Démarrage du moteur avec un rotor de phase

  • Chauffage

Les propriétés de démarrage d'un moteur asynchrone dépendent des caractéristiques de sa conception, en particulier du dispositif de rotor.

Le démarrage d'un moteur asynchrone s'accompagne d'un processus transitoire de la machine, lié au passage du rotor d'un état de repos à un état de rotation uniforme, dans lequel le couple du moteur équilibre le moment de résistance des forces sur l'arbre de la machine.

Lorsqu'un moteur asynchrone est démarré, la consommation d'énergie électrique du secteur augmente. Elle est utilisée non seulement pour vaincre le couple de freinage appliqué à l'arbre et pour couvrir les pertes dans le moteur à induction, mais également pour envoyer une certaine énergie cinétique aux maillons en mouvement de l'unité de production. Par conséquent, lors du démarrage, le moteur asynchrone doit développer un couple accru.

Pour un moteur asynchrone à rotor à phases, le couple de démarrage initial correspondant au glissement s n = 1 dépend des résistances actives des résistances réglables introduites dans le circuit du rotor.

Fig. 1. Démarrage d'un moteur asynchrone triphasé avec un rotor de phase: a - graphiques du couple du moteur avec un rotor de phase contre le glissement à différentes résistances actives des résistances du circuit du rotor, b - circuit de connexion des résistances et contacts de fermeture en accélération du circuit du rotor.

Ainsi, avec les contacts fermés de l'accélération U1, U2, c'est-à-dire lors du démarrage d'un moteur à induction avec des bagues de contact court-circuitées, le moment de démarrage initial Мп1 = (0,5 - 1,0) Me et le courant de démarrage initial I ≤ = (4, 5 - 7) Je nomme et plus.

Un petit couple de démarrage initial d'un moteur asynchrone avec un rotor à phases peut être insuffisant pour activer l'unité de production et son accélération ultérieure, et un courant de démarrage important entraînera un réchauffement accru des enroulements du moteur, ce qui limitera la fréquence de son allumage et, dans les réseaux de faible puissance, le fonctionnement indésirable d'autres récepteurs. chute de tension temporaire. Ces circonstances peuvent être la raison pour exclure l'utilisation de moteurs à induction avec un rotor de phase avec un courant de démarrage important pour entraîner les mécanismes de travail.

Introduction au circuit de rotor de moteur de résistances réglables, appelées résistances de démarrage, non seulement réduit le courant de démarrage initial, mais augmente simultanément le couple de démarrage initial pouvant atteindre le couple maximal Mmax (Fig. 1, a, courbe 3) en cas de glissement critique d'un moteur à rotor monophasé

scr = (R2 '+ R d') / (X1 + X2 ') = 1,

où R d '- la résistance de la résistance dans la phase de l'enroulement du rotor du moteur, réduite à la phase de l'enroulement du stator. Une augmentation supplémentaire de la résistance active de la résistance de démarrage est impraticable car elle entraîne un affaiblissement du moment de démarrage initial et du point de moment maximal dans la zone de glissement s> 1, ce qui exclut la possibilité d'accélération du rotor.

La résistance requise des résistances pour le démarrage du moteur avec un rotor à phase est déterminée en fonction des exigences du démarrage, ce qui peut être facile lorsque Mn = (0,1 - 0,4) M nom, normal, si Mn - (0,5 - 0,75 ) Mn, et lourd avec Mn ≥ Mn.

Pour maintenir un couple suffisamment important avec un moteur à rotor de phase pendant l'accélération de l'unité de production afin de réduire la durée du processus transitoire et de réduire le chauffage du moteur, il est nécessaire de réduire progressivement la résistance des résistances de démarrage. La variation de moment admissible dans le processus d'accélération M (t) est déterminée par les conditions électriques et mécaniques limitant la limite de moment crête M> 0,85 Mmax, le moment de commutation M2 >> MS (Fig. 2) et l'accélération.

La commutation des résistances de démarrage est obtenue en activant alternativement les contacteurs d'accélération Y1, Y2, respectivement, aux instants t1, t2 comptés à partir du moment où le moteur a été démarré, lorsque, pendant l'accélération, le couple M devient égal à l'instant de commutation M2. De ce fait, tout au long du démarrage, tous les moments de pointe sont les mêmes et tous les points de commutation sont égaux.

Etant donné que le couple et le courant d'un moteur asynchrone avec un rotor de phase sont mutuellement connectés, il est possible de définir une limite de courant de crête I1 = (1,5 - 2,5) I nom et un courant de commutation I 2 lors de l'accélération du rotor, qui devrait fournir le moment de commutation M 2> M c.

La déconnexion des moteurs asynchrones avec rotor à phase du secteur est toujours effectuée avec le circuit de rotor fermé pour éviter les surtensions dans les phases d'enroulement du stator, qui peuvent dépasser de 3 à 4 fois la tension nominale de ces phases si le circuit de rotor est ouvert au moment de l'arrêt du moteur.

Fig. 3. Schéma de câblage des enroulements du moteur avec un rotor de phase: a - sur le secteur, b - le rotor, c - sur le bornier.

Fig. 4. Mise en marche d'un moteur avec un rotor de phase: a - circuit de commutation, b - caractéristiques mécaniques

Moteur asynchrone à rotor de phase

L'appareil, le principe de fonctionnement et le schéma de câblage d'un moteur asynchrone à rotor à phases

Le moteur asynchrone à rotor à phases dispose d'une zone de service très étendue. HELL (moteur asynchrone) est plus souvent utilisé dans la gestion de moteurs à haute puissance. Maintenance et contrôle des entraînements des broyeurs, des machines-outils, des pompes, des grues, des aspirateurs de fumée, des concasseurs. Un moteur asynchrone à rotor massif permet de connecter divers mécanismes techniques.

  • Caractéristiques du moteur asynchrone
  • Schéma de câblage
  • Unité moteur
  • Principe de fonctionnement
  • Calcul du nombre de répétitions
  • Rhéostat début
  • Caractéristiques de réparation et de défaut

Caractéristiques du moteur asynchrone

  • Démarrer le moteur avec une charge, se connecter à l'arbre en raison de la création d'un couple élevé. Cela garantit la maintenance des moteurs asynchrones avec un élément de phase de toute puissance.
  • Possibilité de vitesse de rotation constante d'une charge grande ou petite
  • Régulation démarrage automatique.
  • Travaillez même en cas de surcharge de tension.
  • Facilité d'utilisation.
  • Faible coût.
  • Fiabilité d'utilisation.
  • L'utilisation de résistances augmente le coût et le fonctionnement du moteur est compliqué.
  • Grandes tailles;
  • La valeur d'efficacité est inférieure à celle des rotors court-circuités;
  • Contrôle de la vitesse de rotation difficile;
  • Révision régulière.

