Démarrage des moteurs asynchrones

 

 

Le moteur asynchrone d’induction qui est le moteur de base de l’industrie actuelle convient surtout pour les commandes à vitesse constante. Sa mise en vitesse, au moment du démarrage, est liée à la surintensité admissible par l’installation électrique au couple nécessaire à la machine entraînée, et à la durée de démarrage admissible

Nous vous proposons les solutions les plus employées

 

1> DEMARRAGE DIRECT

1-1 Principe

C’est le plus simple qui ne peut Atre exécuté qu’avec le moteur asynchrone à rotor à cage. Les enroulements du stator sont couplés directement sur le réseau

* Couplage des enroulements

 
 

 


La plaque à borne d’un moteur asynchrone est toujours couplée comme la figure. U V W entrées des enroulements X Y Z sont les sorties.

 

 

 

 

 

 

* Couplage étoile ( symbole Y

                                                

 
Les trois enroulements ont un point commun X Y Z

 

 

 

 

 

* Couplage triangle ( symbole~)

 
 


Les trois enroulements sont montés en série et les points communs sont

reliés à chaque phase du réseau

 

 

 

 

 

 

1-2     Intensité et couple

* Intensité

La surintensité au moment du démarrage peut être de 4 & 8 fois l’intensité nominale Id = 4 à 8 In

 

* Couple moteur

Au moment du démarrage, le couple moteur est en moyenne de 1,5 à 2 fois le couple nominal Cd = 0,5 à 1,5 Cn

 

1-3     Circuit de puissance

* Avec inversion

 
 

 

 

 


Un verrouillage mécanique est nécessaire pour éviter le court-circuit entre les 2 phases dans le cas ou KM1 et KM2 seraient fermés ensemble

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-4 Conclusions

a) Avantages

-      Simplicité de l’appareillage.

-      Couple important.

- Temps de démarrage court.

 

b) Inconvénients

-   Appel du courant important

-      Démarrage brutal

 

2> DEMARRAGE ETOILE -TRIANGLE ( Yr)

2-1    Principe

Ce procédé ne peut s’appliquer qu’aux moteurs dont toutes les extrémités d’enroulement sont sorties sur la plaque à bornes, et dont le couplage triangle correspond à la tension du réseau. Le démarrage s’effectue en 2 temps.

 

* Couplage étoile

 
- 1 temps : mise sous tension et couplage étoile des enroulements.
Le moteur démarre à tension réduite n

 

 

 

 

·       Couplage triangle

 

 

 
 

 


2 temps : Suppression du couplage étoile, et mise en couplage triangle Le moteur est alimenté sous pleine tension

 

 

 

 

             Pour un réseau 220 V   > Moteur 220 / 380 V

 

2-2 Intensité et Couple

*       Intensité

L’appel du courant au démarrage est le 1/3 de l’appel au démarrage direct en triangle Id — 1,3 à 2,6 In

 

* Couple

Le couple est sensiblement 3 fois plus faible qu’en démarrage direct Cd = 0,2 à 0,5 Cv

 

 

2-3    Circuit de puissance

 
                                     

 

 

 
Q       : Sectionneur
XM1 : Contacteur de ligne
KM3 : Contacteur de couplage
KM4 : Contacteur de couplage
      triangle

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le verrouillage mécanique entre KM4 et KM3 est conseillé ; il est obligatoire pour le verrouillage électrique.

 

2-4    Conclusions

*  Avantages

-  Appel de courant en étoile réduit au tiers de sa valeur en direct

-  Faible complication d’appareillage.

 

*   Inconvénients

-   Couple réduit au tiers de sa valeur en direct

-   Coupure entre les positions étoile et triangle d’ou apparition de phénomènes transitoires

 

* Emploi

  Machine démarrant à vide : Ventilateur...

