Moteur Asynchrone

Les moteurs électriques

De moins d'un kW, à plusieurs dizaines de MW, les Moteurs ASynchrones (MAS) équipent la majorité des machines-outils, monte-charges, tapis-roulants, compresseurs..

Le moteur asynchrone est utilisé quand on dispose d'une source d'alimentation alternative (réseau SONELGAZ triphasé ou monophasé).

Le moteur asynchrone triphasé est largement utilisé dans l’industrie, sa simplicité de construction en fait un matériel très fiable et qui demande peu d’entretien.Il est constitué d’une partie fixe, le stator qui comporte le bobinage, et d’une partie rotative, le rotor qui est bobiné en cage d’écureuil. Les circuits magnétiques du rotor et du stator sont constitués d’un empilage de fines tôles métalliques pour éviter la circulation de courants de Foucault.

CaractéristiquesCaractéristiques

Généralités sur les moteur

Asynchrone

Symbole

M3

M3

M.A. à cage d’écureuil M.A. à rotor bobiné

Moteur asynchrone triphasé

   1 : rotor :circuit magnétique tournant    2 : stator : circuit magnétique fixe + 3 enroulements    3 : plaque à bornes pour l’alimentation et le couplage.

constitution

constitution

STATOR Il produit un champ magnétique tournant à la fréquence de rotation: ns en tr/s,ns=f / p f en Hz, p nombre de paires de pôles.

Les enroulements du stator sont prévus pour être couplés, soit en étoile, soit en triangle. Le couplage des enroulements dépendra de la tension nominale par phase prévue pour le moteur et du réseau dont on dispose.

Exemple: pour une tension nominale de 220 V supportable par un enroulement, il faut sur un réseau 220V/380 V faire un couplage étoile, et sur un réseau132V /230V faire un couplage triangle.

constitution

Deux types de rotors :

• rotor en cage d’écureuil où des bornes métalliques parallèles sont reliées par deux couronnes de faible résistance.

• rotor bobiné où les conducteurs sont logés dans des encoches

formant des enroulements triphasés ayant le même nombre de paires de pôles que le stator.

ROTOR

constitution

Rotor en cage d'écureuil Il porte un système de barres conductrices très souvent En aluminium, logées dans un empilement de tôles. Les Extrémités de ces barres sont réunies par des couronnes Également conductrices. On dit que le rotor est en court-circuit. L'ensemble n'est parcouru que par les Courants de Foucault induits par la rotation du champ statorique.

ROTOR

Principe de fonctionnement

Phase 1 : L1 : v1 = Vmax sin t Vmax = amplitude =2f

Le triphasé

Le réseau triphasé, est constitué de trois phases, d'un neutre et d'une terre, le tout cadencé à une fréquence de 50Hz.

Phase 2 : L2 : v2 = Vmax sin (t - 2/3) 

Phase 3 : L3 : v3 = Vmax sin (t - 4/3)

L1

L3L2

N

400V

230V

x

y

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045

-300

-200

-100

0

100

200

300

On note V pour une tension simpleOn note U pour une tension composée

Le neutreDans tout système de distribution triphasé (quatre fils),ilexiste un neutre électrique. Sa représentation géométrique est le centre de gravité du triangle équilatéral représentatif des trois phases.La tension entre une des phases et le neutre estappelée tension simple (220V) alors que la tension entre 2 phases est appelée tension composée (380V).

La phaseLes phases sont les conducteurs chargés de véhiculer l'énergie vers le récepteur.Dans un récepteur triphasé équilibré, le courant circulant dans le neutre est nul,il n'existe que dans les phases. La tension de chaque phase est décalée de 120°degrés les unes par rapport aux autres.

