Moteur à induction multiphase

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Moteur à induction triphasé

Le moteur à induction triphasé est également appelé moteur asynchrone et c'est le type de moteur le plus couramment utilisé dans les applications industrielles. Plus précisément, la conception de la cage d'écureuil est le moteur électrique le plus largement utilisé dans les applications industrielles.

Les moteurs à induction triphasés fonctionnent à une vitesse constante de la charge vide à la pleine charge. D'autre part, la vitesse dépend de la fréquence et donc ces moteurs ne sont pas efficacement adaptés au contrôle de vitesse. Ils sont simples, robustes, bon marché, faciles à entretenir et peuvent être fabriqués avec des caractéristiques adaptées à la plupart des exigences industrielles.




Construction d'un moteur à induction triphasé

Il se compose d'un stator avec des enroulements de stator et d'un rotor. Le stator porte un enroulement triphasé ou un enroulement de stator tandis que le rotor porte un enroulement ou un enroulement de rotor en court-circuit. Et le rotor se distingue du stator par un petit entrefer qui varie de 0,4 mm à 4 mm, en fonction de la puissance du moteur. Lorsque les tensions triphasées sont appliquées aux enroulements du stator, un champ magnétique tournant est établi. Lorsque le champ magnétique tourne, des courants sont induits dans les conducteurs du rotor à cage d'écureuil. L'interaction des courants induits et du champ magnétique produit des forces qui font également tourner le rotor.

Moteur à induction triphasé

Moteur à induction triphasé



Principe d'opération

Le moteur à induction triphasé fonctionne sur la base de la loi de Faraday selon laquelle un CEM est induit dans le circuit en raison du taux de changement du flux magnétique à travers le circuit. Les enroulements du stator à 120 degrés de phase l'un de l'autre reçoivent une alimentation en courant alternatif et, par conséquent, un champ magnétique rotatif est produit dans les bobines. Lorsque le rotor traverse le champ magnétique rotatif (avec une vitesse relative), un champ électromagnétique est induit dans le rotor, ce qui provoque la circulation d'un courant électrique dans les conducteurs du rotor. Selon la loi de Lenz, la cause de la production de courant électrique sera opposée, qui est la vitesse relative du champ magnétique du stator, et par conséquent le rotor commencera à tourner avec une vitesse différente de la vitesse synchrone du champ magnétique du stator.

Avantages:

  • Il a une construction simple et robuste
  • C'est relativement bon marché
  • Il nécessite peu d'entretien
  • Il a un rendement élevé et un facteur de puissance raisonnablement bon
  • Il a un couple de démarrage automatique

Démarrage du moteur

Comme nous le savons une fois qu'une alimentation est connectée à un moteur à induction triphasé un champ magnétique rotatif sera créé dans le stator, cela reliera et coupera les barres du rotor qui à leur tour induiront des courants rotoriques et créeront un champ rotorique qui interagira avec le champ statorique et produira une rotation. Bien entendu, cela signifie que le moteur à induction triphasé est entièrement capable de démarrer automatiquement.

Circuit de moteur à induction triphasé

Circuit de moteur à induction triphasé

Le besoin d'un démarreur n'est donc pas au contraire suffisant pour assurer le démarrage mais pour réduire les courants de démarrage élevés et fournir une surcharge et protection sans tension . Il existe plusieurs types de démarreurs, dont le démarreur direct en ligne, le démarreur étoile-triangle, un autotransformateur et la résistance du rotor. Chacun sera considéré tour à tour. Ici nous allons voir starter delta .


Il s'agit de la forme de démarreur la plus couramment utilisée pour les moteurs à induction triphasés. Il permet une réduction efficace du courant de démarrage en connectant initialement les enroulements du stator en étoile, ce qui place efficacement deux phases en série à travers l'alimentation.

Schéma de base Star Delta

Schéma de base Star Delta

Le démarrage en étoile a non seulement pour effet de réduire le courant de démarrage du moteur mais également le couple de démarrage. Une fois à une vitesse de fonctionnement particulière, un interrupteur à double course modifie les arrangements d'enroulement d'étoile en triangle, après quoi le couple de fonctionnement complet est atteint. Une telle disposition signifie que les extrémités de tous les enroulements de stator doivent être amenées à des terminaisons à l'extérieur du carter du moteur.

Moteur à phase séparée

Normalement, l'alimentation des maisons est monophasée, alors que les moteurs à induction nécessaires pour faire fonctionner divers appareils électriques nécessitent un moteur multiphasé. Pour cette raison, les moteurs à induction se composent de deux enroulements pour obtenir deux phases de l'alimentation monophasée.

