Moteur asynchrone - principe de fonctionnement et dispositif

  • Des compteurs

Le 8 mars 1889, le plus grand scientifique et ingénieur russe Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky a inventé un moteur asynchrone triphasé avec rotor en court-circuit.

Les moteurs asynchrones triphasés modernes sont des convertisseurs d'énergie électrique en énergie mécanique. En raison de leur simplicité, de leur faible coût et de leur grande fiabilité, les moteurs à induction sont largement utilisés. Ils sont présents partout, c'est le type de moteur le plus répandu, ils sont produits à 90% du nombre total de moteurs dans le monde. Le moteur asynchrone a véritablement révolutionné le secteur mondial.

L'énorme popularité des moteurs asynchrones est liée à la simplicité de leur fonctionnement, à leur faible coût et à leur fiabilité.

Un moteur asynchrone est une machine asynchrone conçue pour convertir l'énergie électrique alternative en énergie mécanique. Le mot asynchrone lui-même ne signifie pas simultané. Dans ce cas, cela signifie qu'avec les moteurs asynchrones, la fréquence de rotation du champ magnétique du stator est toujours supérieure à la fréquence de rotation du rotor. Les moteurs asynchrones fonctionnent, comme cela ressort clairement de la définition, à partir d'un réseau alternatif.

Appareil

Sur la photo: 1 arbre, roulements 2,6, 3,8, carters de palier, 4 pieds, 5 boîtiers de ventilateur, 7 - roue de ventilateur, 9 - rotor à cage d 'écurie, 10 - stator, 11 - boîte à bornes.

Les pièces principales du moteur à induction sont le stator (10) et le rotor (9).

Le stator a une forme cylindrique et est fabriqué à partir de tôles d'acier. Dans les fentes du noyau de stator, il y a des enroulements de stator en fil de bobinage. Les axes des enroulements sont décalés dans l'espace les uns par rapport aux autres selon un angle de 120 °. En fonction de la tension fournie, les extrémités des enroulements sont reliées par un triangle ou une étoile.

Les rotors d’un moteur à induction sont de deux types: un rotor en court-circuit et un rotor en phase.

Un rotor court-circuité est un noyau constitué de tôles d'acier. L'aluminium en fusion est coulé dans les rainures de ce noyau, ce qui entraîne la formation de tiges court-circuitées avec des bagues d'extrémité. Cette conception est appelée "cage d'écureuil". Dans les moteurs à haute puissance, le cuivre peut être utilisé à la place de l'aluminium. La cage d'écureuil est un enroulement de rotor court-circuité, d'où son nom.

Le rotor à phase comporte un enroulement triphasé qui ne diffère pratiquement pas de celui du stator. Dans la plupart des cas, les extrémités des enroulements du rotor de phase sont connectées en étoile et les extrémités libres sont alimentées par des bagues collectrices. À l’aide de brosses connectées aux anneaux, une résistance supplémentaire peut être insérée dans le circuit d’enroulement du rotor. Cela est nécessaire pour pouvoir modifier la résistance dans le circuit du rotor, car cela permet de réduire les courants d'appel importants. Pour en savoir plus sur le rotor de phase, consultez l'article - Moteur asynchrone à rotor de phase.

Principe de fonctionnement

Lorsque la tension est appliquée à l'enroulement du stator, un flux magnétique est créé dans chaque phase, qui varie avec la fréquence de la tension appliquée. Ces flux magnétiques sont décalés les uns par rapport aux autres de 120 °, à la fois dans le temps et dans l'espace. Le flux magnétique résultant est donc en rotation.

Le flux magnétique résultant du stator tourne et crée ainsi une force électromotrice dans les conducteurs du rotor. Le bobinage du rotor ayant un circuit électrique fermé, il se crée un courant qui, en interaction avec le flux magnétique du stator, crée un couple de démarrage du moteur, tendant à faire tourner le rotor dans le sens de rotation du champ magnétique du stator. Lorsqu'il atteint la valeur, le couple de freinage du rotor, puis le dépasse, le rotor commence à tourner. Lorsque cela se produit, le soi-disant glissement.

Slip s est une quantité qui indique comment la fréquence synchrone n1 le champ magnétique du stator est supérieur à la vitesse du rotor n2, en pourcentage.

Le glissement est une quantité extrêmement importante. Au moment initial, il est égal à l'unité, mais jusqu'à la fréquence de rotation n2 différence de fréquence relative du rotor n1-n2 devient plus petit, ce qui entraîne une diminution de la FEM et du courant dans les conducteurs du rotor, ce qui entraîne une réduction du couple. En mode de ralenti, lorsque le moteur tourne sans charge sur l’arbre, le glissement est minimal, mais avec une augmentation du moment statique, il augmente jusqu’à scr - glissement critique. Si le moteur dépasse cette valeur, le basculement du moteur peut survenir et entraîner un fonctionnement instable. Les valeurs de glissement vont de 0 à 1; pour les moteurs asynchrones à usage général, il est en mode nominal - 1 - 8%.

Dès que l'équilibre entre le moment électromagnétique provoquant la rotation du rotor et le moment de freinage créé par la charge sur l'arbre du moteur, le processus de modification des valeurs s'arrête.

Il s'avère que le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone consiste en l'interaction du champ magnétique tournant du stator et des courants induits par ce champ magnétique dans le rotor. De plus, le couple ne peut se produire que s'il existe une différence de fréquence de rotation des champs magnétiques.

Moteur asynchrone triphasé

Moteur asynchrone triphasé avec cage d'écureuil

Conception de moteur asynchrone

Le moteur électrique asynchrone triphasé, ainsi que tout moteur électrique, se compose de deux parties principales: le stator et le rotor. Stator - partie fixe, rotor - partie en rotation. Le rotor est situé à l'intérieur du stator. Il existe une petite distance entre le rotor et le stator, appelée entrefer, généralement de 0,5 à 2 mm.

Le stator est constitué d'un boîtier et d'un noyau avec un enroulement. Le noyau du stator est assemblé à partir d’acier technique en feuille mince, d’une épaisseur généralement de 0,5 mm, recouvert d’un vernis isolant. La structure centrale du noyau contribue à une réduction significative des courants de Foucault générés au cours du processus d’inversion magnétique du noyau par un champ magnétique tournant. Les enroulements du stator sont situés dans les fentes du noyau.

Le rotor est constitué d'un noyau avec un enroulement court-circuité et un arbre. Le noyau du rotor a également une conception stratifiée. Dans ce cas, les tôles de rotor ne sont pas vernies, le courant ayant une faible fréquence et le film d'oxyde suffisant pour limiter les courants de Foucault.

Le principe de fonctionnement. Champ magnétique rotatif

Le principe de fonctionnement d'un moteur électrique asynchrone triphasé repose sur la capacité d'un enroulement triphasé, lorsqu'il est activé dans un réseau triphasé, à créer un champ magnétique tournant.

Le champ magnétique rotatif est le concept de base des moteurs électriques et des générateurs.