Phase 1 : v1 = Vmax sin t

Phase 2 : v2 = Vmax sin(t - 2/3) 

Phase 3 : v3 = Vmax sin(t - 4/3)

Réseau sonelgas 220/380220V pour les tensions simples (monophasé) 380V pour les tensions composées (triphasé)

. 3Utri Vsimple

L1

L3L2

N

400V

230V

Le principe des moteurs à courant alternatifs réside dans l’utilisation d’un champ magnétique tournant produit par des tensions alternatives.

Si le courant est alternatif, le champ magnétique varie en sens et en direction à la même fréquence que le courant.

La circulation d’un courant dans une bobine crée un champ magnétique B. ce champ est dans l’axe de la bobine, sa direction et son intensité sont fonction du courant I. c’est une grandeur vectorielle.

Champ tournant

Un ensemble de trois bobines identiques, disposées aux trois sommets d'un triangleéquilatéral, et parcourues par des courants triphasés, produisent au centregéométrique un champ tournant à une vitesse égale à la pulsation des courants.

U

V

W

U

V

W

PositifNégatif

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

U

V

W

Positif Négatif

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

U

V

W

PositifNégatif

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

U

V

W

PositifNégatif

Etc.…

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

Principe du moteur asynchrone triphasé

3 bobines forment une paire de pôles

Une masse métallique (le rotor) est placéeau centre des 3 bobines.

Le rotor subit l’influence du champ tournant.

Loi de Lenz : Le sens du courant induit esttel que, par ses effets, il s’oppose à la cause quilui donne naissance

NN

N

S

SSChamp tournant

Rotor

Le champ tournant induit dans le métal du rotor un courant électrique de très forte intensité.

Le courant électrique induit un champ magnétique opposé au champ tournant.

Le rotor devenu magnétique va suivre le champ tournant

Le rotor va tourner sensiblement à la même vitesse que le champ tournant

U

V

W

U

V

WMais…. Comment le rotor peut tourner ???

Rotor à cage d’écureuil

Barres de cuivre ou d’aluminium

Axes de rotation

Liaison électrique des barresCoulée d’aluminium

Circuit magnétique, empilage de feuilles d’acier doux

Principe du moteur asynchrone triphasé

3 bobines forment une paire de pôles.

Une masse métallique (le rotor) est placée au centre des 3 bobines.

Le rotor subit l’influence du champ tournant.

Loi de Lenz : Le sens du courant induit est tel que, par ses effets, il s’oppose à la cause qui lui donne naissance.

Le champ tournant induit dans le métal du rotor un courant électrique de très forte intensité.

Le courant électrique induit un champ magnétique opposé au champ tournant.

Le rotor devenu magnétique va suivre le champ tournant.

Le rotor va tourner sensiblement à la même vitesse que le champ tournant.NN

SS

Si le moteur tourne en synchronisme avec le champ tournant, la vitesse relative entre le rotor et le champ tournant est NULLE.

L’induction ne peut donc pas exister !

Le rotor tourne TOUJOURS moins vite que le champ tournant. De cette façon il est toujours balayé par le champ tournant et se transforme en une pièce magnétique.

Ce qui donne le nom de moteur asynchrone

Cette différence de vitesse s’appelle le glissement

Équations

Vitesse de synchronisme (le champ tournant)

Glissement en %

60. fNs

P

Ns Ng

Ns

N, Ns = vitesse en tr.mn-1

P = Nombre de paire de pôles

F = fréquence d’alimentation en Hz

Le glissement est de l’ordre de 5%

U

V

W

U

V

W

U

V

W

U

V

W

U

V

W

U

V

W

U

V

W

Une paire de pôles

60.

1

fNs

60.

2

fNs

60.

