Moteur asynchrone triphasé

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Pour convertir l’énergie électrique en énergie mécanique, des dispositifs spéciaux sont utilisés. En particulier, il s’agit d’un moteur asynchrone à rotor court-circuité, ce qui en fait le dispositif le plus simple de ce type.

C'est quoi

Un moteur asynchrone est un dispositif utilisé pour convertir de l'énergie électrique en énergie mécanique. Fonctionne à partir du courant principal alternatif. La principale différence par rapport à la machine synchrone est que ce moteur a une vitesse de stator supérieure à la fréquence du rotor. Ce moteur électrique est très populaire en raison de sa fiabilité et de sa facilité d'utilisation.

Le moteur triphasé et monophasé se compose d'un stator et d'un rotor court-circuité, comme l'illustre parfaitement le dessin ci-dessous. Le stator est constitué de tôles d'acier cylindriques séparées et d'un rotor. Dans les rainures posées enroulement, qui est équipé d'un câble d'alimentation conventionnel. L'enroulement de chaque rainure est relatif par rapport à l'autre selon un angle de 120 degrés. Il apparaît clairement dans la section que pendant le fonctionnement, les rainures deviennent une étoile ou un triangle.

Photo - moteur asynchrone

Le rotor est un noyau situé à l'intérieur du stator. Il est également assemblé à partir de tôles d'acier individuelles interconnectées au moyen d'un alliage d'aluminium fondu. Pour cette raison, la structure entière constitue des goujons (tiges). À leur tour, ils sont reliés par de petits anneaux fixés aux extrémités des tiges. Une telle cage d'écureuil peut également être connectée avec des anneaux de cuivre, mais le moteur est alors utilisé à des tensions plus basses afin de ne pas faire fondre le métal.

Photo - conception du rotor

Il convient de noter que, grâce à cette conception, la maintenance du moteur avec un type de travail asynchrone est plus simple que synchrone. En raison du manque de brosses, le fonctionnement de l'appareil est considérablement étendu.

Les appareils sont disponibles en versions fermée et ouverte. Le dispositif antidéflagrant est dans un boîtier spécial, il est protégé contre les incendies lorsque le réseau est instable. Également en fonction de l'emplacement du rotor, les appareils sont du type suivant:

  1. Accessibilité Par rapport aux machines synchrones, les coûts asynchrones sont beaucoup moins élevés. De plus, ils sont très fréquents. On les trouve dans les magasins spécialisés, les marchés, les portails Internet;
  2. La fiabilité En plus de l'absence de brosses, qui sont effilochées, prolonge considérablement la durée d'utilisation, l'appareil se prête également à de légères surcharges. Cela est nécessaire si le moteur est utilisé dans des industries de grande puissance où des chutes de tension sont possibles.
  3. Facile à utiliser. Le démarrage est effectué par de simples actions intuitives. Un circuit simple est utilisé pour l'allumage;
  4. Haut rendement comparé aux machines synchrones.
Photo - types de moteur

Dans ce cas, un moteur asynchrone à rotor à cage d'écureuil présente des inconvénients:

  1. Courant d'appel élevé à la vitesse nominale. Lorsque vous démarrez pour la première fois, il se peut que le réseau électrique soit fortement surchargé.
  2. Sécurité faible Malgré l'exécution protégée des enroulements, les moteurs de ce type sont sujets aux pannes. En particulier, le bobinage brûle souvent avec des chutes de tension constantes;
  3. Taux de glissement trop bas.

Vidéo: Moteurs asynchrones triphasés

Principe de fonctionnement

Au moment où l'énergie électrique est fournie au stator, chaque phase commence à émettre un certain champ magnétique. Chacun d'entre eux est tourné par rapport à l'autre de 120 degrés. De ce fait, le flux total du champ magnétique devient rotatif. Ces flux magnétiques dans le stator créent une induction électromagnétique. Du fait que l’enroulement du rotor est court-circuité, une certaine intensité de courant s’y crée. Ce courant interagit avec le champ magnétique et une réaction de départ se produit. Au moment de la vitesse de rotation maximale, le rotor se met d’abord en pause, produisant le couple de freinage, puis commence à tourner. En outre, un glissement de départ se produit.

Photo - programme de démarrage

Il s’agit d’une grandeur mécanique qui détermine le rapport entre la fréquence du champ magnétique du stator et la fréquence de rotation du rotor. Il est mesuré en pourcentage. Il s'agit d'un indicateur très important, car sa taille permet de déterminer la différence de rotation entre le rotor et le stator et, par conséquent, le moteur.

Au stade initial du travail, le glissement est égal à zéro, mais après avoir diminué l'induction électromagnétique, il diminue ou augmente en fonction du type de travail. Par exemple, au ralenti, le taux diminue, tandis que le glissement augmente à la vitesse maximale. Le glissement maximum est appelé critique. Une fois que l'appareil commence à tourner à la vitesse maximale, vous devez surveiller le taux de glissement. Sinon, si le niveau spécifié est dépassé, la stabilité est altérée. Cela implique non seulement la panne de pièces individuelles du dispositif, en particulier les tôles d'acier surchargées par le frottement, mais également la panne complète du moteur. Le calcul est fait par la formule:

S = ((n1 - n2) / n1) * 100%

Où n1 est la rotation du champ de stator et n2 la rotation du rotor.

Si un moteur asynchrone dont le rotor est court-circuité tombe en panne, ses caractéristiques techniques chutent et s'arrêtent. Le niveau moyen de glissement est considéré comme un indicateur compris entre 1 et 8%. Dans certains types, un léger écart par rapport à cette norme est autorisé. Sur cette base, les modèles asynchrones électriques fonctionnent en raison de l'interaction des champs magnétiques du stator avec les courants qui se produisent dans les enroulements du rotor.

Photo - connexion moteur

Spécifications et désignation

Chaque moteur électrique a ses propres paramètres de fonctionnement. Par conséquent, avant d'acheter un appareil, vous devez calculer les données requises. Considérez quelles caractéristiques techniques un moteur asynchrone de type AIR avec un rotor à cage d’écureuil.

Les avantages des moteurs électriques asynchrones triphasés, caractéristiques techniques, types, caractéristiques

Un moteur électrique à courant alternatif utilisant un champ magnétique tournant créé par un stator est appelé asynchrone si la fréquence du champ diffère de celle avec laquelle le rotor tourne. Les moteurs électriques triphasés asynchrones sont largement distribués. Leurs caractéristiques techniques sont importantes pour un fonctionnement correct. Ceux-ci incluent des caractéristiques mécaniques et de fonctionnement. Le premier est la dépendance de la fréquence avec laquelle le rotor tourne sur la charge. La relation entre ces quantités est inversement proportionnelle, c'est-à-dire plus la charge est élevée, plus la fréquence est basse.

Moteurs électriques asynchrones et leurs types

Dans ce cas, comme on peut le voir sur le graphique, dans l'intervalle de zéro à la valeur maximale, lorsque la charge augmente, la diminution de la fréquence est non significative. On dit d'un moteur électrique asynchrone que ses caractéristiques mécaniques sont rigides.

Les moteurs électriques asynchrones dans la fabrication de produits simples et fiables sont donc largement utilisés.

Il existe 3 types de moteurs électriques asynchrones avec rotor à cage d'écureuil:

monophasé, biphasé et triphasé et à côté d’eux - asynchrone avec un rotor de phase

Monophasé

Le premier type sur le stator a un seul enroulement, qui reçoit un courant alternatif. Pour démarrer un moteur asynchrone, on utilise un enroulement de stator supplémentaire, connecté brièvement au réseau par capacitance ou inductance, ou court-circuité, afin de réaliser le déphasage initial nécessaire à la rotation du rotor.

Sans cela, il ne pourrait pas être déplacé par le champ magnétique du stator. Dans un tel moteur, comme dans chaque asynchrone, le rotor est réalisé sous la forme d'un noyau cylindrique avec des fentes en fonte d'aluminium et des pales pour la ventilation. Un tel rotor, appelé "cage d'écureuil", est appelé court-circuité.

Les moteurs électriques asynchrones sont installés dans des appareils ne nécessitant pas une puissance élevée, tels que les petites pompes et les ventilateurs.

Biphasique

Le second type, à savoir biphasique - beaucoup plus efficace. Sur le stator, ils ont deux enroulements perpendiculaires. Un courant alternatif est fourni à l'un d'eux, l'autre est connecté à un condensateur de déphasage, grâce à quoi un champ rotatif magnétique est créé.

Ils ont aussi un rotor à cage d'écureuil. Leur domaine d'utilisation est beaucoup plus large par rapport au premier. Les machines à deux phases alimentées par un réseau monophasé sont appelées machines à condensateur, car elles doivent être équipées d'un condensateur à décalage de phase.

Triphasé

Le triphasé a trois enroulements sur le stator, le décalage entre eux étant de 120 degrés, de sorte que leurs champs sont décalés du même montant lorsqu'ils sont allumés. En incluant un tel moteur électrique dans un réseau triphasé variable court-circuité, le rotor tourne en raison du champ magnétique émergent.

Les enroulements sont connectés selon l'un des schémas - «triangle» ou «étoile». Mais, dans la deuxième connexion, la tension est plus élevée, et il est indiqué sur le boîtier par deux valeurs - 127/220 ou 220/380. Ces moteurs sont irremplaçables pour le travail des treuils, des machines diverses, des grues, des circulaires.

Un stator identique est disponible pour les moteurs à rotor de phase. Le fil magnétique (charge) est posé dans leurs rainures avec trois enroulements. Mais il n'y a pas de tiges en aluminium moulé, mais il y a un enroulement complet, qui est relié à une "étoile". Trois de ses extrémités sont affichées sur les bagues collectrices, qui sont placées sur l’arbre du rotor et isolées de celui-ci.

