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Vous souhaitez apprendre ou redécouvrir des notions essentielles sur les moteurs électriques ? À la fin de cet article, vous connaîtrez les particularités d’un moteur asynchrone monophasé, la définition du couple à l’aide d’un exemple concret ainsi que les solutions WEG en moteurs asynchrones monophasés.
Un démarrage distinctif
- Un condensateur permanent Cp qui reste connecté pendant le fonctionnement du moteur.
- Un condensateur de démarrage Cd qui est utilisé uniquement lors de la phase de lancement.
À l’arrêt, le moteur monophasé possède un couple nul car son bobinage est composé de 2 champs inversés. Il faut donc un artifice pour lancer la phase de démarrage, le plus usité est constitué d’un deuxième enroulement décalé de 90°.
On peut également utiliser les condensateurs :
Le condensateur Cp produit le déphasage nécessaire au lancement du moteur, il reste sous tension en permanence.
On peut lui adjoindre un deuxième condensateur Cd dit de « démarrage » de forte valeur. Ce condensateur n’est pas prévu, sous peine d’échauffement exagéré, d’être sous tension en permanence. Lorsque le moteur atteint sa vitesse nominale il est déconnecté par divers procédés : relais de tension, thermistance, système à contact centrifuge etc…
Pourquoi utiliser un condensateur de démarrage ?
Les moteurs asynchrones monophasés utilisant ce type de condensateur offrent un couple important lors de la phase de démarrage, bien plus élevé qu’un moteur ayant un condensateur permanent. L’utilisation ou non d’un condensateur de démarrage dépend alors uniquement de la machine entraînée et du couple résistant.
Que choisir entre un condensateur permanent ou un condensateur de démarrage ?
Le couple constant, spécifique aux applications de compresseurs, broyeurs, presses, extrudeuses et diverses autres machines entraînées :
Le condensateur de démarrage est donc adapté pour des applications ayant un couple constant car un fort couple est requis dès le démarrage.
Le condensateur permanent, lui, est plutôt adapté aux machines centrifuges ayant un couple parabolique. En effet, le couple résistant étant faible, un fort couple au démarrage n’est donc pas nécessaire.
Couple moteur : principe et fonctionnement
Le couple ou le moment de force est l’énergie nécessaire pour entraîner la rotation d’un arbre moteur, représenté en bleu dans l’image :
Pour illustrer cette notion, nous allons utiliser l’expérience du treuil et du puit.
Le levage d’un seau rempli d’eau nécessite une énergie suffisante, celle-ci sera plus ou moins importante en fonction de la distance « E ».
Plus la distance « E » est importante, plus la force « F » nécessaire diminue.
Si on double la longueur « E » alors la force « F » requise sera réduite de moitié.
Conséquemment, l’énergie nécessaire pour faire remonter le seau dépend de la force appliquée mais également de la distance.
- Le seau possède une charge de 20N. Le diamètre du tambour est de 0,20m soit à une distance de 0,10m par rapport à son axe.
- Pour contrebalancer cette force, si « E » a une longueur de 0,20m (soit 0,10m par rapport à l’axe) alors la force à appliquer sur la manivelle sera de 10N.
- Si « E » est deux fois plus grand soit 0,40 m alors la force « F » sera diminuée de moitié et sera égale à 5N.
Comme vous pouvez le constater, pour mesurer l’énergie nécessaire, il faut définir la force mais également à quelle distance de l’axe la force est appliquée. Cette énergie est mesurée par le couple qui est le résultat de la Force x Distance.
Couple du seau (Newton mètre) = Force de la charge (Newton) x Distance par rapport à l’axe ou rayon du tambour (mètre)
C = 20N x 0,10m
C = 2 Nm
Le couple est donc de 2Nm.
La distance et la force étant liées, nous aurions pu obtenir les égalités suivantes : C = 20N x 0,10m = 10N x 0,20m = 5N x 0,40m
Solutions WEG en moteurs asynchrones monophasés
La gamme W12 de WEG est conçue pour une multitude d’applications industrielles telles que les pompes et les ventilateurs.
Polarité :
2 pôles (3000tr/min)
4 pôles (1500 tr/min)
6 pôles (1000 tr/min)
Puissance : 0.09 à 0.55kW
Rendement : IE3
Versions : triphasée ou monophasé
Indice de protection : IP55
Brides de fixation : polymère (C-90, C-105, FF115) et aluminium (C-80)
Flexible
Ses pattes interchangeables permettent de positionner facilement la boîte à bornes sur le dessus ou sur le côté, sans vis, grâce à un système d’encliquetage rapide.
Léger et robuste
Sa carcasse en aluminium associée à des composants en polymère haute résistance lui confère une combinaison idéale de légèreté et de robustesse.
