Construction et fonctionnement du circuit de démarrage direct en ligne

Direct Online Starter ou DOL est un système électromécanique simple conçu pour la commutation et la protection des moteurs à induction.

Nous savons tous que les moteurs consomment horriblement de l'énergie électrique et cette consommation d'énergie élevée est le résultat du courant absorbé par l'enroulement du moteur. Donc, le courant consommé par le moteur est élevé, plus la puissance consommée par celui-ci sera élevée et plus la chaleur générée sera élevée. Cette chaleur sera généralement dissipée dans l'environnement par rayonnement ou par conduction par contact direct. Mais dans certains cas où il n'y a pas de ventilation adéquate ou où l'environnement est chaud, l'enroulement de l'armature peut brûler à cause d'une chaleur excessive.

Le courant d'enroulement du moteur doit donc être surveillé de près pour éviter un flux de courant élevé pendant de longues périodes de temps. Ainsi, pour éviter le flux de courants élevés pendant de longues périodes, les moteurs sont généralement équipés de systèmes de protection de différents types.

Habituellement, ces systèmes de protection sont nécessaires pour les moteurs industriels triphasés qui entraînent des charges de forte puissance. Et le démarreur direct en ligne est un mécanisme qui offre une protection contre les surcharges pour les moteurs à induction triphasés à cage d'écureuil.

Les principales fonctions fournies par Direct Online Starter au moteur à induction triphasé sont:

• Protection contre les surintensités ou protection contre les courts-circuits.
• Protection de surcharge.
• Configuration de commutation de moteur isolée.

Protection contre les surintensités ou protection contre les courts-circuits: le démarreur DOL se compose d'un MCCB (disjoncteur) et d'une configuration de fusibles pour déconnecter le moteur de l'alimentation en cas de court-circuit.

Protection contre les surcharges: le démarreur DOL consiste en une configuration électromécanique qui déconnectera le moteur de l'alimentation électrique si le moteur est surchargé ou si le moteur consomme plus de courant que la valeur nominale.

Configuration de commutation de moteur isolée: Les moteurs haute puissance étant dangereux, les démarreurs DOL sont conçus de manière à permettre au client d'allumer et d'éteindre indirectement le moteur.

Les trois caractéristiques mentionnées ci-dessus sont importantes pour les moteurs à induction de faible et moyenne puissance utilisés dans les industries. Les démarreurs DOL sont donc populaires et largement utilisés.

Fonctionnement direct du démarreur en ligne

Pour éviter toute confusion, nous démonterons le démarreur DOL d'origine et discuterons de chacune de ses sections.

La structure interne du circuit de démarrage en ligne directe dont nous discutons ci-dessous est uniquement destinée à comprendre le principe de fonctionnement, la conception originale du démarreur peut être différente.

Section MCCB (disjoncteur à boîtier moulé) et FUSE:

La figure ci-dessus montre les connexions de circuit entre le MCCB, les fusibles et le moteur. La fonction de base de cette section du démarreur DOL est de protéger le moteur contre les défauts et les courts-circuits.

Le MCCB ici sera sélectionné pour correspondre aux caractéristiques du moteur et en cas de défaut dans les connexions ou les enroulements du moteur, ce MCCB se déclenchera immédiatement en déconnectant tout le système de la ligne d'alimentation principale. Le MCCB est généralement la première couche de protection pour l'ensemble du système, comme illustré ci-dessus. Ceux-ci sont également installés dans nos maisons pour la sécurité.

Les fusibles du circuit sont présents ici pour protéger le moteur et les autres appareils d'un court-circuit. Ces fusibles exploseront immédiatement en cas de court-circuit et déconnecteront le moteur de la ligne électrique. De plus, le calibre du fusible doit être choisi avec précision pour éviter des explosions irrégulières pendant le fonctionnement. Cela peut se produire dans le cas d'un courant d'appel massif pendant le démarrage du moteur, il est donc important de choisir des fusibles de calibre approprié. En savoir plus sur les différents types de circuits de protection ici.

Section contacteur électromagnétique:

Dans la figure ci-dessus, la structure interne de la configuration du contacteur est représentée, présente dans le démarreur en ligne direct triphasé et connectée à un moteur à induction.

Ici, l'alimentation triphasée est connectée au moteur via trois contacts métalliques normalement ouverts, à savoir «C1», «C2» et «C3». Ainsi, dans des conditions de repos, aucun courant ne circule dans le circuit et le moteur reste éteint. À ce moment également, le «BOUTON MARCHE» sera ouvert et aucun courant ne circule dans la bobine.

Maintenant, si nous appuyons sur le `` BOUTON ON '', la bobine ici sera magnétisée en raison du flux de courant comme indiqué ci-dessous.

Puisque la bobine génère ici un champ magnétique, le bloc métallique suspendu avec un ressort sera attiré par la bobine et se dirigera vers elle. Maintenant que le bloc métallique est en mouvement, l'ensemble de la configuration du contacteur se déplacera également avec lui comme indiqué sur la figure.

Du fait de ce mouvement, les contacts métalliques C1, C2 et C3 court-circuiteront les bornes ouvertes présentes entre la ligne électrique et les bornes du stator, mettant ainsi le moteur en marche. En termes plus simples, après avoir appuyé sur le bouton de manière monétaire, le moteur sera alimenté par la source en raison du mouvement du contacteur triphasé. De plus, avec le mouvement du contacteur triphasé, le ressort sera étiré et il exercera une force sur le bloc métallique pour le remettre dans sa position initiale.

