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Moteurs Les moteurs à courant alternatif sont utilisés lorsqu'il est nécessaire de déplacer certains objets. L'efficacité du moteur détermine la rentabilité du mouvement de celui-ci. Un moteur génère généralement un mouvement de rotation et le transmet au compartiment final où ce mouvement est utilisé. Une partie de l'énergie générée par le moteur est perdue en cours de route en raison de facteurs tels que la friction ou la perte de chaleur. L'efficacité du moteur est donc le rapport entre l'énergie réellement utilisée et celle injectée dans le système mécanique. Bien entendu, les moteurs les plus efficaces garantissent un faible coût de fonctionnement, ce qui est toujours souhaité par un utilisateur de moteur.
Dans cet article, nous tenterons d'expliquer comment vous pouvez prendre une décision plus éclairée quant au moteur le mieux adapté à votre application.
Quelques termes
Avant d’approfondir l’explication de l’efficacité motrice et la façon dont elle peut être estimée, voici quelques termes importants :
Réalisations
Le travail est la quantité d’énergie nécessaire pour déplacer une certaine masse sur une certaine distance en utilisant la force.
Puissance
Le pouvoir est un travail effectué au fil du temps.
Efficacité
Le rapport entre la grandeur de l'énergie d'entrée qui peut être convertie en énergie de sortie utile ou en travail impliquant un système.
Charge nominale
La charge qu'une machine peut fournir avec une efficacité suffisante.
Pleine charge
La charge maximale qu'une machine peut fournir.
Facteur de puissance
Le rapport entre la puissance réelle et la puissance apparente dans un circuit.
La puissance réelle est la puissance électrique utilisée, la puissance apparente est la puissance électrique totale délivrée au circuit.
Rotor
La partie d'un moteur qui se déplace pour faire tourner l'arbre afin de fournir de l'énergie mécanique.
Stator
La partie fixe du moteur avec quelques enroulements, ou des aimants fixes avec des noyaux de différentes tôles métalliques ou de matériaux laminés.
Cela vous donnera un aperçu de la structure des moteurs et des principes de base concernant leur fonctionnement.
Mformule d'efficacité du moteur
Le rendement d'un moteur électrique est calculé en trouvant la puissance d'entrée et la puissance de sortie du moteur. Le rendement est le rapport entre la puissance de sortie et la puissance d'entrée, exprimé en pourcentage. Voici les étapes à suivre :
Calculer la puissance d'entrée (Pin): qui est la puissance électrique fournie au moteur. La formule est Pin = V x I, où V est la tension aux bornes du moteur et I est le courant qui traverse le moteur. Assurez-vous que les unités sont cohérentes, comme les volts multipliés par les ampères.
Mesurer ou calculer la puissance de sortie (Pout) : la puissance mécanique du moteur. Elle peut être déterminée par différentes approches en fonction de l'application spécifique concernée. Par exemple
Si le couple, T, et la vitesse angulaire, ω produits par un moteur sont connus, cette formule Pout = T x ω peut être établie.
Une valeur approximative de la puissance de sortie, lorsque la vitesse du moteur et la consommation électrique nominale sont connues, est donnée par Pout = Prated x (N/Nrated), où Nrated est la vitesse nominale.
Calcul de l'efficacité (η): On obtient cela à partir de η = (Pout / Pin) x 100%. Cela donne le pourcentage d'efficacité.
Par exemple, supposons que la puissance d'entrée du moteur soit de 1000 800 watts Pin et que la puissance de sortie Pout soit de XNUMX watts. Le calcul du rendement est indiqué ci-dessous.
η = (800/1000) x 100 % = 80 %.
Il ressort de cela que l'efficacité du moteur est de 80 % et que, par conséquent, 80 % de l'énergie électrique d'entrée est transformée en puissance mécanique utile.
Notez que le rendement du moteur dépend des conditions de charge, de la température et de la conception. Il est donc toujours judicieux de réaliser des mesures ou de consulter les spécifications du moteur pour connaître le rendement réel pour l'application pratique.
Efficacité du moteur et ses classes
Deux types de tests sont généralement effectués pour mesurer l'efficacité d'un moteur : un test à vide et un test sous charge. Un test à vide ne charge pas le moteur. En revanche, un test effectué avec une charge déjà connue est appelé test de charge. Au cours de ces tests, la puissance d'entrée et la puissance de sortie des moteurs sont mesurées par des instruments spécialisés, et l'efficacité est calculée sur la base de la formule illustrée précédemment. Notez que l'efficacité des moteurs change sous différentes conditions de charge, et donc tester les moteurs dans leurs conditions de fonctionnement habituelles donne des mesures correctes.