4

fNs

2 paires de pôles 4 paires de pôles

Si la fréquence d’alimentation est de 50Hz

Ns = 3000 tr.mn-1 Ns = 750 tr.mn-1 Ns = 1500 tr.mn-1

P = Nombre de paire de pôles

Exercices :

Un moteur de 2 pôles est alimenté en courant alternatif 50HzSa vitesse de synchronisme sera de :

2 pôles = 1 paire de pôles donc Ns = 3000tr.mn-1

Ce même moteur alimenté en 60Hz

Ns = 3600tr.mn-1

Un moteur de 4 paires de pôles est alimenté en courant alternatif 50Hz puis en 60HzSa vitesse de synchronisme sera de :Avec un glissement de 5% sa vitesse réelle sera de :

Ns = 750tr.mn-1 et Ns = 900tr.mn-1

N = 712tr.mn-1 et N = 855tr.mn-1

Un moteur de 1 paire de pôles est alimenté en courant alternatif 50HzSa vitesse réelle est de 2910 tr.mn-1 :Quel est son glissement ?

Glissement = 3%

Plaque signalétique

Puissance utile délivrée sur l’arbre moteur

Vitesse nominale (réelle) du rotor

Rendement

Couplage à effectuer en fonction du réseau

Intensité (dans chaque phase) correspondante

Puissance réactive (absorbée)Pa=U.I V3 Cos

exploitation :

Puissance :(1,5Kw) puissance utile délivrée sur l’arbre du moteur.

facteur de puissance :(0,78) permet le calcul de la puissance réactive consommée par le moteur (.

Tensions : (230v/400v) la première indique la valeur nominale de la tension aux bornes d’un enroulement. Elle justifie le couplage (étoile ou triangle) à effectuer en fonction du réseau d’alimentation.

Intensités :(6,65A/3,84A) Elles représentes l’intensité en ligne (dans chaque phase) pour chacun des couplages .

rendement(rdt%76) : permet de connaître la puissance électrique consommée (on dit absorbée)

vitesse :(1440 Tr/mn) Indique la vitesse nominale du rotor. On dit aussi vitesse réelle. On connait alors La vitesse de synchronisme ns du moteur (ici 1500 T/mn)

Plaque signalétique

MOTEUR ASYNCHRONE en anglais : INDUCTION MOTORType : RYCN 450 L/2 référence constructeur.N° 06A584 001 : N° de série2007 : année de fabricationM 5000 kg : poids 480KW puissance mécanique utile sur l’arbre du moteur (½MW).cos φ 0,92 : facteur de puissance : permet le calcul de la puissance réactive consommée par le moteur.2979 tr/min : Vitesse en tr.mn-1. Indique la vitesse nominale du rotor. On connait alors la vitesse de synchronisme ns du moteur ici 3000 tr.mn-1.IC CACA International Cooling : méthode et type de fluide pour le refroidissement.IM 1001 : Classification des formes de construction et des dispositions de montage.IP55 : Indice de protection, indique la résistance du moteur à la poussière et à l’eau.IEC 60034-1 : Norme : caractéristiques assignées et caractéristiques de fonctionnement.

Temp. 40°C : température ambiante maximum sur le site d'exploitation.S1: Régime de fonctionnement, S1 fonctionnement 24h/2450HZ : Fréquence du réseau d’alimentation.

Pour le Stator :

11 000V Tension nominale d'alimentation 28.3A : Intensité nominale. Y couplage en étoile. (Δ pour un couplage en triangle) 3~ : Moteur triphasé. CI F : Classe d'isolation (échauffement maximal admissible 105°)∆T 80K : Echauffement maximal admissible 80°

S'ajoute des informations sur le graissage.

BRANCHEMENTBRANCHEMENT

Il y a deux possibilités de branchement du moteur au réseau électrique triphasé. Le montage en étoile et le montage en triangle. Avec un branchement en étoile, la tension au bornes de chacune des bobines est d’environ 220V. Dans le montage en triangle, chacune des bobines est alimentée avec la tension nominale du réseau (380V). On utilise le montage étoile si un moteur de 220V doit être relié sur un réseau 380V ou pour démarrer un moteur à puissance réduite dans le cas d’une charge avec une forte inertie mécanique.

Branchement étoile ou triangle

Branchement étoile ou triangle

Il y a deux possibilités de branchement du moteur au réseau électrique triphasé. Le montage en étoile (D) et le montage en triangle (Y).