1 - un caisson et des stores;

3 porte-brosses avec tête de brosse;

4 - sécuriser le doigt transversal;

5 - conclusions des brosses;

7 - manchon isolant;

8 et 26 - bagues coulissantes;

9 et 23 - chapeaux extérieurs et intérieurs;

10 - Goujon fixant le chapeau de roulement à la boîte;

11 - palier arrière;

Enroulements à 12 et 15 rotors;

13 - support d'enroulement;

14 - noyau rotatif;

16 et 17 - le coussinet de palier avant et son couvercle extérieur;

18 - évents pour la ventilation;

20 - noyau de stator;

21 - chapeau de roulement extérieur à goujons;

27 - conclusions de l'enroulement du rotor

Il est possible de connecter le moteur directement ou par l'intermédiaire d'une résistance en appliquant une tension alternative (triphasée) aux bagues via des balais. Ce dernier fait référence au moteur asynchrone triphasé le plus coûteux. Ses caractéristiques, notamment le couple de démarrage, sous charge, sont beaucoup plus importantes, ce qui les place dans des appareils fonctionnant sous charge: ascenseurs, grues, etc.

Comment fonctionne un moteur électrique?

Ces moteurs électriques sont largement distribués dans la production et dans la vie quotidienne, car leur efficacité est supérieure à celle des moteurs fonctionnant sur un réseau biphasé.

Si le moteur a un stator - une unité fixe et un rotor mobile, séparés par une couche intermédiaire d'air, c'est-à-dire pas d'interaction mécanique, et les vitesses de rotation du rotor et le champ magnétique ne sont pas les mêmes, il s'agit d'un moteur électrique asynchrone. Le dispositif et le principe de fonctionnement sont décrits ci-dessous.

Sur le stator, il y a trois enroulements avec un noyau magnétique à l'intérieur. Le stator lui-même est recruté dans des plaques en acier électrique. Ils sont situés à un angle de 120 degrés les uns par rapport aux autres et sont fixés dans les fentes du stator fixe. La conception du rotor est basée sur des roulements. Une turbine est fournie pour la ventilation.

En raison du fait qu'entre la fréquence de rotation du rotor et le champ magnétique, il y a un retard, c'est-à-dire le premier type de rattrapage sur le terrain, mais ne peut pas le faire à cause de la vitesse inférieure, il est appelé un moteur électrique asynchrone. Le principe de fonctionnement consiste à induire des courants par un rotor créant son propre champ, lequel, à son tour, interagit avec le champ magnétique du stator, forçant le rotor à se déplacer.

La vitesse de rotation de l’arbre peut être modifiée à l’aide du régulateur de vitesse du moteur asynchrone, c.-à-d. méthode de modification de sa régulation en modifiant la tension de phase ou en utilisant une modulation de largeur d'impulsion.

En tant que régulateur de vitesse de rotation de moteur électrique, vous pouvez utiliser un onduleur (régulateur de tension) qui jouera le rôle de source d’alimentation. La tension d'alimentation après le régulateur variera en fonction de la vitesse de rotation.

Les moteurs électriques peuvent être à plusieurs vitesses, c.-à-d. conçu pour les mécanismes nécessitant une régulation rapide de la vitesse. Dans leur marquage, il y a des symboles: AOL, AO2, 4A, etc. Le schéma de connexion se trouve dans le passeport ou sur la boîte à bornes.

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Une caractéristique importante des deux vitesses est la possibilité de fonctionner dans deux modes. Ils sont étiquetés (domestiques): AMH, AD, AIR, 5AM, AIRHM. Pour récupérer le moteur à 2 vitesses importé, vous devez spécifier le tableau de données, disponible sur le corps.

Les avantages

Le principal avantage est:

  • La conception simple du moteur électrique, l'absence de pièces d'usure rapidement (pas de groupe collecteur) et des frottements supplémentaires (même raison).
  • Aucune conversion supplémentaire n'est nécessaire pour le courant, car elle est réalisée directement à partir du réseau industriel triphasé.
  • Un petit nombre de pièces rend le moteur très fiable.
  • La durée de vie est impressionnante.
  • Il est facile à entretenir et à réparer.

Bien entendu, des inconvénients existent également.

Ceux-ci comprennent:

  • le petit moment de départ à cause duquel son domaine d'application est limité;
  • courants de démarrage importants, dépassant parfois les valeurs admissibles dans le système d'alimentation;
  • forte consommation d'énergie réactive, réduisant la puissance mécanique.

Schémas de câblage

Deux options de connexion garantissent le fonctionnement d'un moteur électrique asynchrone: le circuit de connexion en étoile et en triangle.

Étoile

Il est utilisé pour un circuit triphasé dans lequel l'amplitude de la tension de ligne est de 380 volts. La particularité de la connexion en étoile est que les extrémités des enroulements doivent être connectées en un point: C4, C5 et C6 (U2, V2 et W2). Le début des enroulements: C1, C2 et C3 (U1, V1 et W1), sont connectés aux conducteurs A, B et C (L1, L2 et L3) via un équipement de commutation.

La tension entre les débuts correspond à 380 volts et aux endroits où les conducteurs de phase sont connectés aux enroulements - 220v.

La connexion d'un moteur asynchrone en 220 est désignée par Y. Pour la protection contre les surcharges du moteur, un neutre est connecté au point de connexion des enroulements.

Une telle connexion, le moteur électrique, qui est adapté pour fonctionner à partir de 380 volts, ne permet pas d'atteindre la pleine puissance, la tension des enroulements n'étant que de 220V. Mais en revanche, il protège contre les surintensités, grâce à quoi le démarrage se fait en douceur.

En regardant dans la boîte avec les terminaux, il est facile de comprendre comment la connexion a été établie. S'il existe un cavalier reliant les 3 broches, une étoile est utilisée.

Triangle

Si les extrémités des enroulements sont reliées au début des précédentes, il s’agit alors d’un «triangle».

Selon l’ancien marquage, C4 est connecté à la borne C2, puis C5 à C3 et C6 à C1. Dans la nouvelle version du marquage, il ressemble à ceci: connectez U2 et V1, V2 et W1, W2 et U1. La tension entre les enroulements est de 380 volts. Mais la connexion avec un neutre ou "zéro travail" n'est pas requise. Une caractéristique de cette connexion est la grande valeur des courants de démarrage dangereux pour le câblage.

En pratique, une connexion combinée est parfois utilisée, c'est-à-dire lors du démarrage et de l’accélération, une «étoile» est utilisée et un «triangle» est utilisé plus loin, c.-à-d. mode de fonctionnement.

La boîte à bornes, plus précisément trois cavaliers entre les terminaux, aidera à déterminer que le schéma «delta» a été appliqué à la connexion.

Conversion d'énergie

L’énergie fournie aux enroulements du stator est convertie par un moteur électrique asynchrone en énergie de rotation du rotor, c’est-à-dire mécanique Mais la quantité de puissance à la sortie et à l'entrée est différente, car une partie de celle-ci est perdue au profit des courants de Foucault et de l'hystérésis, du frottement et du chauffage.

Il se dissipe sous forme de chaleur, un ventilateur est donc également nécessaire pour le refroidissement. Cependant, l'efficacité des moteurs électriques asynchrones dans une large plage de charge est élevée et atteint 90% et 96% pour les moteurs très puissants.

Avantages d'un système triphasé

L'avantage principal des moteurs triphasés par rapport aux moteurs monophasés et biphasés est considéré comme économique. Dans ce cas, pour le transfert d'énergie, il existe trois fils et le décalage de courant relatif entre eux est de 120 degrés. La valeur des amplitudes et des fréquences avec une force électromagnétique sinusoïdale est la même sur différentes phases.

Important: pour toute connexion dépendant de la tension, les extrémités des enroulements peuvent être connectées à l'intérieur du moteur (trois fils en sortant) ou en sortie à l'extérieur (6 fils).

Quelles sont les versions de moteurs électriques?

La présence dans le marquage de la lettre "U" indique que le moteur électrique a pour but de fonctionner dans les climats tempérés, où les températures annuelles sont comprises entre + 40 et 40 ° C. Pour climat tropical doit être présent dans l'étiquette "T".

Ainsi, le moteur fonctionne normalement dans la plage de température de +50 à -10. Pour le climat maritime, la désignation est "OM", pour toutes les zones sauf le très froid - "O" (+35 - 10 degrés). Enfin, pour les zones à climat très froid - «UHL», qui signifie un fonctionnement normal à des températures comprises entre plus 40 et moins soixante.

Les moteurs électriques sont également divisés en fonction des options de conception spéciales. Si vous voyez la lettre "C", cela signifie que le moteur est à glissement accru. Si "P" est avec un couple de démarrage élevé, "K" est avec un rotor de phase, avec "E" est un frein électromagnétique intégré.

En plus, ils sont:

  • sur les pattes de fixation situées à la base du boîtier et les trous destinés à la fixation. Des moteurs similaires sont utilisés dans les machines à bois et les compresseurs, dans les machines électriques à entraînement par courroie, etc.
  • à rebord, c'est-à-dire sur le boîtier, les brides ont des trous pour les fixations à la boîte de vitesses. Utilisé fréquemment dans les pompes électriques, les bétonnières et autres dispositifs;
  • combinés, c'est-à-dire avoir des brides et des pattes. Ils sont appelés universels car ils peuvent être attachés à n’importe quel équipement.

Moteurs électriques synchrones et asynchrones, ou leurs différences

Outre les moteurs asynchrones, il existe des moteurs synchrones, se différenciant des premiers par le fait que la fréquence du rotor en rotation correspond à celle du champ magnétique. Ses principaux éléments sont un inducteur situé sur le rotor et une ancre située sur le stator. Ils sont séparés, comme en asynchrone, entrefer. Ils fonctionnent comme un moteur électrique ou un générateur.