Schéma de câblage

Lorsqu'il est connecté à un courant, le relais temporisé commence à fonctionner. Contacts ouverts. Lorsque vous appuyez sur le commutateur pour commencer.

Pour connecter la pression artérielle, vous devez marquer correctement les extrémités et le début des enroulements de phase.

Unité moteur

Les principales constantes sont le stator et le rotor. Le stator est un cylindre, la composition est constituée de tôles d'acier électriques, un enroulement triphasé est posé dans le cylindre. Il consiste en un fil de bobinage. Qui sont interconnectés sous la forme d'une étoile ou d'un triangle, en fonction de la tension.

Le rotor est la principale partie tournante des moteurs. Selon l'emplacement, il peut être externe ou interne. Cet élément est constitué de tôles d'acier. Les rainures du noyau sont remplies d'aluminium, qui comporte des tiges contenant des bagues d'extrémité. Ils peuvent être en laiton ou en acier, chacun d'eux est isolé avec une couche de vernis. Un espace est formé entre le stator triphasé et le rotor. Réglage de la taille de la fente de 0,30 à 0,34 mm dans les appareils à basse tension, de 1,0 à 1,6 mm dans les appareils à grande tension électrique constante. Le dessin porte le nom de "cage d'écureuil". Le cuivre est utilisé dans le cœur des moteurs à haute puissance. Le contacteur démarre l'action, le moteur démarre.

Il existe une résistance supplémentaire dans le circuit d’enroulement de la partie tournante de la machine, qui est fixée à l’aide de brosses métalliques en graphite. Les brosses sont généralement utilisées deux, situées sur le porte-brosse. Dans les entraînements de grues et de centrifugeuses, un rotor conique en mouvement est utilisé pour contrôler les robots. Les moteurs asynchrones à rotor à phase sont indispensables pour les exigences techniques d'un couple de démarrage puissant. Cela peut être des mécanismes tels qu'une grue, un broyeur, un ascenseur.

Le circuit de commutation du circuit électrique de l'étoile au triangle

Principe de fonctionnement

La rotation du champ des aimants est au cœur de la pression artérielle. Un courant circule dans la région d'enroulement du stator triphasé et un flux d'aimants apparaît dans les phases, qui varie en fonction de la vitesse et de la fréquence de la puissance électrique constante. Avec la rotation du stator, une force électromotrice apparaît.

Dans l'enroulement du rotor tension appropriée, qui, avec un flux magnétique constant du stator, forme un début. Il a tendance à diriger le rotor en fonction de la rotation magnétique du stator et, lorsque le couple de freinage est dépassé, il provoque un glissement. Il exprime la relation entre les fréquences du champ de force du stator des aimants et la vitesse du rotor.

Mode dessin kz

Lorsque la balance entre les moments de l'électroaimant et le freinage, le changement de valeurs s'arrête. La caractéristique du fonctionnement de l’AD est la solvatation du mouvement circulaire du champ de force du stator et des courants suggestifs dans le rotor. Le moment de la rotation ne se produit que lorsque la différence de fréquence des mouvements circulaires des champs magnétiques.

Les machines distinguent synchrone, asynchrone. Les mécanismes de différence dans leur enroulement. Il forme un champ magnétique.

L'immobilité du rotor et la fermeture de l'enroulement entraîne un court-circuit (CC).

Nos lecteurs recommandent!

Pour économiser sur les frais d'électricité, nos lecteurs recommandent la boîte d'économie d'électricité. Les paiements mensuels seront de 30 à 50% inférieurs à ce qu'ils étaient avant d'utiliser l'économie. Il supprime le composant réactif du réseau, ce qui réduit la charge et, par conséquent, la consommation de courant. Les appareils électriques consomment moins d'électricité, ce qui réduit le coût de leur paiement.

Calcul du nombre de répétitions

Prenez m1 - le processus de répétition du champ constant des aimants et du rotor. Le courant alternatif de phase du système forme le champ de rotation des aimants.

Ces calculs sont calculés par la formule:

f1 - fréquence de l'électricité $

p est le nombre de paires de pôles de chaque enroulement de stator.

m2 - le processus de répétition de la rotation du rotor. Avec un nombre différent de répétitions simultanées, ce taux de fréquence sera asynchrone. Le calcul de la fréquence est déterminé par le rapport entre les données:

Un moteur asynchrone ne fonctionne qu'à une fréquence asynchrone.

Avec la rotation simultanée du stator et du rotor, le calcul du glissement sera nul.

La pression artérielle à deux rotors est utilisée pour piloter différents mécanismes. La différence entre un moteur à deux rotors est la présence dans la conception de deux rotors. Le deuxième rotor remplit une fonction auxiliaire, il peut tourner à une vitesse différente. Le rotor auxiliaire est une pince interne permettant de fermer un flux constant d’aimants et de refroidir le moteur. L'absence de moteur asynchrone bimoteur à faible rendement due à l'utilisation d'un rotor auxiliaire ferromagnétique.

Lors de l'étude de machines à deux rotors, les données de vitesse de fermeture sont obtenues lorsque cela est souhaité, lorsque le rotor auxiliaire a des intervalles de ventilation maximaux. Un rotor creux est monté sur le moyeu, son arbre est situé à l'intérieur du cylindre. Lorsque le rotor auxiliaire tourne, la ventilation fonctionne sur le principe d'un ventilateur centrifuge. Pour augmenter le couple de démarrage et une charge électrique plus importante, le rotor creux doit être réglé, en se déplaçant le long de l’arbre, avec une broche installée, dont l’extrémité pénètre dans la fente du moyeu du rotor.

Données pour le calcul:

Rhéostat début

Souvent, pour allumer le moteur, des couples de démarrage impuissants ont l’effet recherché de rhéostats. Schéma méthode rhéostat:

La principale caractéristique de la méthode est d’attacher le moteur pendant le démarrage aux rhéostats. Les rhéostats sont cassés (sur le dessin K1), ils sont partiellement électriques. Ce qui permet de réduire les courants de démarrage. Le couple de démarrage est également réduit. L'avantage de la méthode rhéostat est de réduire la charge sur la pièce mécanique et le manque de tension.

