Comment fonctionne un enroulement composé sur un moteur à courant alternatif?

Les enroulements composés (Compound Winding) sont un type spécial d'enroulement couramment utilisé dans les moteurs à courant alternatif, en particulier dans les applications nécessitant une amélioration des performances de démarrage et de l'efficacité opérationnelle. Les enroulements composés combinent les caractéristiques de l'enroulement principal (Main Winding) et de l'enroulement auxiliaire (Auxiliary Winding) pour obtenir de meilleures performances. Voici une explication détaillée de leur fonctionnement et de leurs caractéristiques :

1. Structure des enroulements composés

Les enroulements composés se composent généralement de deux parties :

• Enroulement principal : C'est l'enroulement principal du moteur, responsable de la fourniture du champ magnétique et du couple pendant le fonctionnement normal. L'enroulement principal est généralement connecté en étoile (Y) ou en triangle (Δ).

• Enroulement auxiliaire : C'est l'enroulement secondaire, utilisé pour améliorer les performances de démarrage et les caractéristiques opérationnelles du moteur. L'enroulement auxiliaire est généralement connecté lors du démarrage et déconnecté une fois que le moteur atteint une certaine vitesse.

2. Principe de fonctionnement

Phase de démarrage

• Lors du démarrage : Lorsque le moteur démarre, l'enroulement principal et l'enroulement auxiliaire sont tous deux connectés. L'enroulement auxiliaire fournit un champ magnétique supplémentaire pour aider le moteur à surmonter la friction statique et l'inertie, lui permettant d'atteindre plus rapidement la vitesse nominale.

• Courant de démarrage : La présence de l'enroulement auxiliaire aide à contrôler le courant de démarrage, évitant les surtensions qui pourraient endommager le moteur ou le réseau électrique.

Phase de fonctionnement

• Après avoir atteint la vitesse nominale : Une fois que le moteur atteint la vitesse de fonctionnement prédéterminée, l'enroulement auxiliaire est déconnecté, ne laissant que l'enroulement principal en fonctionnement. Cela réduit la consommation d'énergie et améliore l'efficacité opérationnelle du moteur.

• Superposition des champs magnétiques : Pendant la phase de démarrage, les champs magnétiques générés par l'enroulement principal et l'enroulement auxiliaire se superposent, créant un champ magnétique résultant plus fort, ce qui augmente le couple de démarrage.

3. Types d'enroulements auxiliaires

Il existe plusieurs types d'enroulements auxiliaires, notamment :

• Enroulement de démarrage à condensateur : Lors du démarrage, l'enroulement auxiliaire est connecté via un condensateur, qui décale la phase du courant, augmentant ainsi le couple de démarrage. Après le démarrage, l'enroulement auxiliaire est déconnecté via un contact centrifuge.

• Enroulement de fonctionnement à condensateur : L'enroulement auxiliaire reste connecté pendant toute la durée du fonctionnement, avec le condensateur ajustant la phase pour améliorer les caractéristiques opérationnelles du moteur.

• Enroulement de démarrage à résistance : L'enroulement auxiliaire est connecté via une résistance, qui limite le courant de démarrage. Après le démarrage, l'enroulement auxiliaire est déconnecté via un contact centrifuge.

4. Avantages

• Amélioration des performances de démarrage : Les enroulements composés améliorent considérablement le couple de démarrage du moteur, facilitant son démarrage.

• Contrôle du courant de démarrage : La combinaison de l'enroulement auxiliaire et des condensateurs contrôle efficacement le courant de démarrage, réduisant l'impact sur le réseau électrique.

• Amélioration de l'efficacité opérationnelle : La déconnexion de l'enroulement auxiliaire après le démarrage réduit la consommation d'énergie et améliore l'efficacité opérationnelle du moteur.

• Amélioration du facteur de puissance : L'utilisation de condensateurs peut améliorer le facteur de puissance du moteur, réduisant la consommation de puissance réactive.

5. Applications

Les enroulements composés sont largement utilisés dans les moteurs à courant alternatif nécessitant de bonnes performances de démarrage et d'efficacité opérationnelle, tels que :

• Appareils électroménagers : Réfrigérateurs, climatiseurs, machines à laver, etc.

• Équipements industriels : Ventilateurs, pompes, compresseurs, etc.

Résumé

Les enroulements composés optimisent les performances des moteurs à courant alternatif pendant les phases de démarrage et de fonctionnement en combinant les caractéristiques de l'enroulement principal et de l'enroulement auxiliaire. Lors du démarrage, l'enroulement auxiliaire fournit un champ magnétique supplémentaire pour aider à surmonter la résistance au démarrage ; pendant le fonctionnement, l'enroulement auxiliaire est déconnecté pour réduire la consommation d'énergie et améliorer l'efficacité.