Plusieurs façons de contrôler un moteur asynchrone monophasé

Avantages et inconvénients des différentes méthodes de contrôle des moteurs asynchrones. Conclusions de l'expérience pratique.

Actuellement, les moteurs à induction à cage d'écureuil sont largement utilisés. Cela est dû au fait que ces machines n'ont pas de balais, leur rotor est en aluminium et est très simple technologiquement, ce qui signifie que la conception elle-même est très fiable. Considérez plusieurs façons de contrôler un moteur asynchrone monophasé.

Moteur électrique monophasé à condensateur

Type le plus courant moteur monophasé asynchrone est un moteur à deux enroulements de stator. Les premier et deuxième enroulements sont identiques en nombre de spires, mais en série avec l'un des enroulements comprennent un condensateur. Le condensateur fournit un déphasage entre les enroulements pour former un champ magnétique tournant pour le rotor.

Méthode de contrôle de fréquence

Le principal moyen de contrôler un tel moteur, actuellement utilisé, est la méthode de la fréquence. Cette méthode est mise en œuvre à l'aide de dispositifs spéciaux appelés onduleurs PWM. Ces onduleurs, à leur tour, sont monophasés et triphasés, qui est déterminé par le nombre de paires de sorties de puissance pour contrôler les enroulements du moteur. Pour contrôler un moteur monophasé, des onduleurs monophasés et triphasés peuvent être utilisés. Un exemple d'un design fait maison -convertisseur de fréquence à faire soi-même.

Commande onduleur PWM monophasé

Avec cette commande, les deux enroulements du moteur sont connectés en parallèle. Deux sorties de l'onduleur sont connectées aux points de connexion des enroulements. L'onduleur génère une tension à fréquence variable et avec une dépendance linéaire de la tension à la fréquence. Vous pouvez régler la fréquence à la fois vers le bas et vers le haut. La plage de réglage ne dépasse généralement pas 1:10, car la capacité du condensateur dans l'un des enroulements dépend directement de la fréquence.

Les avantages

Les principaux avantages de cette méthode sont la facilité de mise en service, qui ne nécessite pas de refonte de la structure du moteur; travail fiable, comme le convertisseur de fréquence est spécialement conçu pour contrôler ces types de moteurs; bonnes caractéristiques (Contrôleur PIDvitesses prédéfinies, faible courant d'appel, fonctions de protection, etc.)

Inconvénients

Les inconvénients comprennent: uniquement la rotation unidirectionnelle; coût et déficit plus élevés des convertisseurs monophasés par rapport aux convertisseurs triphasés, en raison de leur faible puissance.

Commande onduleur PWM triphasé

Dans ce cas, les enroulements du moteur sont connectés en série. Les sorties du convertisseur triphasé sont connectées au milieu et aux extrémités des enroulements du moteur. Dans ce cas, le condensateur est exclu du circuit (une certaine altération du moteur est nécessaire) Étant donné que les enroulements du moteur sont décalés de 90 degrés et que l'onduleur donne un déphasage de 120 degrés, le champ ne sera pas parfaitement circulaire et cela affectera négativement les paramètres de contrôle.

Le champ pulsera. Étant donné que l'ordre de commutation des sorties du variateur peut être modifié par programme, il est facile d'obtenir une modification de l'alternance des tensions sur les enroulements, donc de changer le sens de rotation du rotor du moteur.

Les avantages

Les avantages sont les suivants: accessibilité au marché et prix relativement bas; la possibilité de fonctionnement inverse d'un moteur classique non inversé; plage de réglage plus large que celle d'un convertisseur monophasé; la possibilité de fonctions programmables comme un onduleur monophasé ou encore plus large en raison d'un plus grand nombre de sorties commutées.

Inconvénients

Les inconvénients sont: moment réduit et pulsatoire d'un moteur monophasé; chaleur accrue; tous les convertisseurs standard ne sont pas prêts pour un tel travail, car Certains fabricants interdisent expressément l'utilisation de leurs produits dans ce mode.

Contrôle de phase avec un contrôleur triac (gradateur)

Cette méthode est la plus "ancienne", elle est due à l'absence jusqu'à récemment de la large vente de contrôleurs de fréquence et de leur prix relativement élevé. Avec cette commande, les enroulements du moteur restent connectés en parallèle. L'un des enroulements est connecté en série avec le condensateur déphaseur. Aux points de connexion parallèle des enroulements est connecté contrôleur triac.

En sortie de ce régulateur, une tension monophasée est générée avec une fréquence constante (50 Hz) et une valeur efficace réglable. Cela est dû à la régulation de la tension d'ouverture du triac, c'est-à-dire le temps d'ouverture du triac change au cours de la période de la tension du réseau.

Le moment sur l'arbre moteur, avec cette régulation, diminuera proportionnellement à la tension, le glissement critique sera inchangé.

Les avantages

Principaux avantages: simplicité exceptionnelle du dispositif de commande; la possibilité d'assembler et de réparer un tel appareil avec n'importe quel radio-amateur; un ordre de grandeur ou même plusieurs ordres de grandeur prix inférieur par rapport aux variateurs de fréquence.

Inconvénients

Les principaux inconvénients sont: la régulation des révolutions uniquement pour l'abaissement; gamme de régulation à l'aide d'un gradateur seulement 2: 1; la stabilité de la vitesse n'est que satisfaisante; la charge admissible diminue fortement lorsque la vitesse diminue; surchauffe du moteur à bas régime, comme manque de performances du ventilateur du moteur intégré; la nécessité de surestimer la puissance du moteur.

Conclusions

Sur la base de tout ce qui précède, il est impératif de recommander l'utilisation de variateurs de fréquence pour contrôler les moteurs asynchrones. De tels entraînements (onduleurs PWM) en plus de la commodité incontestable de la gestion, permettent d'obtenir une efficacité élevée des usines et de réaliser la croissance facteur de puissance (cos phi) à 0,98, soit mettre en œuvre un programme d'économie d'énergie.

Voir aussi: Connexion monophasée d'un moteur triphasé et Contrôleurs de vitesse de moteur de collecteur