Régulation de tension DC

Aujourd'hui, tant dans l'industrie que dans le domaine civil, il existe de nombreuses installations, entraînements électriques, technologies, où l'alimentation ne nécessite pas une tension alternative mais constante. Ces installations comprennent diverses machines industrielles, des équipements de construction, des moteurs de transport électrique (métro, trolleybus, chargeuse, voiture électrique) et d'autres installations CC de divers types.

La tension d'alimentation de certains de ces dispositifs doit être variable pour que, par exemple, une variation de l'alimentation en courant du moteur électrique entraîne une modification correspondante de la vitesse de rotation de son rotor.

L'une des premières façons de réguler la tension continue est de réguler avec un rhéostat. On peut alors rappeler le circuit moteur - générateur - moteur, où là encore, en ajustant le courant dans l'enroulement d'excitation du générateur, une modification des paramètres de fonctionnement du moteur final a été réalisée.

Mais ces systèmes ne sont pas économiques, ils sont considérés comme obsolètes et les régimes réglementaires sont beaucoup plus modernes. à base de thyristors. La régulation des thyristors est plus économique, plus souple et n'entraîne pas d'augmentation des paramètres dimensionnels globaux de l'installation. Cependant, tout d'abord.

Régulation rhéostatique (régulation avec résistances supplémentaires)

La régulation au moyen d'une chaîne de résistances connectées en série permet de modifier le courant et la tension du moteur électrique en limitant le courant dans son circuit d'ancrage. Schématiquement, il ressemble à une chaîne de résistances supplémentaires connectées en série à l'enroulement du moteur, et connectées entre celui-ci et la borne positive de la source d'alimentation.

Certaines résistances peuvent être shuntées par des contacteurs selon les besoins afin que le courant à travers l'enroulement du moteur change en conséquence. Auparavant, dans les entraînements électriques de traction, cette méthode de régulation était très répandue et, faute d'alternatives, il était nécessaire de supporter un rendement très faible en raison de pertes de chaleur importantes sur les résistances. Évidemment, c'est la méthode la moins efficace - la puissance excédentaire est simplement dissipée sous forme de chaleur inutile.

Régulation moteur - générateur - système moteur

Ici, la tension pour alimenter le moteur à courant continu est obtenue localement à l'aide d'un générateur à courant continu. Le moteur d'entraînement fait tourner le générateur CC, qui à son tour alimente le moteur de l'actionneur.

La régulation des paramètres de fonctionnement du moteur de l'actionneur est réalisée en modifiant le courant de l'enroulement d'excitation du générateur. Le courant de l'enroulement de champ du générateur est plus élevé - plus la tension est fournie au moteur final, plus le courant de champ du champ du générateur est faible - une tension plus faible, respectivement, est fournie au moteur final.

Ce système, à première vue, est plus efficace que la simple dissipation d'énergie sous forme de chaleur à travers des résistances, mais il a aussi ses inconvénients. Premièrement, le système contient deux machines électriques supplémentaires de taille assez importante qui doivent être entretenues de temps à autre. Deuxièmement, le système est inertiel - les trois machines connectées ne sont pas en mesure de changer radicalement de cap. En conséquence, encore une fois l'efficacité est faible. Cependant, pendant un certain temps, ces systèmes ont été utilisés dans les usines au 20e siècle.

Méthode de contrôle des thyristors

Avec l'avènement des dispositifs à semi-conducteurs dans la seconde moitié du 20e siècle, il est devenu possible de créer des régulateurs à thyristors de petite taille pour les moteurs à courant continu.Le moteur à courant continu était maintenant simplement connecté au secteur CA via le thyristor, et en faisant varier la phase d'ouverture du thyristor, il devenait possible d'obtenir un contrôle en douceur de la vitesse du rotor du rotor du moteur. Cette méthode a permis de faire une percée dans l'augmentation de l'efficacité et de la vitesse des convertisseurs pour alimenter les moteurs à courant continu.

La méthode de commande des thyristors est désormais également utilisée, notamment pour contrôler la vitesse de rotation du tambour dans les machines à laver automatiques, où un moteur collecteur à grande vitesse sert d'entrainement. En toute honnêteté, nous notons qu'une méthode de régulation similaire fonctionne dans les gradateurs à thyristors, qui peuvent contrôler la luminosité de la lueur des lampes à incandescence.

Contrôle basé sur PWM avec liaison AC

Le courant continu à l'aide d'un onduleur est converti en courant alternatif, qui est ensuite augmenté ou diminué au moyen d'un transformateur, puis redressé. La tension redressée est appliquée aux enroulements du moteur à courant continu. Peut-être supplémentaire régulation d'impulsions par modulation PWM, alors l'effet de sortie obtenu est quelque peu similaire à la régulation des thyristors.

La présence d'un transformateur et d'un onduleur, en principe, entraîne une augmentation du coût du système dans son ensemble, cependant, la base de semi-conducteurs moderne vous permet de construire des convertisseurs sous la forme d'appareils finis de petite taille alimentés par le secteur, où le transformateur coûte une impulsion à haute fréquence, et par conséquent les dimensions sont petites et l'efficacité atteint déjà 90 %

Contrôle d'impulsion

Le système de contrôle d'impulsion des moteurs à courant continu est similaire dans sa conception à une impulsion Convertisseur DC-DC. Cette méthode est l'une des plus modernes, elle est aujourd'hui utilisée dans les voitures électriques et mise en œuvre dans le métro. La liaison du convertisseur abaisseur (diode et inductance) est combinée dans un circuit série avec l'enroulement du moteur, et en ajustant la largeur des impulsions fournies à la liaison, ils atteignent le courant moyen requis à travers l'enroulement du moteur.

De tels systèmes de contrôle d'impulsions, en fait - les convertisseurs d'impulsions, se caractérisent par une efficacité plus élevée - plus de 90%, et ont une excellente vitesse. Il offre de grandes opportunités pour récupération d'énergie, ce qui est très important pour les machines à forte inertie et pour les voitures électriques.