Caractéristiques de réparation et de défaut

La cause de la réparation peut être externe et interne.

Causes externes de réparation:

  • fil cassé ou connexions électriques brisées;
  • fusible brûlant;
  • diminution ou augmentation de la tension;
  • congestion de la pression artérielle;
  • ventilation inégale dans le vide.

Une panne interne peut survenir pour des raisons mécaniques et électriques.

Motifs mécaniques de réparation:

  • mauvaise régulation du jeu de roulement;
  • dommages à l'arbre du rotor;
  • desserrer les porte-balais;
  • la survenue de travaux profonds;
  • épuisement des fixations et des fissures.

Raisons électriques pour la réparation:

  • fermetures de boucle;
  • rupture de fil dans les enroulements;
  • briser l'isolation;
  • rupture des fils de soudure.

Ces raisons - ceci n'est pas une liste complète des pannes.

Un moteur asynchrone est un mécanisme indispensable et indispensable au service de la vie quotidienne et de diverses industries. Pour une action pratique de la pression artérielle avec un rotor de phase, il est nécessaire de connaître les caractéristiques techniques de la commande, de l’utiliser pour l’usage auquel elle est destinée et d’effectuer régulièrement des réparations lors des inspections techniques. Alors le moteur asynchrone deviendra une exploitation presque éternelle.

Moteur asynchrone à rotor de phase

Un moteur asynchrone à rotor de phase est un moteur qui peut être réglé en ajoutant des résistances supplémentaires au circuit du rotor. En règle générale, ces moteurs sont utilisés lors du démarrage avec une charge sur l'arbre, car l'augmentation de la résistance dans le circuit du rotor permet d'augmenter le couple de démarrage et de réduire les courants de démarrage. Ce moteur asynchrone à rotor en phase diffère avantageusement de BP avec un rotor à cage d'écureuil.

Le stator (3) est fabriqué, ainsi que dans un moteur asynchrone conventionnel. il s’agit d’un cylindre creux en tôle d’acier électrique dans lequel est déposé un enroulement triphasé.

Le rotor (4), comparé à un court-circuit, est une structure plus complexe. Il consiste en un noyau dans lequel est déposé un enroulement triphasé, semblable à un enroulement de stator. D'où le nom du moteur. Si le moteur est bipolaire, les enroulements du rotor sont déplacés géométriquement l'un par rapport à l'autre de 120. Ces enroulements sont reliés à trois bagues de contact (2) situées sur l'arbre du rotor (5). Les bagues de contact sont en laiton ou en acier et sont isolées les unes des autres. A l'aide de plusieurs brosses métalliques en graphite (généralement deux) situées sur le porte-balais (1) et pressées par des ressorts sur les bagues, des résistances supplémentaires sont introduites dans le circuit. Les bornes des enroulements sont connectées selon le schéma "étoile".

Une résistance supplémentaire est introduite uniquement au démarrage du moteur. De plus, ils servent généralement de rhéostat à gradins dont la résistance diminue à mesure que le régime moteur augmente. Ainsi, le moteur est également démarré par étapes. Une fois l'accélération terminée et le moteur ayant atteint sa caractéristique mécanique naturelle, le bobinage du rotor est court-circuité. Afin d'économiser les brosses et de réduire les pertes sur celles-ci, les moteurs à rotor de phase disposent d'un dispositif spécial qui soulève les brosses et ferme les bagues. Ainsi, il est possible d'augmenter l'efficacité du moteur.

Une résistance supplémentaire permet principalement de démarrer le moteur sous charge, le moteur ne peut pas fonctionner longtemps, car les caractéristiques mécaniques sont trop molles et les performances du moteur sont instables.

Afin d’automatiser le démarrage du moteur, l’inductance est incluse dans l’enroulement du rotor. Au moment du démarrage, la fréquence du courant dans le rotor est la plus élevée et, par conséquent, l'inductance est maximale. Ensuite, lorsque le moteur est accéléré, la fréquence, ainsi que la résistance, diminuent et le moteur commence progressivement à fonctionner normalement.

En raison de la complexité de sa conception, le moteur asynchrone à rotor bobiné présente de bonnes caractéristiques de démarrage et de réglage. Mais pour la même raison, son coût augmente d'environ 1,5% par rapport à la pression artérielle conventionnelle. De plus, son poids et sa taille augmentent et, en règle générale, la fiabilité du moteur diminue.

Moteur asynchrone à rotor de phase

Le moteur électrique asynchrone est une machine électrique très courante. Il est facile à fabriquer et à entretenir et, en raison de la simplicité de sa conception, il est très fiable. Mais il a un inconvénient: la vitesse angulaire de rotation de l’arbre n’est pas modifiée et dépend du nombre de pôles de l’enroulement du stator. Et si au cours du travail vous voulez changer de vitesse?

La nécessité d'ajuster la vitesse est principalement requise pour les moteurs électriques montés sur des grues. Ils y remplissent les fonctions de base suivantes:

  • déplacer la grue (pont roulant) le long des rails;
  • mouvement du camion-grue (dans le plan perpendiculaire aux rails);
  • levage de cargaison.

Deux moteurs (aux deux extrémités du pont) peuvent être utilisés pour déplacer le pont roulant. Pour soulever la charge, on peut utiliser deux crochets de capacité différente, levés par différents moteurs électriques. Un crochet peut avoir deux gammes de vitesses de levage et utiliser également deux moteurs électriques pour cela.

Il existe d'autres mécanismes dont les vitesses de rotation doivent être contrôlées: convoyeurs, ventilateurs.

Une autre raison de modifier la vitesse de rotation du moteur électrique est la nécessité de l’accélération en douceur. Au moment de la mise en marche, il consomme un courant plusieurs fois supérieur au courant nominal. C'est ce qu'on appelle le courant de démarrage. Si, en même temps, la charge du moteur est lourde et qu’elle accélère difficilement, le temps de démarrage du moteur augmente et les courants de démarrage chauffent l’enroulement du stator et peuvent l’endommager. Oui, et l'arbre du moteur, ses roulements subissent des contraintes mécaniques, ce qui réduit leur durée de vie.

