Powerpoint moteurs asynchrones - UHA
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Moteurs asynchrones 80% des moteurs sont des moteurs asynchrones Moteurs robustes Peu d'entretient Grande gamme de puissance Alimentation en tension triphasée disponible partout Technologie bien maîtrisée Possibilités de commandes multiples Mat 0,75 kW 1922-1933 1933-1946 1912-1922 1946-1961 1961-1970 1905-1912 1970-… 1) Principe de fonctionnement Création d'un champ variable B I 50 U -25 -100 B I U 1) Principe de fonctionnement Composition de deux champs B1 B2 tension sinusoidale 1) Principe de fonctionnement Création d'un champ tournant 100 50 0 -50 -100 U1 100 50 0 -50 -100 100 50 0 -50 -100 U3 U2 1 ) ROTOR 2 ) STATOR 3 ) PLAQUE A BORNES Boîte de raccordement Flasque palier côté ventilateur Enroulement statorique Roulement Ventilateur Capot de ventilation Stator Rotor à cage Roulement Flasque palier côté bout d'arbre Fig. 6 : Eclaté d’un moteur à rotor à cage. Ces moteurs sont en principe utilisés sur des applications pour lesquelles il est intéressant d’avoir du glissement afin d’adapter la vitesse en fonction du couple, par exemple : v cas de plusieurs moteurs liés mécaniquement sur lesquels doit être répartie la charge, tels que C Stator en cours de bobinage 0 N Rotor à simple cage Rotor à double cage Rotor à cage résistante Fig. 7 : Courbes couple/vitesse suivant les types de rotors à cage (à Un). train à rouleaux d’un laminoir, entraînement d’un portique de levage ; v fonction enrouleur-dérouleur à partir de moteurs Alquist (1) prévus à cet effet ; v besoin d’un fort couple de démarrage avec un courant d’appel limité (palans de levage ou convoyeurs). Ils permettent la variation de vitesse par modification de la seule tension, mais cette application tend à disparaître au profit des convertisseurs de fréquence. Si tous les moteurs sont auto-ventilés, certains moteurs avec rotor à cage résistante sont moto-ventilés (motorisation distincte de leur ventilateur). c Rotor à simple cage Dans des trous ou dans des encoches disposés sur le pourtour du rotor (à l’extérieur du cylindre constitué par l’empilage de tôles) sont placés des conducteurs reliés à chaque extrémité par une couronne métallique et sur lesquels vient s'exercer le couple moteur généré par le champ tournant. Pour que le couple soit régulier, les 1. Ces moteurs asynchrones moto-ventilés à fort glissement sont utilisés en variation de vitesse, leur courant au calage est voisin de leur courant nominal ; leur caractéristique de couple/vitesse est très plongeante. Avec une alimentation variable il est possible d'adapter cette caractéristique et de régler le couple moteur en fonction de la traction souhaitée. Cahier Technique Schneider Electric n° 207 / p.7 Stator après bobinage 1) Principe de fonctionnement Spire conductrice placée dans le champ tournant Cage d ’écureuil en aluminium moulé 1) Principe de fonctionnement Glissement Le principe de fonctionnement précédent impose que la vitesse de rotation de l'induit (ω) ne soit pas la même que celle du champ tournant (ωs). Cette différence est nommée glissement. g= (ω s − ω ) ω N = 1− = 1− ωs ωs Ns La vitesse Ns (exprimé ici en tours/sec) dépend de la fréquence du secteur et du du nombre de paires de pôles p Ns = f p ω s = 2.π .N s ωs nommée vitesse de synchronisme 2) Avantages et applications Avantages Simplicité de construction et d'utilisation Absence de pièces d'usure peu de maintenance Fiabilité et durée de vie importante Adaptation à divers environnements vitesse de rotation sensiblement constate. Applications Moteurs d'actionneurs Pompes Ventilateurs Compresseurs 3) Courbe de couple T=a.N+b Couple maximum = 2,5.T g=1 au démarrage 4) Courbe de courant Id = 5 à 7 fois In 5) Plaque à bornes Et o L1 e il 220V L2 L3 Tr 380V i g an le 380V 6) Plaque signalétique Moteur 30CV Peut être branché en triangle sous 220V Peut être branché en étoile sous 380V Il consomme 69.2 A en triangle Il consomme 40 A en étoile sa vitesse de rotation nominale est de 1450 tr/min 6) Plaque signalétique Puissance utile délivrée sur l’arbre moteur Couplage à effectuer en fonction du réseau Puissance réactive (absorbée) Pa=U.I V3 Cosφ Vitesse nominale (réelle) du rotor Intensité (dans chaque phase) correspondante Rendement η 7) Puissance I r V I J U r U Montage étoile Montage triangle V=U/√3 J=I/√3 P=U.I.√3.cosϕ P=U.I.√3.cosϕ On mesure les caractéristiques de fonctionnement du moteur suivant : Moteur asynchrone triphasé 220v/380v 4 pôles est câblé sur un réseau 50 Hz sa plaque signalétique indique une puissance de 4,4Kw pour un courant de 16,3A/9,4A et une vitesse nominale de 1420 tr/min et un cos Φ de 0,85 On fait tourner ce moteur à vide sous 380V on constate qu'il tourne à 1493 tr/min avec un courant en ligne de 5,9A et absorbe une puissance mesurée de 550W Calculez la vitesse statorique (de synchronisme) du moteur Calculez le cos Φ a vide du moteur √3.U.I.cosϕ Pa Stator Pjs 3/2.R.I2 Tωs Tm.ω PTR PM Rotor cage écureuil Tu.ω Rotor palier Pu Pm Pfs ? Pjr Pfr g.Tωs X ? Pu Pjs= 3/2.R.I2 pertes Joule au stator avec R résistance mesurée entre les phase et I le courant de ligne La puissance transmise est assimilée a un couple tournant a la vitesse de synchronisme Ptr=T.ωs=Pa-Pjs-Pfs Les pertes fer au stator sont déduites d'un essais à vide du moteur. L'ensemble des pertes fer et des pertes mécanique est constante quelque soit la vitesse de rotation déduites par un essais a vide du moteur Pa0=Pjs0+Pfs+Pm La puissance utile est égale au couple utile tournant à la fréquence ω Pu= Tu.ω rendement η=Pu/Pa 8) Point de fonctionnement Car act éri sti de que la cha rge
