Un moteur asynchrone triphasé est un type de moteur à induction qui repose sur une alimentation par un courant alternatif triphasé de 380 V (avec une différence de phase de 120 degrés). Les champs magnétiques tournants du rotor et du stator du moteur asynchrone triphasé tournent dans le même sens mais à des vitesses différentes, ce qui entraîne un glissement, d'où son nom.
La vitesse du rotor du moteur asynchrone triphasé est inférieure à celle du champ magnétique tournant. En conséquence, une force électromotrice et un courant sont générés entre l’enroulement du rotor et le champ magnétique en raison de leur mouvement relatif. Cette interaction produit un couple électromagnétique, permettant la conversion d'énergie.
Par rapport aux moteurs asynchrones monophasés, les moteurs asynchrones triphasés ont de meilleures performances de fonctionnement et peuvent économiser divers matériaux.
Selon les différentes structures de rotor, les moteurs asynchrones triphasés peuvent être divisés en deux types : le type à cage d'écureuil et le type bobiné.
Le rotor à cage d'écureuil du moteur asynchrone présente une structure simple, un fonctionnement fiable, un poids léger et un prix bas. Il a été largement utilisé. Son principal inconvénient est la difficulté de réguler la vitesse.
Le rotor et le stator du moteur asynchrone triphasé bobiné ont également des enroulements triphasés et sont connectés à des résistances variables externes via des bagues collectrices et des balais. Le réglage de la résistance variable peut améliorer les performances de démarrage du moteur et ajuster sa vitesse.
Principe de fonctionnement du moteur asynchrone triphasé
Lorsqu'une alimentation alternative triphasée symétrique est fournie à l'enroulement du stator d'un moteur asynchrone triphasé, un champ magnétique tournant qui tourne dans le sens des aiguilles d'une montre le long de l'espace circulaire interne du stator et du rotor à une vitesse synchrone n1 est généré.
Puisque le champ magnétique tournant tourne à une vitesse de n1, le conducteur du rotor est initialement stationnaire. Par conséquent, le conducteur du rotor coupera le champ magnétique tournant du stator et générera une force électromotrice induite (dont la direction est déterminée à l’aide de la règle de droite).
En raison des anneaux de court-circuit court-circuitant les deux extrémités du conducteur du rotor, un courant induit qui est fondamentalement cohérent avec la direction de la force électromotrice induite sera produit sous son effet. Les conducteurs porteurs de courant dans le rotor sont soumis à des forces électromagnétiques dans le champ magnétique du stator (la direction étant déterminée à l'aide de la règle de gauche). La force électromagnétique produit un couple électromagnétique sur les arbres entraînant la rotation des rotors avec des champs magnétiques de rotation.
Grâce à l'analyse ci-dessus, nous pouvons résumer que lorsqu'une alimentation CA triphasée symétrique est fournie à chaque enroulement de stator à angle électrique de 120 degrés de différence de phase d'un moteur électrique, un champ magnétique rotatif sera généré. Ce champ magnétique tournant traverse les enroulements du rotor et génère des courants induits à l'intérieur de ceux-ci (les enroulements du rotor forment des circuits fermés).
Les conducteurs porteurs de courant dans les rotors produisent des forces électromagnétiques sous les effets de rotation des champs magnétiques rotationnels des stators ; formant ainsi un couple électromagnétique sur les axes des moteurs électriques les entraînant en rotation. De plus, les sens de rotation des moteurs électriques sont cohérents avec ceux de leurs champs magnétiques de rotation.
Schéma de câblage pour moteur asynchrone triphasé
Câblage de base du moteur asynchrone triphasé :
Les six fils sortant du bobinage d'un moteur asynchrone triphasé peuvent être divisés en deux méthodes de connexion de base : connexion en triangle (△) et connexion en étoile (Y).
Six fils = Trois enroulements de moteur = Trois bornes de démarrage + Trois bornes d'extrémité. Lors de la mesure avec un multimètre, les mêmes bornes de début et de fin d'enroulement sont connectées, à savoir : U1-U2, V1-V2, W1-W2.
