Contrôle de la tension du stator d'un moteur à induction
La commande de tension du stator représente une méthode utilisée pour réguler la vitesse d'un moteur à induction. La vitesse de rotation d'un moteur triphasé à induction peut être ajustée en modifiant la tension d'alimentation. Comme il est bien établi, le couple généré par le moteur est proportionnel au carré de la tension d'alimentation, tandis que le glissement au point de couple maximal reste indépendant de la tension d'alimentation. Il convient de noter que les fluctuations de la tension d'alimentation n'affectent pas la vitesse synchrone du moteur.
Les caractéristiques couple-vitesse des moteurs triphasés à induction sous différentes tensions d'alimentation, ainsi que les caractéristiques pour une charge ventilateur, sont illustrées ci-dessous :
La commande de tension du stator est une technique utilisée pour réguler la vitesse d'un moteur à induction. La vitesse de rotation d'un moteur triphasé à induction peut être ajustée en modifiant la tension d'alimentation. Le couple généré par le moteur est proportionnel au carré de la tension d'alimentation, tandis que le courant est directement proportionnel à la tension. Ainsi, la vitesse est contrôlée en ajustant la tension jusqu'à ce que le moteur développe le couple nécessaire à la charge à la vitesse souhaitée.
Pour réduire la vitesse tout en maintenant le même courant, la tension est diminuée, ce qui réduit à son tour la sortie de couple. Cette méthode de commande de tension du stator est particulièrement adaptée aux applications où le couple de charge diminue avec la vitesse, comme les charges ventilateurs.
Cette approche permet un contrôle de vitesse uniquement en dessous de la vitesse nominale normale, car l'exploitation à des tensions supérieures à la valeur nominale n'est pas permise. Elle est idéale pour les entraînements nécessitant une opération intermittente, ainsi que pour les systèmes de ventilateurs et de pompes, où le couple de charge varie avec le carré de la vitesse. Ces entraînements nécessitent un couple plus faible à des vitesses plus basses, une condition qui peut être satisfaite en appliquant une tension inférieure sans dépasser la cote de courant du moteur.
Pour le contrôle de vitesse des petits moteurs (principalement monophasés), la variation de tension peut être réalisée par les méthodes suivantes :
La méthode du régulateur de tension thyristor est désormais le choix préféré pour la variation de tension. Pour une alimentation monophasée, deux thyristors sont connectés dos à dos, comme illustré dans la figure ci-dessous :
Les moteurs de ventilateurs domestiques, qui sont monophasés, sont contrôlés par un régulateur de tension triac monophasé, comme illustré dans la figure ci-dessous :
Le contrôle de vitesse est réalisé en ajustant l'angle de déclenchement du triac. Ces régulateurs sont communément appelés régulateurs de ventilateur à état solide. Comparés aux régulateurs variables conventionnels, les régulateurs à état solide offrent une plus grande compacité et efficacité, ce qui en fait le choix préféré par rapport aux régulateurs traditionnels.
Pour un moteur triphasé à induction, trois paires de thyristors sont nécessaires, chaque paire consistant en deux thyristors connectés dos à dos. Le diagramme ci-dessous illustre la commande de tension du stator des moteurs triphasés à induction en utilisant un régulateur de tension thyristor :
Chaque paire de thyristors contrôle la tension de la phase correspondante. La régulation de vitesse est réalisée en ajustant la période de conduction des thyristors. Pour des puissances plus faibles, les paires de thyristors dos à dos dans chaque phase peuvent être remplacées par un triac.
