Rotor d'un moteur asynchrone à rotor phasé : application aux machines asynchrones

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:43

Un moteur à induction est une machine électrique conçue pour convertir l'énergie électrique en énergie mécanique. La conception se compose de plusieurs parties, mais aujourd'hui, nous ne considérerons que la partie mobile du moteur électrique - le rotor. Nous ferons également attention à la disposition du rotor d'un moteur à induction avec un rotor de phase.

Conception du rotor

Le plus souvent, le dispositif du rotor d'un moteur à induction ressemble à ceci: le rotor est un arbre en acier sur lequel sont pressées des plaques d'acier électrique anisotrope laminées à froid. Le rotor est constitué de plaques isolées les unes des autres par une couche de film d'oxyde. Cela est nécessaire pour réduire les courants de Foucault qui affectent l'efficacité du moteur.

Types d'enroulements de rotor d'un moteur à induction

Ensuite, nous allons analyser un autre point. Nous devons découvrir quels sont les enroulements du rotor d'un moteur à induction, à quoi ils servent, les variétés, les caractéristiques de conception, ainsi que les méthodes de pose. Il existe 2 types d'enroulements rotoriques: à cage d'écureuil et à rotor de phase. Un rotor à cage d'écureuil est plus courant, il est moins cher à réaliser qu'un rotor à phase.

Les moteurs avec un tel rotor nécessitent moins d'entretien qu'avec un rotor à phase. Le rotor de phase est utilisé moins fréquemment, il est un peu plus coûteux à exécuter et nécessite également un entretien plus fréquent en raison de la présence de bagues collectrices. De plus, il deviendra clair pourquoi les ingénieurs ont introduit cette conception. Parlons maintenant plus précisément de chaque rotor.

Rotor à cage d'écureuil

Sur le rotor d'un moteur électrique asynchrone, il y a des enroulements remplis ou soudés dans des rainures. Pour les machines de faible et moyenne puissance, le matériau de bobinage est généralement de l'aluminium, et pour les plus puissantes, du cuivre. Cela est nécessaire pour créer un électroaimant qui suivra, pour ainsi dire, le flux magnétique en rotation. Le rotor est magnétisé sous l'influence d'un champ magnétique tournant dans l'espace.

C'est ainsi qu'il s'avère que le rotor a son propre champ magnétique, qui, pour ainsi dire, suit le champ magnétique tournant situé dans le stator. Cette conception des enroulements du rotor s'appelle la "cage d'écureuil". La cage d'écureuil est en contact direct avec le rotor et, comme un transformateur, un champ magnétique y est induit et, par conséquent, une certaine force électromotrice. Malgré cela, la tension est nulle. Le courant rotorique d'un moteur à induction varie en fonction de la charge mécanique sur l'arbre. Plus la charge est élevée, plus le courant circulant dans les enroulements du rotor est élevé.

Rotor de phase

La partie principale de la structure est disposée comme un rotor à cage d'écureuil. Tout le même arbre en acier, sur lequel sont pressées des plaques d'acier électrique avec des rainures. Une caractéristique du rotor d'un moteur asynchrone à rotor de phase est la présence dans les rainures non pas d'un enroulement noyé ou soudé, mais d'un enroulement en cuivre conventionnel posé, comme dans un stator. Ces enroulements sont connectés en étoile.

C'est-à-dire que toutes les extrémités sont en une seule torsion et que les 3 extrémités restantes sont sorties pour former des bagues collectrices. Le rotor de phase est conçu pour limiter le courant de démarrage. Des brosses en cuivre-graphite sont fixées aux bagues collectrices, qui glissent sur celles-ci. Ensuite, les contacts sont généralement retirés des balais dans une boîte de marque, où le courant de démarrage est régulé soit par un rhéostat, soit par un rhéostat liquide en modifiant la profondeur d'immersion des électrodes dans l'électrolyte.

Comme déjà mentionné, cette mesure permet de limiter le courant de démarrage. Pour réduire l'usure des balais, les moteurs électriques modernes sont équipés d'une conception qui, après le démarrage, incline les balais et court-circuite tous les enroulements les uns aux autres. Lorsque le moteur s'arrête, les balais reprennent leur place.

Caractéristiques de maintenance de l'entraînement avec un rotor de phase

L'entretien du rotor d'un moteur à induction avec un rotor de phase consiste en une inspection régulière des balais, des bagues collectrices, en vérifiant l'état ou le niveau de liquide dans le rhéostat. Il convient également d'inspecter les électrodes immergées. Selon les résultats de l'inspection du rotor de l'asynchronemoteur à rotor de phase, si nécessaire, les balais doivent être remplacés, mais les artisans conseillent toujours d'essuyer immédiatement les bagues collectrices et la cavité où se trouvent les bagues avec un chiffon. L'abrasif étant électriquement conducteur, il crée un risque de dysfonctionnement ou même de court-circuit.

Si les bagues collectrices sont usées, remplacez-les. Si les bagues s'usent trop rapidement, cela signifie que les brosses sont utilisées dans le mauvais matériau. Elles peuvent aussi avoir des coquilles, mais elles sont démontées puis meulées en plusieurs passes pour que la surface adjacente aux brosses soit lisse. Ce travail est effectué sur un tour pour maintenir l'alignement.

Vitesse de rotation

Le nombre de paires de pôles définit la vitesse du rotor du moteur à induction, il n'est pas supérieur à 3000 pieds lorsqu'il est connecté directement à notre réseau. Cela est dû à la fréquence du réseau de 50 Hz. C'est à cette vitesse que le flux magnétique tourne dans le stator du moteur électrique. Le rotor derrière celui-ci est un peu en retard, c'est pourquoi le moteur est asynchrone. Le retard est structurellement déterminé et est défini séparément pour chaque moteur.

Avec 1 paire de pôles, la vitesse de rotation du champ magnétique sera de 3000 tr/min, avec 2 paires de pôles - 1500 tr/min, avec 4 - 750 tr/min. S'il est nécessaire d'augmenter ou d'ajuster le nombre de tours par minute sans apporter de modifications importantes, un convertisseur de fréquence est installé dans la conception. Le convertisseur de fréquence peut produire à la fois 100 et 200 Hz. Pour trouver la vitesse, utilisezformule (6050)/1=3000, où:

• 1 – nombre de paires de pôles;

• 60 – constante;

• 50 – fréquence;

• 3000 - rotations par minute du champ magnétique à une fréquence donnée.

Supposons que nous puissions régler la fréquence d'un moteur et l'augmenter à 75 Hz. Utilisons la formule pour trouver la vitesse de rotation: 1/(6075)=4500 rpm. Maintenant, nous avons démonté le fait que la vitesse du rotor d'un moteur à induction ne dépend pas du rotor lui-même, mais du nombre de paires de pôles.

En conclusion, nous voulons dire que dans la version domestique, les machines électriques à rotor de phase ne sont pratiquement jamais trouvées. Ces machines sont destinées à un usage industriel dans des endroits où les creux de tension ne sont pas souhaitables. Cela s'applique également aux énormes machines, dont le courant de démarrage peut atteindre jusqu'à 20 fois le courant nominal. L'installation de telles machines implique une économie de ressources et d'argent lors de l'installation. La vitesse de rotation n'est pas affectée par le rotor du moteur asynchrone: avec un rotor à phase ou à cage d'écureuil.