Dans le premier mode de réalisation, le dispositif fonctionne en raison de l'interaction du champ magnétique créé au niveau de l'ancre avec le champ au niveau des pôles de l'inducteur. Le fonctionnement en mode générateur est assuré par une induction électromagnétique provoquée par une ancre en rotation dans un champ magnétique formé dans l'enroulement.

Le champ interagit avec les phases de l'enroulement du stator, formant à son tour une force électromotrice. De par leur conception, les moteurs synchrones sont plus complexes que les moteurs asynchrones.

Conclusion: pour les moteurs électriques synchrones, la vitesse du rotor est identique à la fréquence du champ magnétique, alors que pour les moteurs asynchrones, ils sont différents.

Ces caractéristiques déterminent l’utilisation de la première avec une puissance de 100 kW et plus, et la dernière dans les cas jusqu’à 100 kW.

Vidéo: Moteur asynchrone: modèle et principe de fonctionnement.

Moteur asynchrone triphasé

La simplicité de la production, le faible coût et la fiabilité des travaux ont conduit à ce que le moteur asynchrone (BP) soit devenu le moteur électrique le plus courant. Ils peuvent fonctionner à la fois sur un réseau électrique triphasé et sur un monophasé.

Des moteurs asynchrones triphasés sont utilisés:

-dans les entraînements électriques non régulés de pompes, ventilateurs, compresseurs, soufflantes, aspirateurs de fumée, convoyeurs, lignes automatiques, machines à forger et à estamper, etc.:

-dans les entraînements électriques réglables des machines à couper les métaux, des manipulateurs, des robots, des mécanismes de levage, des mécanismes industriels généraux avec des performances variables, etc.

La conception d'un moteur asynchrone triphasé

Selon le mode d’enroulement du rotor du moteur à induction, ceux-ci sont divisés en deux groupes: les moteurs avec un enroulement court-circuité sur le rotor et les moteurs avec une phase de bobinage sur le rotor.

Les moteurs avec un enroulement court-circuité sur le rotor sont moins coûteux à produire, fiables en fonctionnement, ont une caractéristique mécanique rigide, c’est-à-dire que lorsque la charge passe de zéro à la valeur nominale, la vitesse de la machine ne diminue que de 2 à 5%. Les inconvénients de tels moteurs comprennent la difficulté de régler en douceur la vitesse de rotation sur une large plage, un couple de démarrage relativement faible, ainsi que des courants de démarrage importants, 5 à 7 fois supérieurs à la valeur nominale.

Ces inconvénients ne concernent pas les moteurs à phase de rotor, mais la conception du rotor est beaucoup plus compliquée, ce qui entraîne une augmentation du coût du moteur dans son ensemble. Par conséquent, ils sont utilisés dans les cas de conditions de démarrage difficiles et, si nécessaire, permettent un contrôle en douceur de la vitesse de rotation dans une large plage. En laboratoire, on considère un moteur avec un rotor à cage d'écureuil.

Le moteur asynchrone triphasé a une partie fixe - le stator 6 (Fig. 6.1), sur laquelle un enroulement crée un champ magnétique tournant, et une partie mobile - le rotor 5 (Fig. 6.1), dans laquelle est créé un moment électromagnétique qui entraîne le rotor lui-même et l'exécutif mécanisme.

Le noyau du stator a la forme d'un cylindre creux (Fig. 6.2). Afin de réduire les pertes d'énergie dues aux courants de Foucault, il est recruté dans des tôles d'acier électriques isolées les unes des autres avec un film de vernis.

Sur la surface interne du noyau, il y a des fentes dans lesquelles l'enroulement du stator est posé. Le noyau est pressé dans le corps (cadre) 7 (Fig. 6.1), en fonte ou en alliage d'aluminium.

Dans un moteur à une paire de pôles, l'enroulement du stator est constitué de trois bobines identiques, appelées phases. Chaque phase de l'enroulement est placée dans des gorges opposées du noyau de stator, les phases de l'enroulement sont décalées dans l'espace les unes par rapport aux autres d'un angle et interconnectées selon des règles particulières. Les débuts et les extrémités des phases de l'enroulement du stator sont connectés aux bornes de sortie de la boîte à bornes 4 (Fig. 6.1), ce qui permet de connecter les phases de l'enroulement du stator avec une étoile ou un triangle. À cet égard, le moteur asynchrone peut être connecté au réseau avec une tension linéaire égale à Uph de l'enroulement (l'enroulement du stator est connecté avec un triangle) ou Uph (l'enroulement est connecté à une étoile).

Fig. 6.1. - Vue générale du moteur asynchrone:

roulements - 1 et 11, arbre - 2, carters de roulement - 3 et 9, boîte à bornes - 4, rotor - 5, stator - 6, lit - 7,

les parties frontales de la phase de stator - 8, le ventilateur - 10, le capuchon - 12, les nervures - 13, les pieds - 14, le sol de la culasse - 15

Machines asynchrones

2.1. Historique de la création et portée des moteurs asynchrones

Actuellement, les machines asynchrones sont principalement utilisées en mode moteur. Les machines d'une capacité supérieure à 0,5 kW sont généralement réalisées en triphasé et à plus faible puissance - en monophasé.

Pour la première fois, la construction d'un moteur asynchrone triphasé a été développée, créée et testée par notre ingénieur russe M. O. Dolivo-Dobrovolsky en 1889-1891. Les premiers moteurs ont été présentés à la foire électrotechnique internationale de Francfort-sur-le-Main en septembre 1891. L'exposition présentait trois moteurs triphasés de puissance différente. Les plus puissants d'entre eux avaient une puissance de 1,5 kW et servaient à faire tourner le générateur à courant continu. La conception du moteur asynchrone proposée par Dolivo-Dobrovolsky s’est avérée très fructueuse et constitue le type principal de conception de ces moteurs à ce jour.

Au fil des ans, les moteurs asynchrones ont trouvé une application très large dans diverses industries et dans l’agriculture. Ils sont utilisés dans l'entraînement électrique des machines à couper les métaux, des appareils de levage et de transport, des convoyeurs, des pompes et des ventilateurs. Les moteurs à faible puissance sont utilisés dans les dispositifs d'automatisation.

L'utilisation généralisée des moteurs asynchrones est due à leurs avantages par rapport à d'autres moteurs: fiabilité élevée, capacité de travailler directement à partir du courant alternatif, facilité de maintenance.

2.2. Le dispositif de la machine asynchrone triphasée

La partie fixe de la machine s'appelle le stator, la partie mobile - le rotor. Le noyau du stator est assemblé à partir de tôle d'acier électrique et pressé dans le cadre. Sur la fig. 2.1 montre l'assemblage du noyau du stator. Le lit (1) est coulé en matériau non magnétique. Le plus souvent, le lit est en fonte ou en aluminium. Sur la surface interne des tôles (2), à partir de laquelle le noyau de stator est constitué, se trouvent des rainures dans lesquelles un enroulement triphasé (3) est déposé. L'enroulement du stator est constitué principalement de fil de cuivre isolé de section ronde ou rectangulaire, moins souvent en aluminium.

L'enroulement du stator est constitué de trois parties distinctes, appelées phases. Les débuts des phases sont désignés par les lettres $ c_1,

Les débuts et les extrémités des phases sont amenés au bornier (Fig. 2.2.a), monté sur le châssis. L'enroulement du stator peut être connecté en étoile (Fig. 2.2.b) ou en triangle (Fig. 2.2.c). Le choix du schéma de connexion de l'enroulement du stator dépend de la tension de ligne du réseau et des données de passeport du moteur. Dans le passeport d'un moteur triphasé, les tensions de ligne du réseau et le circuit de connexion de l'enroulement du stator sont définis. Par exemple, 660/380, Y / ∆. Ce moteur peut être connecté au réseau avec $ U_l = 660V $ selon le circuit en étoile ou au réseau avec $ U_l = 380V $ - selon le schéma en triangle.

Le bobinage du stator a pour objectif principal de créer un champ magnétique tournant dans la machine.

Le noyau du rotor (Fig. 2.3.b) est constitué de tôles d'acier électriques, à l'extérieur desquelles se trouvent des rainures dans lesquelles l'enroulement du rotor est posé. L’enroulement du rotor est de deux types: court-circuité et phase. En conséquence, les moteurs asynchrones sont livrés avec un rotor à cage d'écureuil et un rotor de phase (avec bagues collectrices).

L’enroulement court-circuité (Fig. 2.3) du rotor est constitué de tiges 3 qui sont placées dans les fentes du noyau du rotor. À partir des extrémités, ces tiges sont fermées par des bagues d'extrémité 4. Un tel enroulement ressemble à une «roue d'écureuil» et s'appelle de type «cage d'écureuil» (Fig. 2.3.a). Un moteur à cage d'écureuil n'a pas de contacts mobiles. Pour cette raison, ces moteurs sont extrêmement fiables. L'enroulement du rotor est composé de cuivre, d'aluminium, de laiton et d'autres matériaux.

Dolivo-Dobrovolsky a d'abord créé un moteur avec un rotor à cage d'écureuil et a étudié ses propriétés. Il a découvert que ces moteurs présentaient un très grave inconvénient: un couple de démarrage limité. Dolivo-Dobrovolsky a expliqué la raison de cette lacune: un rotor très court. Il a également proposé la conception d'un moteur à rotor de phase.

Sur la fig. La figure 2.4 montre une machine asynchrone avec un rotor à phases dans la section: 1 lit, 2 enroulements de stator, 3 rotors, 4 anneaux de glissement, 5 brosses.

Au niveau du rotor, l’enroulement est triphasé, semblable à l’enroulement du stator, avec le même nombre de paires de pôles. Les bobines de l'enroulement sont posées dans les fentes du noyau du rotor et sont connectées en fonction de l'étoile. Les extrémités de chaque phase sont reliées à des bagues collectrices fixées à l’arbre du rotor et des balais sont envoyés au circuit externe. Les bagues sont en laiton ou en acier, elles doivent être isolées les unes des autres et de l’arbre. Les brosses métalliques sont utilisées comme brosses et sont pressées sur les bagues de contact à l'aide de ressorts à brosses fixés dans le corps de la machine. Sur la fig. 2.5 représente le symbole d'un moteur asynchrone avec un rotor court-circuité (a) et phase (b).

