appliquées simultanément à deux thyristors avec un retard par rapport au début de l'alternance de tension composée. Les circuits de synchronisation avec tension secteur sont constitués de trois unités similaires, constituées de résistances de charge R13, R14, R18, R19, R23, R24, de diodes VD3 - VD8, de transistors VT1 - VT3, de condensateurs de stockage C17 - C19 et d'optocoupleurs OPT2 - OPT4. A partir de la sortie 4 des optocoupleurs OPT2, OPT3, OPT4, des impulsions d'une durée d'environ 100 µs sont reçues aux entrées du microcontrôleur RC2, RC1, RC0, correspondant au début de l'alternance négative des tensions de phase Uab, Ubc, Uca.

Les schémas de fonctionnement de l'unité de synchronisation sont illustrés à la figure 5. Si nous prenons le graphique du haut comme tension secteur Uav, alors le graphique du milieu correspondra à la tension sur le condensateur C17 et le graphique du bas correspondra au courant traversant la photodiode. de l'optocoupleur ORT2. Le microcontrôleur enregistre les impulsions d'horloge arrivant à ses entrées, détermine la présence, l'ordre d'alternance, l'absence de « collage » des phases, et calcule également le temps de retard des impulsions de commande des thyristors. Les entrées des circuits de synchronisation sont protégées des surtensions par des varistances R17, R22 et R27.

À l'aide des potentiomètres R2, R3, R4, les paramètres correspondant au schéma de fonctionnement du démarreur progressif illustré à la figure 2 sont définis ; en conséquence, R2 - Tstart, R3 - Tbrake, R4 - Unstart Uots. Les tensions de réglage des moteurs R2, R3, R4 sont fournies aux entrées RA2, RA1, RA0 du microcircuit DD1 et converties à l'aide d'un CAN. Les temps de démarrage et de freinage sont réglables de 3 à 15 s, et la tension initiale est réglable de zéro à une tension correspondant à l'angle de conduction du thyristor de 60 degrés électriques. Les condensateurs C8 à C10 suppriment le bruit.

Équipe « START » est appliqué en fermant les contacts 1 et 2 du connecteur XS2, tandis qu'un journal apparaît à la sortie 4 de l'optocoupleur OPT1. 1 ; les condensateurs C14 et C15 suppriment les oscillations dues au « rebond » des contacts. La position ouverte des contacts 1 et 2 du connecteur XS2 correspond à la commande « STOP ». La commutation du circuit de commande de lancement peut être réalisée avec un bouton de verrouillage, un interrupteur à bascule ou des contacts de relais.

Les thyristors de puissance sont protégés de la surchauffe par un thermostat B1009N à contacts normalement fermés situé sur le dissipateur thermique. Lorsque la température atteint 80°C, les contacts du thermostat s'ouvrent et un niveau de journalisation est envoyé à l'entrée RC3 du microcontrôleur. 1, indiquant une surchauffe.

Les LED HL1, HL2, HL3 servent d'indicateurs des états suivants :

• HL1 (vert) « Prêt » - aucune condition d'urgence, prêt à lancer ;
• HL2 (vert) « Fonctionnement » - une LED clignotante signifie que le démarreur progressif démarre ou freine le moteur, une lumière constante signifie qu'il fonctionne en dérivation ;
• HL3 (rouge) « Alarme » - indique une surchauffe du dissipateur thermique, l'absence ou le « collage » des tensions de phase.

Les relais de contournement K1, K2, K3 sont activés en fournissant un journal au microcontrôleur. 1 à la base du transistor VT4.

La programmation du microcontrôleur s'effectue en circuit, pour lequel le connecteur XS3, la diode VD2 et le microswitch J1 sont utilisés. Les éléments ZQ1, C11, C12 forment le circuit de démarrage du générateur d'horloge, R5 et C7 sont le circuit de réinitialisation de l'alimentation, C13 filtre le bruit le long des bus d'alimentation du microcontrôleur.