Après avoir momentanément appuyé sur le bouton ON et l'avoir relâché, le courant dans la bobine, qui devrait être nul, continuera de circuler car il y aura un autre chemin pour que le courant circule après que le contacteur triphasé se soit déplacé vers la position finale. Vous pouvez voir sur la figure un circuit fermé formé pour que le courant passe à travers le contact métallique «SW».

Ainsi, après une simple pression sur «ON BUTTON», le contacteur triphasé se verrouille automatiquement à l'aide du contact métallique «SW» et maintient la connexion entre l'alimentation triphasée et le moteur.

Maintenant, pour arrêter le moteur, nous devrons ajouter un autre bouton au circuit ci-dessus comme ci-dessous.

Ici, le «BOUTON OFF» agira comme un court-circuit en position de repos et il n'y aura donc aucun changement au fonctionnement du circuit dont nous avons discuté ci-dessus. Mais une fois que le «BOUTON OFF» est enfoncé, la boucle de circuit formée entre la ligne électrique et la bobine sera interrompue, ce qui entraîne un courant traversant la bobine pour devenir nul. Maintenant que le courant à travers la bobine est nul, la bobine commence à se démagnétiser et une fois que la bobine perd complètement sa magnétisation, le contacteur triphasé revient à sa position initiale en raison de la force exercée par le ressort étiré. Évidemment, maintenant que le contacteur triphasé est revenu au repos, la tension d'alimentation du moteur sera coupée, entraînant l'arrêt des mouvements du rotor.

Même après avoir relâché le bouton d'arrêt, le contacteur triphasé restera au repos jusqu'à ce que le bouton de démarrage soit à nouveau enfoncé pour magnétiser la bobine. Par conséquent, nous pouvons conclure qu'en utilisant cette configuration, nous pouvons allumer le moteur pour toujours en appuyant sur un bouton et arrêter le moteur pour toujours en appuyant sur l'autre bouton.

Section de protection contre les surcharges:

L'élément clé de la section de protection contre les surcharges est constitué des trois bobines G1, G2 et G3, comme indiqué sur la figure. Ces trois bobines transportent le même courant que l'enroulement d'induit car elles sont en série avec le moteur à induction triphasé. Ainsi, chaque fois que le moteur tire son énergie de la ligne électrique, ces trois enroulements sont magnétisés. Et chaque fois qu'ils sont magnétisés, les anneaux métalliques fixés sur l'arbre seront attirés par les bobines. Normalement, ce ne sera pas un problème, mais cela deviendra important une fois que le moteur sera surchargé.

Donc, pour comprendre la fonction de cette section, considérons que le moteur a été allumé il y a quelque temps et est surchargé. Maintenant que le moteur est fortement chargé, l'enroulement d'induit va tirer des courants lourds de la source d'alimentation et magnétiser ainsi fortement les bobines G1, G2 et G3 indirectement. En présence de ce champ magnétique lourd, les anneaux métalliques vont surmonter l'opposition des ressorts pour s'aligner avec leurs bobines respectives. Et une fois que les anneaux métalliques passent à la position finale, le «contact OL» se déplacera également avec eux pour briser la boucle de «COIL-L».

Ainsi, le résultat final d'un moteur à forte charge est la rupture de la boucle de courant formée entre la ligne électrique et 'COIL-L'. Nous pouvons voir ici que cela fonctionne essentiellement de la même manière que d'appuyer sur le bouton d'arrêt mentionné ci-dessus. Les résultats finaux dans les deux cas sont la désactivation permanente du moteur.

Par conséquent, la surcharge du moteur entraînera la déconnexion de la ligne électrique et l'arrêt du moteur.

Circuit de commande de démarreur en ligne directe

Jusqu'à présent, nous avons étudié les trois sections assurant chacune une fonction particulière. Et nous devons joindre ces sections ensemble pour former un démarreur DOL.

Ici vous pouvez voir la structure interne finale du Direct Online Starter.

Dans la conclusion finale:

• La section MCCB-FUSE fournit une protection contre les courts-circuits et les défauts du moteur.
• La configuration du contacteur triphasé fournira une commutation bistable simple et sûre du moteur.
• La configuration du contacteur OL protégera le moteur contre les surcharges.

Avantages de Direct Online Starter

• Le démarreur le plus économique et le moins cher: De tous les démarreurs présents pour moteur à induction triphasé, le démarreur DOL est le moins cher et le plus économique.
• Facile à utiliser: le démarreur n'a que deux boutons pour ON et OFF et un bouton pour régler la sécurité de surcharge le rendant facile à utiliser.
• Maintenance facile: La structure interne du démarreur étant simple, les ingénieurs peuvent facilement trouver les défauts et les corriger.
• Comme il n'y a pas de protection au démarrage, le moteur fixé avec un démarreur DOL fournit un couple de démarrage de 100%.
• Les dimensions du DOL sont petites, ce qui le rend compact et fiable.

Inconvénients de Direct Online Starter

• Puisqu'il n'y a pas de protection au démarrage, le démarreur DOL ne limite pas le courant de démarrage.
• Couple de démarrage élevé inutile lors du démarrage du moteur.
• Convient uniquement aux moteurs bas de gamme et moyenne puissance.
• Puisqu'il n'y a pas de protection au démarrage, la ligne électrique sur laquelle le moteur est connecté subira des chutes de tension lors du démarrage du moteur. Cette fluctuation de tension peut endommager d'autres équipements électriques alimentés par la même alimentation.
• Le moteur est soumis à une contrainte thermique qui affecte la durée de vie du moteur.
• La contrainte mécanique sur le moteur est augmentée en raison d'un couple de démarrage inutile lors du démarrage du moteur.