Sur la fig. 2.6 est une vue en coupe d'une machine asynchrone avec rotor à cage d'écureuil: 1 lit, 2 - noyau de stator, 3 - stator, 4 noyau de rotor avec enroulement court-circuité, 5 - arbre.

Sur le tableau de bord de la machine, attaché au cadre, les données sont données: $ P_n,

n_n $, ainsi que le type de machine.

  • $ P_n $ est la puissance nette nominale (par arbre)
  • $ U_n $ et $ I_n $ sont les valeurs nominales de la tension et du courant de ligne pour le schéma de connexion spécifié. Par exemple, 380/220, Y / ∆, $ I_n $ Y / $ I_n $ ∆.
  • $ n_n $ - vitesse nominale en tr / min.

Le type de machine, par exemple, est donné sous la forme 4AH315S8. Il s’agit d’un moteur asynchrone (A) de la quatrième série de performances protégées. Si la lettre H est absente, le moteur est en exécution fermée.

  • 315 - hauteur de l'axe de rotation en mm;
  • S - dimensions d'installation (elles sont spécifiées dans le répertoire);
  • 8 - le nombre de pôles de la machine.

2.3. Obtenir un champ magnétique rotatif

  1. la présence d'au moins deux enroulements;
  2. les courants dans les enroulements doivent être différents en phase
  3. L'axe des enroulements doit être déplacé dans l'espace.

Dans une machine triphasée avec une paire de pôles ($ p = 1 $), l’axe des enroulements doit être décalé dans l’espace d’un angle de 120 °, avec deux paires de pôles ($ p = 2 $), l’axe des enroulements doit être décalé de 60 ° et t.d

Considérons un champ magnétique créé à l'aide d'un enroulement triphasé comportant une paire de pôles ($ p = 1 $) (Fig. 2.7). Les axes des enroulements de phases sont déplacés dans l’espace d’un angle de 120 ° et les inductions magnétiques des phases individuelles créées par ceux-ci ($ B_A,

B_C $) sont également déplacés dans l’espace d’un angle de 120 °.

Les inductions magnétiques des champs créés par chaque phase, ainsi que les tensions appliquées à ces phases, sont sinusoïdales et diffèrent en phase d'un angle de 120 °.

Après avoir accepté la phase initiale d'induction dans la phase $ A $ ($ φ_A $) égale à zéro, nous pouvons écrire:

L'induction magnétique du champ magnétique résultant est déterminée par la somme vectorielle de ces trois inductions magnétiques.

Trouvez l'induction magnétique résultante (Fig. 2.8) à l'aide de diagrammes vectoriels, en les construisant pour plusieurs instants.

Comme suit de la fig. 2.8, l’induction magnétique $ B $ du champ magnétique résultant de la machine tourne, sa magnitude reste inchangée. Ainsi, l'enroulement triphasé du stator crée un champ magnétique rotatif circulaire dans la machine. Le sens de rotation du champ magnétique dépend de l'ordre de rotation de la phase. Magnitude de l'induction magnétique résultante

La fréquence de rotation du champ magnétique $ n_0 $ dépend de la fréquence du réseau $ f $ et du nombre de paires de pôles du champ magnétique $ p $.

$ n_0 = (60 f) / p $, [tr / min].

Veuillez noter que la fréquence de rotation du champ magnétique ne dépend pas du mode de fonctionnement de la machine asynchrone et de sa charge.

Lors de l'analyse du fonctionnement d'une machine asynchrone, le concept de la vitesse de rotation d'un champ magnétique $ ω_0 $ est souvent utilisé, ce qui est déterminé par la relation:

$ ω_0 = (2 π f) / p = π n_0 / 30 $, [rad / s].

2.4. Modes de fonctionnement d'une machine asynchrone triphasée

Machine asynchrone peut fonctionner dans les modes du moteur, générateur et frein électromagnétique.

Mode moteur

Ce mode permet de convertir l’énergie électrique consommée sur le réseau en énergie mécanique.

Laisser l'enroulement du stator créer un champ magnétique tournant à une fréquence de $ n_0 $ dans la direction spécifiée (Fig. 2.9). Ce champ dirigera selon la loi de l'induction électromagnétique dans l'enroulement du rotor EMF. La direction de la force électromagnétique est déterminée par la règle de la main droite et est montrée sur la figure (les lignes de force doivent entrer dans la paume de la main et le pouce doit être dirigé dans la direction du conducteur, c’est-à-dire du rotor, par rapport au champ magnétique). Un courant apparaîtra dans l'enroulement du rotor, dont la direction coïncidera avec la direction de la FEM. En raison de l'interaction de l'enroulement du rotor avec un courant et un champ magnétique tournant, une force électromagnétique $ F $ apparaît. La direction de la force est déterminée par la règle de la main gauche (les lignes de force doivent entrer dans la paume de la main, quatre doigts dans la direction du courant dans l'enroulement du rotor). Dans ce mode (Fig. 2.9), la force électromagnétique créera un couple sous l'action duquel le rotor commencera à tourner à une fréquence de $ n $. Le sens de rotation du rotor coïncide avec le sens de rotation du champ magnétique. Pour modifier le sens de rotation du rotor (inverser le moteur), vous devez modifier le sens de rotation du champ magnétique. Pour inverser le moteur, il est nécessaire de changer la séquence de phase de la tension appliquée, c'est-à-dire commutez deux phases.

Soit, sous l'action du moment électromagnétique, le rotor a commencé à tourner avec la fréquence de rotation du champ magnétique ($ n = n_0 $). Dans ce cas, dans le bobinage du rotor, la force EMF $ E_2 $ sera égale à zéro. Le courant dans l'enroulement du rotor $ I_2 = 0 $, le moment électromagnétique $ M $ deviendra également nul. Pour cette raison, le rotor tournera plus lentement, dans son enroulement apparaîtra le CEM, le courant. Un moment électromagnétique va se produire. Ainsi, dans le mode moteur, le rotor tournera de manière asynchrone avec le champ magnétique. La vitesse du rotor changera lorsque la charge sur l'arbre changera. D'où le nom du moteur - asynchrone (asynchrone). Avec l'augmentation de la charge sur l'arbre, le moteur doit développer un couple plus important, ce qui se produit lorsque la vitesse du rotor diminue. Contrairement à la vitesse du rotor, la fréquence de rotation du champ magnétique ne dépend pas de la charge. Pour comparer la fréquence de rotation du champ magnétique $ n_0 $ et du rotor n, un coefficient a été introduit, appelé le glissement et désigné par la lettre $ S $. Le glissement peut être mesuré en unités relatives et en pourcentage.

$ S = (n_0 - n) / n_0 $ ou $ S = [(n_0 - n) / n_0] 100% $.

Lors du démarrage du moteur à induction $ n = 0,

S = 1 $. En mode veille parfait $ n = n_0,

S = 0 $. Ainsi, en mode moteur, le glissement varie dans les limites suivantes:

Lorsque les moteurs asynchrones fonctionnent en mode nominal:

Moteurs asynchrones au ralenti réel:

Mode générateur

Ce mode sert à convertir l’énergie mécanique en énergie électrique, c’est-à-dire une machine asynchrone doit développer un couple de freinage sur l’arbre et fournir de l’énergie électrique au réseau. Une machine asynchrone passe en mode générateur si le rotor commence à tourner plus vite que le champ magnétique ($ n gt n_0 $). Ce mode peut se produire, par exemple, lors du réglage de la vitesse du rotor.

Soit $ n gt n_0 $. Dans ce cas, la direction de la force électromagnétique et du courant du rotor changera (par rapport au mode moteur), ainsi que la direction de la force électromagnétique et du moment électromagnétique (Fig. 2.10). La machine commence à développer un couple de freinage sur l'arbre (consomme de l'énergie mécanique) et renvoie de l'énergie électrique au réseau (la direction du courant du rotor a changé, c'est-à-dire la direction du transfert d'énergie électrique).

Ainsi, en mode générateur, le glissement varie au sein de:

Mode de freinage électromagnétique

Ce mode de fonctionnement se produit lorsque le rotor et le champ magnétique tournent dans des directions différentes. Ce mode de fonctionnement a lieu lors de l’inversion d’un moteur à induction, lorsque la séquence de phases est modifiée, c.-à-d. le sens de rotation du champ magnétique change et le rotor tourne dans le même sens par inertie.

D'après la fig. 2.11 la force électromagnétique crée un moment électromagnétique de freinage, sous l'action duquel la vitesse du rotor diminue, puis se produit une inversion.

En mode de freinage électromagnétique, la machine consomme de l'énergie mécanique, développant un couple de freinage sur l'arbre, et consomme simultanément de l'énergie électrique provenant du réseau. Toute cette énergie va chauffer la voiture.

Ainsi, en mode de freinage électromagnétique, le glissement varie dans les limites suivantes:

2.5. Processus dans une machine asynchrone

2.5.1. Circuit statorique

Le champ magnétique créé par l'enroulement du stator tourne par rapport au stator fixe à une fréquence de $ n_0 = 60f) / p $ et induira une FEM dans l'enroulement du stator. La valeur effective de la force électromotrice induite par ce champ dans une phase de l'enroulement du stator est déterminée par l'expression:

$ E_1 = 4,44 w_1 k_1 f Φ $,

où: $ k_1 = 0,92 ÷ 0,98 $ - coefficient d'enroulement;
$ f_1 = f $ - fréquence du réseau;
$ w_1 $ - le nombre de tours d’une phase de l’enroulement du stator;
- le champ magnétique résultant dans la voiture.

b) L'équation d'équilibre électrique pour la phase d'enroulement du stator.