La fréquence de rotation de ce champ, ou fréquence de rotation synchrone, est directement proportionnelle à la fréquence du courant alternatif f1 et est inversement proportionnel au nombre de paires de pôles p d’un enroulement triphasé.

  • où n1 - la fréquence de rotation du champ magnétique du stator, tours par minute,
  • f1 - fréquence du courant alternatif, Hz,
  • p est le nombre de paires de pôles

Le concept de champ magnétique tournant

Pour mieux comprendre le phénomène de champ magnétique tournant, considérons un enroulement triphasé simplifié à trois tours. Le courant traversant le conducteur crée un champ magnétique autour de lui. La figure ci-dessous montre le champ créé par un courant alternatif triphasé à un moment donné.

Les composants du courant alternatif changeront avec le temps, ce qui modifiera le champ magnétique créé par eux. Dans ce cas, le champ magnétique résultant de l'enroulement triphasé adoptera une orientation différente, tout en conservant la même amplitude.

Action d'un champ magnétique tournant sur une bobine fermée

Nous plaçons maintenant un conducteur fermé dans un champ magnétique en rotation. Selon la loi de l'induction électromagnétique, une modification du champ magnétique entraînera l'apparition d'une force électromotrice (CEM) dans un conducteur. À son tour, la FEM provoquera un courant dans le conducteur. Ainsi, dans un champ magnétique, il y aura un conducteur fermé avec un courant, sur lequel, conformément à la loi d'Ampère, la force agira, à la suite de quoi le circuit commencera à tourner.

Moteur à induction à rotor à cage d'écureuil

Un moteur électrique asynchrone fonctionne également selon ce principe. Au lieu d'un cadre avec un courant dans un moteur asynchrone, il existe un rotor à cage d'écureuil ressemblant à une roue d'écureuil en construction. Un rotor court-circuité est constitué de tiges court-circuitées aux extrémités des anneaux.

Un courant alternatif triphasé, traversant les enroulements du stator, crée un champ magnétique tournant. Ainsi, comme décrit précédemment, un courant sera induit dans les barres du rotor, ce qui entraînera la rotation du rotor. Dans la figure ci-dessous, vous pouvez remarquer la différence entre les courants induits dans les barres. Cela est dû au fait que l'amplitude de la modification du champ magnétique diffère selon les paires de barres, en raison de leur emplacement différent par rapport au champ. Le changement de courant dans les barres changera avec le temps.

Vous remarquerez peut-être également que les tiges du rotor sont inclinées par rapport à l'axe de rotation. Ceci est fait afin de réduire les harmoniques les plus hautes de la FEM et de supprimer l’ondulation du moment. Si les tiges étaient orientées le long de l'axe de rotation, il se produirait un champ magnétique pulsé du fait que la résistance magnétique de l'enroulement est beaucoup plus élevée que la résistance magnétique des dents du stator.

Slip moteur asynchrone. Vitesse du rotor

La particularité d’un moteur à induction est que la vitesse du rotor n2 inférieure à la fréquence de rotation synchrone du champ magnétique du stator n1.

Ceci s'explique par le fait que la FEM dans les tiges d'enroulement du rotor n'est induite que lorsque la vitesse de rotation est inégale.21. La fréquence de rotation du champ stator par rapport au rotor est déterminée par la fréquence de glissement ns= n1-n2. Le décalage du rotor par rapport au champ tournant du stator est caractérisé par une valeur relative s, appelée glissement:

  • où s est le glissement du moteur asynchrone,
  • n1 - la fréquence de rotation du champ magnétique du stator, tours par minute,
  • n2 - vitesse du rotor, tours par minute,

Prenons le cas où la vitesse du rotor coïncidera avec la fréquence de rotation du champ magnétique du stator. Dans ce cas, le champ magnétique relatif du rotor sera constant, de sorte que des champs électromagnétiques ne seront pas créés dans les barres du rotor et que, par conséquent, le courant ne sera pas généré. Cela signifie que la force agissant sur le rotor sera nulle. Donc, le rotor va ralentir. Après cela, un champ magnétique alternatif agira à nouveau sur les tiges du rotor, ainsi le courant et la force induits augmenteront. En réalité, le rotor d'un moteur électrique asynchrone n'atteindra jamais la vitesse de rotation du champ magnétique du stator. Le rotor tournera à une certaine vitesse légèrement inférieure à la vitesse synchrone.

Le moteur à induction à glissement peut varier de 0 à 1, c’est-à-dire de 0 à 100%. Si s

0, cela correspond au mode de ralenti, lorsque le rotor du moteur ne subit pratiquement pas le moment opposé; si s = 1 - mode de court-circuit dans lequel le rotor du moteur est à l'arrêt (n2 = 0). Le glissement dépend de la charge mécanique sur l'arbre du moteur et augmente avec sa croissance.

Le glissement correspondant à la charge nominale du moteur s'appelle le glissement nominal. Pour les moteurs asynchrones de faible et moyenne puissance, le glissement nominal varie de 8% à 2%.

Conversion d'énergie

Un moteur asynchrone convertit l'énergie électrique fournie aux enroulements du stator en énergie mécanique (rotation de l'arbre du rotor). Mais les puissances d'entrée et de sortie ne sont pas égales, comme lors de la conversion, des pertes d'énergie se produisent: pertes par frottement, échauffement, courants de Foucault et hystérésis. Cette énergie est dissipée sous forme de chaleur. Par conséquent, le moteur asynchrone a un ventilateur pour le refroidissement.

Connexion moteur asynchrone

Courant alternatif triphasé

Le réseau électrique alternatif triphasé est le plus largement distribué parmi les systèmes de transport d'énergie électrique. Le principal avantage d'un système triphasé par rapport aux systèmes monophasés et biphasés est son efficacité. Dans un circuit triphasé, l'énergie est transmise par trois fils et les courants circulant dans des fils différents sont décalés les uns par rapport aux autres, déphasés de 120 °, tandis que les forces électromotrices sinusoïdales à différentes phases ont la même fréquence et la même amplitude.

Étoile et triangle

L'enroulement triphasé du stator du moteur électrique est connecté selon le schéma "étoile" ou "triangle", en fonction de la tension d'alimentation du réseau. Les extrémités de l'enroulement triphasé peuvent être: connectées à l'intérieur du moteur électrique (trois fils sortent du moteur), sorties (six fils sortent), introduites dans la boîte de jonction (six fils sortent de la boîte, trois hors de la boîte).

Tension de phase - différence de potentiel entre le début et la fin d'une phase. Une autre définition: la tension de phase est la différence de potentiel entre un fil de ligne et un neutre.

Tension de ligne - la différence de potentiel entre deux fils linéaires (entre phases).