Le moteur monophasé est un moteur monophasé courant. Le moteur à phase séparée, également appelé moteur à démarrage par induction / à induction, est probablement le moteur monophasé le plus basique conçu pour un usage industriel, bien que quelque peu limité. Il dispose de deux enroulements monophasés disposés au départ. L'un est l'enroulement principal et l'autre est le démarrage ou l'enroulement auxiliaire. L'enroulement de démarrage est fait avec un fil de plus petit calibre et moins de tours concernant l'enroulement principal pour faire plus de résistance, mettant ainsi le champ d'enroulement de démarrage à un angle électrique différent de celui de l'enroulement principal et provoquant la rotation du moteur. L'enroulement principal, en fil plus lourd, maintient le moteur en marche le reste du temps. L'enroulement principal a une faible résistance mais une réactance élevée et l'enroulement de démarrage a une résistance élevée mais une réactance faible.

Moteur à phase séparée

Moteur à phase séparée

Un moteur à phase séparée utilise un mécanisme de commutation qui sépare l'enroulement de démarrage de l'enroulement principal lorsque le moteur atteint quelque chose comme 75% de la vitesse évaluée. Dans la plupart des cas, il s'agit d'un interrupteur centrifuge sur l'arbre du moteur. La différence de phase entre les courants de démarrage et d'enroulement principal est bien inférieure à 90 degrés.

Moteur à démarrage par condensateur:

Le moteur de démarrage par condensateur est utilisé pour créer un champ de stator rotatif. Ce moteur est une modification du moteur à phase séparée, utilise un condensateur à faible réactance placé en série avec l'enroulement de démarrage du stator pour fournir un déphasage d'environ 90 degrés pour le courant de démarrage.

Moteur à démarrage par condensateur

Moteur à démarrage par condensateur

Moteur à condensateur permanent:

Il a un condensateur de type run connecté en permanence en série avec l'enroulement de démarrage. Cela fait de l'enroulement de démarrage un enroulement auxiliaire une fois que le moteur atteint la vitesse de fonctionnement. Parce que le condensateur de marche doit être conçu pour une utilisation continue, il ne peut pas fournir la poussée de démarrage d'un condensateur de démarrage. Le condensateur sert à décaler la phase sur l'un des enroulements de sorte que la tension aux bornes de l'enroulement soit à 90 ° de l'autre enroulement. Les moteurs à condensateur permanent ont une grande variété d'applications en fonction de la conception.

Moteur à condensateur permanent

Moteur à condensateur permanent

Le moteur à phase séparée est utilisé pour des charges à usage général. Les charges sont généralement entraînées par courroie ou de petites charges à entraînement direct. Les applications pour les moteurs à phase divisée comprennent les petites meuleuses, les petits ventilateurs et les soufflantes, ainsi que d'autres applications à faible couple de démarrage nécessitant une puissance de 1/20 à 1/3 hp. Et ces moteurs sont généralement conçus pour une tension unique, ce qui limite la flexibilité des applications.

Moteur à condensateur permanent

Moteur à condensateur permanent

La principale caractéristique du moteur à phase séparée est qu'il peut être utilisé dans les zones de l'usine où le triphasé n'a pas été approprié ou sur de petites charges sur le sol de l'usine où les moteurs à couple fractionnaire peuvent supporter la charge. Le moteur ne fournit pas une mesure considérable du couple de démarrage, de sorte que la charge doit être plutôt petite ou entraînée par courroie, où l'avantage mécanique peut être utilisé pour aider le moteur à démarrer.

Exemple de fonctionnement de la commande d'un moteur à induction à phase séparée

Schéma fonctionnel du système

Schéma fonctionnel du système

Un moteur à induction à phase séparée utilisé dans les ventilateurs d'extraction se compose des deux enroulements avec un enroulement alimentant directement l'alimentation secteur, tandis que l'autre enroulement alimente l'alimentation via un condensateur, ce qui provoque un retard de tension. La connexion à travers ces enroulements se fait via des relais. Lorsque l'un des relais est sous tension, l'un des enroulements reçoit directement l'alimentation secteur et l'autre est alimenté par le condensateur. Ces relais sont à leur tour actionnés par un pilote de relais qui est contrôlé par un microcontrôleur en fonction de l'entrée de l'utilisateur via une télécommande de télévision.