Les moteurs à courant alternatif sont largement utilisés dans les équipements industriels et les appareils électroménagers modernes. Parmi eux, les moteurs à courant alternatif monophasés et triphasés sont les types les plus courants. Ils diffèrent considérablement par leur structure, leur principe de fonctionnement et leurs méthodes de démarrage, notamment en termes de principes de démarrage. Comprendre ces différences est essentiel pour la sélection, la maintenance et l’application du moteur.
Principe de démarrage du moteur AC monophasé
Moteurs AC monophasés sont alimentés par du courant alternatif monophasé. Une alimentation monophasée produit un courant alternatif dans une seule direction, créant un champ magnétique pulsé plutôt que rotatif. A l'arrêt, ce champ pulsé ne peut pas générer de couple de démarrage.
Pour surmonter cette limitation, les moteurs monophasés nécessitent des mesures auxiliaires pour générer un champ magnétique tournant ou créer une différence de phase. Les méthodes de démarrage courantes incluent :
- Démarrage en phase divisée : Utilise un enroulement principal et un enroulement auxiliaire avec résistance série ou réacteur. Le courant de l'enroulement auxiliaire est en retard sur le courant de l'enroulement principal, générant une différence de phase et produisant un champ magnétique tournant initial. L'enroulement auxiliaire se déconnecte une fois que le moteur atteint une certaine vitesse.
- Démarrage du condensateur : Un condensateur en série avec l'enroulement auxiliaire augmente le décalage de phase, fournissant ainsi un couple de démarrage plus élevé, adapté aux applications à forte charge.
- Fonctionnement du condensateur : L'enroulement auxiliaire continue de fonctionner pendant le fonctionnement, formant un champ magnétique rotatif continu, améliorant les performances de fonctionnement et le facteur de puissance.
Les moteurs monophasés ont généralement un couple de démarrage plus faible, nécessitent des dispositions auxiliaires complexes et leurs performances de démarrage sont fortement influencées par la conception des enroulements et des condensateurs.
Principe de démarrage du moteur triphasé
Les moteurs à courant alternatif triphasés utilisent une alimentation triphasée avec des courants qui diffèrent de 120 degrés. Cela produit naturellement un champ magnétique tournant au sein du moteur, générant un couple à l'arrêt. Les moteurs asynchrones triphasés sont donc démarrage automatique .
Les méthodes de démarrage courantes incluent :
- Démarrage direct en ligne : Connecte le moteur directement à l’alimentation électrique, générant immédiatement le couple de démarrage complet.
- Démarrage à tension réduite : Utilise des méthodes étoile-triangle, résistance série ou autotransformateur pour réduire le courant d'appel et les contraintes mécaniques.
Les moteurs triphasés ont une structure plus simple, ont un couple de démarrage fluide et élevé et conviennent aux applications industrielles et au fonctionnement continu à haute puissance.
Différences fondamentales dans les principes de départ
- Génération de champ magnétique rotatif : Les moteurs monophasés reposent sur un enroulement auxiliaire ou des condensateurs pour créer une différence de phase. Les moteurs triphasés génèrent naturellement un champ tournant à partir de l’alimentation triphasée.
- Capacité de démarrage automatique : Les moteurs monophasés ne peuvent pas démarrer seuls et nécessitent des mesures externes. Les moteurs triphasés démarrent automatiquement directement à partir de l’alimentation électrique.
- Couple de démarrage et caractéristiques actuelles : Les moteurs monophasés ont un couple de démarrage plus faible et un courant de démarrage plus élevé, influencés par la conception des enroulements et des condensateurs. Les moteurs triphasés ont un couple de démarrage plus élevé et stable avec un courant contrôlable.
- Scénarios d'application : Les moteurs monophasés conviennent aux appareils électroménagers et aux petites machines. Les moteurs triphasés conviennent aux équipements industriels et aux applications lourdes.
Efficacité et fiabilité du démarrage
Lors du démarrage, les moteurs monophasés subissent des pertes supplémentaires dues aux enroulements auxiliaires et aux condensateurs, ce qui réduit le rendement. Le vieillissement des condensateurs ou les défaillances des contacteurs peuvent affecter la fiabilité. Les moteurs triphasés ont des fluctuations de démarrage minimes, de faibles contraintes mécaniques et une fiabilité opérationnelle plus élevée.