Les moteurs à courant continu peuvent modifier la vitesse de rotation de l'arbre. À cette fin, les rhéostats sont inclus dans les circuits de leurs enroulements. Cette méthode de résolution du problème s’applique aux transports électrifiés: dans les tramways, les trolleybus, les trains, les métros. Mais toute l’infrastructure de l’alimentation de ces consommateurs est organisée de manière particulière, car le courant continu a ses propres caractéristiques. Il n’est pas rentable d’utiliser le courant continu dans les entreprises dont la majorité des consommateurs travaillent à partir d’un réseau triphasé. Oui, et les moteurs à courant continu eux-mêmes ont suffisamment de défauts: appareil à brosse complexe, soin du collecteur. Les rhéostats sont chauffés et il est difficile de contrôler plusieurs rhéostats à la fois.

Par conséquent, dans de tels mécanismes sont utilisés des moteurs asynchrones avec un rotor à phase.

Principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone à rotor à phases

Le stator de ce moteur électrique n'est pas différent de l'habituel. Mais dans son rotor s'ajoutent trois phases d'enroulements, reliées en étoile, dont les extrémités sont amenées à glisser des bagues. Les brosses glissent le long des anneaux, à l'aide desquelles les enroulements sont connectés au circuit électrique.

Le moteur asynchrone à cage d'écureuil fonctionne comme suit:

  • le courant dans les enroulements du stator crée un flux magnétique tournant à l'intérieur de celui-ci;
  • le flux magnétique variable dans le temps, traversant les spires du bobinage du rotor, induit une emf en eux;
  • puisque l'enroulement du rotor est fermé, en raison de la force électromotrice induite, un courant s'y crée
  • les conducteurs de l'enroulement du rotor avec le courant interagissent avec le champ tournant du stator, un couple est créé.

La particularité d'un moteur asynchrone à rotor à phase: le courant dans le rotor peut être modifié en connectant des résistances en série avec ses enroulements. Plus la résistance de la résistance est grande, plus le courant dans le rotor est faible. Lorsque le courant diminue, la force d'interaction avec le champ de stator en rotation diminue. La vitesse de rotation diminue.

La conception du moteur asynchrone avec un rotor de phase

La présence de résistances dans le circuit du rotor augmente le volume de l'équipement de démarrage du moteur. La puissance qui leur est dissipée augmente avec la puissance du moteur électrique. Mais pour les petits moteurs, il est essentiel, ce qui conduit à des structures encombrantes de réserves de résistance et à la nécessité de leur fournir un refroidissement constant. Les résistances sont constituées de matériaux ayant une résistivité élevée. Leurs conducteurs sont enroulés sur des cadres ou montés sur des isolants en porcelaine. La conception est placée dans un boîtier avec des ouvertures à lamelles pour le refroidissement ou fermée avec une grille.

Résistances d'atelier pour moteur de grue à rotor à phases

Il n'est pas toujours possible de placer des résistances dans des pièces. Sur les grues, elles sont situées directement sur le pont, ce qui entraîne une accumulation massive de poussière à l'intérieur et la nécessité d'un entretien fréquent.

Le réglage en douceur de la vitesse du moteur avec un rotor de phase n'est pas effectué. Le changement de résistance dans le circuit du rotor est effectué par étapes fixes. Pour cela, les résistances sont divisées en sections. connectés en série, dans les circuits desquels les contacteurs de contrôle sont installés. Si nécessaire, augmentez la vitesse de rotation des contacteurs en contournant certaines des résistances, réduisant ainsi leur résistance totale. Pour atteindre une vitesse de rotation maximale, toutes les résistances sont shuntées, pour un minimum - rien n'est shunté.

Moteur asynchrone à rotor de phase

Et maintenant, examinons plusieurs exemples de construction de circuits de commande pour un moteur asynchrone à rotor à phase.

Démarrage en douceur du moteur avec un rotor à phases

Le système d'accélération en douceur d'un moteur à phase-rotor fonctionne automatiquement. L'opérateur appuie sur le bouton "Démarrer", puis le système automatique fait tout lui-même.

Le contacteur principal connecte l'enroulement du stator à la tension triphasée. Le moteur commence à tourner à la vitesse la plus basse possible, du fait que des résistances avec la plus grande résistance possible sont incluses dans son circuit de rotor.

Par un retard fixe, formé par le relais temporisé, le premier contacteur est mis en marche, en commutant la première section de résistance dans le circuit du rotor. La vitesse de rotation augmente légèrement. Une autre fois, le second relais démarre le contacteur suivant. La section suivante des résistances est shuntée, le courant dans le circuit du rotor augmente, la vitesse de rotation augmente. Et ainsi de suite, jusqu'à l'élimination complète de toutes les résistances du circuit du rotor. Dans ce cas, le moteur électrique passe à la vitesse nominale.

Schéma de démarrage progressif du moteur asynchrone à rotor à phases

Le nombre d'étapes de l'accélération est choisi parmi les conditions de début de gravité. L'accélération n'est pas si régulière, le courant dans le stator augmente par paliers. Au démarrage et au passage à chaque étape suivante, le moteur continue à consommer le courant de démarrage. bien que de moindre importance.

Les moteurs électriques dont les démarreurs liquides (ou démarreurs) sont utilisés pour accélérer ce manque. Ils utilisent un fluide de haute résistivité comme résistance. C'est de l'eau distillée avec du sel spécial qui y est dissous. La diminution de la résistance est obtenue en réduisant la distance entre les électrodes placées dans ce liquide. Les électrodes sont entraînées par un petit moteur électrique via une vis sans fin. De ce fait, la diminution de la résistance dans le circuit du rotor et l'accélération du moteur électrique se produisent sans à-coups.

Réglage de la vitesse des moteurs électriques de grue

Si lors d'un démarrage en douceur d'un moteur avec un rotor à phases, le contrôle de la commutation de la résistance est automatique, il est alors contrôlé par l'opérateur - opérateur de la grue. Pour ce faire, des commandes sont placées dans sa cabine: des contrôleurs (sur de vieilles grues) ou des joysticks (sur des machines modernes). Ils ont deux sens de déplacement: "aller-retour", "gauche-droite" ou "haut-bas", en fonction de la fonction du contrôleur (contrôle du pont, du chariot ou de la cargaison, respectivement). Dans chaque direction, le bouton de commande passe une série de positions fixes. Plus la position de la poignée est éloignée du point central auquel l'entraînement est arrêté, plus la vitesse de rotation du moteur est grande. Et plus le mouvement du mécanisme ou la montée (descente) de la charge sont rapides.

