Comment le moteur à courant continu ajuste-t-il la vitesse ?

Le moteur à courant continu présente les caractéristiques d'une faible vitesse et d'un couple élevé, qui ne peuvent pas être remplacés par un moteur à courant alternatif. Par conséquent, l’équipement de contrôle de la vitesse du moteur à courant continu a une large gamme d’applications. Les moteurs à courant continu sont divisés en deux types : avec collecteur et sans collecteur. Alors comment régler sa vitesse ?

La méthode de contrôle de vitesse par poténomètre est l’une des méthodes de contrôle de vitesse de moteur à courant continu les plus courantes. Il utilise un potentiomètre pour modifier le courant du moteur, modifiant ainsi la vitesse du moteur. La vitesse du moteur est ajustée en tournant le bouton du potentiomètre. La méthode de régulation de vitesse par potentiomètre peut être utilisée pour la régulation de moteurs à courant continu à une vitesse et de moteurs à courant continu à plusieurs vitesses. La méthode de régulation de la vitesse par modulation de largeur d'impulsion utilise la technologie de modulation de largeur d'impulsion pour ajuster la vitesse du moteur en modifiant le cycle de fonctionnement du moteur. Un contrôleur peut produire un signal d'impulsion périodique et ajuster la vitesse du moteur en modifiant la largeur d'impulsion. Il s'agit d'une méthode de haute précision, de haute fiabilité, de faible bruit et de faible consommation d'énergie. La méthode de régulation de la vitesse par retour de disque de code utilise des dispositifs tels qu'un disque de code pour renvoyer la vitesse du moteur, de manière à obtenir un contrôle précis de la régulation de vitesse. Le moteur est généralement livré avec un code rotatif qui détecte la position et la vitesse du moteur. Les informations du disque de code sont renvoyées au contrôleur, qui les utilise pour ajuster la sortie du pilote de moteur afin de contrôler la vitesse de rotation du moteur. La méthode de régulation de la vitesse d'excitation par champ magnétique utilise le champ magnétique du moteur pour contrôler la vitesse du moteur. En modifiant la taille actuelle de l'excitation du moteur, le couple et la vitesse de rotation du moteur peuvent être modifiés. Il s’agit d’une méthode de régulation de vitesse très simple et facile à mettre en œuvre, mais sa précision de contrôle est relativement faible. À la fin des années 1930, le développement du système moteur a permis d'utiliser largement le moteur à courant continu doté d'une excellente fonction de régulation de vitesse. Cette méthode de contrôle peut obtenir une large plage de vitesse, un petit rapport de vitesse et une fonction de contrôle de vitesse fluide. Cependant, les principaux inconvénients de cette méthode sont le poids important du système, son encombrement important, sa faible consommation d’énergie et sa maintenance difficile.

Ces dernières années, avec le développement rapide de la technologie de l'électronique de puissance, le système de régulation de la vitesse du moteur à courant continu du convertisseur à thyristors a remplacé le système de régulation de la vitesse du moteur FA, et sa fonction de régulation de la vitesse a largement dépassé le système de régulation de la vitesse du moteur FA. Surtout avec le développement rapide de la technologie des circuits intégrés à grande échelle et de la technologie informatique, la précision, la fonction dynamique et la fiabilité du système de contrôle de la vitesse du moteur à courant continu ont été considérablement améliorées. Le développement d'équipements de haute puissance tels que l'IGBT dans la technologie de l'électronique de puissance remplace le thyristor, présentant un système de régulation de vitesse CC plus fonctionnel.

La formule de calcul de la vitesse du moteur à courant continu est la suivante : n= (U-IR) / K φ, où U est la tension de fin d'induit, I est le courant d'induit, r est la résistance totale du circuit d'induit, φ est le flux magnétique par pôle et k est le paramètre structurel du moteur. Le moteur à courant continu dispose de trois méthodes de régulation de vitesse : réduire la tension d'induit, la vitesse en dessous de la vitesse de base, avec la vitesse de résistance de la série du circuit d'induit, affaiblir le champ magnétique, la vitesse au-dessus de la vitesse de base.

Lorsque la tension d'induit diminue en raison du réglage de la vitesse, le circuit d'induit doit disposer d'une alimentation CC réglable. La résistance des circuits d'induit et d'excitation est aussi petite que possible. Lorsque la tension diminue, la vitesse diminue. La dureté artificielle est constante, la vitesse de fonctionnement est stable et la régulation continue de la vitesse est possible.

Le circuit d'induit est contrôlé par la résistance série. Plus la résistance série est grande, plus les caractéristiques mécaniques sont faibles et plus la vitesse de rotation est instable. À basse vitesse, la résistance série est très élevée et plus la puissance perdue est importante, plus la puissance est faible. La plage de régulation de vitesse est affectée par la charge, avec une charge importante et une petite charge légère.

Faible régulation de la vitesse magnétique, le moteur à courant continu général, afin d'éviter la sursaturation du circuit magnétique, ne peut être qu'un faible magnétique mais pas un magnétique fort. La tension d'induit est maintenue à la valeur nominale, la résistance série du circuit d'induit est réduite au minimum, le courant d'excitation et le flux magnétique sont réduits en augmentant la résistance du circuit d'excitation Rf, de sorte que la vitesse du moteur augmente et que les caractéristiques mécaniques soient doux. Lorsque la vitesse augmente, si le couple de charge est toujours nominal, la puissance du moteur dépassera la puissance nominale et le moteur surchargera le fonctionnement, ce qui n'est pas autorisé. Par conséquent, lorsque la faible vitesse magnétique est ajustée, le couple de charge diminuera en conséquence avec l'augmentation de la vitesse du moteur, ce qui constitue une régulation de vitesse à puissance constante. Afin d'éviter que l'enroulement du rotor du moteur ne soit retiré et endommagé en raison d'une force centrifuge excessive, la vitesse du moteur ne doit pas dépasser la limite autorisée lors de l'utilisation d'un champ magnétique faible.

Dans le système de régulation de la vitesse du moteur à courant continu, la tension continue stable est d'abord sélectionnée pour alimenter le moteur, et la régulation de la vitesse est complétée en modifiant la résistance dans le circuit d'induit. La méthode est simple, facile à fabriquer et peu coûteuse. Mais l'inconvénient est que la faible puissance et les caractéristiques mécaniques douces ne permettent pas d'obtenir une fonction de régulation de vitesse large et fluide. Cette méthode ne convient que pour les plages de régulation à faible puissance et à faible vitesse.

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