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Lorsque de telles machines modernes consommant de l'énergie fonctionnent à la fois dans l'industrie et dans la vie quotidienne, le choix du nombre de phases dans le moteur aura une grande conséquence sur leurs performances, leur économie et application gamme. Selon le nombre de bobines à l'intérieur d'un moteur, les moteurs peuvent être divisés en trois catégories : les moteurs monophasés, les moteurs biphasés et les moteurs triphasés. Une application commune de ces trois moteurs devient très importante dans leur gamme de domaines d'application.
Cet article a pour but de présenter les bases du phasage des moteurs et de discuter de la sélection des phases en fonction des performances et des applications des moteurs. À la fin de cet article, les lecteurs auront une meilleure compréhension du concept et de la catégorisation du phasage des moteurs pour sélectionner le moteur le plus approprié avec des performances et une efficacité optimales.
Moteurs monophasés
Le moteur monophasé est un type de moteur qui utilise une seule phase d'entrée pour ses transmissions d'énergie opérationnelles ; il a une structure simple avec un faible coût de fabrication. En général, un moteur monophasé a sa structure principale de fonctionnement basée sur les principes d'un courant alternatif monophasé ; la plupart du temps, il y a une bobine principale ainsi qu'une bobine secondaire. Une force magnétique principale est fournie par la bobine principale, qui est connectée à une source d'alimentation en courant alternatif, tandis qu'une autre bobine, l'auxiliaire, produit un champ magnétique de décalage à travers un condensateur pour aider le moteur à démarrer et à fonctionner. Lorsqu'une alimentation en courant alternatif est fournie à la bobine principale, le champ magnétique produit démarre la rotation du rotor, permettant ainsi au moteur de fonctionner.
Les moteurs monophasés sont de construction relativement simple et comprennent plusieurs pièces telles que le stator, le rotor et les roulements. Le stator est la bobine fixée à l'intérieur du moteur et sert à la génération du champ magnétique. Le rotor, quant à lui, est la partie rotative qui, en interagissant avec le champ magnétique généré par le stator, va générer de l'énergie. Les roulements soutiennent ensuite la rotation du rotor et réduisent les pertes par frottement.
Les moteurs monophasés ont trouvé un large champ d'application dans les appareils électroménagers et les pompes. Cependant, comparés aux moteurs biphasés et triphasés, les moteurs monophasés ont un couple de démarrage plus faible, sont moins efficaces et ont de faibles possibilités de production de puissance élevée. Par conséquent, pour certaines applications industrielles qui nécessitent une puissance et une efficacité élevées, des moteurs biphasés ou triphasés sont généralement utilisés.
Pour faire fonctionner des moteurs monophasés, certains circuits et dispositifs sont généralement nécessaires, comme des condensateurs, des circuits de démarrage et des contrôleurs de tension constante qui maintiennent l'alimentation en courant et en tension du moteur constante pour le démarrage et le fonctionnement corrects des moteurs monophasés.
Moteurs biphasés
Les moteurs biphasés sont relativement peu utilisés, leur principe de fonctionnement est basé sur les caractéristiques du courant alternatif biphasé. Par rapport aux moteurs monophasés, les moteurs biphasés ont un meilleur couple de démarrage et des caractéristiques de fonctionnement plus douces et trouvent donc leur application dans certains domaines spécifiques.
Un moteur biphasé est généralement constitué de deux bobines. Celles-ci sont connues sous le nom de bobines de phase A et de phase B. À leur tour, ces deux bobines dans ce type de moteurs ont leurs deux phases déphasées de 90 degrés ; la source d'alimentation de l'application CA génère un champ magnétique rotatif dans ces deux bobines. Leur rotor a la possibilité d'être un ensemble d'aimants permanents ou d'électroaimants qui seraient mobiles et ainsi, lorsqu'une interaction entre ce rotor et un champ magnétique rotatif se produit, cette interaction fournit au moteur la force motrice. Ces caractéristiques assurent une vitesse et un couple réguliers dans les moteurs biphasés, ce qui les rend très appropriés pour les applications qui exigent un contrôle précis et fluide ; par conséquent, cela constitue la base sur laquelle fonctionnent les instruments et capteurs de précision. Les moteurs biphasés promettent une efficacité plus élevée avec des niveaux de bruit réduits et sont donc appréciés dans les applications qui accordent une grande importance à la douceur de fonctionnement et aux niveaux de bruit.