Dispositif et principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone

Les moteurs électriques asynchrones (AD) sont largement utilisés dans l'économie nationale. Selon différentes sources, jusqu'à 70% de toute l'énergie électrique convertie en énergie mécanique de mouvement de rotation ou de translation est consommée par un moteur asynchrone. L'énergie électrique en énergie mécanique de translation est convertie par des moteurs électriques asynchrones linéaires, largement utilisés en propulsion électrique, pour la réalisation d'opérations technologiques. L'utilisation généralisée de la pression artérielle est associée à un certain nombre d'avantages. Les moteurs asynchrones sont les plus simples en termes de conception et de fabrication, fiables et les moins chers de tous les types de moteurs électriques. Ils ne disposent pas d'un collecteur de brosses ni d'un collecteur de courant coulissant, ce qui, en plus d'une fiabilité élevée, garantit des coûts d'exploitation minimaux. Selon le nombre de phases d'alimentation, on distingue les moteurs asynchrones triphasés et monophasés. Un moteur asynchrone triphasé peut, dans certaines conditions, remplir ses fonctions avec succès même s’il est alimenté par un réseau monophasé. HELL est largement utilisé non seulement dans l'industrie, la construction, l'agriculture, mais aussi dans le secteur privé, dans la vie quotidienne, dans les ateliers à domicile, dans les parcelles de jardin. Les moteurs asynchrones monophasés entraînent des machines à laver, des ventilateurs, des petites machines à bois, des outils électriques et des pompes d'alimentation en eau. Le plus souvent, la pression artérielle triphasée est utilisée pour réparer ou créer des mécanismes et des dispositifs de fabrication industrielle ou de conception industrielle. Et le concepteur peut disposer d'un réseau monophasé et triphasé. Il y a des problèmes de calcul de puissance et de choix d'un moteur pour tel ou tel cas, choisir le circuit de commande le plus rationnel d'un moteur asynchrone, calculer des condensateurs assurant le fonctionnement d'un moteur asynchrone triphasé en mode monophasé, sélectionner une section et le type de fils, des dispositifs de commande et de protection. Ce type de problèmes pratiques est consacré au livre proposé au lecteur. Le livre fournit également une description du dispositif et du principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone, les rapports de conception de base des moteurs en mode triphasé et monophasé.

Dispositif et principe de fonctionnement de moteurs électriques asynchrones

1. Moteur asynchrone triphasé

Le moteur asynchrone triphasé traditionnel (AD), qui assure un mouvement de rotation, est une machine électrique composée de deux parties principales: un stator fixe et un rotor tournant sur l'arbre du moteur. Le stator du moteur consiste en un cadre dans lequel est inséré un noyau de stator électromagnétique, comprenant un noyau magnétique et un enroulement de stator réparti triphasé. Le but du noyau est de magnétiser une machine ou de créer un champ magnétique tournant. Le noyau magnétique du stator est constitué de tôles (de 0,28 à 1 mm) isolées les unes des autres, estampées dans un acier électrique spécial. Dans les feuilles, il y a une zone dentée et un joug (Fig. 1.a). Les feuilles sont assemblées et fixées de manière à ce que les dents et les rainures du stator soient formées dans le noyau magnétique (Fig. 1.b). Le circuit magnétique est une petite résistance magnétique pour le flux magnétique généré par l'enroulement du stator et, en raison du phénomène de magnétisation, ce flux augmente.

Fig. 1 noyau d'aimant de stator

Un enroulement de stator triphasé réparti est placé dans les rainures du circuit magnétique. Le bobinage dans le cas le plus simple consiste en des bobines triphasées dont les axes sont décalés de 120 ° dans l'espace les uns des autres. Les bobines de phase sont interconnectées par une étoile ou un triangle (Fig. 2).

Fig 2. Schémas de connexion des enroulements de phase d'un moteur asynchrone triphasé en étoile et en triangle

Des informations plus détaillées sur les schémas de connexion et les symboles pour les débuts et les extrémités des enroulements sont présentées ci-dessous. Le rotor du moteur est constitué d’un noyau magnétique, également assemblé à partir de tôles d’acier estampées, dans lequel sont creusées des gorges dans lesquelles se trouve l’enroulement du rotor. Il existe deux types d'enroulements de rotor: en phase et en court-circuit. L'enroulement de phase est similaire à l'enroulement de stator, connecté en étoile. Les extrémités de l'enroulement du rotor sont connectées ensemble et isolées, et le début est attaché aux bagues de contact situées sur l'arbre du moteur. Des bagues fixes sont superposées sur les bagues collectrices, isolées les unes des autres et de l'arbre du moteur et tournant conjointement avec le rotor, auquel des circuits externes sont raccordés. Cela permet, en modifiant la résistance du rotor, de réguler la vitesse de rotation du moteur et de limiter les courants de démarrage. Le type d'enroulement court-circuité le plus utilisé est celui des "cellules d'écureuil". L'enroulement du rotor des gros moteurs comprend des tiges en laiton ou en cuivre, qui sont enfoncées dans les gorges, et des bagues à extrémité courte sont installées le long des extrémités, auxquelles les tiges sont soudées ou soudées. Pour les BP série à faible et moyenne puissance, l’enroulement du rotor est fabriqué par moulage sous pression d’un alliage d’aluminium. En même temps, des baguettes 2 et des bagues de court-circuit 4 avec des ailes de ventilateur sont moulées simultanément dans le boîtier du rotor 1 pour améliorer les conditions de refroidissement du moteur, puis le boîtier est pressé sur l'arbre 3. (Fig. 3). Dans la section réalisée sur cette figure, les profils des gorges, des dents et des tiges de rotor sont visibles.

Fig. 3. Moteur asynchrone à rotor avec enroulement en court-circuit

Une vue générale d'une série de moteurs asynchrones 4A est présentée à la Fig. 4 [2]. Le rotor 5 est pressé sur l'arbre 2 et monté sur les paliers 1 et 11 dans l'alésage du stator dans les blindages de palier 3 et 9, qui sont fixés aux extrémités du stator 6 des deux côtés. Fixez la charge à l'extrémité libre de l'arbre 2. À l’autre extrémité de l’arbre, le ventilateur 10 est renforcé (le moteur de la version fermée soufflée), qui est fermé par un capuchon 12. Le ventilateur assure un dégagement de chaleur plus intense du moteur afin d’atteindre la capacité de charge correspondante. Pour un meilleur transfert de chaleur, le lit est moulé avec des nervures 13 sur presque toute la surface du lit. Le stator et le rotor sont séparés par un intervalle d'air qui varie de 0,2 à 0,5 mm pour les machines de faible puissance. Pour attacher le moteur aux fondations, au cadre ou directement au mécanisme mis en mouvement sur le cadre, des pattes 14 avec des trous de montage sont fournies. Des moteurs à brides sont également disponibles. Dans de telles machines, sur l'un des supports de palier (généralement du côté de l'arbre), une bride est utilisée pour connecter le moteur au mécanisme de travail.

