L'utilisation de la puce KR1182PM1. Démarrage en douceur du moteur électrique

Démarreurs progressifs moteur

Le démarrage progressif du moteur électrique a récemment été appliqué de plus en plus souvent. Les domaines d'application sont divers et nombreux. Il s'agit de l'industrie, du transport électrique, des services publics et de l'agriculture. L'utilisation de tels dispositifs peut réduire considérablement la charge de démarrage sur le moteur et les actionneurs, prolongeant ainsi leur durée de vie.

Courants d'appel

Les courants de démarrage atteignent des valeurs 7 ... 10 fois plus élevées qu'en mode de fonctionnement. Cela conduit à un «affaissement» de la tension dans le réseau d'alimentation, ce qui affecte non seulement le travail des autres consommateurs, mais aussi le moteur lui-même. Le temps de démarrage est retardé, ce qui peut entraîner une surchauffe des enroulements et la destruction progressive de leur isolation. Cela contribue à une défaillance prématurée du moteur.

Les démarreurs progressifs peuvent réduire considérablement la charge de démarrage du moteur électrique et du secteur, ce qui est particulièrement important dans les zones rurales ou lorsque le moteur est alimenté par une centrale électrique autonome.

Surcharges de l'actionneur

Au moment du démarrage du moteur, le moment sur son arbre est très instable et dépasse la valeur nominale de plus de cinq fois. Par conséquent, les charges de démarrage des actionneurs sont également augmentées par rapport au travail en régime permanent et peuvent atteindre jusqu'à 500%. L'instabilité du couple au démarrage entraîne des chocs sur les dents de l'engrenage, des chevilles de coupe et parfois même une torsion des arbres.

Les démarreurs progressifs du moteur électrique réduisent considérablement les charges de démarrage sur le mécanisme: les espaces entre les dents de l'engrenage sont sélectionnés en douceur, ce qui empêche leur panne. Dans les entraînements par courroies, les courroies d'entraînement sont également tirées en douceur, ce qui réduit l'usure des mécanismes.

En plus d'un démarrage en douceur, le fonctionnement des mécanismes a un effet bénéfique sur le mode de freinage en douceur. Si le moteur entraîne la pompe, un freinage en douceur évite les coups de bélier lorsque l'appareil est éteint.

Démarreurs progressifs industriels

Démarreurs progressifs actuellement produite par de nombreuses sociétés, par exemple Siemens, Danfoss, Schneider Electric. Ces appareils ont de nombreuses fonctionnalités programmables par l'utilisateur. Il s'agit du temps d'accélération, du temps de freinage, de la protection contre les surcharges et de nombreuses autres fonctions supplémentaires.

Avec tous les avantages, les appareils de marque ont un inconvénient - un prix assez élevé. Cependant, vous pouvez créer vous-même un appareil similaire. Son coût s'avérera faible.

Démarreur progressif sur la puce KR1182PM1

Dans la première partie de l'article parlé puce spécialisée KR1182PM1représentant un régulateur de puissance de phase. Des schémas typiques pour son inclusion, des dispositifs pour le démarrage en douceur des lampes à incandescence et simplement des régulateurs de puissance dans la charge ont été envisagés. Sur la base de ce microcircuit, il est possible de créer un démarreur progressif à moteur triphasé assez simple. Le schéma de l'appareil est illustré à la figure 1.

Figure 1. Schéma du démarreur progressif.

Le démarrage progressif s'effectue en augmentant progressivement la tension sur les enroulements du moteur de zéro à la valeur nominale. Ceci est réalisé en augmentant l'angle d'ouverture des touches du thyristor dans un temps appelé l'heure de début.

Description du circuit

La conception utilise un moteur électrique triphasé de 50 Hz, 380 V. Les enroulements du moteur connectés par une "étoile" sont connectés aux circuits de sortie indiqués dans le diagramme comme L1, L2, L3. Le milieu de l'étoile est connecté au neutre du réseau (N).