Cependant, les moteurs biphasés ont des applications plus restreintes que les moteurs triphasés. En effet, les moteurs biphasés doivent être équipés de circuits et de systèmes de contrôle plus complexes pour leur alimentation et leur fonctionnement. De plus, un moteur biphasé ne peut pas facilement produire un couple de sortie élevé et une puissance élevée, ce qui limite ses applications dans certains domaines industriels.
Moteurs triphasés
Le moteur triphasé est un type de moteur qui est entraîné par un courant alternatif triphasé, comprenant trois bobines à l'intérieur : phase A, phase B et phase C. Dans ces trois bobines, le courant dans chaque bobine est déphasé de 120 degrés électriques. Le moteur fonctionne avec un champ magnétique rotatif, avec trois bobines soumises à une source d'alimentation CA. Le rotor d'un moteur triphasé est constitué d'aimants mobiles permanents ou d'électroaimants qui interagissent avec le champ magnétique rotatif et fournissent la force motrice au moteur pour réaliser certaines opérations. La création d'un champ magnétique rotatif dans un tel moteur dépend entre autres de la fréquence et du déphasage d'une alimentation CA. En fait, en modifiant la fréquence et le déphasage de l'alimentation électrique, le démarrage, l'accélération, la décélération et l'inversion du moteur sont réalisés.
Cela augmente également l'efficacité du moteur triphasé avec une puissance et un champ d'application beaucoup plus élevés. Ainsi, le moteur a plusieurs applications dans tous les types d'utilisation de machines lourdes, y compris les éoliennes, les pompes à eau, les compresseurs, etc. En outre, la capacité de démarrage et la stabilité de fonctionnement ont également été améliorées. Les avantages mentionnés ci-dessus aident le moteur triphasé à être privilégié en cas de mesures élevées et très précises du fonctionnement de tout instrument.
Dans les projets réels, il faut généralement l'équiper d'un circuit et d'un système de contrôle correspondants pour fonctionner. Il fournit l'énergie et fonctionne. Le dispositif de contrôle du moteur utilisé est normalement un onduleur triphasé. Un contrôle précis du moteur peut être réalisé en ajustant la fréquence et la différence de phase de l'alimentation CA. De plus, pour les moteurs triphasés, des dispositifs de protection et une maintenance appropriés sont adaptés pour garantir la sécurité et la fiabilité du fonctionnement.
Il s'agit d'un type particulier de moteur triphasé dont le rotor est principalement constitué d'aimants permanents, et aucune excitation de ce type n'est requise à partir d'une source externe. Comme l'aimant permanent fournit en permanence un champ magnétique constant, le moteur synchrone triphasé à aimant permanent fonctionne grâce à l'interaction d'un champ magnétique rotatif généré à l'intérieur du moteur et de celui fourni par l'aimant permanent, ce qui permet à son tour au moteur de fournir un entraînement et de fonctionner. Ses mérites en termes de performances comprennent un rendement élevé, un facteur de puissance élevé et un niveau de bruit très faible, de sorte que le moteur est utilisable dans des applications de haute précision et à grande vitesse nécessitant une grande fiabilité.
En termes de performances, le choix général du nombre de phases est étroitement lié aux performances du moteur et à la plage d'application. En sachant quels moteurs fonctionnent le mieux avec différentes configurations de phases, nous pouvons examiner leur adéquation aux conditions d'application spécifiées. En outre, il existe des caractéristiques initiales, la complexité du contrôle, la fiabilité et la stabilité. La prise en compte de tous ces facteurs en fonction des besoins réels nous permettra de sélectionner le nombre de phases et le type de moteur les plus adaptés, permettant au moteur de fonctionner de manière optimale dans une application donnée et d'améliorer l'efficacité et la fiabilité.
