Démarrage d'un moteur à induction
Moteurs à induction triphasés : Mécanisme d'autodémarrage et méthodes de démarrage
Un moteur à induction triphasé est intrinsèquement autodémarrant. Lorsque l'alimentation électrique est connectée au stator d'un moteur à induction triphasé, un champ magnétique tournant est généré. Ce champ magnétique tournant interagit avec le rotor, provoquant sa rotation et initiant ainsi le fonctionnement du moteur à induction. Au moment du démarrage, le glissement du moteur est égal à 1, et le courant de démarrage est significativement élevé.
Le rôle d'un démarreur dans un moteur à induction triphasé va au-delà du simple démarrage. Il remplit deux fonctions principales :
Il existe deux approches fondamentales pour démarrer un moteur à induction triphasé. Une méthode consiste à connecter le moteur directement à la tension d'alimentation complète. L'autre approche consiste à appliquer une tension réduite au moteur au démarrage. Il est important de noter que le couple produit par un moteur à induction est proportionnel au carré de la tension appliquée. Par conséquent, un moteur produit un couple beaucoup plus important lorsqu'il est démarré à pleine tension par rapport à lorsqu'il est démarré avec une tension réduite.
Pour les moteurs à induction à cage, largement utilisés dans les applications industrielles et commerciales, il existe trois principales méthodes de démarrage :
Méthodes de démarrage des moteurs à induction
Démarreur direct en ligne
La méthode de démarrage direct en ligne (DOL) pour les moteurs à induction est reconnue pour sa simplicité et son coût avantageux. Avec cette approche, le moteur est directement connecté à la tension d'alimentation complète. Cette méthode simple est généralement utilisée pour les petits moteurs d'une puissance allant jusqu'à 5 kW. En utilisant un démarreur DOL pour ces petits moteurs, les fluctuations potentielles de la tension d'alimentation peuvent être minimisées, assurant un fonctionnement stable du système électrique.
Démarreur étoile-triangle
Le démarreur étoile-triangle est l'une des méthodes les plus courantes et largement adoptées pour démarrer les moteurs à induction triphasés. En fonctionnement normal, les enroulements du stator du moteur sont configurés en connexion triangle. Cependant, lors de la phase de démarrage, les enroulements sont initialement connectés en configuration étoile. Cette connexion étoile réduit la tension appliquée à chaque enroulement, limitant ainsi le courant de démarrage. Une fois que le moteur a atteint une vitesse suffisante, les enroulements sont ensuite commutés en connexion triangle, permettant au moteur de fonctionner à sa performance nominale.
Démarreur à autotransformateur
Les autotransformateurs peuvent être utilisés dans des configurations soit en étoile, soit en triangle. Leur fonction principale dans le contexte du démarrage des moteurs à induction est de limiter le courant de démarrage. En ajustant le rapport de transformation de l'autotransformateur, la tension fournie au moteur pendant le démarrage peut être réduite. Cette réduction contrôlée de la tension aide à atténuer le courant d'entrée élevé qui se produit lorsque le moteur est alimenté pour la première fois, protégeant à la fois le moteur et le système d'alimentation électrique.
Les démarreurs en ligne directe, étoile-triangle et à autotransformateur sont spécialement conçus pour les moteurs à induction à rotor en cage, qui sont prévalents dans une large gamme d'applications industrielles et commerciales en raison de leur construction robuste et de leur fonctionnement fiable.
Méthode de démarrage des moteurs à induction à bagues collectrices
Pour les moteurs à induction à bagues collectrices, le processus de démarrage implique la connexion de la tension d'alimentation complète à travers le démarreur. La conception unique des moteurs à bagues collectrices, avec leurs circuits de rotor externes, permet un contrôle supplémentaire lors du démarrage. Le diagramme de connexion d'un démarreur de moteur à induction à bagues collectrices fournit une représentation visuelle de la façon dont les différents composants interagissent pour faciliter le processus de démarrage, permettant une meilleure compréhension de son fonctionnement et de ses mécanismes de contrôle.
Lors du démarrage d'un moteur à induction à bagues collectrices, la résistance de démarrage complète est initialement connectée dans le circuit du rotor. Cela réduit effectivement le courant d'alimentation consommé par le stator, minimisant le courant d'entrée qui pourrait autrement stresser le système électrique et le moteur lui-même. Alors que l'alimentation électrique énergise le moteur, le rotor commence à tourner.
À mesure que le moteur accélère, les résistances du rotor sont systématiquement réduites par étapes. Cette coupure progressive des résistances est soigneusement coordonnée avec l'augmentation de la vitesse de rotation du moteur. Ainsi, le moteur peut augmenter sa vitesse en douceur tout en maintenant des caractéristiques de couple optimales.
Une fois que le moteur atteint sa vitesse nominale à pleine charge, toutes les résistances de démarrage sont complètement retirées du circuit. À ce stade, les bagues collectrices sont court-circuitées. Ce court-circuitage permet au moteur de fonctionner avec un rendement maximal, car il élimine la résistance supplémentaire qui n'était nécessaire que pendant la phase de démarrage, permettant au moteur de livrer sa performance nominale complète.
