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Égalisation de charge dans les entraînements électriques

Définition: L’égalisation de la charge est le processus de lissage de lacharge fluctuante. La charge fluctuante absorbe un courant important de l’alimentation au cours de l’intervalle de pointe et provoque également une chute de tension importante dans le système, ce qui peut endommager l’équipement. Lors de l’égalisation de la charge, l’énergie est stockée à faible charge et cette énergie est utilisée lorsque la charge de pointe se produit. Ainsi, l’alimentation électrique de l’alimentation reste constante.

La fluctuation de la charge se produit principalement dans certainesdisques. Par exemple, dans une presse, un couple important est requis pour une courte durée. Sinon, le couple est nul. Parmi les autres exemples, citons un laminoir, une pompe alternative, des machines de planification, un marteau électrique, etc.

Dans les entraînements électriques, la fluctuation de charge se produitdans le large éventail. Pour fournir la demande de couple de pointe aux entraînements électriques, le moteur doit avoir des valeurs nominales élevées. Le moteur puisera également le courant pulsé dans l'alimentation. L'amplitude du courant d'impulsion engendre une fluctuation de la tension de ligne qui affecte l'autre charge connectée à la ligne.

Méthode d'égalisation de charge

Le problème de la fluctuation de la charge peut être surmontéen utilisant le volant. La roue volante est montée sur un arbre moteur dans des entraînements irréversibles. En vitesse variable et en entraînement réversible, un volant ne peut pas être monté sur l'arbre du moteur car cela augmenterait le temps transitoire de l'entraînement. Si le moteur est alimenté à partir du groupe électrogène, le volant moteur est monté sur l'arbre du moteur et égalise ainsi la charge sur la source mais pas la charge sur le moteur.

Lorsque la charge est légère, le volant d'inertie accélèreet stocké le surplus d’énergie tiré de la source. Pendant la charge de pointe, la roue volante décélère et fournit l'énergie emmagasinée à la charge avec l'énergie fournie. Par conséquent, la puissance reste constante et la demande de charge est réduite.

Le moment d’inertie de la roue volante nécessaire à l’égalisation de la charge est calculé comme suit. Considérez la courbe de couple de vitesse du moteur linéaire comme indiqué dans la figure ci-dessous.

égalisation de charge-équation-1
En supposant que la réponse du moteur soit lente en raison d’une grande inertie, elle est donc applicable en fonctionnement transitoire. Différencier l'équation (1) et multiplier les deux côtés par J (moment d'inertie).

égalisation de charge-équation-2
m est la constante de temps mécanique du moteur. C’est le temps nécessaire pour que la vitesse du moteur change de (m0 -m) lorsque le couple du moteur est maintenu constant à la valeur nominaler. À partir des équations (2) et (3)

égalisation de charge-équation-3
Considérons un couple de charge périodique un cycle qui consiste en une période de charge élevée avec le couple Tlh et la durée, et une période de charge légère avec le couple Tll et durée tl

égalisation de charge-equaiton-4
Où tmin est le couple moteur à t = 0, qui est aussi l’instant où une charge lourde Tlh est appliqué. Si le couple moteur à la fin de la période de forte charge est Tmax, puis de l'équation (6)

égalisation de charge-équation-5
Solution de l'équation (5) pour la période de charge légère avec un couple moteur initial égal à Tmax est

égalisation de charge-équation-6
où t« = t - th

En fonctionnement à l'état d'équilibre, le couple moteur à la fin d'un cycle sera le même qu'au début d'un cycle" = tl, T = tmin. En substituant dans l’équation (8), on obtient

équation de charge-7
À partir de l'équation (7)

équation de charge-7
À partir des équations (4) et (10)

égalisation de charge-equaiton-9
Également de l'équation (9)

égalisation de charge-équation-10
À partir des équations (4) et (11)

égalisation de charge-équation-11
Le moment d'inertie requis du volant d'inertie peut être calculé à l'aide des équations (11) et (12).

égalisation de charge-équation-12
Où W est le poids de la roue (Kg), et R est le rayon (m).

Remarque: Le moment d'inertie est l'obstruction angulaire du corps en rotation. C'est le produit de la masse et d'un carré d'une distance de l'axe de rotation.

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