La connexion delta △ La méthode relie les trois extrémités d'enroulement en séquence pour former un triangle, comme le montre la figure :
Connexion en étoile d'un moteur asynchrone triphasé
La connexion en étoile signifie connecter les queues ou les têtes des trois enroulements et utiliser les trois autres fils comme connexions d'alimentation. Le schéma de câblage est présenté ci-dessous :
Explication textuelle et graphique du schéma de câblage d'un moteur asynchrone triphasé:
Boîte de jonction moteur triphasé
Lors du raccordement d'un moteur asynchrone triphasé en configuration Y, la méthode de raccordement des pièces de liaison à l'intérieur de la boîte de jonction est la suivante :
Lors du raccordement d'un moteur asynchrone triphasé, la méthode de raccordement de la pièce de raccordement dans la boîte de jonction est la suivante :
Il existe deux types de connexions pour les moteurs asynchrones triphasés : connexion étoile et connexion triangle.
Connexion Delta
Dans une bobine d'enroulement qui résiste à la même tension et au même diamètre de fil, le nombre de tours par phase en connexion triangle est de racine carrée de 3 fois (1,732 fois) inférieur à celui en connexion en étoile, et la puissance est également de racine carrée de 3 fois inférieure. . La méthode de connexion des moteurs finis a été fixée pour résister à une tension de 380 V et ne doit généralement pas être modifiée.
La méthode de connexion ne change que lorsque le niveau de tension triphasée est différent du 380 V normal. Par exemple, lorsque le niveau de tension triphasée est de 220 V, il est possible de passer d'une connexion étoile à une connexion triangle ; lorsqu'il est au niveau 660 V, le passage de la connexion triangle à la connexion étoile peut être utilisé sans affecter sa puissance. De manière générale, les moteurs de petite puissance utilisent des connexions en étoile tandis que ceux de grande puissance utilisent des connexions en triangle.
Sous la tension nominale, les moteurs doivent être connectés en forme de triangle. S'ils sont modifiés en forme d'étoile, ils fonctionneront à une tension réduite avec une puissance et un courant de démarrage réduits. Le courant de démarrage des moteurs haute puissance (connectés en triangle) est très important. Afin de réduire l'impact sur la ligne provoqué par le courant de démarrage, le démarrage abaisseur est généralement adopté lorsque le fonctionnement en mode de connexion delta d'origine revient après avoir été démarré à l'aide d'une connexion en étoile.
Schéma de câblage pour moteur asynchrone triphasé
Schéma de câblage réel pour la rotation avant et arrière d'un moteur asynchrone triphasé :
Pour obtenir un contrôle avant et arrière du moteur, deux phases quelconques de sa séquence de phases de puissance peuvent être interchangées (appelées commutation) en ajustant les régulateurs de phase U et de phase W tout en gardant la phase V inchangée. Afin de garantir une commutation fiable de l'ordre des phases du moteur lorsque les deux contacteurs sont activés, il est nécessaire de maintenir la cohérence des bornes supérieures des contacteurs pendant le câblage et d'ajuster la phase à leurs bornes inférieures. Étant donné que deux phases sont inversées, il est nécessaire de s'assurer que les deux bobines KM ne reçoivent pas d'alimentation simultanément ; sinon, un grave défaut de court-circuit interphase peut se produire, un verrouillage doit donc être adopté.
Pour des raisons de sécurité, un circuit de commande avant et arrière à double verrouillage avec verrouillage par bouton (mécanique) et verrouillage par contacteur (électrique) est couramment utilisé. Avec le verrouillage des boutons en place, même si les boutons avant et arrière sont enfoncés simultanément, il est impossible que les deux contacteurs utilisés pour la commutation soient alimentés en même temps. Cela évite mécaniquement un court-circuit interphase.
De plus, en raison de l'utilisation du verrouillage des contacteurs, tant qu'un contacteur reçoit l'alimentation électrique de la borne d'entrée du signal de commande dans le sens ou dans le sens inverse, ses contacts normalement fermés ne se fermeront pas. Par conséquent, en mode d'application à double verrouillage mécanique-électrique, le système d'alimentation du moteur ne peut pas provoquer un défaut de court-circuit interphase, protégeant efficacement le moteur tout en évitant les accidents provoqués par un court-circuit interphase lors de la commutation qui pourrait griller les contacts.
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