Fig. 4. Vue générale du moteur asynchrone série 4A

Des moteurs ayant à la fois des pattes et une bride sont également produits. Les dimensions d'installation des moteurs (la distance entre les trous sur les jambes ou les brides), ainsi que leurs hauteurs d'axe de rotation, sont normalisées. La hauteur de l'axe de rotation est la distance entre le plan sur lequel se trouve le moteur et l'axe de rotation de l'arbre du rotor. Les hauteurs des axes de rotation de moteurs de petite puissance: 50, 56, 63, 71, 80, 90, 100 mm.

2. Le principe de fonctionnement des moteurs asynchrones triphasés

Il a été noté ci-dessus que l'enroulement triphasé du stator sert à magnétiser la machine ou à créer un champ magnétique rotatif du moteur. Le principe du moteur à induction repose sur la loi de l'induction électromagnétique. Le champ magnétique tournant du stator coupe les conducteurs de l'enroulement du rotor court-circuité, ce qui induit dans ce dernier une force électromotrice provoquant la circulation d'un courant alternatif dans l'enroulement du rotor. Le courant du rotor crée son propre champ magnétique, son interaction avec le champ magnétique tournant du stator entraîne la rotation du rotor après les champs. L'idée du fonctionnement du moteur asynchrone est illustrée plus clairement par l'expérience simple démontrée par l'académicien français Arago au XVIIIe siècle (Fig. 5). Si l'aimant en forme de fer à cheval tourne à une vitesse constante près d'un disque en métal situé librement sur l'axe, le disque commencera à tourner après l'aimant à une certaine vitesse inférieure à la vitesse de rotation de l'aimant.

Fig. 5. Expérience Arago, expliquant le principe du moteur asynchrone

Ce phénomène s’explique par la loi de l’induction électromagnétique. Lorsque les pôles magnétiques se déplacent près de la surface du disque, une force électromotrice est induite dans les contours situés sous le pôle et des courants apparaissent, créant un champ magnétique du disque. Un lecteur qui a du mal à imaginer des contours conducteurs dans un disque solide peut représenter un disque sous la forme d’une roue avec de nombreux rayons conducteurs reliés par une jante et un manchon. Deux rayons, ainsi que les segments de la jante et des bagues les reliant, constituent un contour élémentaire. Le champ du disque est couplé au champ des pôles d'un aimant permanent en rotation et le disque est entraîné par son propre champ magnétique. Évidemment, la plus grande force électromotrice sera induite dans les contours du disque lorsque celui-ci est immobile, et inversement, la plus petite lorsqu'elle est proche de la vitesse de rotation du disque. En ce qui concerne un véritable moteur asynchrone, nous notons que l’enroulement de rotor court-circuité peut être assimilé à un disque et l’enroulement de stator à noyau magnétique - à un aimant rotatif. Cependant, la rotation du champ magnétique dans le stator fixe a est due à un système triphasé de courants qui circulent dans un enroulement triphasé avec un déphasage spatial.

Dispositif, principe d'action du moteur asynchrone

Un moteur asynchrone est une machine à courant alternatif. Le mot "asynchrone" signifie non simultané. Dans ce cas, on entend que dans les moteurs asynchrones, la fréquence de rotation du champ magnétique diffère de la fréquence de rotation du rotor. Les pièces principales de la machine sont le stator et le rotor, séparés l'un de l'autre par un intervalle d'air uniforme.

Fig.1. Moteurs Asynchrones

Le stator est une partie fixe de la machine (Fig. 1, a). Afin de réduire les pertes par courants de Foucault, son noyau est assemblé à partir de tôles d'acier électro-pressées d'une épaisseur comprise entre 0,35 et 0,5 mm, isolées les unes des autres par une couche de vernis. Un enroulement est posé dans les fentes du circuit magnétique du stator. Dans les moteurs triphasés, le bobinage est triphasé. Les phases de l'enroulement peuvent être connectées en étoile ou en triangle, en fonction de la magnitude de la tension du réseau.

Le rotor est une partie tournante du moteur. Le noyau magnétique du rotor est un cylindre constitué de tôles embouties en acier électrique (Fig. 1, b. C). Dans les fentes du rotor est placé enroulement, selon le type d'enroulement, les rotors des moteurs asynchrones sont divisés en court-circuités et en phase (avec bagues collectrices). Un enroulement court-circuité est constitué par des tiges de cuivre ou d’aluminium non isolées (Fig. 1, d) connectées aux extrémités des anneaux du même matériau («cage d’écureuil»).

Au niveau du rotor de phase (voir la figure 1, c), dans les fentes du circuit magnétique, se trouve un enroulement triphasé dont les phases sont connectées par une étoile. Les extrémités libres des phases de l'enroulement sont reliées à trois bagues collectrices en cuivre montées sur l'arbre du moteur. Les bagues sont isolées les unes des autres et de l’arbre. Aux anneaux pressés des brosses en carbone ou en cuivre-graphite. Grâce aux bagues de contact et aux balais dans le bobinage du rotor, vous pouvez activer un rhéostat de démarrage et de réglage triphasé.

La conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique dans un moteur asynchrone est réalisée au moyen d'un champ magnétique tournant. Un champ magnétique tournant est un flux constant, tournant dans l'espace avec une vitesse angulaire constante.

Les conditions nécessaires à l'excitation d'un champ magnétique tournant sont les suivantes:

- décalage spatial des axes des bobines de stator,

- décalage temporel des courants dans les bobines de stator.

La première exigence est satisfaite par l'emplacement approprié des bobines d'aimantation sur le noyau magnétique du stator. L'axe de phase de l'enroulement est décalé dans l'espace d'un angle de 120º. La deuxième condition est assurée par l'alimentation des bobines de stator d'un système de tension triphasé.

Lorsque le moteur est mis en marche dans un réseau triphasé, un système de courants de même fréquence et de même amplitude est établi dans l'enroulement du stator, dont les changements périodiques sont effectués les uns par rapport aux autres avec un retard d'un tiers de la période.

Les courants des phases de l'enroulement créent un champ magnétique en rotation par rapport au stator avec une fréquence n1. tr / min, qui s'appelle la vitesse du moteur synchrone:

où f1 - fréquence du secteur, Hz;

p est le nombre de paires de pôles du champ magnétique.

Avec la fréquence de courant de réseau standard Hz, la fréquence de rotation de champ selon la formule (1) et en fonction du nombre de paires de pôles a les valeurs suivantes:

En rotation, le champ croise les conducteurs des enroulements du rotor, induisant une emf en eux. Lorsque l'enroulement du rotor est fermé, le champ électromagnétique crée des courants; lors de l'interaction avec un champ magnétique tournant, un moment électromagnétique tournant se produit. La fréquence de rotation du rotor en mode moteur de la machine asynchrone est toujours inférieure à la fréquence de rotation du champ, c'est-à-dire le rotor est en retard sur le champ tournant. Ce n'est que dans cette condition que les CEM induits dans les conducteurs du rotor, le courant circule et un couple est créé. Le phénomène de décalage du rotor dû au champ magnétique est appelé glissement. Le degré de retard du rotor par rapport au champ magnétique est caractérisé par l’ampleur du glissement relatif

où n2 - vitesse du rotor, tours par minute

Pour les moteurs asynchrones, le glissement peut varier de 1 (démarrage) à une valeur proche de 0 (inactif).