Cette équation est construite par analogie avec une bobine à courant alternatif avec un noyau.

Ici, $ Ú $ et $ _1 $ sont la tension du secteur et la tension appliquée à l’enroulement du stator.
$ R_1 $ est la résistance active de l'enroulement du stator associée aux pertes de chauffage de l'enroulement.
$ x_1 $ est la résistance inductive de l’enroulement de stator associée au flux de fuite.
$ z_1 $ est l'impédance d'enroulement du stator.
$ İ_1 $ - courant dans l’enroulement du stator.

Lors de l'analyse du travail de machines asynchrones, prenez souvent $ I_1 z_1 = 0 $. Ensuite, vous pouvez écrire:

$ U_1 ≈ E_1 = 4,44 w_1 k_1 f Φ $.

Il découle de cette expression que le flux magnétique Φ dans une machine asynchrone ne dépend pas de son mode de fonctionnement et que, pour une fréquence de réseau donnée $ f $, il ne dépend que de la valeur effective de la tension appliquée $ U_1 $. Une relation similaire est valable dans une autre machine à courant alternatif - dans un transformateur.

2.5.2. Rotor à chaîne

a) Fréquence des courants emf et rotor.

Avec un rotor stationnaire, la fréquence de emf $ f_2 $ est égale à la fréquence du réseau $ f $.

$ f_2 = f = (n_0 p) / 60 $.

Avec un rotor en rotation, la fréquence de la FEM du rotor dépend de la fréquence de rotation du champ magnétique par rapport au rotor en rotation, qui est déterminée par la relation:

Puis la fréquence de la FEM du rotor en rotation:

La fréquence des champs électromagnétiques du rotor varie proportionnellement au glissement et le mode du moteur a la valeur la plus grande au moment du début du parcours.

Laissons à $ f = 50 $ Hz, le glissement nominal $ S_n = 2 $%. Puis à la vitesse nominale du rotor $ f_2 = f × S_n = 1 $ Hz.

Ainsi, dans l’enroulement de rotor d’une machine asynchrone, la fréquence de la force électromotrice induite dépend de la vitesse du rotor.

Avec un rotor fixe, $ f_2 = f $ et la valeur effective de la FEM sont déterminés par analogie avec $ E_1 $.

$ E_2 = 4.44 w_2 k_2 f Φ $,

où: $ w_2 $ et $ k_2 $ sont respectivement le nombre de tours et le coefficient d'enroulement de l'enroulement du rotor.

Si le rotor tourne, alors $ f_2 = f × S_n $ et la force électromotrice du rotor en rotation sont déterminés par la relation:

$ E_ <2S>= 4,44 w_2 k_2 f_2 = E_2 S $.

La force électromotrice induite dans l’enroulement du rotor varie proportionnellement au glissement et, dans le mode moteur, elle présente la valeur la plus grande au moment du lancement.

Le rapport de la FEM du stator à la FEM du rotor fixe s'appelle le rapport de transformation de la machine asynchrone.

Nous écrivons l'équation d'équilibre pour une seule phase d'un rotor court-circuité.

Avec un rotor fixe.

où: $ x_2 = 2πfL_2 $ est la résistance inductive de l'enroulement du rotor fixe, associée au flux de fuite;
$ R_2 $ est la résistance active de l'enroulement du rotor associée aux pertes de chaleur de l'enroulement.

Avec un rotor en rotation.

où: $ x_<2S>= 2πf_2L_2 = 2πfL_2S = x_2S $ est la résistance inductive de l'enroulement du rotor en rotation.

Pour le courant de rotor dans le cas général, vous pouvez obtenir ce rapport:

Il en résulte que le courant du rotor dépend du glissement et augmente avec son augmentation, mais plus lentement que celui de la FEM.

Le bobinage du rotor, comme le bobinage du stator, est multiphase et, lorsqu'un courant y apparaît, il crée son propre champ magnétique tournant. Notons $ n_2 $ la fréquence de rotation du champ magnétique du rotor par rapport au rotor.

$ n_2 = (60 f_2) / p = (60 f S) / p $.

Ici, $ p $ est le nombre de paires de pôles de l'enroulement du rotor, il est toujours égal au nombre de paires de pôles de l'enroulement du stator.

En ce qui concerne le stator, le champ magnétique du rotor tourne avec la fréquence

Il en résulte que le champ magnétique du rotor par rapport au stator tourne à la même fréquence que le champ magnétique du stator. Ainsi, les champs magnétiques du rotor et du stator l'un par rapport à l'autre sont fixes. Par conséquent, lors de l'analyse du fonctionnement d'une machine asynchrone, les mêmes relations que le transformateur peuvent être appliquées.

2.5.3. Courant de stator

Le champ magnétique résultant d'une machine asynchrone ne dépendant pas de son mode de fonctionnement, il est possible de faire une équation des forces magnétomotrices pour une phase, en assimilant la force magnétomotrice en mode veille à la somme des forces magnétomotrices en mode de charge.

$ İ_0 w_1 k_1 = İ_1 w_1 k_1 + İ_2 w_2 k_2 $

De là, $ İ_1 = İ_0 + İ'_2 $.

Ici, $ I_0 $ est le courant dans le bobinage du stator en mode de veille idéale, $ I'_2 = -I_2 (w_2k_2) / (w_1k_1) $ est la composante de courant du stator qui compense l'action de la force d'entraînement magnétique du bobinage du rotor. L'expression résultante du courant de stator reflète la propriété d'autorégulation de la machine asynchrone. Plus le courant du rotor est élevé, plus le courant du stator est élevé. En mode veille, le courant du stator est minimal. En mode chargement, le courant du stator augmente. Courant à vide réel d'une machine asynchrone $ I_0 = (20 ÷ 60)% I_<1н>$ et nettement plus par rapport au courant nominal que le transformateur. Cela s'explique par le fait que la valeur actuelle $ I_0 $ dépend de la résistance magnétique du support dans lequel le champ magnétique est créé. La machine asynchrone, contrairement au transformateur, a un entrefer, ce qui créera une grande résistance au champ magnétique.

2.6 Machine asynchrone à moment électromagnétique

Le moment électromagnétique se produit en présence d'un champ magnétique créé par l'enroulement du stator et du courant dans l'enroulement du rotor. On peut montrer que le moment électromagnétique est déterminé par la relation:

$ M = C Φ I_2 cos _2 $.

Ici: - facteur constructif;
$ ω_0 = 2 π f / p $ est la vitesse de rotation du champ magnétique;
$ ψ_2 $ - décalage de phase entre le courant EMF et le courant du rotor;
$ I_2 cos ψ_2 $ est le composant actif du courant du rotor.

Ainsi, la magnitude du moment électromagnétique dépend du champ magnétique résultant Φ et de la composante active du courant du rotor.

Sur la fig. 2.12 une explication de l'effet de $ cos _2 $ sur la magnitude du moment électromagnétique est donnée: a) $ ψ_2 = 0 ° $, $ ( cos ψ_2 = 1) $; b) $ ψ_2 = 90 ° $, $ ( cos ψ_2 = 0) $.

Comme suit de la fig. 2.12.а, si $ ψ_2 = 0 ° $, tous les conducteurs de l’enroulement du rotor participent à la création du moment électromagnétique, c.-à-d. le moment est le plus important. Si $ ψ_2 = 90 ° $ (fig. 2.12.b), la force électromagnétique et le moment qui en résultent sont nuls.

En mode moteur, lorsque la charge sur l'arbre change, la vitesse du rotor change, ce qui entraîne une modification du glissement, de la fréquence du courant du rotor, de la résistance inductive du rotor et de $ cos _2 $. En conséquence, le couple change. Sur la fig. 2.13 l'explication de l'influence de la résistance inductive du rotor sur l'angle $ _2 $ est donnée: a) à $ S = 1 $ (démarrage); b) à $ S≤1 $ (après accélération). Les valeurs les plus élevées de la FEM et de la fréquence du courant du rotor sont au moment du lancement dans le parcours, lorsque le glissement est égal à $ S = 1 $. Dans le même temps, $ f_2 = f_1 $, $ X_2 gt gt R_2 $, l’angle $ ψ_2 $ est proche de $ 90 ° $ (Fig. 2.13.a).

En raison du faible $ cos _2 $ au moment du lancement, les moteurs asynchrones ont un couple de démarrage limité. La multiplicité du couple de démarrage (par rapport au couple nominal) est

$ M_ <пуск>/ M_n = 0,8 ÷ 1,8 $.

De plus, un grand nombre concerne des moteurs de conception spéciale avec des propriétés de démarrage améliorées.

À mesure que le rotor du moteur accélère, la fréquence du courant du rotor diminue, ainsi que la résistance inductive du rotor.<2S>$ et l'angle $ ψ_2 $ diminue (Fig. 2.13.b). Cela entraîne une augmentation du couple et une accélération accrue du moteur.

Nous substituons les relations pour $ I_2 $, $ cos ψ_2 $ et Φ, obtenues précédemment pour l'expression du moment électromagnétique:

où: $ k_<тр>$ - le rapport de transformation de la machine asynchrone.

Express $ E_2 = E_1 / k_<тр>$ et $ E_1 $ équivalent à la tension $ U_1 $, additionnée au bobinage du stator ($ E_1≈U_1 $). En conséquence, nous obtenons une autre expression pour le moment électromagnétique, ce qui est pratique à utiliser pour analyser le fonctionnement d’une machine lors de la construction de ses caractéristiques.

De l'expression obtenue pour le moment électromagnétique, il s'ensuit que cela dépend fortement de la tension appliquée ($ M sim U_1 ^ 2 $). Si, par exemple, la tension chute de 10%, le moment électromagnétique diminue de 19% ($ M sim (0.9U_1) ^ 2 = 0.81U_1 ^ 2 $). C'est l'un des inconvénients des moteurs asynchrones, car il entraîne une baisse de la productivité du travail et une augmentation des pertes de production.

