Différence entre moteur synchrone et moteur à induction

Moteur synchrone vs moteur à induction
 

Les moteurs à induction et les moteurs synchrones sont des moteurs à courant alternatif utilisés pour convertir l’énergie électrique en énergie mécanique..

En savoir plus sur les moteurs à induction

Basés sur les principes de l'induction électromagnétique, les premiers moteurs à induction ont été inventés par Nikola Tesla (en 1883) et Galileo Ferraris (en 1885), indépendamment. En raison de leur construction simple et de leur utilisation robuste, ainsi que de leurs coûts de construction et de maintenance réduits, les moteurs à induction constituaient le choix par rapport à de nombreux autres moteurs à courant alternatif, pour les équipements lourds et les machines..

La construction et l'assemblage du moteur à induction sont simples. Les deux parties principales du moteur à induction sont le stator et le rotor. Le stator dans le moteur à induction est une série de pôles magnétiques concentriques (généralement des électroaimants), et le rotor est une série d'enroulements fermés, ou de tiges en aluminium agencées de manière similaire à une cage d'écureuil, d'où le nom de rotor à cage d'écureuil. L'arbre pour fournir le couple produit est à travers l'axe du rotor. Le rotor est placé dans la cavité cylindrique du stator, mais n'est connecté électriquement à aucun circuit externe. Aucun commutateur ni balais, ou autre mécanisme de connexion n'est utilisé pour fournir du courant au rotor.

Comme tout moteur, il utilise des forces magnétiques pour faire tourner le rotor. Les connexions dans les bobines de stator sont disposées de manière à ce que des pôles opposés soient générés du côté opposé exact des bobines de stator. Lors de la phase de démarrage, des pôles magnétiques sont créés périodiquement sur le périmètre. Cela crée un changement de flux à travers les enroulements du rotor et induit un courant. Ce courant induit génère un champ magnétique dans les enroulements du rotor et l’interaction entre le champ du stator et le champ induit entraîne le moteur..

Les moteurs à induction sont conçus pour fonctionner à la fois dans les courants monophasés et polyphasés, ces derniers étant destinés aux machines à usage intensif nécessitant un couple élevé. La vitesse des moteurs à induction peut être contrôlée en utilisant le nombre de pôles magnétiques dans le pôle du stator ou en réglant la fréquence de la source d'alimentation d'entrée. Le glissement, qui permet de déterminer le couple du moteur, donne une indication de son efficacité. Les enroulements du rotor court-circuités ont une faible résistance, ce qui entraîne un courant important induit pour un faible glissement dans le rotor; donc, il produit un couple important.

Aux conditions de charge maximales possibles, pour les petits moteurs, le glissement est d’environ 4 à 6% et de 1,5 à 2% pour les gros moteurs; les moteurs à induction sont donc considérés comme ayant une régulation de vitesse et sont considérés comme des moteurs à vitesse constante. Pourtant, la vitesse de rotation du rotor est inférieure à la fréquence de la source d'alimentation.

En savoir plus sur le moteur synchrone

Le moteur synchrone est l'autre type majeur de moteur à courant alternatif. Le moteur synchrone est conçu pour fonctionner sans différence de vitesse de rotation de l'arbre et de fréquence du courant alternatif; la période de rotation est un multiple entier des cycles alternatifs.

Il existe trois principaux types de moteurs synchrones; moteurs à aimants permanents, moteurs à hystérésis et moteurs à réluctance. Des aimants permanents en néodyme, bore-fer, samarium-cobalt ou ferrite sont utilisés comme aimants permanents sur le rotor. Les entraînements à vitesse variable, où le stator est alimenté par une tension et une fréquence variables, constituent l'application principale des moteurs à aimants permanents. Ceux-ci sont utilisés dans des appareils nécessitant un contrôle de vitesse et de position précis.

Les moteurs à hystérésis ont un rotor cylindrique lisse et lisse, qui est moulé en acier au cobalt «dur» magnétique à coercivité élevée. Ce matériau a une large boucle d'hystérésis, c'est-à-dire qu'une fois magnétisé dans une direction donnée, il nécessite un champ magnétique inverse important dans la direction opposée pour inverser l'aimantation. En conséquence, le moteur à hystérésis a un angle de retard δ indépendant de la vitesse; il développe un couple constant du démarrage à la vitesse synchrone. Par conséquent, il démarre automatiquement et n'a pas besoin d'un enroulement d'induction pour le démarrer.

Moteur à induction vs moteur synchrone

• Les moteurs synchrones fonctionnent à la vitesse synchrone (RPM = 120f / p), tandis que les moteurs asynchrones fonctionnent à une vitesse inférieure à la vitesse synchrone (RPM = 120f / p - glissement) et le glissement est presque nul à couple de charge zéro et le glissement augmente avec le couple de charge.

• Les moteurs synchrones nécessitent un courant continu pour créer le champ dans les enroulements du rotor; les moteurs à induction ne sont pas tenus de fournir du courant au rotor.

• Les moteurs synchrones nécessitent des bagues collectrices et des brosses pour connecter le rotor à l'alimentation. Les moteurs à induction ne nécessitent pas de bagues collectrices.

• Les moteurs synchrones nécessitent des enroulements dans le rotor, tandis que les moteurs à induction sont le plus souvent construits avec des barres de conduction dans le rotor ou utilisent des enroulements court-circuités pour former une «cage d'écureuil».