Avec un branchement en étoile, la tension aux bornes de chacune des bobines est d'environ 230V.

Dans le montage en triangle, chacune des bobines est alimentée avec la tension nominale du réseau (400V). On utilise le montage étoile si un moteur de 230V doit être relié sur un réseau 400V ou pour démarrer un moteur à puissance réduite dans le cas d'une charge avec une forte inertie mécanique.

L1

L3 L2

U1

W1V1

400V

Réseau Français 230V/400V

Ce moteur doit être branché obligatoirement en étoile en

Francecar la tension bobine est de

230V

220V

Réseau Anglais 110V/220V

Ce moteur doit être branché en triangle en Angleterre

car la tension bobine est de 220V

S’il est branché en étoile il sera sous alimenté L1

L3 L2

W1 U1

W1V2

U2V1

Lecture de la plaque signalétique d ’un moteur asynchrone triphasé

LS 200L

KW 15

Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6

cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

LS 200L

KW 15

Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6

cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Marque du constructeur Référence du constructeur

LS 200L

KW 15

Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6

cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Masse du moteur asynchrone

Classe de température : échauffement possible

Indice de protection :•contre les corps solides

•contre les corps liquides

•contre les chocs mécaniques

ces points seront développés dans le cours de Technologie

LS 200L

KW 15

Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6

cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Puissance mécanique que le moteur délivre au point de fonctionnement nominal.

Cette valeur nominale sert de point de départ pour les ingénieurs qui doivent concevoir ce moteur

Dans les conditions nominales, l ’axe du moteur asynchrone tournera à la fréquence de rotation de 725 tr/min ( fréquence de rotation dite nominale ).

LS 200L KW 15

Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6

cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Attention, va falloir être précis !!!

LS 200L

KW 15 Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6 cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Dans les conditions nominales, le moteur doit être alimenté par un réseau triphasé

- de fréquence 50 Hz

de tension efficace composée

U = 230 V

de tension efficace composée

U = 400 VOU

BIEN

U = 230 V U = 400 V1

2

3

N

1

2

3

N

LS 200L

KW 15 Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6 cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Je peux faire ce que je veux ?Cela m ’étonnerait fort !!!

Peut-être qu’il faut faire attention au couplage( étoile ? triangle ? ) …

LS 200L

KW 15 Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6 cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

1

2

3

N

U = 230 V

Pour un réseau 230V, je dois coupler le moteur en ...

30.5 A pour le fonctionnement nominal

La valeur efficace d ’un courant de ligne vaut alors ...

Pour un réseau 400V, je dois coupler le moteur en ...

TRIANGLE ETOILE

1

2

3

N

U = 400 V

La valeur efficace d ’un courant de ligne vaut alors ...

17.6 A pour le fonctionnement nominal

I = 30.5 A I = 17.6 A

LS 200L

KW 15 Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6 cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Réseau 230V:couplage

TRIANGLE

Réseau 400V:couplage ETOILE

J ’ai raison ! Moi aussi !

1

2

3

N

U = 230 V

TRIANGLE ETOILE

1

2

3

N

U = 400 V

I = 30.5 A I = 17.6 A

Pour un réseau 230V,

Chaque enroulement supporte une tension composée de valeur efficace 230 V ...

et est traversé par un courant d ’intensité efficace J = I /3 = 30.5/ 3 = 17.6 A

Pour un réseau 400V,

Chaque enroulement supporte une tension simple de valeur efficace

U = V / 3 = 230 V ...

et est traversé par un courant de ligne d ’intensité efficace I = 17.6 A.

Les enroulements et donc le moteur fonctionnent

dans les mêmes conditions !

LS 200L

KW 15 Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6 cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

QUE RETENIR ???

