Moteur synchrone vs moteur à induction
Les moteurs à induction et les moteurs synchrones sont des moteurs à courant alternatif utilisés pour convertir l'énergie électrique en énergie mécanique.
En savoir plus sur les moteurs à induction
Basés sur les principes de l'induction électromagnétique, les premiers moteurs à induction ont été inventés par Nikola Tesla (en 1883) et Galileo Ferraris (en 1885), indépendamment. En raison de sa construction simple et de son utilisation robuste et de ses faibles coûts de construction et de maintenance, les moteurs à induction étaient le choix par rapport à de nombreux autres moteurs à courant alternatif, pour les équipements lourds et les machines.
La construction et le montage du moteur à induction sont simples. Les deux parties principales du moteur à induction sont le stator et le rotor. Le stator du moteur à induction est une série de pôles magnétiques concentriques (généralement des électroaimants), et le rotor est une série d'enroulements fermés, ou de tiges en aluminium disposées d'une manière similaire à une cage d'écureuil, d'où le nom de rotor à cage d'écureuil. L'arbre pour fournir le couple produit passe par l'axe du rotor. Le rotor est placé dans la cavité cylindrique du stator, mais n'est connecté électriquement à aucun circuit externe. Aucun collecteur, balais ou autre mécanisme de connexion n'est utilisé pour fournir du courant au rotor.
Comme tout moteur, il utilise des forces magnétiques pour faire tourner le rotor. Les connexions dans les bobines de stator sont disposées de manière à ce que des pôles opposés soient générés du côté exactement opposé des bobines de stator. Lors de la phase de démarrage, des pôles magnétiques sont créés de manière décalée périodiquement le long du périmètre. Cela crée un changement dans le flux à travers les enroulements du rotor et induit un courant. Ce courant induit génère un champ magnétique dans les enroulements du rotor, et l'interaction entre le champ statorique et le champ induit entraîne le moteur.
Les moteurs à induction sont conçus pour fonctionner à la fois dans des courants monophasés et polyphasés, ce dernier pour les machines lourdes qui nécessitent un couple important. La vitesse des moteurs à induction peut être contrôlée soit en utilisant le nombre de pôles magnétiques dans le pôle du stator, soit en régulant la fréquence de la source d'alimentation d'entrée. Le glissement, qui est une mesure pour déterminer le couple du moteur, donne une indication du rendement du moteur. Les enroulements du rotor en court-circuit ont une faible résistance, ce qui entraîne un grand courant induit pour un petit glissement dans le rotor; par conséquent, il produit un couple important.
Aux conditions de charge maximales possibles, pour les petits moteurs, le glissement est d'environ 4 à 6% et de 1,5 à 2% pour les gros moteurs, par conséquent les moteurs à induction sont considérés comme ayant une régulation de vitesse et sont considérés comme des moteurs à vitesse constante. Pourtant, la vitesse de rotation du rotor est plus lente que la fréquence de la source d'alimentation d'entrée.
En savoir plus sur le moteur synchrone
Le moteur synchrone est l'autre type majeur de moteur à courant alternatif. Le moteur synchrone est conçu pour fonctionner sans aucune différence dans la vitesse de rotation de l'arbre et la fréquence du courant de source CA; la période de rotation est un multiple entier des cycles AC.
Il existe trois principaux types de moteurs synchrones; moteurs à aimants permanents, moteurs à hystérésis et moteurs à réluctance. Des aimants permanents en néodyme-bore-fer, samarium-cobalt ou ferrite sont utilisés comme aimants permanents sur le rotor. Les variateurs de vitesse, dans lesquels le stator est alimenté par une tension variable à fréquence variable, sont la principale application des moteurs à aimants permanents. Ceux-ci sont utilisés dans les appareils nécessitant un contrôle précis de la vitesse et de la position.
Les moteurs à hystérésis ont un rotor cylindrique lisse et solide, qui est moulé en acier au cobalt «dur» magnétique à haute coercivité. Ce matériau présente une large boucle d'hystérésis, c'est-à-dire qu'une fois magnétisé dans un sens donné, il nécessite un champ magnétique inverse important dans le sens opposé pour inverser l'aimantation. En conséquence, le moteur à hystérésis a un angle de retard δ, qui est indépendant de la vitesse; il développe un couple constant du démarrage à la vitesse synchrone. Par conséquent, il démarre automatiquement et n'a pas besoin d'un enroulement à induction pour le démarrer.
Moteur à induction vs moteur synchrone
• Les moteurs synchrones fonctionnent à une vitesse synchrone (tr / min = 120f / p) tandis que les moteurs à induction fonctionnent à une vitesse inférieure à la vitesse synchrone (tr / min = 120f / p - glissement), et le glissement est presque nul à couple de charge nul et le glissement augmente avec le couple de charge.
• Les moteurs synchrones nécessitent un courant continu pour créer le champ dans les enroulements du rotor; les moteurs à induction ne sont pas tenus de fournir un courant au rotor.
• Les moteurs synchrones nécessitent des bagues collectrices et des balais pour connecter le rotor à l'alimentation électrique. Les moteurs à induction ne nécessitent pas de bagues collectrices.
• Les moteurs synchrones nécessitent des enroulements dans le rotor, tandis que les moteurs à induction sont le plus souvent construits avec des barres de conduction dans le rotor ou utilisent des enroulements en court-circuit pour former une «cage d'écureuil».
