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