Plusieurs classes d'efficacité des moteurs ont été attribuées par la Commission électrotechnique internationale et la National Electrical Manufacturers Association. Ces classes sont basées sur une perte maximale autorisée sur un moteur et ne sont limitées que par la conception et/ou la taille du moteur. Plus la classe d'efficacité est élevée, plus les pertes autorisées sont faibles, ce qui permet d'obtenir un moteur généralement plus efficace.
Les principales classes de rendements moteurs :
Efficacité standard (IE1, NEMA conception A):Il s'agit de l'indice d'efficacité le plus bas des moteurs et il s'applique généralement aux moteurs plus anciens ou moins coûteux. Ces moteurs ont une efficacité comprise entre 50 et 90 %, selon leur taille et leur application.
Haute efficacité (IE2, conception NEMA B) : La valeur minimale de rendement dans cette classe est de 3 à 6 % supérieure à celle de la classe de rendement standard. Ces moteurs sont relativement plus efficaces et sont utilisés dans les applications où la conservation de l'énergie devient une priorité.
Efficacité haut de gamme (IE3, conception NEMA C) : La valeur minimale de rendement dans cette classe est supérieure de 2 à 3 % à celle de la classe à haut rendement. Ces moteurs sont les plus efficaces et sont utilisés dans des applications à hautes performances où l'efficacité énergétique et la fiabilité sont très importantes.
Ultra haute efficacité (IE4, conception NEMA D) : Le rendement minimum de cette classe est de 1 à 2 % supérieur à celui de la classe Haute Efficacité. Il s'agit des moteurs les plus développés et les plus efficaces, permettant les pertes les plus faibles et le rendement global le plus élevé.
Il est possible de choisir un moteur à rendement plus élevé pour réduire la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation tout en améliorant les performances et la fiabilité. Consultez les spécifications du moteur et prenez des mesures pour obtenir une image précise de l'efficacité du moteur dans une application réelle.
Maintenir les performances du moteur et améliorer son efficacité
Dans tout système, certaines pertes rendent la sortie inférieure à l'entrée. C'est pourquoi nous devons tenir compte de l'efficacité du système, l'une d'entre elles étant l'efficacité du moteur. Les pertes du moteur peuvent être dues à plusieurs raisons, notamment le frottement, la dissipation de l'énergie magnétique du moteur et les pertes résistives. La réduction des pertes du moteur augmente l'efficacité du moteur.
Une chose est sûre : il faut surveiller en permanence le moteur. Cela implique également de surveiller l'âge du moteur, la puissance de sortie donnée et la puissance nominale du moteur pour surveiller l'efficacité à long terme du moteur. De plus, vous devez surveiller le déséquilibre de tension, le déséquilibre de courant et le facteur de puissance. Vous devez avoir un facteur de puissance proche de 100 %.
Il existe plusieurs façons d’améliorer l’efficacité du moteur :
1. La principale cause des pertes dans les moteurs est le stator. ItIl a été constaté que le stator est responsable d'environ 30 % ou plus des pertes globales du moteur. La masse des enroulements du stator doit être maintenue à une valeur élevée pour réduire les pertes résistives correspondantes.
6. La lubrification du moteur est un autre facteur important qui peut garantir le fonctionnement efficace du moteur. Assurez-vous que les différents types de graisse ne fonctionnent pas en même temps et que les intervalles de lubrification sont basés sur la vitesse nominale installée du moteur, la taille des roulements, le type de graisse et l'augmentation de la température.
En résumé, il peut être essentiel de comprendre l’efficacité du moteur. à l'optimisation Utilisation de l'énergie et réduction des coûts d'exploitation. Les moteurs à haut rendement peuvent contribuer grandement à la recherche de durabilité et de rentabilité, que ce soit pour les entreprises ou les applications individuelles. Des systèmes industriels aux systèmes de transport et aux appareils électroménagers, aucun domaine ne peut se permettre de négliger la contribution des moteurs à haut rendement. Alors, œuvrons ensemble pour améliorer le rendement des moteurs pour un avenir plus vert et plus efficace. Alimentons le monde en énergie grâce au gaspillage d'énergie de l'Est.