2.7 La dépendance du moment électromagnétique sur le glissement

L'expression pour le moment électromagnétique (*) est valable pour tout mode de fonctionnement et peut être utilisée pour créer la dépendance du moment sur le glissement lorsque ce dernier passe de $ + ∞ $ à $ -∞ $ (Fig. 2.14).

Considérons la partie de cette caractéristique correspondant au mode moteur, c'est-à-dire en glissant, en passant de 1 à 0. Indique le moment développé par le moteur lors du démarrage ($ S = 1 $) par $ M_<пуск>$. Le glissement où le moment atteint la valeur la plus élevée est appelé le glissement critique $ S_<кр>$, et la valeur maximale du moment - le moment critique $ M_<кр>$. Le rapport entre le critique et le nominal s'appelle la capacité de surcharge du moteur.

$ M_ <кр>/ M_n = λ = 2 3 $.

De l'analyse de la formule (*) au maximum, on peut obtenir des relations pour $ M_<кр>$ et $ s_<кр>$

Le moment critique ne dépend pas de la résistance active du rotor mais dépend de la tension appliquée. Diminuer $ U_1 $ diminue la capacité de surcharge du moteur asynchrone.

De l'expression (*), divisant M $ $ par $ M_<кр>$, vous pouvez obtenir une formule connue sous le nom de «formule de Kloss», pratique pour construire $ M = f (S) $.

Si nous substituons les valeurs nominales moment et glissement au lieu de $ M $ et $ S $ ($ M_n $ et $ S_n $) dans cette formule, nous pouvons obtenir une relation pour le calcul du glissement critique.

Caractéristiques de la parcelle (Fig. 2.14), dans lesquelles le glissement varie de 0 à $ S_<кр>$, correspond au fonctionnement stable du moteur. Sur ce site se trouve le point du mode nominal ($ M_n $, $ S_n $). Dans la plage de glissement de 0 à $ S_<кр>Une modification de la charge sur l'arbre du moteur entraînera une modification de la vitesse du rotor, une modification du patinage et une modification du couple. Avec une augmentation du couple de charge sur l'arbre, la vitesse du rotor diminuera, ce qui entraînera une augmentation du couple de glissement et électromagnétique (couple). Si le couple de charge dépasse le couple critique, le moteur s'arrête.

La partie de la caractéristique où le glissement passe de $ S_<кр>$ 1, correspond à un fonctionnement instable du moteur. Cette section des caractéristiques du moteur passe au début du parcours et au freinage.

2.8. Caractéristique mécanique du moteur asynchrone

La caractéristique mécanique est généralement comprise comme la dépendance de la vitesse du rotor en fonction du moment électromagnétique $ n = f (M) $. Cette caractéristique (Fig. 2.15) peut être obtenue en utilisant la dépendance $ M = f (S) $ et en recalculant la vitesse du rotor pour différentes valeurs de glissement.

Puisque $ S = (n_0-n) / n_0 $, d’où $ n = n_0 (1-S) $. Rappelons que $ n_0 = (60f) / p $ est la fréquence de rotation du champ magnétique.

La section 1-3 correspond à un fonctionnement stable, la section 3-4 correspond à un fonctionnement instable. Le point 1 correspond au ralenti idéal du moteur lorsque $ n = n_0 $. Le point 2 correspond au mode nominal du moteur, ses coordonnées sont $ M_n $ et $ n_n $. Le point 3 correspond au moment critique $ M_<кр>$ et fréquence critique $ n_<кр>$. Le point 4 correspond au couple de démarrage du moteur $ M_<пуск>$. La caractéristique mécanique peut être calculée et construite à partir des données de passeport. Point 1:

$ p $ est le nombre de paires de pôles de la machine;
$ f $ - fréquence du réseau.

Point 2 avec les coordonnées $ n_n $ et $ M_n $. La fréquence nominale de rotation $ n_n $ est spécifiée dans le passeport. Le moment nominal est calculé par la formule:

ici: $ P_n $ - puissance nominale (puissance de l’arbre).

Point 3 avec coordonnées $ M_<кр>n_<кр>$. Le moment critique est calculé par la formule $ M_<кр>= M_nλ $. La capacité de surcharge λ est définie dans le passeport du moteur $ n_<кр>= n_0 (1-S_<кр>) $,, $ S_n = (n_0-n_n) / n_0 $ est le glissement nominal.

Le point 4 a les coordonnées $ n = 0 $ et $ M = M_<пуск>$. Le couple de démarrage est calculé par la formule

où: $ λ_<пуск>$ - la multiplicité du moment de départ est définie dans le passeport.

Les moteurs asynchrones ont une caractéristique mécanique rigide, puisque la vitesse du rotor (section 1–3) dépend peu de la charge sur l'arbre. C'est l'un des avantages de ces moteurs.

2.9 Le fonctionnement conjoint du moteur asynchrone avec la charge sur l'arbre

Sur la fig. 2.16 décrit le fonctionnement conjoint du moteur asynchrone avec la charge sur l'arbre. Le mécanisme de chargement (Fig. 2.16.a) est relié à l'arbre du moteur et crée un moment de résistance (moment de charge) lors de la rotation. Lorsque la charge sur l'arbre change, la vitesse du rotor, les courants dans les enroulements du rotor et du stator et le courant consommé sur le réseau changent automatiquement. Laisser le moteur fonctionner avec une charge de $ M_<нагр,1>$ au point 1 (Fig. 2.16.b). Si la charge sur l'arbre augmente à $ M_<нагр,2>$, le point de travail passera au point 2. En même temps, la vitesse du rotor diminuera ($ n_2 lt n_1 $) et le couple augmentera ($ M_2 gt M_1 $). La réduction de la vitesse du rotor entraîne une augmentation du glissement, une augmentation des courants dans les enroulements du rotor et du stator, c.-à-d. pour augmenter le courant consommé par le réseau.

2.10. Caractéristiques mécaniques artificielles

La caractéristique mécanique construite sur les données de passeport du moteur est appelée naturelle. Si vous modifiez l'amplitude de la tension appliquée, la résistance active du rotor ou d'autres paramètres, vous pouvez obtenir des caractéristiques mécaniques autres que naturelles, appelées artificielles.

Sur la fig. 2.17 montre les caractéristiques mécaniques du moteur à différentes valeurs de la tension appliquée.

Comme suit de la fig. 2.17 avec une diminution de la tension fournie, la fréquence de rotation du champ magnétique $ n_0 $ reste inchangée et la valeur critique de $ M_ diminue<кр>$ et à partir de $ M_<пуск>$ moments, c.-à-d. la capacité de surcharge diminue et les propriétés de démarrage du moteur se détériorent. Lorsque la tension appliquée est abaissée, la caractéristique mécanique devient plus douce.

Sur la fig. 2.18 montre les caractéristiques mécaniques du moteur à différentes valeurs de la résistance active du rotor.

Comme suit de la fig. 2.18 avec une résistance active croissante de l’enroulement du rotor due à l’introduction d’un rhéostat $ R_<доб>$ dans le circuit de rotor de phase est maintenu inchangé $ M_<кр>$, c.-à-d. La capacité de rechargement du moteur est maintenue, mais le couple de démarrage augmente. La vitesse de rotation dans le mode de ralenti idéal reste inchangée, égale à $ n_0 $. Avec une augmentation de la résistance active de l’enroulement du rotor, les caractéristiques mécaniques deviennent plus douces, c’est-à-dire détérioration de la stabilité du moteur.

2.11. Démarrage moteur asynchrone

Au moment de commencer le déménagement $ n = 0 $, c’est-à-dire feuillet $ S = 1 $. Depuis les courants dans les enroulements du rotor et du stator dépendent du glissement et augmentent avec son augmentation, le courant de démarrage du moteur est 5 ÷ 8 fois supérieur à son courant nominal

Comme indiqué précédemment, en raison de la fréquence élevée des champs électromagnétiques du rotor, les moteurs à induction ont un couple de démarrage limité.

Pour démarrer le moteur, il est nécessaire que le couple de démarrage développé par celui-ci soit supérieur au couple appliqué sur l'arbre. Selon la puissance des alimentations et les conditions de démarrage, différentes méthodes de démarrage sont utilisées pour atteindre les objectifs: réduire le courant de démarrage et augmenter le couple de démarrage.

Les méthodes suivantes de démarrage des moteurs à induction sont distinguées: connexion directe au circuit, démarrage à tension réduite, démarrage rhéostatique, utilisant des moteurs aux propriétés de démarrage améliorées.

2.11.1. Connexion directe au réseau

C’est le moyen le plus simple et le moins cher de commencer. La tension nominale est appliquée au moteur manuellement ou par télécommande. La connexion directe au réseau est autorisée si la puissance du moteur ne dépasse pas 5% de la puissance du transformateur, si le réseau d'éclairage est également alimenté par celui-ci. La limite de puissance est due aux courants d'appel au moment du démarrage, ce qui entraîne une diminution de la tension aux bornes des enroulements secondaires du transformateur. Si le réseau d'éclairage n'est pas alimenté par le transformateur, la connexion directe au réseau peut être utilisée pour des moteurs dont la puissance n'excède pas 25% de la capacité du transformateur.

2.11.2. Commencer à tension réduite

Cette méthode est utilisée lors du lancement de moteurs puissants pour lesquels une connexion directe au réseau est inacceptable. Pour réduire la tension appliquée à l'enroulement du stator, des selfs et des autotransformateurs abaisseur sont utilisés. Après le démarrage, la tension de ligne est appliquée à l’enroulement du stator.