Valeur efficace d ’une tension COMPOSEE

Valeur efficace d ’un courant de LIGNE

Pour se rappeler : la plus petite valeur de tension doit être la valeur efficace de la tension que supporte un enroulement

LS 200L

KW 15 Kg 175

50 Hz

Cl. F T = 80 K IP 555

725 tr/min

V 230 / 400 A 30.5 / 17.6 cos 0.8 Rend. 88%

LEROY SOMER

Pour finir ...

Facteur de puissance nominal

est le déphasage de la tension aux bornes d ’un enroulement par rapport au courant traversant ce même enroulement

Rendement nominal

puissance mécanique utile

puissance active reçue par le moteur

Bilan des puissances

2. Bilan des puissances

2.1 Puissance reçue ou absorbée ( consommée )

P = UI cosφ cos φ : facteur de puissance du moteur.

P ( en W ) ; U ( en V ) ; I ( en A ).

A vide, cos φ est faible et Pv = Pfs + Pméc + Pjs Pjs à vide peuvent être négligées

2.2 Pertes au stator

Pour un moteur en charge :

Pjs et Pfs : ce sont les pertes par effet Joule et les pertes fer ( magnétiques ) au stator.

Les pertes fer dépendent de la valeur efficace de la tension aux bornes des enroulements

et de la fréquence du réseau.

r : résistance d’un enroulement entre le neutre et la

En étoile : Pjs = 3rI2 = RI2 phase;

R : résistance entre deux bornes de phase du stator.

En triangle : Pjs = 3rJ2 = RI2 J : courant par phase ; I : courant en ligne.

3

2

3

2

3

2.3 Puissance transmise au rotor

Puissance transmise au rotor : Ptr ( en W )

T : Couple électromagnétique ( en N.m )

Ωs : Vitesse de synchronisme ( rad/s )

2.4 Puissance transmise à l’arbre du rotor et pertes au rotor.

Pr : puissance transmise à l’arbre du rotor.

Pr = TΩ Le rotor tourne à la vitesse Ω, vitesse du moteur asynchrone et développe le

couple électromagnétique T.

Les pertes électriques au niveau du rotor sont les pertes par effet Joule : Pjr.

Les pertes fer rotor Pfr sont négligeables.Pjr = g Ptr

Ptr = P - Pfs - Pjs = T Ωs

2.5 Puissance utile et pertes mécaniques

Pu : puissance utile ; Tu : couple utile.

Les pertes mécaniques sont dues aux frottements

et sont fonction de la vitesse.

2.6 Rendement d’un moteur asynchrone

Pjs = 3/2 RI2 Pjr = g Ptr

Réseau Entrefer Arbre

P = √3UIcosφ Stator Ptr = TΩs Rotor Pr = ( 1-g)Ptr Pu = TuΩ

Pfs Pméc

Si on néglige (Pfs et Pjs ) : Ptr = P Pr = Ptr - Pjr = (1 – g ) Ptr = ( 1 – g ) P

Si on néglige Pméc : Pr = Pu Pu = Pr = ( 1 – g)P ηmax = = 1 - g

Pu = Tu Ω

Pméc = Pr - Pu = ( T - Tu ) Ω

P

Pu

3. Caractéristiques mécaniques. Point de fonctionnement

3.1 Caractéristique mécanique Tu = f( Ω )

Tu ( en N.m )

Tu max

Tud

Tun

0 Ωn Ωs Ω ( en rad/s )

g = 1 g = 0

Pour Ω = Ωs , g = ? Tu = 0 N.m : fonctionnement à vide Pjr = g Ptr = ?

Pour Ω = 0 , g = ? Le moment du couple utile : Tu = Tud qui n’est pas nul. Le

moteur présente à l’arrêt ( Ω = 0 ) un couple important.

Liaison avec le réseauLe moteur est relié au réseau par un certain nombre de dispositifs de sécurité et de commande.

