Quel moteur à induction a un couple de démarrage élevé et pourquoi ?

Les moteurs à induction sont classés en différents types en fonction de la construction de leur rotor et de la méthode de démarrage. Les deux principaux types qui présentent un couple de démarrage élevé sont le moteur à induction à cage d’écureuil (SCIM) et le moteur à induction à bague collectrice (ou rotor enroulé).

1. Moteur à induction à cage d’écureuil (SCIM) :

Couple de démarrage :
- Les SCIM sont connus pour leur couple de démarrage modéré à élevé.
Construction du rotor :
- Le rotor d’un SCIM est constitué de barres conductrices ou de conducteurs en aluminium ou en cuivre court-circuités disposés dans une cage cylindrique, créant ainsi une conception simple et robuste.
Mécanisme à couple de démarrage élevé :
- Le couple de démarrage élevé d’un SCIM est attribué à la conception de la cage du rotor. Lorsque le moteur démarre, les courants du rotor induisent un champ magnétique qui interagit avec le champ du stator, créant un couple qui initie la rotation.

2. Moteur à induction à bague collectrice (rotor enroulé) :

Couple de démarrage :
- Les moteurs à induction à bague collectrice sont conçus pour fournir un couple de démarrage élevé.
Construction du rotor :
- Le rotor d’un moteur à bagues collectrices est enroulé avec des bobines isolées, et les enroulements du rotor sont connectés à des résistances externes via des bagues collectrices.
Mécanisme à couple de démarrage élevé :
- Lors du démarrage, des résistances externes sont initialement incluses dans le circuit du rotor, ce qui réduit le courant du rotor et permet au moteur de démarrer avec un couple élevé. À mesure que le moteur accélère, les résistances externes sont progressivement court-circuitées.

Facteurs influençant un couple de démarrage élevé :

Résistance du rotor :
- Les moteurs SCIM et les moteurs à bague collectrice atteignent un couple de démarrage élevé grâce à une résistance de rotor plus élevée lors du démarrage. Cette résistance plus élevée permet une plus grande production de couple pendant les étapes initiales.
Résistance réglable (bagues collectrices) :
- Dans les moteurs à bagues collectrices, les résistances externes connectées via des bagues collectrices sont réglables. Cette possibilité de réglage permet d’affiner le couple de démarrage en fonction des exigences spécifiques de l’application.

Avantages et applications :

Avantages d’un couple de démarrage élevé :
- Les moteurs dotés d’un couple de démarrage élevé sont avantageux dans les applications où la charge nécessite une force initiale importante pour vaincre l’inertie.
Applications :
- Les moteurs asynchrones à couple de démarrage élevé sont couramment utilisés dans des applications telles que les convoyeurs, les concasseurs, les compresseurs, les pompes et autres équipements où un couple de démarrage élevé est crucial.

Considérations :

Contrôle de la résistance du rotor :
- Le contrôle de la résistance du rotor dans les moteurs à bagues collectrices offre une flexibilité dans l’ajustement des caractéristiques couple-vitesse en fonction des exigences de charge.
Efficacité :
- Bien que ces moteurs offrent un couple de démarrage élevé, il est essentiel de prendre en compte le compromis en termes d’efficacité, car l’augmentation de la résistance du rotor peut entraîner des pertes plus élevées en fonctionnement normal.

Conclusion :

Les moteurs à induction à cage d’écureuil et les moteurs à induction à bague collectrice peuvent être conçus pour fournir un couple de démarrage élevé. La clé réside dans la construction du rotor et dans la capacité de contrôler la résistance du rotor lors du démarrage. Le choix entre les deux types dépend des exigences spécifiques de l’application et de la nécessité de caractéristiques de couple de démarrage réglables. Chaque type de moteur présente ses avantages et ses inconvénients, et le choix doit être fait en fonction des exigences uniques du système dans lequel il est utilisé.