Qu'est-ce qu'un moteur à induction à cage d'écureuil ?
Qu'est-ce qu'un moteur à induction à cage d'écureuil ?
Définition du moteur à induction à cage d'écureuil
Un moteur à induction à cage d'écureuil est un moteur dont le rotor ressemble à une cage d'écureuil et fonctionne sur la base de l'électromagnétisme. Le rotor est un assemblage cylindrique en acier laminé contenant un métal très conducteur tel que l'aluminium ou le cuivre. Lorsque le courant alternatif circule dans les enroulements du stator, il crée un champ magnétique tournant. Ce processus induit un courant électrique dans le rotor, qui crée son propre champ magnétique, qui interagit avec le champ du stator pour créer un couple.
Principe de fonctionnement
Lorsqu'une alimentation triphasée est fournie aux enroulements du stator, elle établit un champ magnétique tournant dans l'espace. La vitesse à laquelle tourne le champ magnétique est appelée la vitesse synchrone.
Ce champ magnétique tournant induit une tension dans les barres du rotor, de sorte que le courant de court-circuit commence à circuler dans les barres du rotor. Ces courants rotors génèrent un champ magnétique propre qui interagira avec le champ magnétique du stator. À présent, le champ rotor essaiera de faire l'inverse de sa cause, de sorte que le rotor commence à suivre le champ magnétique tournant.
Lorsque le rotor capture le champ magnétique tournant, le courant rotor tombe à zéro car il n'y a plus de mouvement relatif entre le champ magnétique tournant et le rotor. Par conséquent, à ce moment-là, la force tangentielle sur le rotor est nulle, de sorte que le rotor est temporairement ralenti. Après que le rotor a été ralenti, le mouvement relatif entre le rotor et le champ magnétique tournant est rétabli, de sorte que le courant rotor est à nouveau induit. En conséquence, la force tangentielle de rotation du rotor se rétablit, de sorte que le rotor commence à nouveau à suivre le champ magnétique tournant, de manière à maintenir une vitesse constante qui est seulement inférieure à la vitesse du champ magnétique tournant ou à la vitesse synchrone.
Le glissement mesure la différence de vitesse entre le champ magnétique tournant et le rotor. La fréquence du courant rotor est égale au glissement multiplié par la fréquence de l'alimentation.
Structure du moteur à induction à cage d'écureuil
Le moteur à induction à cage d'écureuil est composé des éléments suivants :
Stator
Rotor
Ventilateur
Palier
Stator
Il est constitué d'un enroulement triphasé avec un noyau en fer et un boîtier en métal. La position de l'enroulement le rend électriquement et mécaniquement décalé de 120° dans l'espace. Les enroulements sont montés sur un noyau en fer laminé et fournissent un chemin de faible résistance pour le flux magnétique généré par le courant alternatif.
Rotor
C'est la partie du moteur qui va tourner pour fournir une sortie mécanique à partir d'une certaine quantité d'énergie électrique. La puissance nominale du moteur est indiquée en chevaux-vapeur sur la plaque signalétique. Il est composé d'un arbre, de barres en cuivre/aluminium court-circuitées et d'un noyau en fer. Le noyau du rotor est laminé pour éviter les pertes de puissance dues aux courants de Foucault et à l'hystérésis. Les conducteurs sont inclinés pour éviter l'effet de blocage lors de la mise en marche et pour offrir un meilleur rapport de conversion entre le stator et le rotor.
Ventilateur
Le ventilateur est fixé à l'arrière du rotor pour assurer l'échange thermique, de sorte qu'il maintient la température du moteur dans des limites acceptables.
Palier
Les paliers sont fournis comme base pour le mouvement du rotor et maintiennent la rotation fluide du moteur.
Applications du moteur à induction à cage d'écureuil
Pompe centrifuge
Entraînements industriels (par exemple, pour les convoyeurs)
Grand ventilateur et soufflante
Machine-outil
Tours et autres équipements de tournage
Avantages des moteurs à induction à cage d'écureuil
Ils sont peu coûteux
Nécessitent moins de maintenance (car ils n'ont ni bagues collectrices ni balais)
Bonne régulation de vitesse (ils maintiennent une vitesse constante)
Haute efficacité dans la conversion de l'énergie électrique en énergie mécanique (en cours d'exécution, pas au démarrage)
Meilleure régulation thermique (c'est-à-dire ne chauffe pas autant)
Compact et léger
Anti-explosion (car il n'y a pas de balai pour éliminer le risque d'étincelles)
Inconvénients des moteurs à induction à cage d'écureuil
La régulation de vitesse est très mauvaise
Bien qu'ils soient très économes en énergie lorsqu'ils fonctionnent à pleine charge, ils consomment beaucoup d'énergie lors du démarrage
Ils sont plus sensibles aux fluctuations de la tension d'alimentation. Lorsque la tension d'alimentation est réduite, la machine à induction consomme plus de courant. Pendant les surtensions, l'augmentation de la tension sature les composants magnétiques du moteur à induction à cage d'écureuil
Ils ont des caractéristiques de courant de démarrage élevé et de différence de couple de démarrage (le courant de démarrage peut être 5 à 9 fois le courant à pleine charge ; le couple de démarrage peut être 1,5 à 2 fois le couple à pleine charge)
Changement de conception
En modifiant la forme des barres du rotor, les caractéristiques de performance du moteur, telles que la vitesse et le couple, peuvent être facilement personnalisées pour répondre à des exigences spécifiques.
Résumé
Lors du choix d'un moteur à induction à cage d'écureuil, il est nécessaire de prendre en compte des facteurs tels que le type de charge, les exigences en matière d'alimentation et de tension, les conditions environnementales et climatiques, le niveau de protection et les exigences anti-explosion, ainsi que les besoins de maintenance. Tout d'abord, en fonction du type de charge réel, choisir le moteur approprié, par exemple, pour une charge à haut couple et basse vitesse, on peut choisir un moteur de grande puissance ; pour une charge à haute vitesse et faible couple, choisir un moteur de petite puissance. En même temps, il est nécessaire de prendre en compte les exigences en matière d'alimentation et de tension, afin que les niveaux de puissance et de tension du moteur correspondent aux scénarios d'application réels.