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Moteur asynchrone - principe de fonctionnement et dispositif

Le 8 mars 1889, le plus grand scientifique et ingénieur russe Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky a inventé un moteur asynchrone triphasé avec rotor en court-circuit.

Les moteurs asynchrones triphasés modernes sont des convertisseurs d'énergie électrique en énergie mécanique. En raison de leur simplicité, de leur faible coût et de leur grande fiabilité, les moteurs à induction sont largement utilisés. Ils sont présents partout, c'est le type de moteur le plus répandu, ils sont produits à 90% du nombre total de moteurs dans le monde. Le moteur asynchrone a véritablement révolutionné le secteur mondial.

L'énorme popularité des moteurs asynchrones est liée à la simplicité de leur fonctionnement, à leur faible coût et à leur fiabilité.

Un moteur asynchrone est une machine asynchrone conçue pour convertir l'énergie électrique alternative en énergie mécanique. Le mot asynchrone lui-même ne signifie pas simultané. Dans ce cas, cela signifie qu'avec les moteurs asynchrones, la fréquence de rotation du champ magnétique du stator est toujours supérieure à la fréquence de rotation du rotor. Les moteurs asynchrones fonctionnent, comme cela ressort clairement de la définition, à partir d'un réseau alternatif.

Appareil

Sur la photo: 1 arbre, roulements 2,6, 3,8, carters de palier, 4 pieds, 5 boîtiers de ventilateur, 7 - roue de ventilateur, 9 - rotor à cage d 'écureuil, 10 - stator, 11 - boîte à bornes.

Les pièces principales du moteur à induction sont le stator (10) et le rotor (9).

Le stator a une forme cylindrique et est fabriqué à partir de tôles d'acier. Dans les fentes du noyau de stator, il y a des enroulements de stator en fil de bobinage. Les axes des enroulements sont décalés dans l'espace les uns par rapport aux autres selon un angle de 120 °. En fonction de la tension fournie, les extrémités des enroulements sont reliées par un triangle ou une étoile.

Les rotors d’un moteur à induction sont de deux types: un rotor en court-circuit et un rotor en phase.

Un rotor court-circuité est un noyau constitué de tôles d'acier. L'aluminium en fusion est coulé dans les rainures de ce noyau, ce qui entraîne la formation de tiges court-circuitées avec des bagues d'extrémité. Cette conception est appelée "cage d'écureuil". Dans les moteurs à haute puissance, le cuivre peut être utilisé à la place de l'aluminium. La cage d'écureuil est un enroulement de rotor court-circuité, d'où son nom.

Le rotor à phase comporte un enroulement triphasé qui ne diffère pratiquement pas de celui du stator. Dans la plupart des cas, les extrémités des enroulements du rotor de phase sont connectées en étoile et les extrémités libres sont alimentées par des bagues collectrices. À l’aide de brosses connectées aux anneaux, une résistance supplémentaire peut être insérée dans le circuit d’enroulement du rotor. Cela est nécessaire pour pouvoir modifier la résistance dans le circuit du rotor, car cela permet de réduire les courants d'appel importants. Pour en savoir plus sur le rotor de phase, consultez l'article - Moteur asynchrone à rotor de phase.

Principe de fonctionnement

Lorsque la tension est appliquée à l'enroulement du stator, un flux magnétique est créé dans chaque phase, qui varie avec la fréquence de la tension appliquée. Ces flux magnétiques sont décalés les uns par rapport aux autres de 120 °. à la fois dans le temps et dans l'espace. Le flux magnétique résultant est donc en rotation.

Le flux magnétique résultant du stator tourne et crée ainsi une force électromotrice dans les conducteurs du rotor. Le bobinage du rotor ayant un circuit électrique fermé, il se crée un courant qui, en interaction avec le flux magnétique du stator, crée un couple de démarrage du moteur, tendant à faire tourner le rotor dans le sens de rotation du champ magnétique du stator. Lorsqu'il atteint la valeur, le couple de freinage du rotor, puis le dépasse, le rotor commence à tourner. Lorsque cela se produit, le soi-disant glissement.

Diapositives est une quantité qui indique comment la fréquence synchrone n1 le champ magnétique du stator est supérieur à la vitesse du rotor n2. en pourcentage.

Le glissement est une quantité extrêmement importante. Au moment initial, il est égal à l'unité, mais jusqu'à la fréquence de rotation n2 différence de fréquence relative du rotor n1 -n2 devient plus petit, ce qui entraîne une diminution de la FEM et du courant dans les conducteurs du rotor, ce qui entraîne une réduction du couple. En mode de ralenti, lorsque le moteur tourne sans charge sur l’arbre, le glissement est minimal, mais avec une augmentation du moment statique, il augmente jusqu’à scr - glissement critique. Si le moteur dépasse cette valeur, le basculement du moteur peut survenir et entraîner un fonctionnement instable. Les valeurs de glissement vont de 0 à 1; pour les moteurs asynchrones à usage général, il est en mode nominal - 1 - 8%.

Dès que l'équilibre entre le moment électromagnétique provoquant la rotation du rotor et le moment de freinage créé par la charge sur l'arbre du moteur, le processus de modification des valeurs s'arrête.

Il s'avère que le principe de fonctionnement d'un moteur asynchrone consiste en l'interaction du champ magnétique tournant du stator et des courants induits par ce champ magnétique dans le rotor. De plus, le couple ne peut se produire que s'il existe une différence de fréquence de rotation des champs magnétiques.

Le principe de fonctionnement du moteur asynchrone

Le moteur électrique est conçu pour convertir, avec de faibles pertes, l'énergie électrique en énergie mécanique.

Nous proposons d’examiner le principe de fonctionnement d’un moteur électrique asynchrone à rotor à cage, triphasé et monophasé, ainsi que ses schémas de conception et de câblage.

La structure du moteur

Les principaux éléments d’un moteur électrique sont le stator, le rotor, leurs enroulements et leur noyau magnétique.

La conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique se produit dans la partie tournante du moteur - le rotor.

Dans un moteur à courant alternatif, le rotor reçoit de l'énergie non seulement du fait du champ magnétique, mais également de l'induction. Ainsi, ils sont appelés moteurs asynchrones. Ceci peut être comparé à l'enroulement secondaire d'un transformateur. Ces moteurs asynchrones sont également appelés transformateurs rotatifs. Le plus souvent, des modèles conçus pour l'inclusion en trois phases.

Conception de moteur asynchrone

Le sens de rotation du moteur électrique est déterminé par la règle du vrille gauche: il démontre la relation entre le champ magnétique et le conducteur.

