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Avez-vous déjà réfléchi à ce qui fait fonctionner les grosses machines dans les usines et les ateliers ? Beaucoup d'entre elles utilisent un type de moteur particulier. Ce moteur est appelé moteur à induction triphasé. Ce qui est le plus intéressant, c'est qu'il peut démarrer tout seul. Il suffit de lui donner de l'énergie pour qu'il commence à tourner. C'est très important et c'est la raison pour laquelle ces moteurs sont si souvent utilisés.
Dans cet article, vous découvrirez la raison simple de cette magie de l'auto-démarrage. Nous expliquerons étape par étape comment une source d'énergie triphasée produit une force spéciale. Cette force fait tourner le moteur sans aucune aide extérieure. Il n'est pas nécessaire d'être ingénieur pour comprendre. Nous utiliserons des mots simples et des exemples simples pour expliquer le fonctionnement de ce puissant moteur à induction.
Un moteur à induction triphasé est un type de moteur électrique. On peut le considérer comme le moteur principal pour les gros travaux dans le monde. Il est solide, simple et vous pouvez compter sur lui. Le nom du moteur en dit long. Le terme "triphasé" signifie qu'il utilise un type particulier d'électricité. Ce type d'électricité comporte trois flux de courant distincts. "Induction" signifie qu'il utilise la puissance des aimants pour faire tourner sa partie mobile sans qu'aucun fil ne la touche.
Ce moteur se compose de deux parties principales. La première partie est le stator. Le stator est la partie extérieure du moteur qui reste immobile. Il ne bouge pas. La deuxième partie est le rotor. Le rotor est la partie située à l'intérieur du moteur qui peut tourner. La magie du moteur à induction est due à la façon dont ces deux pièces fonctionnent ensemble. Elles utilisent l'électricité et les aimants pour créer un mouvement puissant et faire tourner des objets lourds.
La capacité d'auto-démarrage d'un moteur à induction triphasé est son atout le plus connu. Mais pourquoi est-ce si important ? Imaginez que vous deviez pousser un énorme ventilateur chaque fois que vous vouliez le faire démarrer. Ou encore de devoir faire tourner une lourde pompe à eau avec les mains pour la mettre en mouvement. Ce serait très difficile et peu utile. Un moteur à démarrage automatique résout ce problème.
Lorsque nous disons qu'un moteur est autodémarrant, cela signifie qu'il suffit de lui donner de l'énergie. Il se met alors à tourner et produit sa propre force de rotation. Il n'a pas besoin d'une poussée extérieure. Il n'a pas non plus besoin d'un outil de démarrage sophistiqué de l'extérieur pour se mettre en mouvement. Cette fonction d'auto-démarrage rend le moteur à induction très, très facile à utiliser. Il suffit d'appuyer sur un interrupteur pour qu'il commence à fonctionner. Cette facilité est l'une des principales raisons pour lesquelles ce type de moteur est utilisé dans un si grand nombre de machines.
Le stator est la base de la force du moteur à induction. Il s'agit de la coque extérieure du moteur, grande, ronde et lourde. Il reste parfaitement immobile lorsque le moteur est en marche. À l'intérieur du stator, il y a de petites rainures qui contiennent des bobines de fil. C'est ce qu'on appelle les enroulements du stator. Il existe trois jeux de bobinages différents. Il y en a un pour chaque phase de l'alimentation triphasée.
Lorsque vous branchez l'alimentation électrique triphasée au moteur, le courant passe par les enroulements du stator. Le rôle du stator est de transformer cette électricité en un champ magnétique puissant. Mais il ne s'agit pas d'un simple champ magnétique. Grâce à l'alimentation triphasée, le stator peut produire un type de champ très particulier. Il s'agit d'un champ magnétique rotatif. Ce champ est le secret qui permet au moteur de démarrer et de tourner. Le stator est la partie qui exerce la "poussée" sans jamais toucher le rotor.
C'est là que les choses sérieuses commencent. Une alimentation triphasée n'est pas un seul flux d'électricité. Il s'agit de trois flux distincts, ou phases, de courant. Ces trois flux de courant sont synchronisés comme il se doit. Ils deviennent plus forts et plus faibles l'un après l'autre. Cela se produit dans un schéma régulier qui se répète. C'est comme trois amis qui poussent un manège. Le premier ami pousse. Puis le deuxième pousse. Puis le troisième ami pousse, et tout recommence. Leurs poussées sont bien réparties. Cela permet au manège de tourner en douceur tout le temps.
Les enroulements du stator sont placés en cercle. Chaque jeu d'enroulements est relié à l'une des trois phases.
Parce que ces pics de puissance se produisent dans le bon ordre, le champ magnétique total n'apparaît pas et ne disparaît pas. Au contraire, il donne l'impression de tourner autour de l'intérieur du stator à une vitesse constante. C'est ce que l'on appelle le champ magnétique tournant. Le stator utilise l'alimentation triphasée pour produire ce champ de force en rotation, et aucune partie du stator ne doit bouger. La vitesse de ce champ porte un nom particulier : la vitesse synchrone.
| Phase | Niveau de puissance | Direction du champ magnétique |
|---|---|---|
| 1 | Haut | Haut de la page |
| 2 | Aller vers le haut | A droite et en haut |
| 3 | Faible | Droit |
(Il s'agit d'un simple tableau pour montrer comment le champ se déplace)
Parlons maintenant de la deuxième partie principale : le rotor. Le rotor est la partie du moteur à induction qui tourne vraiment et qui fait le travail. Le type de rotor le plus courant est appelé "rotor à cage d'écureuil". Il ressemble un peu à la cage d'un hamster. Il est constitué de barres solides sur les côtés, reliées par des anneaux à chaque extrémité. Ces barres sont souvent en aluminium ou en cuivre.
