Electricité
Les moteurs à  rotor bobiné
Asynchrone
Root » Serveurs » Electro » Electricité » Alternatif » Moteurs » Rotor bobiné

Les moteurs asynchrones existent en version à cage bobinée qui permet un fonctionnement plus souple.


Moteur à  cage bobinée (rotor et stator)


Moteur à  cage bobinée (rotor)

Le moteur asynchrone est le type de moteur le plus utilisé, car il est simple et fiable. Il existe aussi bien en version triphasée que monophasée (avec condensateur de démarrage qui produit le champ tournant). Mais il a un appel de courant très important au démarrage.

Quand un moteur asynchrone démarre, la cage d'écureuil forme pratiquement un cours-circuit. Le moteur se comporte donc en fait comme un transformateur avec secondaire en cours circuit. L'appel de courant est donc très fort (il peut atteindre 10× le courant nominal). Pour réduire le courant dans le primaire, heuh, le stator, on va augmenter la résistance du rotor. On peut le faire avec une cage résistive ou en utilisant deux cages, mais alors on a continuellement des pertes et le moteur manque de puissance.

Pour moduler l'appel de courant, on va varier la résistance des bobinages du rotor. Dans les constructions les plus classiques, les résistances sont placées à  l'extérieur et le courant est transmis par des anneaux et des balais. Pour un fonctionnement souple, le rotor est souvent bobiné en triphasé. Sur la photo, on voit bien deux des trois barres qui transmettent le courant du rotor aux anneaux.

Le stator correspond au bobinage d'un moteur à  cage d'écureuil classique. Les photos proviennent du musée minier de Lewarde, le moteur entrainant un compresseur pour fournir l'air comprimé utilisé par les marteaux-piqueurs dans la mine. Au fond de l'image du stator on voit le rhéostat permettant de régler la puissance au démarrage. Une fois le moteur à  sa vitesse de fonctionnement nominale, les résistances sont cours-cirtuitées.

Quel est l'avantage d'utiliser des résistances sur le rotor? Pourquoi ne pas limiter le courant par des résistances au stator? L'inconvénient des balais est connu: les balais et les anneaux s'usent. Par contre le courant rotorique est moins important, ce qui permet d'utiliser un rhéostat de petite taille. Avec les résistances au stator, un moteur de 200kW (environ la puissance du compresseur de Lewarde) aurait nécessité un rhéostat de 200kW. Ici un rhéostat de 5kW suffit amplement. De plus le couple au démarrage est nettement plus important lors d'un démarage rotorique.

Les résistances sont mises hors fonction manuellement quand le moteur monte en régime, mais il est également possible d'utiliser un système automatique basé sur la force centrifuge pour cours-circuiter les résistances. Le dernier exemple à droite est un moteur asynchrone triphasé à  rotor bobiné. Les résistances du rotor sont mises en cours-circuit une fois le moteur arrivé à sa vitesse nominale.

Les résistances rotoriques sont petites et la tension produite au rotor ne dépasse pas une dixaine de volts pendant le démarrage. Le rotor agit comme secondaire d'un transfo dont la tension chûte quand la vitesse augmente. En utilisant peu de spires de gros fil, on a un "secondaire" dont la tension reste basse. De plus le rotor est isolé du réseau et il n'y a pas de risque que des tensions élevées apparaissent au rotor.

Le démarrage étoile-triangle est utilisé pour les puissances moyennes. C'est le système de démarrage le plus simple, mais le couple au démarrage est faible. Il remplace actuellement les moteurs à  cages bobinées, même s'il est moins souple et efficace. Si le démarrage est laborieux, on utilise un variateur électronique de vitesse.

Le moteur avec cage d'écureuil bobiné ressemble fortement à  la machine asynchrone à  double alimentation utilisée comme alternateur asynchrone.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's