Moteurs
moteur à courant alternatif
Electricité
Root » Serveurs » Electro » Electricité » Moteurs

Les moteurs à courant alternatif ont remplacé les moteurs à courant continu.
-

-

Moteurs

Les moteurs synchrones, asynchrones et à réluctance variable ne fonctionnent que sur de l'alternatif. On les alimente en triphasé ou on produit un champ tournant avec un condensateur déphaseur.

Un moteur asynchrone a toujours un glissement, contrairement à un moteur synchrone ou un moteur à réluctance variable.

Les moteurs à courant continu avaient de nombreux avantages: plus facile à régler la puissance (couple et vitesse). Même après la seconde guerre mondiale on a utilisé des moteurs à courant continu pour des applications spécifiques, comme les moteurs des ascenseurs des charbonnages qui doivent descendre très rapidement à grande profondeur (parfois plus de 1000m), mais qui doivent également pouvoir être positionnés à quelques centimètres. Dans ce cas on utilisait un gros moteur alternatif (triphasé) qui entrainait une dynamo qui produisait à son tour le courant continu pour le moteur de l'ascenseur (montage Ward Leonard).

Mais le courant continu avait un inconvénient de taille: il était difficilement transformable (d'une tension plus basse à une tension plus élevée pour le transport). Utiliser un convertisseur rotatif est possible pour une grosse usine, mais pas pour un particulier. On est donc passé à l'alternatif avant la seconde guerre mondiale. La plupart des moteurs sont donc des moteurs à courant alternatif.

Moteur asynchrone
Le moteur asynchrone à cage d'écureuil est le moteur le plus utilisé. Notons deux versions spéciales du moteur asynchrone: le moteur dahlander (à commutation de pôles) et le moteur à cage bobinée.

On retrouve ce moteur principalement dans l'industrie, mais également dans certains appareils ménagers: les ventilateurs, les pompes,...

Moteur synchrone
Le moteur synchrone n'a plus beaucoup d'applications. Il dispose généralement d'une cage d'écureuil pour permettre un démarrage normal, et puis la vitesse croit jusqu'à la vitesse de synchronisme. En plus de la cage d'écureuil pour le démarrage, le rotor se compose d'aimants permanents ou d'électro-aimants pour le fonctionnement synchrone. Le moteur synchrone est en fait un moteur asynchrone synchronisé.

La vitesse de rotation du moteur synchrone est déterminée par la fréquence du réseau. Si la charge est trop importante, il décroche. Il est utilisé pour les très grandes puissances en fonctionnement continu, où son meilleur rendement par rapport au moteur asynchrone est interessant.

Moteur à réluctance variable
Le moteur à réluctance variable est un moteur de la famille des moteurs synchrones. Il connait actuellement un regain d'intérêt car il a été choisi comme moteur principal dans les voitures Tesla. Il est également utilisé dans l'industrie (grosse puissance, fonctionnement continu et variation de la vitesse).

Le moteur pas-à-pas est souvent un moteur à réluctance variable (image à droite) [tous les moteurs pas-à-pas ne sont pas des moteurs à réluctance variable]. Le moteur saute d'un pas (15° dans ce cas) quand on alimente le bobinage suivant. Il s'agit d'un moteur à 4 bobinages, mais on trouve également des moteurs à trois bobinages qui peuvent être alimentés en triphasé (via un variateur de vitesse).

Moteur universel
Le moteur universel fonctionne aussi bien sur du continu que sur l'alternatif. Alimenté en alternatif, il n'est utilisé que pour des puissances limitées (moteur de foreuse, d'aspirateur, etc). Il est compact et a une puissance très élevée comparée aux autres types de moteur. Son rendement est par contre mauvais à cause de la réaction d'induit.

Le variateur de vitesse d'un moteur universel est très simple à réaliser.

Moteur de voiture électrique
Quel type de moteur utilise-t-on dans les voitures électriques? Les voitures électriques sont récentes, et déjà on voit une évolution très nette dans le type de moteur utilisé.
Moteur à droite
Le moteur à courant continu qui est devenu moteur universel (courant continu et alternatif) existe encore.

Il utilise souvent des aimants permanents au stator (comme sur l'exemple). Comme le champ statorique est fixe dans ce cas, le moteur ne peut être alimenté qu'en continu. La régulation de la vitesse est très simple et dépend de la tension appliquée. Le couple est élevé et constant et la taille du moteur est limitée pour la puissance qu'il peut fournir. Comme le champ magnétique est fixe, le couple est également relativement constant.

Ces moteurs sont utilisés dans tapis de course dans les salles de fitness (treadmill) où ils permettent un réglage de la vitesse très simple.

Le point négatif de ces moteurs sont les charbons, qu'il faut régulièrement remplacer. On voit très bien le collecteur car le ventilateur qui se trouve normalement dans l'ouverture a été enlevé. Le ventilateur permet un refroidissement correct du moteur quel que soit sa vitesse de rotation.

Démarrage de moteurs

Les moteurs les plus courants sont les moteurs asynchrones. Ils ont un fort appel de courant au démarrage et dans les installations de forte puissance on utilise un contacteur étoile-triangle pour faire démarrer le moteur. Le moteur démarre en montage étoile avec un appel de courant moindre et au bout d'une seconde le contacteur commute le moteur en montage triangle.

Certains moteurs qui ne permettent pas la commutation (par exemple moteurs dahlander ou moteurs à bobinages cablés différemment) doivent être démarrés avec un autotransformateur qui rabaisse la tension pendant quelques secondes. Une fois le moteur en route, le transfo est mis hors service et le moteur reçoit la tension nominale. Il s'agit bel et bien d'un autotransformateur: il a trois connections par bobinage.

L'avantage du transfo par rapport à une commutation étoile-triangle, c'est qu'on peut déterminer soi-même la puissance au démarrage (pour autant qu'un transfo avec le rapport voulu est disponible). Le transfo de démarrage est généralement conçu pour un temps de fonctionnement très court, un démarrage de 2.5 secondes toutes les 100 secondes.

Le soft starter (démarreur) permet de faire démarrer un gros moteur avec un appel de courant moindre. Il est une version très simplifiée du variateur.

Le variateur électronique de vitesse permet également un démarrage à puissance moindre, mais il permet également de faire tourner le moteur à une autre vitesse que sa vitesse nominale en modifiant la tension et la fréquence du courant.

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

-