Description des procédés de démarrage des moteurs asynchrones

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Démarrage des moteurs asynchrones

  • Le premier chapitre expose une généralité sur les moteurs asynchrones, constitution et principe de fonctionnement et les différents éléments de protection utiliser pour la protection de ces moteurs et une étude sur les moteurs asynchrones à cage et les différents procédés de démarrage utiliser pour ce type de moteur.
  • Le deuxième chapitre consacre à une étude sur les moteurs asynchrones à bague et les différents procédés de démarrage utiliser pour ce type de moteur.

Etudié par : CHERBOUL Hana, BEN DERRAH Nakhla et KARBOUA Fatna Abrar

Chapitre I : Démarrage des moteurs a cage

Un MAS à cage est un type de moteur électrique qui se compose d’un rotor en forme de cage d’écureuil. L’une de ses caractéristiques les plus importantes est qu’il induit des courants électriques dans la cage de la maison. Dans ce chapitre, nous décrirons ce type de moteur et comment il est démarré Qu’est-ce qu’un moteur à cage d’écureuil ? Quels sont les moyens de l’enlever ?

  1. Moteur asynchrone à rotor en court-circuit:
  2. Fonctionnement-Constitution :
  3. Caractéristiques des moteurs à cage :

Le démarrage des moteurs asynchrones peut être effectué de plusieurs manières, notamment :

Démarrage direct :

La tension triphasée est appliquée directement aux bornes du moteur pour le faire tourner, c’est le moyen et le plus courant de démarrer un moteur.

Démarrage direct des moteurs asynchrones

Démarrage à enroulements partagés « part-winding » :

Lors du démarrage, un demi moteur est directement connecté sous l’effort du réseau complet, qui divise le courant de démarrage en deux.

Démarrage de moteur à enroulements partagés

Démarrage étoile-triangle :

Dans cette méthode, le moteur est initialement connecté en étoile pour réduire le courant de démarrage puis une fois qu’il a attenue vitesse de rotation suffisante. Il est commuté en connexion en triangle pour atteindre sa vitesse de fonctionnement normale.

Démarrage étoile-triangle

Démarrage statorique :

Le principe consiste à démarrer le moteur sous tension réduit en insérant des résistances en série avec les enroulements comme présent, lorsque la vitesse se stabilise, les résistances sont éliminées, cette opération est généralement commandée par un temporisateur.

Démarrage statorique à résistance

Démarrage par autotransformateur :

Le démarrage des moteurs asynchrones par autotransformateur s’effectue en trois temps :

  • Étalage de l’auto- transformateur, puis fermeture du contacteur de linge, le moteur démarre sous tension réduite.
  • Ouverture du point neutre, une fraction d’enroulement de l’autotransformateur, insérée en série avec chaque phase du stator, se comporte comme une inductance.
  • Un troisième contacteur couple le moteur sous la pleine tension du réseau et provoque l’ouverture des deux premiers contacteurs de démarrage.
démarrage par auto transformateur.

Réglage de vitesse des moteurs à cage :

Les moteurs asynchrones à cage sont des types de moteurs électriques qui fonctionnent en synchronisation avec l’alimentation électrique. Leur vitesse est déterminée par la fréquence de l’alimentation et le nombre de pôles du moteur. Cependant, il existe des moyens de régler la vitesse de ces moteurs. Voici quelques-unes des méthodes couramment utilisées :

  • Variation de fréquence :
  • Modification de la tension d’alimentation :
  • Utilisation de variateurs de fréquence :
  • Modification du nombre de pôles :

En général, la méthode la plus couramment utilisée pour régler la vitesse de rotation est l’utilisation de variateurs de fréquence. Cependant, le choix de la méthode dépendra de l’application et des exigences spécifiques du système.

Chapitre II : Démarrage des moteurs asynchrones à bagues

Le moteur a un stator qui contient des bobines de fil de cuivre, fixées sur la carcasse du moteur. Le rotor du moteur est également constitué de bobines de fil de cuivre. Ces bobines sont placées sur un axe et tournent à l’intérieur du champ magnétique créé par le stator.

Les bagues collectrices, qui sont montées sur l’arbre du rotor, permettent d’acheminer l’énergie électrique aux bobines du rotor. Ils sont en contact avec des balais, qui sont fixés au boîtier du moteur, permettant ainsi à l’énergie électrique de circuler dans les bobines du rotor.

Les bobines du rotor alimentées en énergie électrique et créent un champ magnétique qui interagit avec le champ magnétique du stator pour faire tourner le rotor. Le mouvement du rotor est ainsi induit par le champ magnétique tournant créé par le stator.

Le moteur à bagues triphasé est utilisé dans de nombreux domaines, notamment dans les industries automobiles, aéronautiques, ferroviaires, maritimes et pétrolières.

  • Moteur asynchrone triphasé à bagues :
  • Fonctionnement -Constitution :
  • Caractéristiques des moteurs à bagues triphasé.