SECTIONNEUR

CONTACTEUR

RELAIS THERMIQUE

SECTIONNEUR - PORTE FUSIBLESpermet d'isoler un circuit pour effectuer des opérations de maintenance, de dépannage ou de modification sur les circuits électriques

CONTACTEURappareil de commande capable d'établir ou d'interrompre le passage de l'énergie électrique (commandé à distance par l’alimentation de la bobine KM1)

RELAIS THERMIQUEappareil de protection capable de protéger contre les surcharges (élévation anormale du courant consommé par le ou les récepteurs :1 à 3 In).

Liaison avec le réseau EDFL’alimentation de la bobine KM1 du contacteur est assurée par le « circuit de commande »

Disjoncteur

U

V

W

N

-Q0

Sectionneur porte fusible

Les contacts principaux permettent d'assurer le sectionnement de l'installation, c'est une fonction de sécurité obligatoire.

Les contacts auxiliaires permettent de couper le circuit de commande des contacteurs avant l'ouverture des pôles du sectionneur ce qui évite la coupure en charge. De même à la mise sous tension, le circuit de commande n'est fermé qu'après la fermeture des pôles du sectionneur.

La poignée de commande peut-être verrouillée en position ouverte par un cadenas (sécurité opérateur pour la maintenance).

-Q1Contact de

précoupure du sectionneur

Ne possède pas de pouvoir de coupure

Contacteur de puissance

-KM2 -KM2

Le contacteur est commandé à distance au moyen d’une bobine,

Le contacteur est un appareil mécanique de connexion ayant une seule position repos, commandé autrement qu'à la main, capable d'établir, de supporter et d'interrompre des courants dans les conditions normales du circuit, y compris les conditions de surcharge en service.

Un contacteur dont les contacts principaux sont fermés dans la position de repos est appelé rupteur.

possède un fort pouvoir de coupure(symbolisé par « l’excroissance »)

