Qu'est-ce qu'un moteur à hystérésis?

Qu'est-ce qu'un moteur à hystérésis?

Définition du moteur à hystérésis

Un moteur à hystérésis est défini comme un moteur synchrone qui utilise les pertes par hystérésis dans son rotor. Il s'agit d'un moteur monophasé dont le rotor est fabriqué en matériau ferromagnétique avec un support non magnétique sur l'arbre. Le rotor est constitué d'acier durci ayant une forte rémanence.

Construction du moteur à hystérésis

• Enroulement statorique monophasé

• Arbre

• Bobine de masquage

Stator

Le stator d'un moteur à hystérésis est conçu pour produire un champ tournant synchrone à partir d'une alimentation monophasée. Il comporte deux enroulements : l'enroulement principal et l'enroulement auxiliaire. Dans certaines conceptions, le stator comprend également des pôles ombragés.

Rotor

Le rotor d'un moteur à hystérésis est fabriqué à partir d'un matériau magnétique présentant une forte propriété de perte par hystérésis. Un exemple de ce type de matériaux est le chrome, l'acier au cobalt ou l'alnico. Les pertes par hystérésis sont élevées en raison de la grande surface de la boucle d'hystérésis.

Principe de fonctionnement

Le comportement de démarrage d'un moteur à hystérésis est similaire à celui d'un moteur à induction monophasé, tandis que son comportement en marche est identique à celui d'un moteur synchrone. Son comportement peut être compris étape par étape selon le principe de fonctionnement décrit ci-dessous.

Lorsque le stator est alimenté en courant alternatif monophasé, un champ magnétique tournant est produit dans le stator.

Pour maintenir le champ magnétique tournant, les enroulements principal et auxiliaire doivent être alimentés continuellement, tant au démarrage qu'en conditions de fonctionnement.

Au démarrage, le champ magnétique tournant dans le stator induit une tension secondaire dans le rotor. Cela génère des courants de Foucault dans le rotor, provoquant ainsi le développement d'un couple et le démarrage de la rotation.

Ainsi, un couple de courants de Foucault se développe en même temps que le couple d'hystérésis dans le rotor. Le couple d'hystérésis dans le rotor se développe car le matériau magnétique du rotor présente une forte propriété de perte par hystérésis et une forte rémanence.

Le rotor passe par une fréquence de glissement avant d'atteindre la condition de fonctionnement stable.

On peut donc dire que lorsque le rotor commence à tourner grâce à ces couples de courants de Foucault dus au phénomène d'induction, il se comporte comme un moteur à induction monophasé.

Perte de puissance par hystérésis

f r est la fréquence d'inversion du flux dans le rotor (Hz)

Bmax est la valeur maximale de la densité de flux dans l'entrefer (T)

Ph est la perte de puissance thermique due à l'hystérésis (W)

kh est la constante d'hystérésis

Caractéristiques couple-vitesse

Le moteur à hystérésis présente une caractéristique couple-vitesse constante, ce qui le rend fiable pour diverses charges.

Types de moteurs à hystérésis

Moteurs à hystérésis cylindriques : Ils ont un rotor cylindrique.

Moteurs à hystérésis disques : Ils ont un rotor en anneau annulaire.

Moteurs à hystérésis à champ circumférentiel : Ils ont un rotor soutenu par un anneau de matériau non magnétique avec une perméabilité magnétique nulle.

Moteurs à hystérésis à champ axial : Ils ont un rotor soutenu par un anneau de matériau magnétique avec une perméabilité magnétique infinie.

Avantages du moteur à hystérésis

• Comme il n'y a ni dents ni enroulement dans le rotor, aucune vibration mécanique ne se produit pendant son fonctionnement.

• Son fonctionnement est silencieux et sans bruit, car il n'y a pas de vibrations.

• Il est adapté pour accélérer des charges à inertie.

• Une opération multi-vitesse peut être réalisée en utilisant un train d'engrenages.

Inconvénients du moteur à hystérésis

• Le moteur à hystérésis a une faible puissance de sortie, qui est un quart de celle d'un moteur à induction de même dimension.

• Faible efficacité

• Couple faible.

• Facteur de puissance faible

• Ce type de moteur n'est disponible que dans de très petites tailles.

Applications

• Équipements de production de son

• Instruments d'enregistrement sonore

• Lecteurs de disques de haute qualité

• Dispositifs de temporisation

• Horloges électriques

• Téléimprimeurs