Circuit de commande typique du moteur de la grue

Lorsque le sens de déplacement de la manette de contrôle est modifié, le sens de rotation du moteur change. Cela est dû à la commutation de phases alternées de l'alimentation du bobinage du stator. Pour cela, les deux phases sont inversées. Cela se produit en appliquant une tension à l'enroulement en inversant les contacteurs constitués de deux éléments: un contacteur "Forward" et un contacteur "Back".

Lors de la commutation de vitesses par d'autres contacteurs, une partie des résistances est retirée du circuit d'enroulement du rotor. La première position de la manette de contrôle comprend toujours un moteur avec un jeu complet de résistances dans le circuit du rotor. La position extrême de la poignée évite toutes les résistances.

Évaluez la qualité de l'article. Votre avis est important pour nous:

Moteur asynchrone à rotor de phase

La fiabilité d'un moteur électrique est l'une de ses qualités les plus importantes. Il est généralement associé à la simplicité de conception. Plus la conception est simple, plus le moteur est fiable. Cette dépendance est confirmée par les moteurs électriques asynchrones. Ce sont les moteurs électriques les plus répandus, précisément en raison de la simplicité de l'appareil et de sa fiabilité. Ils ont mis en place le moyen le plus simple d’obtenir du couple sur l’arbre du moteur. Le champ magnétique maximal du stator se déplace autour de l'arbre, ce qui provoque sa réaction.

Les raisons de l'apparition d'un rotor de phase dans un moteur asynchrone

La réaction du rotor est provoquée par le courant qui s’y produit. En effet, dans son essence, le stator est l’enroulement primaire du transformateur. Et le rotor est son enroulement secondaire. Avec un rotor fixe, l'intensité du courant est maximale. En effet, la vitesse de déplacement du maximum du champ magnétique du stator par rapport à l'arbre est maximale. Ce mode du moteur asynchrone est similaire à l'inclusion d'un transformateur avec un enroulement secondaire court-circuité.

Et comme les enroulements sont interconnectés par le noyau magnétique qui, dans un moteur asynchrone, est divisé en fer de sa partie tournante et de son noyau de stator, la valeur maximale du courant est également obtenue dans l'enroulement de stator. Si la puissance du réseau électrique est insuffisante pour maintenir la tension dans la valeur requise lors du démarrage de l'induction des moteurs asynchrones, des mesures sont prises pour réduire le courant de démarrage de ces moteurs. Cela se fait soit en utilisant des circuits spéciaux qui vous permettent de régler les courants dans les enroulements du stator, soit en utilisant des moteurs asynchrones de conception spéciale - à rotor à phases.

Comment fonctionne le rotor de phase?

Le rotor de phase contient des enroulements sous forme de bobines à spires. Ces bobines sont connectées selon le schéma "étoile". La fin de chaque enroulement est connectée à la bague correspondante. Lorsque la tension est appliquée au stator, la tension apparaît sur chaque anneau. Dans un contact glissant avec la bague est une brosse, qui permet la connexion d'éléments externes. Ces éléments font partie du schéma de contrôle. Cela se révèle être plus simple par rapport aux schémas selon lesquels le moteur est contrôlé depuis le côté du stator. Le plus souvent, le circuit de contrôle contient un ensemble de résistances.

Ils sont connectés lorsque l'arbre accélère. Bien que cette méthode de contrôle du démarrage d'un moteur asynchrone ne soit pas la plus économique, elle est le plus souvent utilisée dans la pratique en raison de sa simplicité et de son bruit de commutation minimal. La limitation du courant dans le rotor constitue non seulement la possibilité d'un démarrage en douceur du moteur, mais également une limitation de la vitesse de rotation de l'arbre. Mais une solution plus rationnelle consisterait alors à utiliser des inductances au lieu de résistances. Des illustrations illustrant les caractéristiques de conception du moteur à rotor de phase asynchrone sont présentées ci-dessous.

Avec la commande automatique, il est préférable d’utiliser des relais ou des commutateurs à semi-conducteurs qui connectent de nouvelles résistances en parallèle avec la résistance de démarrage, réduisant progressivement leur résistance totale à zéro avec toutes les résistances shuntées avec le dernier commutateur ou les derniers contacts de relais. Pour un démarrage en douceur, il est nécessaire d’utiliser un rhéostat 1, qui est inclus dans le circuit du rotor dans le diagramme de gauche et ses curseurs 5 sont connectés à des anneaux 2 via des bornes de balai 3. Le moteur commence à fonctionner après la fermeture des contacts du commutateur de circuit 4. A ce niveau, les curseurs du rhéostat doivent être réglés sur Commencer

Dans cette position, la résistance du rhéostat est maximale. L'arbre du moteur commence à tourner. En déplaçant le curseur, l'arbre accélérera à la vitesse maximale qui apparaîtra lorsque la résistance du rhéostat sera nulle. Cependant, cet ajustement du moteur avec un rotor à phases a une autre conséquence. Changer le couple de connexion et le glissement. Cet effet est illustré dans le graphique ci-dessous. A une certaine résistance dans le circuit du rotor, le couple maximal se déplace vers des révolutions plus élevées du moteur, comme dans la courbe 2. La courbe 1 correspond à une résistance nulle dans le circuit du rotor de phase.

A résistance nulle, les anneaux sont essentiellement court-circuités. Les brosses et les bagues dues à la friction s'usent. Et comme après l’achèvement de l’accélération de l’arbre, ce nœud n’est en fait pas utilisé, il est conseillé de l’exclure du processus de travail. Pour cette raison, un moteur asynchrone avec un rotor de phase constitue un mécanisme spécial. Il éloigne les anneaux des pinceaux tout en les court-circuitant. En conséquence, les bagues et les brosses fonctionnent beaucoup plus longtemps que l'option qui permet leur contact continu.

La simplicité et la fiabilité des moteurs asynchrones sont basées sur la conception du rotor. Mais c’est précisément cette circonstance qui crée des problèmes d’exploitation. Dans certains cas, les courants de démarrage importants sont tellement inacceptables que la conception plus compliquée et plus coûteuse du bobinage du rotor avec bagues et balais est justifiée. Ensuite, appliquez le moteur à induction avec un rotor de phase. Mais une conception plus complexe et leur prix par rapport aux moteurs asynchrones à rotor à cage d'écureuil sont également justifiés par le fait qu'ils permettent d'obtenir la quantité de couple en mode de fonctionnement avec des dimensions et un poids inférieurs. Par conséquent, ces caractéristiques rendent les moteurs asynchrones avec un rotor de phase dans certains cas, les plus préférés.

