Electricité
Moteur à deux vitesses
Dahlander
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Le moteur Dahlander est un moteur asynchrone à deux vitesses.
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Le moteur Dahlander est un moteur asynchrone qui peut tourner à deux vitesses, par exemple 1450 et 2900 tours. Ces moteurs ont les même caractéristiques qu'un moteur asynchrone classique, sauf les deux vitesses. Il ne s'agit pas de deux moteurs simples qui sont accouplés et dont on utilise soit l'un, soit l'autre, mais d'un moteur dont tous les bobinages sont utilisés, quelle que soit la vitesse.



Le Dahlander n'est pas une forme particulière de montage triangle-étoile. Une construction triangle-étoile est conçue pour faire démarrer le moteur avec un appel de courant moindre (et également un couple moindre). Le Dahlander a le même couple élevé aux deux vitesses.

Ces moteurs ont 6 bobinages, avec chaque fois deux bobinages consécutifs qui peuvent être connectés dans le même sens ou dans le sens inverse:

  • Si les deux bobinages sont connectés dans le même sens, on obtient en fait un seul pôle large. Le moteur a alors 3 pôles magnétiques et le moteur tourne à sa vitesse élevée, par exemple 2900 tours.

  • Si les deux bobinages sont connectés dans le sens inverse, on obtient deux pôles, donc 6 pôles magnétiques en tout. Le moteur tourne à sa vitesse basse, par exemple 1450 tours.

La cage d'écureuil s'adapte automatiquement au nombre de pôles (puisqu'elle n'a pas de champ magnétique intrinsèque). Par contre le moteur synchrone avec son champ rotorique fixe ne peut travailler qu'avec un nombre fixe de pôles, que ce soit 3, 6, 9 ou 4 (triphasé ou diphasé).

On va en pratique utiliser un branchement triangle-double étoile qui permet non seulement une commutation plus aisée, mais permet également d'adapter la puissance à la vitesse.

Dans beaucoup d'applications on veut une puissance moindre en petite vitesse. Cela tombe bien, le moteur qui tourne plus lentement a également un moins bon refroidissement. La plaquette signalétique indique alors deux puissances, notament 1.0/1.5kW pour une vitesse de 700/1400 tours/minute, voir exemple de branchement et plaquette en bas de page.

L'exemple à gauche montre le branchement typique triangle-double étoile (ΔYY) et le dédoublement des pôles.

Il existe également des moteurs Dahlander à trois vitesses, mais ils sont peu courants. Ils nécessitent un bornier à 9 connection. La basse vitesse est 1/3 de la haute vitesse, et la vitesse moyenne est 1/2 de la haute vitesse. On préfère actuellement utiliser un onduleur qui permet une variation très souple de la vitesse dans des grandes limites.

Les schémas suivants montrent les connections électriques au bornier ainsi que les connections internes du moteur. L'exemple montre à gauche 6 pôles et 3 pôles à droite: les deux bobinages produisent en effet un champ dans le même sens ou dans le sens inverse.

Le premier exemple montre la connection la plus utilisée qui produit un couple pratiquement constant aux deux vitesses (avec donc une puissance plus faible à basse vitesse, de l'ordre de 50 à 80%).

Triangle/Double étoile

Δ / YY

Etoile/Double étoile

Y / YY

Basse vitesseHaute vitesse

Le second exemple montre une connection moins utilisée. Le branchement électrique (alimentation) est toujours le même, mais les bobinages sont connectés différemment dans le moteur même. Extérieurement on ne voit pas la différence et il faut consulter la plaque signalétique. Il s'agit d'un montage étoile qui est branché soit en série (basse vitesse), soit en parallèle. Ce moteur est caractérisé par un couple plus faible à la basse vitesse, la puissance étant de 20 à 30% de la puissance à haute vitesse. Ce type de moteur est utilisé pour les pompes centrifuges et les ventilateurs.


A droite un exemple extrait d'un cours d'électricité de 1980, quand les élèvent apprenaient vraiment l'électricité. Maintenant ils apprennent à programmer en Logo et savent tout sur les API, mais ils ne savent même pas cabler une armoire électrique ni brancher une taque de cuisson.

Sans le texte, le dessin ne montre pas vraiment que le nombre de pôles est dédoublé pour la petite vitesse.


Utiliser le montage étoile-triangle pour une seconde vitesse?

Le montage étoile-triangle d'un moteur asynchrone classique n'est pas conçu pour donner une seconde vitesse. Un moteur asynchrone normal n'a qu'une seule vittesse nominale. En montage étoile (démarrage) l'appel de courant et le couple sont plus faibles. Il est possible que la vitesse nominale du moteur ne soit pas atteinte (même à vide). Ce qui est sûr, c'est que la vitesse est moins stable et varie fortement avec la charge.

On peut créer une seconde vitesse avec le montage étoile-triangle dans certaines applications où la charge augmente exponentiellement avec le régime (ventilateurs), mais la basse vitesse n'est pas définie et dépend des conditions d'utilisation.


Utiliser un Dahlander pour le démarrage?

Triangle/Double étoile
Dahlander Δ/YY
Etoile/Double étoile
Dahlander Y/YY
Etoile/Triangle
(démarrage classique)
Triangle
(pas de commutation)
Appel de courant
Couple au démarrage⊕⊕⊕⊕⊕
Basse vitesseTrès stableStableDépend de la chargeNon

Il est possible d'utiliser la basse vitesse pour démarrer (comme dans un branchement de démarrage étoile-triangle), mais le couple au démarrage est plus puissant (et l'appel de courant également), c'est surtout le cas pour les Dahlanders Δ / YY. Un moteur Dahlander n'est pas une alternative si on recherche un démarrage avec un appel de courant moindre.


Comment déterminer le type de moteur?

Tout d'abord en déchiffrant la plaquette signalétique, si vous voyez ΔYY, c'est un Dahlander. Si ce n'est pas possible on détermine le type de moteur en mesurant la continuité au bornier:
  • Moteur asynchrone classique: continuité entre les contacts comme indiqué à droite. Il permet un montage étoile ou triangle.

  • Dahlander: toutes les 6 broches sont en continuité.

  • Moteur à double bobinage: les trois broches du haut font contact entre elles, ainsi que les broches du bas. Il permet un rapport de vitesses qui n'est pas de 1:2 mais de 2:3 ou 1:3. Le moteur est bobiné en interne en triangle ou étoile et ne peut pas être modifié. Le rendement est moins bon qu'avec un Dahlander, puisque pour une vitesse donnée seule la moitié des bobinages est en fonction.

Indication de branchement et plaquette signalétique typique d'un moteur Dahlander.

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