En quoi les moteurs à induction sont-ils différents des moteurs synchrones ?

Dans cet article, nous examinerons les principales différences entre les moteurs électriques synchrones et les moteurs à induction afin que toute personne lisant ces lignes puisse clairement comprendre ces différences.

Moteurs asynchrones sont plus répandus aujourd'hui, mais dans certaines situations, les moteurs synchrones sont plus adaptés, plus efficaces pour résoudre des problèmes industriels et de production spécifiques, cela sera discuté ci-dessous.

Rappelons tout d'abord ce qu'est un moteur électrique. Moteur électrique s'appelle une machine électrique, conçue pour convertir l'énergie électrique en énergie mécanique de rotation du rotor et sert d'entraînement pour un mécanisme, par exemple, pour entraîner une grue ou une pompe.

De retour à l'école, tout le monde a appris et montré comment deux aimants se repoussent des pôles du même nom et des pôles opposés - ils s'attirent. il aimants permanents… Mais il existe aussi des aimants variables. Tout le monde se souvient d'un dessin avec un cadre conducteur situé entre les pôles d'un aimant permanent en forme de fer à cheval.

Un cadre situé horizontalement, si un courant continu le traverse, deviendra le champ magnétique d'un aimant permanent sous l'action d'une paire de forces (Intensité de l'ampère) jusqu'à ce qu'un équilibre vertical soit atteint.

Si un courant continu traverse ensuite le cadre dans la direction opposée, le cadre tournera davantage. Grâce à une telle alimentation alternative du châssis en courant continu dans un sens ou dans l'autre, une rotation continue du châssis est obtenue. Le cadre ici est un analogue d'un aimant variable.

L'exemple ci-dessus avec un châssis tournant dans sa forme la plus simple illustre le principe de fonctionnement d'un moteur électrique synchrone. Chaque moteur synchrone à rotor possède des enroulements de champ qui sont alimentés en courant continu qui forme le champ magnétique du rotor. Le stator d'un moteur électrique synchrone contient un enroulement de stator qui forme le champ magnétique du stator.

Lorsqu'un courant alternatif est appliqué à l'enroulement du stator, le rotor tourne à une fréquence correspondant à la fréquence du courant dans l'enroulement du stator. La vitesse du rotor sera synchrone avec la fréquence du courant d'enroulement du stator, c'est pourquoi un tel moteur électrique est appelé synchrone. Le champ magnétique du rotor est généré par le courant, et non induit par le champ du stator, de sorte que le moteur synchrone est capable de maintenir la vitesse nominale synchrone quelle que soit la puissance de charge, bien sûr dans des limites raisonnables.

Un moteur à induction, à son tour, diffère d'un moteur synchrone. Si nous rappelons l'image dans le cadre et que le cadre est simplement court-circuité, alors lorsque l'aimant tourne autour du cadre, le courant induit dans le cadre créera un champ magnétique sur le cadre et le cadre tentera de rattraper le aimant.

La vitesse du bâti sous charge mécanique sera toujours inférieure à la vitesse de l'aimant et donc la fréquence ne sera pas synchrone. Cet exemple simple montre comment fonctionne un moteur à induction.

Dans un moteur électrique asynchrone, le champ magnétique tournant est formé par un courant alternatif de l'enroulement du stator situé dans ses canaux. Le rotor d'un moteur à induction typique n'a pas d'enroulements en tant que tels, à la place il a des barres court-circuitées (rotor d'écureuil), un tel rotor est appelé rotor d'écureuil. Il existe également des moteurs à induction à rotor de phase, où le rotor contient des enroulements, dont la résistance et le courant peuvent être contrôlés par un rhéostat.

Alors, quelle est la principale différence entre un moteur à induction et un moteur synchrone ? Extérieurement, ils sont similaires, parfois même un spécialiste ne distinguera pas un moteur électrique synchrone d'un moteur asynchrone par des caractéristiques externes. La principale différence réside dans la conception des rotors. Le rotor du moteur à induction n'est pas alimenté en courant et ses pôles sont induits par le champ magnétique du stator.

Le rotor d'un moteur synchrone a un enroulement de champ entraîné indépendamment. Les stators d'un moteur synchrone et asynchrone sont disposés de la même manière, la fonction dans chaque cas est la même - créer un champ magnétique tournant sur le stator.

La vitesse d'un moteur à induction sous charge est toujours en retard sur la rotation du champ magnétique du stator par la quantité de glissement, tandis que la vitesse du moteur synchrone est égale en fréquence à la "révolution" du champ magnétique du stator, donc, si le la vitesse doit être constante sous différentes charges , il est préférable de choisir un moteur synchrone, par exemple L'entraînement de la cisaille guillotine est mieux adapté à sa tâche par un moteur synchrone puissant.

Le domaine d'application des moteurs asynchrones est aujourd'hui très large. Ce sont toutes sortes de machines, convoyeurs, ventilateurs, pompes - tous ces équipements où la charge est relativement stable ou la réduction de la vitesse de charge n'est pas critique pour le processus de travail.

Certains compresseurs et pompes nécessitent une vitesse constante à n'importe quelle charge ; des moteurs synchrones sont installés sur ces équipements.

Les moteurs synchrones sont plus chers à fabriquer que les moteurs asynchrones, donc s'il y a le choix et qu'une légère réduction de vitesse sous charge n'est pas critique, ils acquièrent un moteur asynchrone.

Les moteurs électriques synchrones sont largement utilisés dans les entraînements électriques qui ne nécessitent pas de contrôle de vitesse. Par rapport aux moteurs asynchrones, ils présentent de nombreux avantages :

• plus grande efficacité ;

• la possibilité de réaliser des moteurs à faible vitesse de rotation, ce qui permet d'abandonner les engrenages intermédiaires entre le moteur et la machine de travail ;

• la vitesse du moteur ne dépend pas de sa charge sur l'arbre ;

• la possibilité d'utiliser la puissance réactive comme dispositifs de compensation.

Les moteurs électriques synchrones peuvent être des consommateurs et des générateurs puissance réactive... La nature et la valeur de la puissance réactive d'un moteur synchrone dépendent de l'amplitude du courant dans l'enroulement inducteur. La dépendance du courant dans l'enroulement fournissant la tension au réseau électrique vis-à-vis du courant d'excitation est appelée caractéristique en U d'un moteur synchrone. A 100% de charge sur l'arbre moteur, son cosinus phi vaut 1. Dans ce cas, le moteur électrique ne consomme pas de puissance réactive du réseau électrique. Dans ce cas, le courant dans l'enroulement du stator a une valeur minimale.