Dispositif et principe de fonctionnement de moteurs asynchrones à rotor à phases

La classification principale des moteurs asynchrones est effectuée en fonction des caractéristiques de leurs propriétés de démarrage, qui sont déterminées par les nuances de conception.

Si nous considérons un appareil avec un rotor de phase, le lancement est le suivant:

  1. Le démarrage du lancement en parallèle s'accompagne du passage du rotor de phase d'un état silencieux à une rotation graduelle et uniforme, au cours de laquelle la machine commence à équilibrer le moment des forces de résistance sur son propre arbre.
  2. Lors du lancement, la consommation d'électricité du réseau augmente. L’augmentation de la puissance est due à la nécessité de vaincre le couple de freinage appliqué à l’arbre; transfert d'énergie cinétique aux éléments en mouvement et compensation des pertes à l'intérieur du moteur lui-même.
  3. Le début du couple de démarrage et les paramètres de glissement pendant cette période dépendent directement de la résistance active que les résistances ont introduite dans le circuit du rotor.
  4. Parfois, les indicateurs d'un temps de démarrage initial réduit ne suffisent pas pour traduire une unité asynchrone en un mode de fonctionnement complet. Dans une telle situation, l’accélération n’est pas suffisante et le courant électrique de démarrage avec des indices significatifs affecte les enroulements du moteur, ce qui provoque leur échauffement excessif. Cela peut limiter la fréquence de son allumage et si la machine était connectée au réseau électrique avec une faible puissance, un tel démarrage peut entraîner une diminution de la tension totale, ce qui nuit au fonctionnement des autres consommateurs.
  5. En raison de l’introduction de résistances de démarrage dans le circuit du rotor, les indices de courant électrique diminuent et le couple de démarrage initial augmente proportionnellement jusqu’à atteindre les paramètres maximaux.
  6. Une augmentation ultérieure des paramètres de résistance des résistances n’est pas une condition nécessaire, car elle contribuera à réduire le couple de démarrage initial et l’écart progressif par rapport aux caractéristiques maximales de son travail. En même temps, la zone de glissement risque d’atteindre des indicateurs inacceptables, ce qui affectera négativement l’accélération du rotor.
  7. Le démarrage du moteur peut être facile, normal ou lourd, ce facteur déterminera la valeur optimale de la résistance des résistances.
  8. De plus, il est seulement nécessaire de maintenir le couple obtenu pendant l'accélération du rotor, ce qui réduit la durée du processus transitoire pendant lequel la machine tourne et réduit également le degré de chauffage. Pour atteindre ces objectifs, il existe une diminution progressive de la résistance des résistances de départ. Les paramètres de la variation du moment admissible dépendent des conditions générales qui définissent la limite de crête de ce paramètre.
  9. Le processus de commutation de différentes résistances est réalisé en connectant en série les contacteurs d'accélération. Tout au long de la phase de démarrage, les moments pendant lesquels les valeurs maximales sont atteintes sont identiques et les périodes de commutation égales.
  10. Le processus de déconnexion de la machine du réseau électrique est autorisé lorsque le circuit du rotor est court-circuité, faute de quoi il existe un risque de surtension dans les phases d'enroulement du stator.
  11. Les paramètres de tension peuvent atteindre des valeurs dépassant de 3 à 4 fois les valeurs nominales si, lors de l'arrêt de la machine, le circuit du rotor était à l'état ouvert.

Spécifications techniques

Les principales exigences qui assurent le fonctionnement de haute qualité des unités asynchrones à rotor à phases sont définies et indiquées dans les normes nationales correspondantes.

Ils déterminent les principales caractéristiques techniques et ces paramètres incluent:

  1. Les dimensions et la puissance du moteur doivent comporter des indicateurs conformes aux règlements techniques.
  2. Le niveau de protection doit correspondre aux conditions dans lesquelles se déroule le processus d’exploitation, car différents types de machines peuvent être conçus pour être installés à l’extérieur ou seulement à l’intérieur.
  3. Haut degré d'isolation, qui doit résister à une augmentation de la température de fonctionnement et à un échauffement ultérieur.
  4. Différents types de moteurs asynchrones sont conçus pour être utilisés dans certaines conditions climatiques. Cela concerne principalement l'installation de telles machines dans des zones extrêmement froides ou, au contraire, dans des zones chaudes. L'exécution de l'unité doit respecter le climat de la zone dans laquelle se déroule le processus de fonctionnement.
  5. Conformité totale avec les modes de fonctionnement.
  6. La présence d'un système de refroidissement qui doit être conforme aux modes de fonctionnement de la machine.
  7. Le niveau de bruit au démarrage de l’unité au ralenti doit être inférieur ou égal à la deuxième classe.

Appareil

Pour travailler avec des moteurs asynchrones et bien comprendre les principes de fonctionnement de telles machines, il est nécessaire de se familiariser avec les fonctionnalités de leur appareil:

  1. Les éléments principaux de la conception de l’unité sont le stator, qui est à l’état stationnaire, et le rotor en rotation, qui se trouve à l’intérieur de celui-ci.
  2. L'espace d'air sépare les deux éléments entre eux.
  3. Le stator et le rotor ont un enroulement spécial.
  4. Le bobinage du stator est connecté au réseau d’alimentation en tension alternative.
  5. L’enroulement du rotor est par nature secondaire, car il n’a aucune connexion avec le réseau et le stator transfère directement l’énergie nécessaire à cet effet. Ce processus est dû à la création d'un flux magnétique.
  6. Le carter du stator et le carter du moteur sont un élément qui a un noyau pressé dans sa structure.
  7. Les fils sont placés dans les fentes du noyau. Une laque électrique spéciale assure une isolation fiable de ces objets les uns des autres.
  8. L'enroulement du noyau est spécialement divisé en sections, qui sont connectées en bobines.
  9. Les bobines constituent les phases du moteur lui-même, auquel la phase est connectée à partir du réseau d'alimentation.
  10. Le rotor est constitué d'un arbre et d'un noyau.
  11. Le noyau du rotor est constitué de plaques composées en acier électrique spécial. Sur sa surface, il y a des rainures symétriques à l'intérieur desquelles sont placés des conducteurs d'enroulement.
  12. Au cours du travail, l’arbre du rotor a pour fonction de transmettre le couple directement au mécanisme d’entraînement de la machine.
  13. Les rotors ont leur propre classification, une variété court-circuitée a dans sa conception des tiges en aluminium. Ils sont situés à l'intérieur du noyau et leurs extrémités sont fermées par des anneaux spéciaux. Un tel système s'appelait roue à écureuil. Dans les machines de grande puissance, les rainures sont également remplies d'aluminium, ce qui contribue à augmenter la résistance de la structure.
  14. Au lieu d'un rotor court-circuité, une variation de phase peut être présente dans la conception. Le nombre de bobines décalées d'un certain angle les unes par rapport aux autres dans un tel système dépend du nombre de pôles appariés. Dans ce cas, les paires de pôles du rotor sont toujours égales au nombre de paires similaires dans le stator. L'enroulement du rotor est connecté de manière spéciale et sa forme ressemble à celle d'une étoile. Ses rayons sont dirigés vers les contacts des bagues collectrices de courant, qui sont connectées à l'aide d'un mécanisme de type brosse et d'une résistance de démarrage.