Les touches de sortie sont réalisées sur des thyristors connectés dans le sens antihoraire. La conception a utilisé des thyristors importés de type 40TPS12. À faible coût, ils ont un courant suffisamment important - jusqu'à 35 A, et leur tension inverse est de 1200 V. En plus d'eux, il y a plusieurs autres éléments dans les touches. Leur fonction est la suivante: les circuits d'amortissement RC connectés en parallèle aux thyristors empêchent les fausses commutations de ces derniers (R8C11, R9C12, R10C13 sur le circuit), et les interférences de commutation d'une amplitude supérieure à 500 V sont absorbées à l'aide des varistances RU1 ... RU3.

Comme nœuds de contrôle pour les clés de sortie, on utilise des puces DA1 ... DA3 de type KR1182PM1. Ces microcircuits ont été considérés de manière suffisamment détaillée dans la première partie de l'article. Les condensateurs C5 ... C10 à l'intérieur du microcircuit forment une tension en dents de scie, qui est synchronisée par le réseau. Les signaux de commande des thyristors dans le microcircuit sont formés en comparant la tension en dents de scie avec la tension entre les bornes du microcircuit 3 et 6.

Pour alimenter le relais K1 ... K3, l'appareil dispose d'une alimentation électrique, qui ne se compose que de quelques éléments. Il s'agit d'un transformateur T1, d'un pont redresseur VD1, d'un condensateur de lissage C4. À la sortie du redresseur, un stabilisateur intégré DA4 de type 7812 est installé, qui fournit une tension de 12 V en sortie et une protection contre les courts-circuits et les surcharges en sortie.

Description du fonctionnement des démarreurs progressifs

Une tension secteur est appliquée au circuit lorsque le disjoncteur Q1 se ferme. Cependant, le moteur n'a pas encore démarré. En effet, les enroulements de relais K1 ... K3 sont toujours hors tension et leurs contacts normalement fermés contournent les broches 3 et 6 des circuits DA1 ... DA3 à travers les résistances R1 ... R3. Cette circonstance ne permet pas de charger les condensateurs C1 ... C3, donc les impulsions de commande du microcircuit ne se produisent pas.

Démarrez l'appareil

Lorsque l'interrupteur à bascule SA1 est fermé, la tension de 12 V active le relais K1 ... K3. Leurs contacts normalement fermés s'ouvrent, ce qui permet de charger des condensateurs C1 ... C3 à partir de générateurs de courant internes. Parallèlement à une augmentation de la tension aux bornes de ces condensateurs, l'angle d'ouverture des thyristors augmente également. Cela permet une augmentation régulière de la tension aux bornes des enroulements du moteur. Lorsque les condensateurs sont complètement chargés, l'angle d'activation des thyristors atteindra la valeur maximale et la fréquence de rotation du moteur électrique atteindra la valeur nominale.

Arrêt du moteur, freinage en douceur

Pour couper le moteur, ouvrez l'interrupteur SA1, ce qui déclenchera le relais K1 ... K3. Leurs contacts normalement fermés se fermeront, ce qui entraînera la décharge des condensateurs C1 ... C3 à travers les résistances R1 ... R3. La décharge des condensateurs durera quelques secondes, pendant lesquelles le moteur s'arrêtera.

Lorsque le moteur est démarré, des courants importants peuvent circuler dans le fil neutre. En effet, lors d'une accélération en douceur, les courants dans les enroulements du moteur ne sont pas sinusoïdaux, mais vous ne devriez pas avoir particulièrement peur de cela: le processus de démarrage est de courte durée. En régime permanent, ce courant sera beaucoup moins important (pas plus de dix pour cent du courant de phase en mode nominal), ce qui n'est dû qu'à la diffusion technologique des paramètres d'enroulement et au déséquilibre de phase. Il est déjà impossible de se débarrasser de ces phénomènes.