La deuxième loi très importante est Faraday:

  1. La force électromotrice est induite dans le bobinage, mais le flux électromagnétique change avec le temps.
  2. La magnitude de la force électromotrice induite est directement proportionnelle à la vitesse de changement du flux électrique.
  3. La direction de la FEM empêche le courant.

Principe de fonctionnement

Lorsque la tension est appliquée aux enroulements statoriques fixes, cela crée un effet magnétique dans le stator. Si une tension alternative est appliquée, le flux magnétique créé par celle-ci change. Ainsi, le stator modifie le champ magnétique et le rotor reçoit les flux magnétiques.

Ainsi, le rotor du moteur électrique reçoit ces flux du stator et, par conséquent, tourne. C'est le principe de base du fonctionnement et du glissement des machines asynchrones. De ce qui précède, il convient de noter que le flux magnétique du stator (et sa tension) doit être égal au courant alternatif pour la rotation du rotor, de sorte que la machine asynchrone ne puisse fonctionner que sur le secteur.

Le principe de fonctionnement du moteur asynchrone

Lorsque ces moteurs agissent en tant que générateurs, ils génèrent directement du courant alternatif. Dans le cas d'un tel travail, le rotor tourne à l'aide de moyens externes, par exemple une turbine. Si le rotor possède un magnétisme résiduel, c'est-à-dire des propriétés magnétiques qu'il conserve en tant qu'aimant à l'intérieur du matériau, il crée alors un flux variable dans l'enroulement statorique fixe. Donc, cet enroulement de stator recevra une tension induite selon le principe de l'induction.

Les génératrices à induction sont utilisées dans les petits magasins et les ménages pour apporter un soutien nutritionnel supplémentaire. Elles sont les moins chères en raison de leur facilité d’installation. Ces derniers temps, ils sont largement utilisés par les populations des pays où les machines électriques perdent de la puissance en raison de chutes de tension constantes sur le réseau de distribution. La plupart du temps, le rotor tourne avec un petit moteur diesel connecté à un générateur de tension alternative asynchrone.

Comment le rotor tourne

Le flux magnétique rotatif traverse l'entrefer entre le stator, le rotor et l'enroulement des conducteurs fixes dans le rotor. Cet écoulement en rotation crée une tension dans les conducteurs du rotor, forçant ainsi la force électromotrice à être induite dans ceux-ci. Conformément à la loi d'induction électromagnétique de Faraday, c'est ce mouvement relatif entre le flux magnétique tournant et les enroulements fixes du rotor, qui excite le champ électromagnétique et constitue la base de la rotation.

Un moteur avec un rotor à cage d'écureuil dans lequel les conducteurs du rotor forment un circuit fermé, à la suite duquel une force électromotrice y induit un courant, la direction est donnée par la loi de la lentille et est de nature à contrecarrer la cause de son apparition. Le mouvement relatif du rotor entre le flux magnétique en rotation et le conducteur fixe est son action sur la rotation. Ainsi, afin de réduire la vitesse relative, le rotor commence à tourner dans le même sens que le flux en rotation sur les enroulements du stator, en essayant de le rattraper. La fréquence de la force électromotrice induite est la même que la fréquence de l'alimentation.

Moteurs à induction Ridge

Lorsque la tension d'alimentation est basse, l'excitation des enroulements du rotor court-circuité ne se produit pas. En effet, lorsque le nombre de dents du stator et le nombre de dents du rotor sont égaux, il en résulte une fixation magnétique entre le stator et le rotor. Ce contact physique est par ailleurs appelé blocage dentaire ou blocage magnétique. Ce problème peut être résolu en augmentant le nombre de fentes dans le rotor ou le stator.

Connexion

Le moteur asynchrone peut être arrêté en échangeant simplement deux des broches du stator. Il est utilisé lors de situations d'urgence. Après cela, il change le sens du flux en rotation, ce qui produit un couple, provoquant ainsi une coupure de l'alimentation du rotor. C'est ce qu'on appelle le freinage en opposition de phase.

Vidéo: Comment fonctionne un moteur asynchrone

Pour que cela ne se produise pas dans un moteur asynchrone monophasé, il est nécessaire d'utiliser un dispositif à condensateur.

Il doit être connecté au bobinage de départ, mais il doit être calculé à l'avance. Formule

QC = Uavec I 2 = U 2 I 2 / sin 2

Circuit: Connexion d'un moteur asynchrone

Il en résulte que les machines électriques à courant alternatif de type biphasé ou monophasé doivent être alimentées avec des condensateurs d'une puissance égale à la puissance du moteur elle-même.

Analogie d'embrayage

Compte tenu du principe de fonctionnement d’un moteur électrique asynchrone utilisé dans les machines industrielles et de ses caractéristiques techniques, il convient de mentionner l’embrayage en rotation d’un embrayage mécanique. Le couple sur l'arbre d'entraînement doit être égal au couple sur l'arbre entraîné. En outre, il convient de souligner que ces deux points sont identiques, car le couple du convertisseur linéaire est causé par un frottement entre les disques à l'intérieur de l'accouplement lui-même.

Embrayage électromagnétique

Un principe de fonctionnement similaire et le moteur de traction avec un rotor de phase. Le système d’un tel moteur est composé de huit pôles (dont 4 de base et 4 supplémentaires) et de noyaux. Les bobines de cuivre sont situées aux pôles principaux. La rotation d'un tel mécanisme est obligé d'engrenage, qui reçoit le couple de l'arbre d'induit, également appelé le noyau. La connexion au réseau se fait par quatre câbles flexibles. L'objectif principal d'un moteur électrique multipolaire est de mettre en mouvement des machines lourdes: locomotives diesel, tracteurs, moissonneuses-batteuses et, dans certains cas, des machines-outils.

Forces et faiblesses

Le dispositif du moteur asynchrone est presque universel, mais ce mécanisme a aussi ses avantages et ses inconvénients.

Avantages des moteurs à induction AC:

  1. La conception est une forme simple.
  2. Faible coût de production.
  3. Fiable et pratique pour gérer le design.
  4. Pas capricieux en opération.
  5. Schéma de contrôle simple

L'efficacité de ces moteurs est très élevée, car il n'y a pas de perte de friction et un facteur de puissance relativement élevé.

Inconvénients des moteurs à induction AC:

  1. Le contrôle de la vitesse sans perte de puissance n'est pas possible.
  2. Si la charge augmente, le moment diminue.
  3. Point de départ relativement petit.

Nous comprenons les principes de fonctionnement des moteurs électriques: les avantages et les inconvénients de différents types

Les moteurs électriques sont des dispositifs dans lesquels de l'énergie électrique est convertie en énergie mécanique. Le principe de leur action repose sur le phénomène de l'induction électromagnétique.

Toutefois, les interactions entre les champs magnétiques, qui font tourner le rotor d’un moteur, diffèrent considérablement selon le type de tension d’alimentation - alternatif ou constant.