Principe de fonctionnement

Après avoir maîtrisé le dispositif d'un moteur asynchrone à rotor de phase et les fonctionnalités de son lancement, vous pouvez procéder à l'étude du principe de fonctionnement, qui se présente comme suit:

  1. Le stator, qui a un triple enroulement, commence à appliquer une tension triphasée provenant d’une alimentation externe en courant alternatif.
  2. Le processus d'excitation du champ magnétique, qui commence à faire des mouvements de rotation, a lieu de manière constante.
  3. Les rotations deviennent progressivement plus rapides que la vitesse du rotor.
  4. À un certain moment, l'intersection de lignes individuelles des champs de stator et de rotor commence à se produire, ce qui provoque l'apparition d'une force électromotrice.
  5. La force électromotrice a un effet direct sur l’enroulement du rotor court-circuité, à cause duquel un courant électrique commence à apparaître dans celui-ci.
  6. Après un certain temps, l’interaction entre le courant dans le rotor et le champ magnétique du stator commence à se produire, ce qui génère un couple qui assure le fonctionnement de la machine asynchrone.

Avantages et inconvénients

La demande pour les moteurs asynchrones de ce type est aujourd'hui due aux avantages significatifs suivants:

  1. Des performances significatives, capables d’atteindre le couple initial après le démarrage de la machine.
  2. Les surcharges mécaniques survenant sur de courtes périodes sont transférées par l'unité sans conséquences importantes et n'affectent pas le fonctionnement de la machine.
  3. Lorsqu’une variété de surcharges se produit dans le système, le moteur maintient une vitesse constante, les écarts possibles ne sont pas significatifs.
  4. Les indicateurs de courant de démarrage sont nettement inférieurs à la plupart des analogues asynchrones, par exemple, avec un rotor à cage d'écureuil dans leur conception.
  5. L'utilisation de telles unités offre la possibilité d'utiliser des systèmes qui automatisent le processus de lancement et d'introduction en condition de travail.
  6. La conception et la construction de telles machines sont assez simples.
  7. Le lancement de l'unité s'effectue selon un schéma simple, qui ne nécessite pas d'efforts importants.
  8. Coût relativement faible.
  9. La maintenance de telles machines ne nécessite pas un investissement important en efforts et en temps.

Cependant, avec un si grand nombre de côtés positifs, les moteurs asynchrones à rotor à phase présentent également certains inconvénients, les principaux étant les caractéristiques suivantes de ces machines:

  1. Moteur de taille trop importante, ce qui peut causer des inconvénients lors de l'installation et de l'exploitation.
  2. Leur efficacité et leur rendement total sont nettement inférieurs à ceux de nombreux analogues. Une variété d'agrégats avec un rotor à cage d'écureuil les dépasse de loin dans ces indicateurs.

Application

Aujourd'hui, la plupart des moteurs produits à l'échelle industrielle se réfèrent à la variété asynchrone.

En raison des nombreux avantages des machines à rotors de phases, elles sont largement utilisées dans divers domaines de l’activité humaine, notamment pour le maintien du travail:

  1. Appareils d'automatisation et appareils du secteur télémécanique.
  2. Appareils ménagers.
  3. Équipement médical.
  4. Équipement conçu pour l'enregistrement audio.

Moteurs électriques de grue - spécifications techniques

Le fonctionnement du mécanisme de levage nécessite l'utilisation d'une boîte de vitesses spéciale. Nous proposons d’examiner comment les moteurs de grue asynchrones à phase-rotor pour la régulation de fréquence, leurs données de bobinage et leurs caractéristiques techniques.

Caractéristiques du moteur

Tous les moteurs de traction GOST 18374 sont divisés en deux groupes:

  • travailler avec un rotor de phase;
  • travailler avec un rotor à cage d'écureuil.

Les deux groupes ont un rendement élevé, mais leur principe de fonctionnement est légèrement différent. Ces moteurs sont utilisés dans tous les types de grues: appareils de levage, appareils de levage, installations de tour, de portique et de portail. Le principal avantage des deux types de travail est qu’en plus du mode de fonctionnement dynamique, lorsqu’une charge avec un certain poids augmente pendant un certain temps, ils peuvent travailler de manière statique, lorsque le chargement est toujours suspendu à la grue. Examinons leur principe de fonctionnement plus en détail.

Photo - Vue générale du moteur de phase

Ces appareils sont équipés de porte-balais pour moteurs électriques de grue, utilisés pour assurer un meilleur contact entre le capteur et la bague collectrice. Leur conception est très simple: un mécanisme à brosse, un support et ils sont également équipés d’un mécanisme de pressage intégré, qui sert non seulement à les démarrer, mais également à empêcher tout mouvement en cas d’état d’urgence dans la production. Grâce à cette conception, le porte-balais est un gage de sécurité pour le fonctionnement d’un moteur de grue asynchrone électrique, ainsi que d’une sorte de frein.

