Quelle est la différence entre une machine à induction à rotor enroulé et une machine à induction auto-excitée

Différences entre les moteurs à induction à rotor bobiné et les moteurs à induction à rotor cage d'écureuil

Les moteurs à induction à rotor bobiné (WRIM) et les moteurs à induction à rotor cage d'écureuil (SCIM) sont deux types courants de moteurs à induction qui diffèrent par leur structure, leurs performances et leurs applications. Voici les principales distinctions entre eux :

1. Construction du rotor

Moteur à induction à rotor bobiné (WRIM) :

• Le rotor est constitué de trois enroulements triphasés connectés à des circuits externes via des bagues de glissement et des balais. Cela permet de connecter les enroulements du rotor à des résistances externes ou d'autres dispositifs de contrôle.

• La possibilité de réguler le rotor de manière externe offre un contrôle plus flexible, notamment pour le démarrage et la régulation de vitesse.

Moteur à induction à rotor cage d'écureuil (SCIM) :

• Le rotor est fabriqué avec des barres en aluminium ou en cuivre moulées dans une structure en forme de cage, d'où le nom de "moteur cage d'écureuil".

• Cette conception est simple et robuste, sans bagues de glissement ni balais, ce qui réduit les coûts de maintenance. Cependant, elle ne permet pas de réguler directement le courant du rotor de l'extérieur.

2. Caractéristiques de démarrage

Moteur à induction à rotor bobiné (WRIM) :

Lors du démarrage, des résistances peuvent être insérées en série avec les enroulements du rotor pour réduire le courant de démarrage et augmenter le couple de démarrage. À mesure que le moteur accélère, les résistances sont progressivement réduites et finalement court-circuitées.

Cette méthode permet un processus de démarrage plus doux, ce qui en fait un choix approprié pour les applications nécessitant un couple de démarrage élevé, comme les grues, les convoyeurs et les grandes pompes.

Moteur à induction à rotor cage d'écureuil (SCIM) :

Au démarrage, le courant du rotor est élevé, entraînant un courant de démarrage important, généralement 6 à 8 fois le courant nominal. Le couple de démarrage est relativement faible, environ 1,5 à 2 fois le couple nominal.

Pour réduire le courant de démarrage, des démarreurs étoile-triangle ou des démarreurs progressifs sont souvent utilisés, mais les performances de démarrage restent moins bonnes que celles des moteurs à rotor bobiné.

3. Contrôle de vitesse

Moteur à induction à rotor bobiné (WRIM) :

Les enroulements du rotor peuvent être régulés via des circuits externes, permettant un large contrôle de la vitesse. Les méthodes de contrôle de vitesse courantes incluent le contrôle par résistance du rotor et le contrôle en cascade.

Bien que cette méthode soit moins précise que le contrôle par variateur de fréquence (VFD), elle est efficace pour les applications nécessitant des variations de vitesse importantes.

Moteur à induction à rotor cage d'écureuil (SCIM) :

Les moteurs à rotor cage d'écureuil traditionnels n'ont pas de capacités de contrôle de vitesse intégrées, car leur vitesse est principalement déterminée par la fréquence d'alimentation. Pour obtenir un contrôle de vitesse, un VFD est généralement nécessaire pour varier la fréquence d'alimentation.

Le contrôle par VFD permet un ajustement de vitesse précis et continu, mais augmente la complexité et le coût du système.

4. Efficacité et maintenance

Moteur à induction à rotor bobiné (WRIM) :

La présence de bagues de glissement et de balais nécessite une maintenance plus importante, y compris des inspections régulières et le remplacement des balais. La friction due aux bagues de glissement et aux balais entraîne également une perte d'énergie, affectant l'efficacité du moteur.

Cependant, pour les applications nécessitant des démarrages, des freinages ou des régulations de vitesse fréquents, les avantages de performance des moteurs à rotor bobiné peuvent compenser les coûts de maintenance.

Moteur à induction à rotor cage d'écureuil (SCIM) :

Sans bagues de glissement ni balais, la conception est simple, nécessitant une maintenance minimale et offrant une opération fiable à long terme.

L'efficacité est généralement plus élevée, surtout sous charge pleine, car il n'y a pas de pertes supplémentaires dues à la friction mécanique.

5. Domaines d'application

Moteur à induction à rotor bobiné (WRIM) :

Adapté aux applications nécessitant un couple de démarrage élevé, des démarrages/arrêts fréquents et un contrôle de vitesse, tels que :

• Grues

• Convoyeurs

• Ventilateurs

• Pompes

• Moulinets dans l'industrie métallurgique

Moteur à induction à rotor cage d'écureuil (SCIM) :

Utilisé de manière généralisée dans les applications industrielles standard où le contrôle de vitesse ou un couple de démarrage élevé n'est pas critique, telles que :

• Systèmes de climatisation

• Équipements de ventilation

• Pompes à eau

• Tapis roulants

• Matériel agricole

6. Coût

Moteur à induction à rotor bobiné (WRIM) :

En raison de sa structure plus complexe, le coût de fabrication est plus élevé, notamment en raison de la nécessité de composants supplémentaires tels que les bagues de glissement, les balais et les systèmes de contrôle.

Il est adapté aux applications à haute performance, où l'investissement initial peut être plus élevé, mais les avantages en termes de performance peuvent conduire à une augmentation de la productivité au fil du temps.

Moteur à induction à rotor cage d'écureuil (SCIM) :

La conception simple entraîne des coûts de fabrication plus bas, ce qui le rend largement utilisé dans divers équipements industriels à usage général.

Idéal pour les applications sensibles au coût, en particulier celles qui ne nécessitent pas de contrôles complexes ou de fonctionnalités de régulation de vitesse.

Résumé

Les moteurs à induction à rotor bobiné et les moteurs à induction à rotor cage d'écureuil présentent chacun leurs propres avantages et inconvénients. Le choix entre les deux dépend des exigences spécifiques de l'application. Les moteurs à rotor bobiné offrent des performances de démarrage et de régulation de vitesse supérieures, ce qui les rend adaptés aux applications nécessitant un couple de démarrage élevé et des changements de vitesse fréquents. D'autre part, les moteurs à rotor cage d'écureuil se distinguent par leur simplicité, leur faible maintenance et leur rentabilité, ce qui en fait un choix largement utilisé dans les équipements industriels standards.