Le dispositif et le principe de fonctionnement d'un moteur à courant continu

Le principe de fonctionnement d’un moteur à courant continu est basé sur l’effet de pousser comme des pôles d’aimants permanents et d’attirer des pôles opposés. La priorité de son invention appartient à l'ingénieur russe B. S. Jacobi. Le premier modèle industriel de moteur à courant continu a été créé en 1838. Depuis lors, sa conception n'a pas subi de modifications majeures.

Dans les moteurs à courant continu basse puissance, l'un des aimants est physiquement existant. Il est attaché directement au corps de la machine. La seconde est créée dans l’induit après la connexion d’une source CC. Pour ce faire, utilisez un dispositif spécial - unité collecteur-brosse. Le collecteur lui-même est une bague conductrice montée sur l'arbre du moteur. Les extrémités du bobinage d'induit y sont connectées.

Dans les moteurs à haute puissance, les aimants existants ne sont pas utilisés physiquement en raison de leur poids important. Pour créer un champ magnétique constant du stator, plusieurs tiges métalliques sont utilisées, chacune ayant son propre enroulement d'un conducteur connecté au bus d'alimentation positif ou négatif. Les pôles du même nom sont connectés en série les uns aux autres.

Le nombre de paires de pôles sur le boîtier du moteur peut être un ou quatre. Le nombre de brosses collectrices sur l'armature doit être identique.

Les moteurs électriques à haute puissance ont un certain nombre de trucs constructifs Par exemple, après avoir démarré le moteur et modifié sa charge, le noeud des brosses collectrices est décalé d’un certain angle par rapport à la rotation de l’arbre. C’est ainsi que l’effet de la «réaction d’induit» est compensé, ce qui conduit au freinage de l’arbre et réduit l’efficacité de la machine électrique.

Il existe également trois systèmes pour connecter un moteur à courant continu:

  • avec excitation parallèle;
  • cohérent;
  • mixte

L'excitation parallèle se produit lorsqu'un autre rhéostat indépendant, habituellement ajustable, est activé parallèlement au bobinage d'induit.

Séquentiel - un enroulement supplémentaire est connecté en série au circuit d'alimentation de l'induit. Ce type de connexion est utilisé pour augmenter considérablement la force de rotation du moteur au bon moment. Par exemple, lors du démarrage de trains.

Les moteurs à courant continu ont la capacité de régler en douceur la vitesse de rotation, ils sont donc utilisés comme traction dans les véhicules électriques et les équipements de levage.

Moteurs à courant alternatif - quelle est la différence?

Le dispositif et le principe de fonctionnement du moteur à courant alternatif pour créer un couple incluent l'utilisation d'un champ magnétique tournant. Leur inventeur est l'ingénieur russe M. O. Dolivo-Dobrovolsky qui, en 1890, créa le premier dessin industriel du moteur et fut le fondateur de la théorie et de la technologie du courant alternatif triphasé.

Un champ magnétique tournant se produit dans les trois enroulements de stator du moteur dès qu'ils sont connectés au circuit de tension d'alimentation. Le rotor d’un tel moteur électrique dans la représentation traditionnelle n’a pas de bobines et est, grosso modo, une pièce de fer, quelque chose qui ressemble à une roue d’écureuil.

Le champ magnétique du stator provoque l'apparition d'un courant très important dans le rotor car il s'agit d'une structure court-circuitée. Ce courant provoque l'apparition de son propre champ d'induit, qui se "verrouille" avec la sueur magnétique vortex du stator et provoque la rotation de l'arbre du moteur dans le même sens.

Le principe de fonctionnement d'un moteur à courant alternatif avec un rotor traditionnel court-circuité présente des courants de démarrage très importants. Beaucoup d’entre vous ont probablement remarqué ceci: lors du démarrage des moteurs d’une lampe à incandescence, ils modifient la luminosité de la lueur. Par conséquent, dans les machines électriques à haute puissance, un rotor de phase est utilisé - trois enroulements reliés par une "étoile" sont posés dessus.

Les enroulements d'induit ne sont pas connectés au secteur et sont connectés à la résistance de démarrage à l'aide d'un bloc collecteur. Le processus de mise en marche d'un tel moteur consiste à se connecter au réseau d'alimentation et à réduire progressivement à zéro la résistance active dans le circuit d'induit. Le moteur électrique tourne en douceur et sans surcharge.

Caractéristiques de l'utilisation de moteurs asynchrones dans un circuit monophasé

Bien que le champ magnétique rotatif du stator soit plus facile à obtenir à partir d'une tension triphasée, le principe de fonctionnement d'un moteur électrique asynchrone lui permet de fonctionner à partir d'un réseau domestique monophasé, si certaines modifications sont apportées à leur conception.

Pour ce faire, il doit y avoir deux enroulements sur le stator, dont l’un est le «démarrage». Le courant qui s'y trouve est décalé de 90 ° en phase en raison de l'inclusion d'une charge réactive dans le circuit. Le plus souvent utilisé pour ce condensateur.

Alimenté par une prise de courant domestique, vous pouvez et un moteur industriel triphasé. Pour ce faire, dans sa boîte à bornes, deux enroulements sont connectés en un et un condensateur est activé dans ce circuit. Sur la base du principe de fonctionnement des moteurs électriques asynchrones alimentés par un circuit monophasé, il convient de noter qu'ils ont un rendement plus faible et sont très sensibles aux surcharges.

Moteurs collecteurs universels - principe de fonctionnement et caractéristiques

Dans les outils électriques à usage domestique de faible puissance, qui nécessitent des courants de démarrage faibles, un couple élevé, une vitesse de rotation élevée et la possibilité d'un réglage régulier, des moteurs à collecteur universels sont utilisés. De par leur conception, ils sont similaires aux moteurs à courant continu à excitation séquentielle.

Dans de tels moteurs, le champ magnétique du stator est généré en raison de la tension d'alimentation. Seule la conception des noyaux magnétiques a été légèrement modifiée - il ne s'agit pas d'un moulage, mais d'un cadran, ce qui permet de réduire l'inversion de l'aimantation et le chauffage par les courants de Foucault. Une inductance série connectée au circuit d'induit permet de changer la direction du champ magnétique du stator et de l'induit dans le même sens et dans la même phase.

Le synchronisme presque complet des champs magnétiques permet au moteur de prendre de la vitesse même avec des charges importantes sur l'arbre, nécessaires au fonctionnement de perceuses, de marteaux rotatifs, d'aspirateurs, de "Bulgares" ou de polisseuses.

Si un transformateur réglable est inclus dans le circuit d'alimentation d'un tel moteur, sa fréquence de rotation peut être modifiée en douceur. Mais la direction, lorsqu'elle est alimentée par le circuit CA, ne peut jamais être changée.

Les moteurs électriques ont le rendement le plus élevé (plus de 80%) de tous les dispositifs créés par l'homme. Leur invention à la fin du XIXe siècle pourrait bien être considérée comme un saut qualitatif de civilisation, car sans eux, il est impossible d’imaginer la vie d’une société moderne fondée sur les technologies de pointe, et il n’a pas encore été inventé d’effet plus efficace.