Remplacement du moteur de la grue

Spécifications techniques principales

Moteurs à rotor de phase

Dimensions standard et dimensions principales de la puissance du moteur:

Photo - Moteurs à cage d'écureuil

Le moteur rotatif est un moteur asynchrone, où le rotor de l'enroulement est connecté via des bagues collectrices pour la résistance externe à la partie active et à la partie transmission. Le réglage de la résistance vous permet de contrôler la fréquence de rotation du couple moteur. Le moteur rotatif peut être démarré avec un courant de démarrage faible et avec une résistance élevée dans le circuit du rotor; lorsque le moteur est accéléré, la résistance peut être réduite.

Comparé à un rotor à cage d'écureuil, un moteur de phase de type rotatif a plus d'enroulements; la tension induite augmente et est inférieure à celle d'un rotor court-circuité. Lors du démarrage d'un rotor typique, 3 pôles sont utilisés associés à des bagues collectrices. Chaque pôle est connecté en série avec une puissance de résistance variable. Lors du démarrage des résistances, l'intensité du champ du stator peut être réduite. En conséquence, le courant de démarrage est réduit. Un couple de démarrage élevé est un autre avantage important par rapport à un rotor à cage d'écureuil.

Photo - Contrôle de la décélération d'un moteur de phase

Phase moteur rotatif (moteur électrique), peut être utilisé sous plusieurs formes à vitesse de rotation réglable du disque. Certains types de variateurs peuvent rétablir la fréquence de glissement et la puissance du circuit du rotor et le réintroduire dans le réseau, lui permettant ainsi de couvrir une large plage de vitesses avec un rendement énergétique élevé. La double puissance des machines électriques utilise des bagues collectrices pour l'alimentation externe dans le circuit du rotor, ce qui permet d'augmenter la plage de contrôle de la vitesse de rotation. Mais maintenant, de tels mécanismes sont rarement utilisés, ils sont principalement remplacés par des moteurs asynchrones à variateurs de fréquence.

Photos - Conception du moteur de la grue de phases

Rotors cage d'écureuil

Les moteurs électriques à rotor à cage d'écureuil sont des moteurs de grue asynchrones, constitués d'un cylindre en acier avec conducteurs en aluminium ou en cuivre noyés dans leur surface et d'une partie tournante - le rotor.

Ce modèle de moteur est un cylindre monté sur un arbre. À l'intérieur, il contient des barres conductrices longitudinales (généralement en aluminium ou en cuivre), installées dans des gorges et fixées aux deux extrémités par la fermeture de la bague, formant ainsi une forme de cadre. Le nom vient de la similitude entre les anneaux d'enroulement et les barres avec un rotor à cage d'écureuil.

Le noyau solide du rotor est constitué de joints en acier allié. Le rotor a moins de fentes que le stator et ne peut pas être un multiple du nombre de ses fentes afin d'éviter que le rotor et les dents du stator ne bloquent le couple initial.

Description du principe de fonctionnement d'un rotor en court-circuit: les champs d'enroulement de stator d'un moteur à courant alternatif asynchrone sont accordés sur un champ magnétique tournant traversant le rotor. En raison du mouvement, l'appareil commence à induire un courant et le transfère au bobinage et aux barres. A leur tour, ces courants longitudinaux dans les conducteurs interagissent avec le champ magnétique pour produire la force motrice agissant sur un rotor orthogonal tangentiel, ce qui entraîne la rotation de l'arbre par le couple. En outre, le rotor tourne à partir du champ magnétique, mais à une vitesse inférieure. La différence de vitesse s'appelle glissement et augmente avec la charge.

Le programme de travail est présenté ci-dessous:

Photo - Schéma des lecteurs court-circuités

Les conducteurs sont souvent légèrement inclinés le long de la longueur du rotor, ce qui réduit le bruit et atténue les fluctuations du couple, ce qui peut entraîner une augmentation de la vitesse en raison de l'interaction avec les pièces polaires du stator. Le nombre de barres sur un rotor en court-circuit détermine dans quelle mesure les courants induits retournent dans les enroulements du stator et, par conséquent, le courant qui les traverse. La conception peut également fonctionner comme un mécanisme d'inversion.

Une ancre en fer est utilisée pour conduire un champ magnétique à travers les conducteurs du rotor. Le fait est que le MP du rotor interagit avec le MP de l'induit, et malgré le fait que la conception est similaire à celle d'un transformateur, c'est la cause de la réduction et de la perte d'énergie. La cheville est constituée de plaques minces séparées par un isolant en laque afin de réduire les courants de Foucault qui y circulent. Le matériau est caractérisé par de faibles émissions de carbone et une teneur élevée en silicium. La base en fer pur réduit considérablement les pertes par courants de Foucault, la faible force coercitive réduit les pertes par hystérésis.

Cette conception de base est utilisée pour les moteurs monophasés et triphasés dans une large gamme de tailles. Les rotors pour moteurs triphasés auront des variations dans la profondeur et la forme des barres. En règle générale, les barres d'épaisseur supérieure peuvent avoir un bon couple et sont plus efficaces dans la lutte contre le glissement, car elles représentent une résistance moindre aux champs électromagnétiques.

Photo - Conception du moteur triphasé

Les moteurs triphasés à cage d’écureuil sont largement utilisés pour:

  1. Mécanismes de grue;
  2. Machines de traction;
  3. Moissonneuses-batteuses;
  4. Camions et navires.

En ce qui concerne les options d'installation des moteurs, ils sont à bride verticale, horizontale, à bride horizontale.

Marques de moteurs et aperçu des prix

À l'heure actuelle, en Russie et en Ukraine, la production de ces moteurs de grues:

Phase - MTF, MTKF, MTM, MTN, MEZ FRENSTAT, KMR, DMTF, (usine Leroy Somer), WASI, FLSLB, SMH;

Squared - Sew-Eurodrive, moteurs de Bularia, Siemens, VEM, HORS, MTV, MTI, MTK, MTKM, MTKN, MTM, MTH, MTF;

Pour certains types de mécanismes de grue (par exemple, les ascenseurs métallurgiques), la série AIR (moteurs à deux vitesses à courant continu) est utilisée.

Il est possible d’acheter des moteurs électriques de grue dans n’importe quelle ville de la CEI. Le prix de la marchandise dépend directement de sa capacité, de son fabricant et de la ville; Possibilité de paiement en espèces et sans numéraire. Depuis des sources ouvertes, nous avons rassemblé la liste de prix, nous vous suggérons de vous familiariser avec elle (les prix sont approximatifs, lors de l’achat d’un moteur électrique de grue, assurez-vous également de consulter le catalogue du fabricant, des modifications de prix sont possibles):