Pièces et construction

Les pièces suivantes sont nécessaires pour assembler l'appareil:

Un transformateur d'une puissance ne dépassant pas 15 W, avec une tension de l'enroulement de sortie de 15 ... 17 V.

Tout relais avec une tension de bobine de 12 V ayant un contact normalement fermé ou de commutation, par exemple TRU-12VDC-SB-SL, peut être utilisé comme relais K1 ... K3.

Condensateurs C11 ... C13 de type K73-17 pour une tension de service d'au moins 600 V.

L'appareil est fabriqué sur une carte de circuit imprimé. L'appareil assemblé doit être placé dans un boîtier en plastique de taille appropriée, sur le panneau avant duquel se trouve un interrupteur SA1 et des LED HL1 et HL2.

Connexion moteur

La connexion de l'interrupteur Q1 et du moteur est réalisée par des fils dont la section correspond à la puissance de ce dernier.Le fil neutre est le même fil que le fil de phase. Avec les valeurs nominales des pièces indiquées sur le schéma, il est possible de connecter des moteurs d'une puissance allant jusqu'à quatre kilowatts.

Si vous avez l'intention d'utiliser un moteur d'une puissance n'excédant pas un kilowatts et demi, et que la fréquence de démarrage ne dépassera pas 10 ... 15 par heure, alors la puissance dissipée sur les touches du thyristor est insignifiante, vous ne pouvez donc pas installer de radiateurs.

S'il est supposé utiliser un moteur plus puissant ou que les démarrages seront plus fréquents, l'installation de thyristors sur des radiateurs en bande d'aluminium sera nécessaire. Si le radiateur est censé être utilisé couramment, les thyristors doivent en être isolés à l'aide de joints en mica. Pour améliorer les conditions de refroidissement, vous pouvez utiliser la pâte de transfert de chaleur KPT - 8.

Vérifier et configurer l'appareil

Avant la mise sous tension, vérifiez tout d'abord que l'installation est conforme au schéma électrique. Il s'agit d'une règle de base, et il est impossible de s'en écarter. Après tout, négliger ce test peut conduire à un tas de pièces carbonisées et décourager pendant longtemps de faire des «expériences avec l'électricité». Les erreurs trouvées devraient être éliminées, car néanmoins ce circuit est alimenté par le réseau, et les blagues sont mauvaises avec lui. Et même après ce test, il est trop tôt pour connecter le moteur.

Tout d'abord, au lieu du moteur, connectez trois lampes à incandescence identiques avec une puissance de 60 ... 100 watts. Pendant les tests, il faut s'assurer que les lampes «s'allument» uniformément.

L'irrégularité du temps d'activation est due à la variation des capacités des condensateurs C1 ... C3, qui ont une tolérance de capacité significative. Par conséquent, il est préférable de les sélectionner immédiatement à l'aide de l'appareil avant l'installation, au moins avec une précision allant jusqu'à dix pour cent.

Le temps d'arrêt est également dû à la résistance des résistances R1 ... R3. Avec leur aide, vous pouvez aligner le temps libre. Ces réglages doivent être effectués si l'écart dans le temps d'activation / désactivation dans différentes phases dépasse 30%.

Le moteur ne peut être connecté qu'après que les vérifications ci-dessus se soient déroulées normalement, pour ne pas dire même parfaitement.

Quoi d'autre peut être ajouté à la conception

Il a déjà été dit plus haut que ces appareils sont actuellement fabriqués par différentes sociétés. Bien sûr, il est impossible de répéter toutes les fonctions des appareils de marque dans un tel appareil fait maison, mais on peut toujours le copier.

Il s'agit du soi-disant contacteur de dérivation. Son but est le suivant: une fois que le moteur a atteint sa vitesse nominale, le contacteur ponte simplement les touches des thyristors avec ses contacts. Le courant les traverse, contournant les thyristors. Cette conception est souvent appelée bypass (de l'anglais bypass - bypass). Pour une telle amélioration, des éléments supplémentaires devront être ajoutés à l'unité de contrôle.

Boris Aladyshkin