Démarrage rotorique à résistance :

Le démarrage rotorique à résistance est une méthode de démarrage de moteurs asynchrones triphasés qui consiste à insérer une résistance dans le circuit du rotor pendant le démarrage pour réduire le courant de démarrage et augmenter le couple de démarrage.

Lorsque le moteur est alimenté, un champ magnétique tournant est créé dans le stator. Ce champ magnétique à son tour induit un courant dans le rotor, qui crée un autre champ magnétique. Les deux champs magnétiques interagissent pour créer un couple qui fait tourner le rotor.

Pour réduire ce courant de démarrage, une résistance est insérée dans le circuit du rotor. Cette résistance limite le courant qui peut circuler dans le rotor, ce qui réduit le couple de démarrage mais permet au moteur de démarrer en douceur.

Applications

Le démarrage rotorique à résistance est souvent utilisé dans les convoyeurs de charges lourdes, les compresseurs et les pompes.

Calcul du rhéostat de démarrage :

Le rhéostat de démarrage est un dispositif électrique utilisé pour limiter le courant de démarrage d’un moteur électrique. Il est généralement constitué d’une résistance variable, qui est placée en série avec le moteur et ajustée pour limiter le courant au démarrage.

Le calcul du rhéostat de démarrage dépend de plusieurs facteurs, notamment la puissance du moteur, la tension d’alimentation, le courant nominal du moteur et le courant de démarrage maximum admissible.

Les étapes suivantes peuvent être suivies pour calculer le rhéostat de démarrage :

  • Déterminer la puissance du moteur en kilowatts (kW) :
  • Déterminer le courant nominal du moteur en ampères (A) :
  • Déterminer le courant de démarrage maximum admissible en ampères (A) :
  • Calculer la résistance minimale requise pour limiter le courant de démarrage :
  • Sélectionner un rhéostat de démarrage approprié :

Détermination de temps de démarrage :

Si l’on se reporte au graphe du démarrage, on constate la durée de démarrage sont plus longues sur les premiers plots que sur les derniers. C’est ainsi que, si on manipule trop rapidement un rhéostat de démarrage, on peut provoquer des surintensités qui peuvent, soit endommager le moteur, soit actionner le disjoncteur si le moteur est bien protégé.

Démarrage par élimination des résistance rotorique :

Si l’on se reporte au graphe du démarrage figure suivante, on constate la durée de démarrage sont plus longues sur les premiers plots que sur les derniers. C’est ainsi que, si on manipule trop rapidement un rhéostat de démarrage, on peut provoquer des surintensités qui peuvent, soit endommager le moteur, soit actionner le disjoncteur si le moteur est bien protégé.

Démarrage par élimination des résistance rotorique

Moteur à démarreur centrifuge (un sens marche) :

Le moteur à démarreur centrifuge est une méthode de démarrage couramment utilisée pour les moteurs électriques à bagues.

Les moteurs à bagues sont des moteurs électriques qui utilisent des bagues collectrices pour fournir de l’énergie électrique.

Le moteur à démarreur centrifuge fonctionne en utilisant un commutateur centrifuge monté sur l’arbre du moteur. Lorsque le moteur est à l’arrêt, le commutateur est fermé et la résistance dans le circuit est élevée.

Le démarreur centrifuge est utilisé pour fournir un couple de démarrage supplémentaire au moteur à bagues. Lorsque le moteur atteint une vitesse suffisante, le démarreur centrifuge se désactive et le moteur fonctionne normalement.

Démarreur électronique des moteurs asynchrones triphasés :

Un démarreur électronique pour moteurs asynchrones triphasés est un dispositif électronique qui permet de démarrer progressivement. Il est généralement utilisé dans les applications industrielles pour éviter les chocs électriques et mécaniques qui peuvent endommager le moteur.

Le démarreur électronique fonctionne en contrôlant la tension et la fréquence appliquées au moteur. Il utilise des composants électroniques, pour réguler la tension et la fréquence. Cependant, il est important de noter que les démarreurs électroniques peuvent être plus coûteux à l’achat que les démarreurs électromécaniques. De plus, ils nécessitent une expertise technique pour être installés et entretenus correctement.

Conclusion générale :

Les différents procédés de démarrage des moteurs asynchrones triphasés ont chacun leurs avantages et leurs inconvénients en fonction des besoins spécifiques de l’application.

La méthode de démarrage direct est simple et économique, mais peut causer des surtensions et des courants de démarrage élevés qui peuvent endommager le moteur et le réseau électrique.

Le démarrage étoile-triangle est plus coûteux car il nécessite un commutateur de démarrage étoile-triangle, mais il permet de réduire considérablement le courant de démarrage et d’éviter les surtensions.

En conclusion, le choix du procédé de démarrage dépendra des besoins spécifiques de l’application, de la puissance du moteur et des exigences du réseau électrique. Il est important de bien comprendre les avantages et les inconvénients de chaque méthode avant de faire un choix.

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Cette publication contient la leçon N° 8 de la commande des machines électriques. Proposé et rédigé par Dr Khadar Saad
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