Moteur asynchrone: principe de fonctionnement, appareil et types

La production industrielle moderne, en tant que système en constante évolution, nécessite l’utilisation de solutions techniques nouvelles et innovantes pour résoudre divers problèmes. Dans le même temps, de nombreux fabricants utilisent encore des machines-outils, des machines et divers mécanismes d'anciens moteurs asynchrones fiables.

Parmi les machines utilisées dans la production de systèmes électroniques et de machines électriques, un moteur asynchrone occupe une place particulière. Il s’agit d’une machine électrique dotée d’une unité de commande électronique qui utilise le courant alternatif pour convertir l’énergie électrique en énergie mécanique.

Une description plus détaillée de ce concept repose sur le principe de l’utilisation d’un champ magnétique pour créer un mouvement de rotation - le stator crée un champ magnétique dont la fréquence est légèrement supérieure à celle du champ magnétique d’un rotor en rotation.

Le champ magnétique fait tourner le rotor, alors que sa vitesse de rotation est légèrement inférieure à la modification du champ magnétique du stator, il tente de rattraper le champ formé par le stator.

Les moteurs de ce principe sont les types les plus courants de machines électriques - il s'agit du type de conversion de l'énergie électrique du courant alternatif le plus simple et le plus économique en énergie mécanique de rotation.

Comme la plupart des mécanismes techniquement complexes, ces moteurs ont de nombreux côtés positifs, dont le principal est l’absence de contact électrique entre les pièces mobiles et fixes de la machine.

C'est l'avantage du fonctionnement asynchrone et fondamental lors du choix des modèles de moteurs lors du développement de la conception: l'absence de collecteur et de balais, le contact entre le stator et le rotor augmentent considérablement la fiabilité et réduisent les coûts de production de ces moteurs.

Cependant, il convient de noter que cette règle n'est valable que pour l'un des types (bien que la forme la plus courante) - les moteurs avec un rotor à cage d'écureuil.

Description du schéma

Le fonctionnement d'un moteur asynchrone conçu pour une alimentation en courant alternatif classique peut être décrit par le schéma suivant:

  1. Un courant électrique alternatif de chaque phase est fourni aux enroulements du stator du moteur (si le moteur est triphasé, si le courant est monophasé, les autres enroulements sont activés en incluant des condensateurs de démarrage dans le circuit, qui jouent le rôle d'imitation d'un réseau triphasé).
  2. En raison de l’alimentation en tension, un champ électrique est créé dans chacun des enroulements avec une fréquence de tension. Comme ils sont déplacés de 120 degrés les uns par rapport aux autres, l’alimentation est déplacée à la fois dans le temps (même négligeable) et dans l’espace (également suffisamment petit. ).
  3. Le flux magnétique rotatif résultant du stator avec sa force crée une force électromotrice dans le rotor, ou plutôt dans ses conducteurs.
  4. Le flux magnétique créé dans le stator, en interaction avec le champ magnétique du rotor, crée un moment de départ - le champ magnétique a tendance à tourner dans la direction du champ magnétique du stator.
  5. Le champ magnétique augmente progressivement et dépasse le soi-disant couple de freinage, fait tourner le rotor.

Appareil

La construction de l'unité peut être illustrée plus clairement par l'exemple d'un moteur asynchrone à rotor court-circuité. Le deuxième type de moteurs électriques a une conception légèrement différente, car ils utilisent un réseau industriel de 380 volts.

Les composants principaux d'une telle machine électrique sont le stator et le rotor, qui ne sont pas en contact et ont un entrefer. Cette conception des pièces principales est due au fait que la composition des deux pièces principales du moteur comprend les parties dites actives - constituées d’un enroulement d’excitation à conducteur métallique.

Chaque partie a ses propres enroulements de stator et de rotor et un noyau en acier - noyau magnétique, respectivement. Ce sont les pièces principales du moteur électrique qui sont fondamentalement nécessaires au fonctionnement de la machine. Toutes les autres pièces - le logement, les roulements, l’arbre, le ventilateur - sont structurellement nécessaires mais n’affectent absolument pas le principe de fonctionnement du dispositif.

Ils jouent un rôle important à de nombreux égards, par exemple les roulements, offrent la possibilité d’un fonctionnement fluide, le boîtier protège des chocs des pièces mécaniques principales, le ventilateur fournit l’air au moteur et la chaleur générée pendant le fonctionnement, mais n’affecte pas le principe de conversion de l’énergie électrique en énergie mécanique.

Ainsi, les parties principales d’un moteur électrique asynchrone, comme une machine électrique, sont les suivantes:

  1. Le stator est l'élément principal d'un moteur électrique, constitué d'un enroulement triphasé (ou multiphasé). Une caractéristique spécifique de l'enroulement est un ordre spécifique des spires - les conducteurs sont placés uniformément dans des rainures faisant un angle de 120 degrés sur toute la circonférence.
  2. Le rotor est le deuxième élément principal de l'unité, qui est un noyau cylindrique avec des fentes remplies d'aluminium. Une telle conception s'appelle une «cage d'écureuil» ou un type de rotor court-circuité en raison de sa particularité. Dans celui-ci, les tiges de cuivre sont fermées aux extrémités par un anneau des deux côtés du cylindre.

Les enroulements triphasés, et un par construction pour chaque phase, sont connectés comme des enroulements de stator avec une étoile ou un triangle, et les extrémités de ces enroulements sont délivrées à des bagues collectrices qui tournent sur l'arbre. Ce type de moteur électrique a une grande puissance et est déjà utilisé dans les machines industrielles.

Champ d'application

Compte tenu des caractéristiques de conception et de la facilité de fabrication, ces moteurs électriques ont principalement trouvé leur utilité dans les machines et mécanismes nécessitant peu d’efforts et de puissance pendant le fonctionnement.

Fondamentalement, ces moteurs sont installés sur presque tous les appareils ménagers:

  • hachoirs à viande;
  • sèche-cheveux;
  • mélangeurs électriques;
  • ventilateurs domestiques;
  • petites machines domestiques de faible puissance;

Les moteurs asynchrones triphasés ont une puissance différente, allant de 150 W à plusieurs kilowatts, et sont principalement utilisés dans l'industrie en tant que moteurs de machines et de mécanismes.

L'utilisation de ce type de moteurs est acceptable du point de vue du rapport puissance / performances, de plus, ainsi que la simplicité de leur montage, de tels moteurs n'exigent pas beaucoup d'entretien et une maintenance minutieuse, en particulier pour les types de boîtiers spécialement conçus pour fonctionner dans des conditions de fabrication difficiles.

Compte tenu des diverses tâches de conception auxquelles sont confrontées les machines et les mécanismes développés dans la fabrication industrielle en série, les moteurs électriques linéaires asynchrones des quatre principaux types ont été appliqués:

Moteurs monophasés

Avec rotor à cage d'écureuil.