La figure 6 montre un algorithme simplifié pour le fonctionnement du démarreur progressif. Après avoir initialisé le microcontrôleur, le sous-programme Error_Test est appelé, qui détermine la présence de situations d'urgence : surchauffe du dissipateur thermique, impossibilité de se synchroniser avec la tension secteur en raison d'une perte de phase, d'une connexion incorrecte au réseau ou de fortes interférences. Si urgence n'est pas corrigé, alors la variable Error reçoit la valeur « 0 », après le retour du sous-programme la LED « Ready » s'allume et le circuit passe en mode veille pour la commande « START ». Après avoir enregistré la commande « START », le microcontrôleur effectue une conversion analogique-numérique des tensions de consigne.
sur les potentiomètres et le calcul des paramètres Tstart et Ustart, après quoi il émet des impulsions de commande pour les thyristors de puissance. A la fin du démarrage, le bypass est activé. Lorsque le moteur freine, les processus de contrôle sont effectués en sens inverse
d'accord.

De nombreux outils électriques, notamment ceux des années précédentes, ne sont pas équipés d'un dispositif de démarrage progressif. De tels outils sont lancés avec une secousse puissante, ce qui entraîne une usure accrue des roulements, des engrenages et de toutes les autres pièces mobiles. Des fissures apparaissent dans les revêtements isolants du vernis, qui sont directement liées à une défaillance prématurée de l'outil.

Pour exclure cela phénomène négatif il n'y a pas grand chose circuit complexe sur un régulateur de puissance intégré, développé en Union soviétique, mais qui n'est toujours pas difficile à acheter sur Internet. Prix ​​​​à partir de 40 roubles et plus. Il s'appelle KR1182PM1. Fonctionne bien dans une variété de dispositifs de contrôle. Mais nous allons assembler un système de démarrage progressif.

Schéma du circuit du démarreur progressif

Regardons maintenant le diagramme lui-même.

Comme vous pouvez le constater, il n’y a pas beaucoup de composants et ils ne sont pas chers.

Aura besoin

• Microcircuit – KR1182PM1.
• R1 – 470 ohms. R2 – 68 kilo-ohms.
• C1 et C2 – 1 microfarad – 10 volts.
• C3 – 47 microfarads – 10 volts.

Une maquette pour monter des composants de circuits « afin de ne pas s’embêter à fabriquer un circuit imprimé ».
La puissance de l'appareil dépend de la marque du triac que vous installez.
Par exemple, la valeur moyenne du courant à l'état ouvert pour différents triacs :

• BT139-600 - 16 ampères,
• BT138-800 - 12 ampères,
• BTA41-600 - 41 ampères.

Assemblage de l'appareil

Vous pouvez en installer d'autres que vous possédez et qui conviennent à votre puissance, mais vous devez tenir compte du fait que plus le triac est puissant, moins il chauffera, ce qui signifie que plus il fonctionnera longtemps. En fonction de la charge, vous devez utiliser un radiateur de refroidissement pour le triac.
J'ai installé le BTA41-600, vous n'avez pas du tout besoin d'installer de radiateur, il est assez puissant et ne chauffera pas lors d'un fonctionnement répété à court terme, avec une charge allant jusqu'à deux kilowatts. Je n’ai tout simplement pas d’outil plus puissant. Si vous envisagez de connecter une charge plus puissante, pensez au refroidissement.
Assemblons les pièces pour installer l'appareil.

Nous avons également besoin d'une prise « fermée » et d'un câble d'alimentation avec une fiche.

Il est bon d'ajuster la planche à pain à la bonne taille à l'aide de gros ciseaux. Il coupe facilement, simplement et proprement.

Nous plaçons les composants sur la planche à pain. Il est préférable de souder une prise spéciale pour le microcircuit, cela coûte un centime, mais rend le travail beaucoup plus facile. Il n'y a aucun risque de surchauffe des pattes du microcircuit, vous n'avez pas besoin d'avoir peur de l'électricité statique et si le microcircuit grille, il peut être remplacé en quelques secondes. Il suffit de retirer celui brûlé et d'insérer le tout.

Nous soudons les pièces immédiatement.

Nous plaçons de nouvelles pièces sur le tableau en vérifiant le schéma.

Soudez-le soigneusement.

Pour un triac, les douilles doivent être légèrement percées.

Et ainsi de suite dans l'ordre.

Nous insérons et soudons le cavalier et les autres pièces.

Nous soudons.

Nous vérifions la conformité du circuit et insérons le microcircuit dans la prise, sans oublier la clé.

Nous insérons le circuit fini dans la prise.

Nous connectons l'alimentation à la prise et au circuit.

Veuillez regarder la vidéo testant cet appareil. Le changement de comportement de l'appareil au démarrage est clairement affiché.
Bonne chance à vous dans vos affaires et vos préoccupations.