La réduction de tension est produite afin de réduire le courant de démarrage, mais en même temps, comme il ressort de la fig. 2.17 et 2.17.b, le couple de démarrage diminue. Si la tension au démarrage est réduite d'un facteur 3, le moment de démarrage chute 3 fois. Par conséquent, cette méthode de démarrage ne peut être appliquée que lorsqu'il n'y a pas de charge sur l'arbre, c'est-à-dire en mode veille.

Si, selon les données du passeport, le moteur doit être inclus dans le réseau conformément au schéma delta, afin de réduire le courant de démarrage le temps du lancement, l'enroulement du stator est activé en fonction de l'étoile.

Les principaux inconvénients de cette méthode de démarrage sont le coût élevé du démarrage des équipements et l’incapacité de démarrer avec la charge sur l’arbre.

2.11.3. Démarrage rhéostatique de moteurs asynchrones

Cette méthode est utilisée dans des conditions de démarrage difficiles, c'est-à-dire avec une grande charge sur l'arbre. Pour un démarrage rhéostatique, des moteurs asynchrones avec un rotor à phase sont utilisés et un rhéostat de démarrage est inclus dans le circuit du rotor. Le démarrage rhéostatique est utilisé pour augmenter le couple de démarrage. Simultanément, le courant de démarrage du moteur diminue. Lorsque le moteur accélère, la résistance de démarrage est émise et, une fois le démarrage terminé, le bobinage du rotor est en court-circuit.

Sur la fig. La Figure 2.19 présente le schéma de démarrage rhéostatique (Fig. 2.19.a) et les caractéristiques mécaniques (Figure 2.19.b) au cours de cette mise en route.

Au moment du démarrage (Fig. 2.19.a), un rhéostat de départ était complètement inséré dans le circuit du rotor ($ R_<пуск3>= R_<пуск1>+R_<пуск2>$), pour lesquels les contacts de relais $ K_1 $ et $ K_2 $ sont ouverts. Dans ce cas, le moteur démarrera selon la caractéristique 3 (fig. 2.19.b) sous l’action du moment de départ $ M_<пуск>$. Avec une charge donnée sur l’arbre et le rhéostat introduit $ R_<пуск3>L'overclocking $ se termine à $ A $. Pour accélérer davantage le moteur, vous devez fermer les contacts $ K_1 $ et la résistance de la résistance de démarrage diminuera à $ R_<пуск2>$ et l’accélération se poursuivront sur la caractéristique 2 à $ B $. Lorsque le contact ferme $ K_2 $, le rhéostat de départ sera complètement retiré ($ R_<пуск>= 0 $) et l’accélération finale du moteur se poursuivra selon sa caractéristique mécanique naturelle 1 et se terminera au point $ C $.

Le glissement critique est égal à:

pour la caractéristique naturelle de $ S_<кр1>R_2 / X_2 $;

pour les caractéristiques artificielles de $ S_<кр3>≈ (R_2 + R_<пуск3>) / X_2 $.

Le couple de démarrage pour la caractéristique artificielle peut être calculé à l'aide de la formule de Kloss

Compte tenu du couple de démarrage requis, vous pouvez calculer $ S_<кр3>$ et résistance de départ

2.11.4. Utilisation de moteurs aux propriétés de démarrage améliorées

La volonté de combiner les avantages des moteurs asynchrones avec un rotor à cage d'écureuil (haute fiabilité) et un rotor de phase (couple de démarrage élevé) a conduit à la création de ces moteurs. Ils ont un enroulement de rotor court-circuité avec une conception spéciale. Il existe des moteurs à rotor enroulé en double "cage d'écureuil" (Fig. 2.20.a) et à gorge profonde (Fig. 2.20.b).

Sur la fig. 2.20 montre la conception des moteurs à rotor avec des propriétés de démarrage améliorées.

Le moteur avec une double "cage d'écureuil" sur le rotor repose sur deux enroulements court-circuités. Le bobinage 1 sert de démarreur et le bobinage 2 fonctionne. Pour obtenir un couple de démarrage plus élevé, l'enroulement de départ doit avoir une résistance supérieure à celle de l'enroulement de travail. Par conséquent, le bobinage 1 est fabriqué dans un matériau ayant une résistivité plus élevée (laiton) que le bobinage 2 (cuivre). La section des conducteurs formant l'enroulement de départ est inférieure à celle de l'enroulement de travail. Cela augmente la résistance de l'enroulement de départ.

Le bobinage de travail, situé plus en profondeur, est couvert par un flux magnétique plus important que celui de départ. Par conséquent, la résistance inductive de l’enroulement de travail est beaucoup plus grande que celle de départ. De ce fait, au moment du lancement du parcours, lorsque la fréquence du courant rotorique a la plus grande valeur, le courant dans le bobinage de travail, conformément à la loi d'Ohm, sera faible et le bobinage de départ ayant une résistance élevée participera à la création du moment de départ. Lorsque le moteur accélère, la fréquence du courant du rotor diminue et la résistance inductive des enroulements du rotor diminue, ce qui entraîne une augmentation du courant dans l'enroulement de travail, grâce à quoi l'enroulement principal sera impliqué dans la création du couple. Depuis il a une faible résistance, les caractéristiques mécaniques naturelles du moteur seront difficiles.

Une image similaire est observée avec un moteur à gorge profonde (Fig. 2.20.b). La tige d'enroulement profond (1) peut être représentée sous la forme de plusieurs conducteurs situés le long de la hauteur de la gorge. En raison de la fréquence élevée du courant dans l'enroulement du rotor au moment du lancement, «le courant est déplacé vers la surface du conducteur». De ce fait, seule la couche supérieure des conducteurs d’enroulement de rotor participe à la création du moment de départ. La section transversale de la couche supérieure est beaucoup plus petite que la section transversale de l'ensemble du conducteur. Par conséquent, au démarrage, l'enroulement du rotor a une résistance accrue, le moteur développe un couple de démarrage accru. Au fur et à mesure que le moteur accélère, la densité de courant dans la section transversale des conducteurs de l'enroulement de rotor diminue, la résistance de l'enroulement de rotor diminue.

En général, ces moteurs ont des caractéristiques mécaniques rigoureuses, un couple de démarrage accru et un rapport de courant de démarrage plus faible que les moteurs à rotor à cage d'écureuil de conception classique.

2.12. Régulation de la fréquence de rotation des moteurs asynchrones

Lors du fonctionnement de nombreux mécanismes entraînés par des moteurs asynchrones, il est nécessaire d'ajuster la vitesse de rotation de ces mécanismes en fonction des exigences technologiques. Les moyens de contrôler la fréquence (vitesse) de rotation des moteurs asynchrones révèlent la relation:

Il en résulte que pour une charge donnée sur l'arbre, la vitesse du rotor peut être ajustée:

  1. glisser le changement;
  2. une modification du nombre de paires de pôles;
  3. changer la fréquence de l'alimentation.

2.12.1. Changement de glissade

Cette méthode est utilisée dans l'entraînement de ces mécanismes où sont installés des moteurs asynchrones à rotor à phases. Par exemple, dans l'entraînement de machines de levage. Un rhéostat de réglage est introduit dans le circuit phase-rotor. Une augmentation de la résistance active du rotor n'affecte pas l'ampleur du moment critique, mais augmente le glissement critique (Figure 2.21).

Sur la fig. 2.21 montre les caractéristiques mécaniques d’un moteur asynchrone avec différentes résistances d’un rhéostat de réglage $ R_ <р3> gt R_ <р2> gt 0,

Comme suit de la fig. 2.21 Cette méthode permet d’obtenir une large plage de contrôle de vitesse vers le bas. Les principaux inconvénients de cette méthode sont les suivants:

  1. En raison des pertes importantes sur le rhéostat de réglage, l'efficacité est réduite, c'est-à-dire manière peu économique.
  2. La caractéristique mécanique du moteur asynchrone avec l'augmentation de la résistance active du rotor devient plus douce, c'est-à-dire stabilité du moteur réduite.
  3. Il est impossible de régler la vitesse en douceur.

En raison des inconvénients ci-dessus, cette méthode est utilisée pour réduire la vitesse de rotation pendant une courte période.

2.12.2. Changer le nombre de paires de pôles

Ces moteurs (à plusieurs vitesses) ont un enroulement de stator plus complexe, qui permet de changer le nombre de paires de pôles, et un rotor en court-circuit. Lorsqu'un moteur asynchrone est en marche, il est nécessaire que les enroulements du rotor et du stator aient le même nombre de paires de pôles. Seul un rotor en court-circuit est capable d'acquérir automatiquement le même nombre de paires de pôles que le champ stator. Les moteurs à plusieurs vitesses sont largement utilisés dans l'entraînement des machines-outils. Trouvé l'utilisation de moteurs à deux, trois et quatre vitesses.

Sur la fig. 2.22 montre le schéma de connexion et le champ magnétique du stator du moteur en connexion en série (b) et en parallèle (a) des demi-enroulements.

Dans un moteur à deux vitesses, l'enroulement de chaque phase est constitué de deux demi-enroulements. En les incluant en série ou en parallèle, il est possible de changer le nombre de paires de pôles d'un facteur 2.

Dans un moteur à quatre vitesses, deux enroulements indépendants avec un nombre différent de paires de pôles doivent être placés sur le stator. Chacun des enroulements vous permet de changer le nombre de paires de pôles deux fois. Par exemple, pour un moteur fonctionnant sur un réseau avec une fréquence de $ f = 50 $ Hz, avec les vitesses de rotation suivantes de 3000/1500/1000/500 [tr / min], en utilisant l'un des enroulements de stator, il est possible d'obtenir une vitesse de rotation de 3000 tr / min et 1500 tr / min. / min (avec $ p = 1 $ et $ p = 2 $). Avec l'aide d'un autre enroulement, il est possible d'obtenir une vitesse de rotation de 1000 tr / min et 500 tr / min (avec $ p = 3 $ et $ p = 6 $).

