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Motor

Couple de démarrage du moteur

Calculez le couple de démarrage (blocage) du moteur à courant continu, le courant de décrochage, la vitesse à vide et la puissance maximale au démarrage.

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Formule

T_s = Kt × V/R, I_s = V/R

Kt— Torque constant (N·m/A)
R— Winding resistance (Ω)

Comment ça marche

Le couple de démarrage est la force de rotation qu'un moteur doit surmonter pour accélérer la charge du repos à la vitesse de fonctionnement. Il doit dépasser le couple de friction statique (couple de rupture) plus le couple requis pour accélérer la charge combinée et l'inertie du rotor du moteur. Le couple d'accélération est T_accel = J_total × α, où J_total est l'inertie réfléchie totale (kg·m²) et α est l'accélération angulaire requise (rad/s²). Le couple de démarrage sélectionné pour le moteur doit être supérieur à T_Breakaway + T_Accel avec une marge de sécurité adéquate (généralement 1,5 à 2 fois).

Exemple Résolu

Un convoyeur doit atteindre 200 tr/min en 2 secondes. L'inertie de charge sur l'arbre du moteur (réfléchie par la boîte de vitesses) est de 0,05 kg·m². L'inertie du rotor du moteur est de 0,005 kg·m². Le couple de friction statique est de 1,2 N·m. Étape 1 — Accélération angulaire requise : α = ω/t = (200 × π/30)/2 = 20,94/2 = 10,47 rad/s² Étape 2 — Inertie totale : J_total = J_charge + J_moteur = 0,05 + 0,005 = 0,055 kg·m² Étape 3 — Couple d'accélération : T_accel = J_total × α = 0,055 × 10,47 = 0,576 N · m Étape 4 — Couple de démarrage total requis : T_start = T_friction + T_accel = 1,2 + 0,576 = 1,776 N · m Étape 5 — Sélection du moteur avec un facteur de sécurité multiplié par 2 : T_Motor_min = 1,776 × 2 = couple de démarrage nominal de 3,55 N·m Résultat : Sélectionnez un moteur avec un couple de démarrage d'au moins 3,55 N·m. Si seul un couple continu est disponible, assurez-vous que la spécification du couple de démarrage (souvent 1,5 à 2,5 fois continu) répond à cette exigence.

Conseils Pratiques

  • ✓Pour les charges à forte inertie (volants, grands ventilateurs), envisagez un profil de démarrage progressif ou de montée en puissance pour limiter le courant de démarrage maximal et les chocs mécaniques sur les accouplements et les boîtes de vitesses
  • ✓Testez le couple de rupture de manière expérimentale : placez une clé dynamométrique sur l'arbre de sortie et mesurez le couple nécessaire pour démarrer la rotation à partir d'un arrêt à froid, qui est toujours supérieur à la friction de fonctionnement à chaud
  • ✓Les moteurs DC à aimants permanents et les moteurs BLDC ont généralement un couple de démarrage égal au couple de décrochage, ce qui les rend bien adaptés aux démarrages à forte inertie par rapport aux moteurs à induction dont le couple de démarrage est limité

Erreurs Fréquentes

  • ✗Négliger la friction d'arrachement statique, qui peut être 3 à 5 fois plus élevée que la friction de fonctionnement dans les applications avec des joints, de la graisse ou de longues périodes d'arrêt
  • ✗Utilisation du couple nominal continu au lieu du couple bloqué ou du couple maximal pour les calculs de démarrage ; ces valeurs peuvent varier de 2 à 3 fois
  • ✗Oublier de refléter l'inertie de la charge par le biais du rapport de transmission au carré (J_Reflected = J_load/GR²) lorsque le codeur ou le moteur se trouve à l'entrée d'une boîte de vitesses

Foire Aux Questions

Le couple de décrochage est le couple maximal qu'un moteur peut produire à un régime nul lorsqu'il est entraîné à la tension nominale. Il s'agit d'une caractéristique du moteur. Le couple de démarrage est le couple requis par l'application pour commencer la rotation ; il s'agit d'une caractéristique de charge. Le couple de blocage du moteur doit dépasser le couple de démarrage requis par la charge pour que le système démarre.
En connexion en étoile, chaque enroulement du moteur reçoit 1/√ 3 de la tension secteur, ce qui réduit le couple à 1/3 du couple de démarrage en ligne directe (DOL). Cela réduit également le courant d'appel à 1/3 du DOL. Le démarreur passe du mode étoile au mode delta lorsque le moteur atteint sa vitesse maximale. Cela ne convient que lorsque le couple de charge au démarrage est inférieur à 1/3 du couple à pleine charge.
Les moteurs DC et BLDC à aimants permanents produisent un couple maximal à vitesse nulle, ce qui les rend parfaitement adaptés aux applications à couple de démarrage élevé. Les moteurs à courant continu bobinés en série produisent également un couple de démarrage très élevé. Les moteurs à induction à courant alternatif nécessitent un équipement étoile-delta, un autotransformateur ou un démarreur progressif pour augmenter la capacité de couple de démarrage au-dessus des valeurs en ligne directe.

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