Relais thermique

M3~

-F2Relais

thermique

Fusibles

U

V

W

N

-Q1

F3 magnéto thermiqueF1 magnéto

thermiqueTR 400/24V

-F2

-AU

-S1

-S2 -S3

-KM2

-KM2

-KM2

-KM1

-KM1

-KM1

-KM1-KM2

-F2

-Q0 Disjoncteur magnéto thermique différentiel

-Q1Sectionneur coupecircuit à fusible

Contact de précoupure du

sectionneur

Transformateur de sécurité

Relais thermique

Arrêt d’urgence

Arrêt

Sens 1 Sens 2

Relais thermique

Contacteur de puissance

Contacteur de puissance

M3~

Phase 1 U

Phase 2 V

Phase 3 W

Neutre N

F3

Commande d’un moteur asynchrone

U

V

W

N

-Q1

F3 magnéto thermiqueF1 magnéto

thermiqueTR 400/24V

-F2

-AU

-S1

-S2 -S3

-KM2

-KM2

-KM2

-KM1

-KM1

-KM1

-KM1-KM2

-F2

-Q0 Disjoncteur magnéto thermique différentiel

-Q1Sectionneur coupecircuit à fusible

Contact de précoupure du

sectionneur

Transformateur de sécurité

Relais thermique

Arrêt d’urgence

Arrêt

Sens 1 Sens 2

Relais thermique

Contacteur de puissance

Contacteur de puissance

M3~

Phase 1 U

Phase 2 V

Phase 3 W

Neutre N

F3

Commande d’un moteur asynchrone

U

V

W

N

-Q1

F3 magnéto thermiqueF1 magnéto

thermiqueTR 400/24V

-F2

-AU

-S1

-S2 -S3

-KM2

-KM2

-KM2

-KM1

-KM1

-KM1

-KM1-KM2

-F2

-Q0 Disjoncteur magnéto thermique différentiel

-Q1Sectionneur coupecircuit à fusible

Contact de précoupure du

sectionneur

Transformateur de sécurité

Relais thermique

Arrêt d’urgence

Arrêt

Sens 1 Sens 2

Relais thermique

Contacteur de puissance

Contacteur de puissance

M3~

Phase 1 U

Phase 2 V

Phase 3 W

Neutre N

F3

Commande d’un moteur asynchrone

Sens 1

U

V

W

N

-Q1

F3 magnéto thermiqueF1 magnéto

thermiqueTR 400/24V

-F2

-AU

-S1

-S2 -S3

-KM2

-KM2

-KM2

-KM1

-KM1

-KM1

-KM1-KM2

-F2

-Q0 Disjoncteur magnéto thermique différentiel

-Q1Sectionneur coupecircuit à fusible

Contact de précoupure du

sectionneur

Transformateur de sécurité

Relais thermique

Arrêt d’urgence

Arrêt

Sens 1 Sens 2

Relais thermique

Contacteur de puissance

Contacteur de puissance

M3~

Phase 1 U

Phase 2 V

Phase 3 W

Neutre N

F3

Commande d’un moteur asynchrone

Sens 2

U

V

W

N

-Q1

F3 magnéto thermiqueF1 magnéto

thermiqueTR 400/24V

-F2

-AU

-S1

-S2 -S3

-KM2

-KM2

-KM2

-KM1

-KM1

-KM1

-KM1-KM2

-F2

-Q0 Disjoncteur magnéto thermique différentiel

-Q1Sectionneur coupecircuit à fusible

Contact de précoupure du

sectionneur

Transformateur de sécurité

Relais thermique

Arrêt d’urgence

Arrêt

Sens 1 Sens 2

Relais thermique

Contacteur de puissance

Contacteur de puissance

M3~

Phase 1 U

Phase 2 V

Phase 3 W

Neutre N

F3

Commande d’un moteur asynchrone

Variateur de vitesse

Pour permettre une utilisation plus universelle le variateur va permettre de fournir une tension triphasée de fréquence comprise entre 0.5 et 400HZ.

Il permet :

Le moteur asynchrone a sa vitesse définie par :

Le nombre de paires de pôles (défini à la fabrication)

La fréquence d’alimentation 50Hz en France…

D’avoir des vitesses variables.

Réaliser des démarrages arrêts inversions du sens de rotation progressifs.

De régler des rampes d’accélérations ou ralentissements.

De moduler le courant pour moduler le couple.

De faire varier la tension pour l’adapter à la fréquence ( tension faible en basse fréquence, et plus haute en haute fréquence u/f=constant).

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

Réseautriphasé

400V 50Hz

Parémètresutilisateur

Triphasé àfréquence variable

0.5Hz> f >400Hz

Mesure :tension /courant

Commandede l'onduleur

Carte de contrôle

µP

Alimentationcircuit de

commande

Redresseurtriphasé

limitationcourant de

charge

Condensateurfiltrage

Onduleurà transistors

Courbes idéalisées

U

V

W

Triphasé 400V

C +

T1 T3 T5

T2 T4 T6

Redresseur triphasé

Filtrage

onduleurStator du moteur

Variateur de vitesse principe

Le moteur est conçu pour fonctionner à 50Hz.

Le variateur permet de synthétiser une fréquence d’alimentation de 0.5Hz à 400Hz.

En basse vitesse se pose le problème du refroidissement du moteur.

En haute fréquence, l’effet inductif est plus important, le courant est plus faible, le couple est nettement inférieur au couple nominal.

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

à t = 0

•i1 = im/2

•i2 = -im

•i3 = im/2

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

à t = T/6

•i1 = im

•i2 = -im/2

•i3 = -im/2

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

à t = T/3

•i1 = im/2

•i2 = im/2

•i3 = -im

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

à t = T/2

•i1 = -im/2

•i2 = im

•i3 = -im/2

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

à t = 2T/3

•i1 = -im

•i2 = im/2

•i3 = im/2

x

y

0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 0,014 0,016 0,018

-300

-200

-100

0

100

200

300

à t = 5T/6

•i1 = -im/2

•i2 = -im/2

•i3 = im