Lors de la commutation du nombre de paires de pôles, le flux magnétique dans l’intervalle change également, ce qui entraîne une modification du moment critique $ M_<кр>$ (fig. 2.23.b). Si, en cas de modification du nombre de paires de pôles, la tension appliquée change simultanément, le moment critique peut rester inchangé (Fig. 2.23.a). Par conséquent, avec cette méthode de régulation, deux types d’une famille de caractéristiques mécaniques peuvent être obtenus (Fig. 2.23).

Les avantages de cette méthode de régulation: le maintien de la rigidité des caractéristiques mécaniques, KPD élevé. Inconvénients: régulation de la vitesse, grande taille et coût élevé du moteur.

2.12.3. Changer la fréquence d'alimentation

En tant que telles, les convertisseurs de fréquence (FC), réalisés sur des dispositifs à semi-conducteurs de haute puissance - thyristors - ont maintenant commencé à être utilisés. Il découle de l'équation du transformateur EMF $ U_1 = 4,44w_1k_1f $ que pour maintenir le flux magnétique inchangé, c'est-à-dire afin de préserver la capacité de surcharge du moteur, il est nécessaire, avec la fréquence, de modifier la valeur effective de la tension appliquée. Lorsque le rapport $ U_1 / f_1 = U'_1 / f'_1 $ est atteint, le moment critique ne change pas et une famille de caractéristiques mécaniques est obtenue, illustrée à la Fig. 2.24.

Fig. 2.24. Caractéristiques mécaniques avec régulation de fréquence

Les avantages de cette méthode sont les suivants: régulation en douceur, possibilité d’augmenter et de diminuer la vitesse de rotation, préservation de la rigidité des caractéristiques mécaniques, efficacité. Le principal inconvénient est qu'un convertisseur de fréquence est nécessaire, c'est-à-dire investissement supplémentaire en capital.

2.13. Modes de freinage des machines asynchrones

Lorsque de nombreux mécanismes de production fonctionnent, il est nécessaire d’arrêter rapidement (de décélérer) le moteur. Les freins mécaniques sont largement utilisés à cette fin, mais une machine asynchrone peut elle-même assumer les fonctions d'un dispositif de freinage fonctionnant dans l'un des modes de freinage. Dans ce cas, les freins mécaniques sont utilisés comme secours ou d'urgence, ainsi que pour maintenir le mécanisme à l'état stationnaire.

Les modes de freinage suivants des machines asynchrones sont distingués:

  1. freinage de la génératrice;
  2. freinage dynamique;
  3. opposition de freinage.

2.13.1. Freinage de la génératrice

La machine passe en mode générateur si $ n gt n_0 $, c.-à-d. si le rotor tourne plus vite que le champ magnétique. Ce mode peut se produire lors du réglage de la vitesse de rotation en augmentant le nombre de paires de pôles ou en diminuant la fréquence de la source d'alimentation, ainsi que dans les machines de levage et de transport lors de l'abaissement de la charge, lorsque le rotor commence à tourner plus vite que le champ magnétique sous l'influence de la gravité de la charge.

En mode générateur, la direction du moment électromagnétique change, c'est-à-dire il devient inhibiteur, sous l'action duquel il y a une diminution rapide de la vitesse de rotation. Simultanément, la phase du courant dans l'enroulement du stator change, ce qui entraîne une modification du sens du transfert d'énergie électrique. En mode générateur, l'énergie est renvoyée sur le réseau.

Sur la fig. 2.25 présente les caractéristiques mécaniques du freinage du générateur en abaissant la charge (a) et en abaissant la fréquence de la source d'alimentation (b).

Laissez le moteur avec une charge donnée sur l'arbre fonctionner au point $ A $ (Fig. 2.25.a). Si le rotor commence à tourner plus vite que le champ magnétique sous l'action de la charge abaissée et que le point de fonctionnement atteint $ B $, alors $ n_to gt n_0 $, la machine développera un couple de freinage et la vitesse de rotation sera inférieure à $ n_0 $. L'un des avantages du freinage de générateur dans les machines asynchrones réside dans le fait que la transition en mode générateur se fait automatiquement dès que le rotor commence à tourner plus vite que le champ magnétique. Cela protège les moteurs asynchrones des urgences pouvant survenir sur les moteurs à courant continu. Les moteurs asynchrones ne peuvent pas entrer dans le pansement. La fréquence maximale de rotation du rotor est limitée par la fréquence de rotation du champ magnétique.

Laisser le moteur travailler avec une charge donnée sur l'arbre au point $ A $ de la caractéristique 1 (Fig. 2.25.b). En réduisant la fréquence de l'alimentation, le point de fonctionnement devrait aller au point $ C $ de la caractéristique 2. Mais si $ n_A $ est supérieur à la nouvelle fréquence de rotation réduite du champ magnétique $ n_$, la machine du point $ A $ va au point $ B $, travaillant sur le segment $ B - n_$ en mode générateur. De ce fait, la vitesse de rotation diminue rapidement. Sur le segment $ n_–C $, la machine fonctionne en mode moteur, mais la vitesse du rotor diminue encore jusqu'à ce que le couple corresponde au couple résistant (t. C $). Un nouvel état d'équilibre avec une charge donnée se produit au point $ C $. Le freinage par générateur est le mode le plus économique, car l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique et l'énergie est renvoyée sur le réseau. L’un des avantages de ce mode de freinage est son apparence spontanée, c’est-à-dire aucun équipement de surveillance n'est requis.

2.13.2. Freinage dynamique

Ce mode de freinage est utilisé pour arrêter avec précision des moteurs puissants. Pendant la décélération, l’enroulement du stator est déconnecté de la tension alternative et connecté à une source à tension constante. Dans ce cas, l'enroulement du stator créera un champ magnétique stationnaire constant. Lorsque le rotor tourne par rapport à ce champ magnétique, la direction de la force électromotrice et du courant du rotor change, ce qui entraîne une modification de la direction du moment électromagnétique, c'est-à-dire il deviendra inhibé. Sous l'influence de ce moment, l'inhibition se produit. En modifiant la tension appliquée à l'enroulement du stator, vous pouvez régler le temps de décélération. Le principal avantage de ce mode de freinage est l’arrêt exact. Une tension constante ne peut être fournie à l'enroulement du stator que pendant la durée du freinage. Après l’arrêt, le moteur doit être déconnecté du réseau CC.

Sur la fig. 2.26 montre l'inclusion d'un moteur à induction et les caractéristiques mécaniques lors du freinage dynamique.

Laissez le moteur fonctionner à une charge de $ A $. Lors de l'application d'une tension continue à l'enroulement du stator, le point de fonctionnement se déplace du point $ A $ au point $ B $ de la caractéristique de freinage 2.

Sous l'action du moment électromagnétique de freinage, la fréquence de rotation sera réduite à un arrêt complet (point 0).

Les principaux inconvénients du freinage dynamique: besoin d'une source de courant continu et peu économique.

2.13.3. Freinage par opposition

Ce mode de freinage intervient lorsque le moteur est inversé et est également largement utilisé pour arrêter rapidement le moteur.

Sur la fig. 2.27 présente les caractéristiques mécaniques du moteur asynchrone lors du freinage de l’opposition directe (1) et inverse (2) de l’ordre de rotation des phases.

Laissez le moteur chargé sur l'arbre fonctionner au point $ A $. Pour décélérer le moteur, il est nécessaire de changer l'ordre des phases, commutez deux phases. En même temps, le point de travail va au point $ B $ (Fig. 2.27). Sur la section $ B - C $, la machine fonctionne en mode de freinage électromagnétique, développant un couple de freinage, sous l’action duquel se produit une diminution rapide de la vitesse jusqu’à zéro. Au point $ C $, le moteur doit être déconnecté du réseau, sinon il inversera.

L’avantage de ce mode de freinage est un freinage rapide, car Le couple de freinage agit sur toute la distance de freinage. Inconvénients: courants et pertes importants dans les enroulements lors du freinage, un équipement est nécessaire pour contrôler la vitesse de rotation et déconnecter le moteur du réseau lorsqu’il s’arrête. Si, dans l'entraînement d'un mécanisme, le moteur fonctionne souvent en mode arrière, il est nécessaire de surestimer sa puissance en raison de pertes de puissance importantes.

2.14. Facteur de puissance du moteur asynchrone et sa dépendance à la charge sur l'arbre

Le facteur de puissance est déterminé par le rapport

S_1 $ - puissance moteur active, réactive et complète.

où: $ P_2 $ - puissance de l’arbre (puissance nette;
$ ∆P $ - perte de puissance.

où: $ ∆P_<эл>$ - pertes électriques (pertes de chauffage dans les enroulements);
$ ∆P_<ст>$ - perte d'acier (pertes de chauffage du cœur);
$ ∆P_<мех>$ - pertes mécaniques.

Perte électrique $ ∆P_<эл>$ dépendent des courants dans les enroulements et augmentent avec la charge croissante sur l’arbre. Les pertes d'acier ne dépendent pas de la charge sur l'arbre, mais de la tension appliquée à l'enroulement du stator.

Les pertes mécaniques sont des pertes permanentes.

En mode nominal, $ cos _н = 0,75 0,95,

Réduit $ cos φ_<хх>$ s’explique par le fait que la puissance active est faible ($ P_<1хх>= ∆P_<эл>+∆P_<ст>+∆P_<мех>$), et la puissance réactive $ Q_1 $ reste la même qu'en mode nominal.

Sur la fig. 2.28 montre la dépendance du facteur de puissance d'un moteur asynchrone sur la charge de l'arbre.

Avec une sous-charge importante d'un moteur asynchrone, il a un facteur de puissance faible, ce qui n'est pas économique.

Pour augmenter $ cos $ à faible charge, il est recommandé de baisser la tension fournie au moteur. Cela réduit la puissance réactive et le facteur de puissance augmente.