 

3) DÉMARRAGE A RESISTANCES STATORIQUES

3-1     Principe

C’est une mise en série temporaire d’un ou plusieurs groupes de résistances en série avec le stator

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1 TEMPS KM1 ouvert

2 TEMPS KM1 fermé

 

3-2 Intensité et Couple

* Intensité

La tension appliquée aux bornes du moteur ne reste pas constante pendant le temps d’accélération

L’intensité maximale se situe lors de la mise sous tension, puis elle diminue Id = 4,5 In

 

 

*  Couple

* Le couple initial est relativement faible pour une pointe de courant assez importante . Cd = 0,75 Cn

 

3-3     Fonction & remplir

Ce démarrage peut se faire en 2,3,4.. .temps suivant la puissance du moteur par élimination des résistances statoriques branchées directement en série avec le stator.

 

3-4     Circuit de puissance

 

 

 

 

Km1

Km2

Km3

Arrêt

--

--

--

1 temps

*

--

--

2 temps

*

*

--

3 temps

*

*

*

 

 

3-5     Conclusions

* Avantages

 

-  La tension d’alimentation est trés fortement réduite au moment de démarrage, car l’appel du courant reste important

 

Couple moteur croissant pendant le démarrage et démarrage plus progressif

 

* Inconvénients

-  Appel du courant plus important qu’en étoile-triangle 4 à 5 fois In.

-  Le couple de démarrage est diminué par rapport au démarrage direct 0,75 Cn

 

* Emploi

Il convient aux machines dont le couple de démarrage est plus faible que le Cn EX : machine à bois ventilateur...

 

4) DEMARRAGE PAR AUTO-TRANSFORMATEUR

4-1 Principe

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Au moment de démarrage, la tension est réduite au moyen d’un
auto-transformateur.

 

-1 Temps Auto-transformateur en Y le moteur est alimenté à tension réduite

-2 Temps Ouverture du point Y, seul la self de la partie supérieure de l’enroulement limite le courant

-3 Temps Alimentation du moteur sous pleine tension

 

4-2    Intensité et couple

* Intensité

Le coùrant à l’intérieur de chaque enroulement réduit dans le rapport de la tension : Id=1.7 à 4 In.

 

            * Couple

On obtient un couple plus élevé avec une pointe d’intensité plus faible que pour les autres procédés de démarrage.

Cd=10.4 à 0.85 Cn

           

                4-3 Circuit de puissance

 

KM1

KM2

KM3

1 temps

*

*

--

2 temps

--

*

--

3 temps

--

--

*

Arrêt

--

--

--

KM1 : Contacteur de puissance étoile.

KM2 : Alimentation auto-transfo.

KM3 : Alimentation direct du sélecteur.

 

 

                  
                   4-4 Conclusions

 

                             * Avantages

-         Possibilité de choisir le couple de décollage.

-         Réduction de l’appel du courant.

-         Démarrage en 3 temps sans coupure.


* Inconvénient

-         Prix d’achat élevé de l’équipement.

 

* Emploi

Il est utilisé en général pour les machines de puissances > 100 KW EX : Compresseurs rotatifs à piston, les pompes...

 

5)   DEMARRAGE ROTORIQUE

5-1          Principe :

 On utilise obligatoirement un moteur asynchrone triphasé a rotor bobiné en étoile avec sorties sur trois bagues.

 

STATOR : Pleine tension

ROTOR : Des groupes de résistances sont bobinages rotoriques pendant le démarrage, puis sont court-circuités. Ce système permet certainement de diminuer pointe de courant au démarrage.

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


5-2 Intensité et Couple

* Intensité

Le courant absorbé est sensiblement proportionnel au couple fourni ou très peu supérieur. EX : Pour un couple de démarrage
Cd = 2,5 Cn. L’intensité sera sensiblement de 2 In     Id < 2,5 In

 

* Couple

On obtient fréquemment des couples de démarrage égaux à 2,5 fois le Cn sans surintensité excessive. On peut encore réduire la surintensité en augmentant le nombre de démarrage. Cd < 2,5 Cn.

 

5-3 circuit de puissance

 

 

           

        

               

KM1

K1

K2

1 temps

*

--

--

2 temps

*

*

--

3 temps

*

(*)

*

arret

--

--

--

    

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


5-4  Conclusions

* Avantages

-  L’appel de courant est pour un couple de démarrage donné le plus faible par rapport à tous les autres modes de démarrage

-  Possibilité de choisir par construction , couple et le nombre de temps de démarrage

 

* Inconvénient

- Nécessité d’un moteur à rotor bobiné

- Equipement plus cher