La chose la plus importante à savoir sur le rotor d'un moteur à induction est qu'il n'est pas relié à une source d'énergie extérieure. Il n'y a pas de fils qui le relient. Il se trouve simplement à l'intérieur du stator et peut tourner librement. Son rôle est de répondre au champ magnétique créé par le stator. Le rotor est la partie qui est "trompée" dans sa rotation par le champ magnétique tournant. La conception simple du rotor, sans pièces qui frottent ou qui nécessitent des connexions filaires directes, est ce qui rend le moteur à induction si solide et capable de durer longtemps.
Voici comment le stator et le rotor fonctionnent l'un avec l'autre. Le stator produit un champ magnétique rotatif puissant. Ce champ tourne à l'intérieur du moteur et traverse le rotor. Lorsque le champ magnétique se déplace sur les barres métalliques du rotor, une règle scientifique appelée "induction électromagnétique" commence à fonctionner. Le champ magnétique en mouvement crée une tension. Cette tension fait circuler un fort courant électrique à l'intérieur des barres du rotor.
Le rotor est parcouru par son propre courant. Lorsqu'un courant circule dans un fil ou une barre, il crée son propre champ magnétique. Cela signifie que nous avons maintenant deux champs magnétiques. L'un est le grand champ tournant du stator. L'autre est un nouveau champ autour du rotor, créé par le nouveau courant. Ces deux champs magnétiques agissent l'un sur l'autre. Le champ du stator pousse et tire sur le champ du rotor. C'est cette poussée et cette traction qui font que le rotor commence à tourner.
Le couple est simplement une force de rotation ou de torsion. Lorsque vous utilisez un outil pour serrer une vis, vous utilisez un couple. Dans un moteur à induction, la façon dont le champ du stator et le champ du rotor fonctionnent ensemble produit une forte force de rotation, ou couple, sur le rotor. Le champ magnétique rotatif du stator est toujours en mouvement. Il entraîne le rotor avec lui. C'est comme tenir une carotte sur un bâton pour faire marcher un âne.
C'est ce couple qui confère au moteur à induction sa capacité d'auto-démarrage. Dès que vous mettez le courant triphasé sous tension, le champ magnétique rotatif apparaît. Ce champ crée immédiatement un courant dans le rotor. Ce courant crée un second champ magnétique, et les deux champs, en travaillant ensemble, produisent un couple. Ce couple est suffisamment fort pour mettre le rotor en mouvement, même s'il veut rester immobile. Le couple produit fait que le rotor commence à tourner. Il essaie de rattraper le champ tournant du stator. C'est la raison pour laquelle le moteur s'auto-démarre.
Il est plus facile de comprendre pourquoi un moteur à induction triphasé est auto-démarrant si l'on examine un moteur qui ne l'est pas. Il s'agit du moteur à induction monophasé. Vous pouvez trouver ces moteurs dans des objets de la maison, comme les ventilateurs et les réfrigérateurs. Une source d'alimentation monophasée n'a qu'un seul flux de courant qui va et vient.
Lorsque vous alimentez le stator d'un moteur en courant monophasé, celui-ci ne produit pas de champ magnétique rotatif. Il s'agit plutôt d'un champ qui s'intensifie et s'affaiblit à un endroit donné. Il ne tourne pas. Ce champ instable ne peut pas décider dans quelle direction pousser le rotor. Le rotor reste donc immobile et émet un bourdonnement. Il n'a pas de couple de démarrage. Pour qu'un moteur à induction monophasé démarre, il a besoin d'une pièce supplémentaire, comme un condensateur. Cette pièce permet de créer un deuxième champ magnétique légèrement décalé. Cela donne au rotor la première impulsion dont il a besoin pour commencer à tourner dans une direction.
Lorsque nous disons qu'un moteur à induction triphasé a une capacité d'auto-démarrage, nous voulons dire qu'il n'a pas besoin d'être poussé ou tiré de l'extérieur pour démarrer. Il n'est pas nécessaire de le faire tourner avec la main. Vous n'avez pas non plus besoin de pièces électriques supplémentaires fantaisistes pour créer le mouvement de démarrage. Le moteur est auto-démarrant parce que sa conception simple, lorsqu'il est utilisé avec une alimentation triphasée, produit sa propre force de démarrage.
Tout ce dont le moteur a besoin, c'est du bon type d'alimentation. L'alimentation triphasée est le secret. Le moteur à induction n'a besoin d'aucun autre outil extérieur pour se mettre en marche. La façon dont les trois phases du courant arrivent dans le bon ordre permet au stator de produire un champ magnétique rotatif. Ce champ est tout ce dont le rotor a besoin pour commencer à tourner. L'ensemble du système fonctionne immédiatement.
Le moteur à induction triphasé est un excellent choix pour les gros travaux, car sa conception à démarrage automatique est également très simple et résistante. Le rotor n'a pas de fils spéciaux nécessitant une alimentation propre. Il n'a pas non plus de balais qui peuvent s'user avec le temps. Les principales pièces sont le stator, qui ne bouge pas, et un rotor simple et solide. Il y a très peu de pièces qui peuvent se casser.
Cette conception simple, associée à sa forte capacité d'auto-démarrage, fait du moteur à induction triphasé un excellent choix pour les travaux difficiles. Il peut démarrer même lorsqu'il doit déplacer des objets lourds. Il tourne à une vitesse qui est presque toujours la même. Il peut fonctionner pendant de nombreuses années et ne nécessite pas beaucoup d'entretien. La possibilité de le brancher à l'électricité et de le faire démarrer à chaque fois est ce qui a fait de ce merveilleux moteur à induction le moteur le plus utilisé au monde.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
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