Quel est le principe de fonctionnement d’un moteur asynchrone ?

Les moteurs asynchrones couplés à des convertisseurs de fréquence sont le type de moteur le plus couramment utilisé dans les applications où la vitesse de charge et la course doivent être contrôlées. Le système de variateur de moteur

Il est idéal pour les applications telles que les ascenseurs car il recherche une précision supérieure en termes de vitesse (confort de l’utilisateur) et de précision de la position du véhicule par rapport à l’atterrissage. Les moteurs asynchrones seuls ont de faibles besoins de maintenance, une structure simple, une standardisation et une robustesse.

Le concept du moteur asynchrone

L’induction d’un courant électrique dans un conducteur placé dans un champ magnétique tournant est due à l’induction d’un courant électrique dans un conducteur placé dans un champ magnétique tournant. Le conducteur en question est l’une des barres qui composent le rotor à cage d’écureuil, d’où son nom de « cage d’écureuil ».

Si un fil est court-circuité à l’intérieur de ce dispositif (ce qui se produit lorsque les deux anneaux latéraux relient toutes les barres), il ne peut qu’induire un courant électrique (ceci parce que les courts-circuits sont nécessaires au circuit fermé).

De l’autre côté, une force électrique est générée sur le conducteur mesuré (traversé par un courant et placé dans un champ magnétique tournant ou variable) grâce à cette règle des trois doigts de la main droite.

Pour que le moteur continue à tourner, il faut faire varier le courant dans les conducteurs de la cage ou modifier le champ magnétique. Dans un moteur asynchrone, c’est le champ magnétique qui change lorsqu’un champ tournant est produit dans le stator.

Au démarrage, les conducteurs sont balayés par le courant à la vitesse synchrone. Le rotor en rotation tend à rattraper le champ tournant. Pour maintenir le couple sur les conducteurs, la variation de flux doit être présente tout le temps. Ceci implique que si les conducteurs tournent à la même vitesse synchrone que le champ tournant, il n’y aura pas de différence de flux sur eux, et le couple moteur disparaîtra.

En revanche, le rotor d’un moteur synchrone ne tourne jamais à la même vitesse que la fréquence synchrone (50 Hz). La vitesse de rotation d’un rotor dans cette situation peut être de 2 950 [tr/min], par exemple. Le concept de glissement entre en jeu ici.

Le rotor : un composant important du moteur

Le rotor est le composant qui tourne dans un moteur asynchrone. Il crée un couple moteur capable de faire monter et descendre la cabine d’ascenseur, telle qu’elle est reliée mécaniquement à un treuil d’ascenseur. Il est composé de :

La pile de disques est constituée d’un certain nombre de disques fins isolés les uns des autres et clavetés sur l’arbre du rotor, qui canalise et permet le flux magnétique.

Une cage d’écureuil à barres trapézoïdales pour les moteurs asynchrones traditionnels et fermée latéralement par deux « brides » conductrices.

Glissement ou la différence de vitesse

La vitesse de rotation de l’arbre moteur varie par rapport à la vitesse synchrone (vitesse du champ tournant) comme nous l’avons vu avec le principe de fonctionnement d’un moteur asynchrone.

Le glissement représente la différence de vitesse entre le champ magnétique tournant de l’arbre du moteur et du stator.

Le pilotage en modifiant le nombre de pôles

L’ancien système d’ascenseur fonctionne toujours avec un moteur à deux étages. Ce sont généralement des moteurs dans lesquels le rotor est constitué de deux nombres différents de paires de pôles.

Les bobinages sont spécialement placés dans les encoches du stator, démontrant toute leur complexité. Différents accouplements pour chaque paire de pôles permettent des vitesses différentes. La vitesse du moteur bipolaire est de 3000 [rpm], mais le quadripôle tourne à 1500 [rpm] ou 3000 [rpm].

Cela signifie que des vitesses différentes seront obtenues tant que des couplages différents peuvent être réalisés avec des moteurs qui ont deux nombres différents de paires de pôles.

La fréquence du moteur

Actuellement, la vitesse des moteurs asynchrones est contrôlée électroniquement à l’aide de variateurs de vitesse. Pour cette raison, nous n’aborderons ici que le contrôle de fréquence. C’est le contrôle de fréquence le plus populaire à ce jour.

Étant donné que la vitesse du champ magnétique tournant change au niveau du stator, la vitesse du moteur peut être contrôlée en modifiant la fréquence sans compromettre les performances. Afin de maintenir le couple du moteur (intéressant pour l’ascenseur), la tension du moteur doit changer à un rythme constant avec la fréquence.